CN108989859A - 一种手术示教系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于手术示教技术领域，公开了一种手术示教系统及方法，手术示教系统包括音视频采集装置、CMS服务器、流媒体服务器、移动终端和示教终端，移动终端分别与CMS服务器、流媒体服务器和示教终端电性连接，CMS服务器分别与音视频采集装置、流媒体服务器和移动终端电性连接，流媒体服务器和示教终端也电性连接，示教终端连接至少一个示教显示屏。本发明的手术示教系统及方法不仅能观看到手术室内更多的图像，具有更灵活的切换方式，还可将手术转播扩展到更大的地域范围。也可以通过院内的网络和专用工作站在手术室查询、调阅HIS\PACS\LIS等系统数据，也可以通过对I帧的识别可以解决视频图像切换时，图像存在黑屏的情况。

Description

一种手术示教系统及方法
技术领域
本发明属于手术示教技术领域，具体涉及一种手术示教系统及方法。
背景技术
数字化手术室是医疗信息化的必然产物。数字化手术室系统的建设是医院实现数字化管理的标志工程，能够增强医院的环节管理，提高医院的知名度。随着数字化、信息技术的高速发展，医院数字化也得到了进一步的发展，手术室实现数字化是必然趋势，手术示教又是数字化手术室中一个非常重要的应用。通过示教室把手术室内的各种医疗设备的视频资料，真实呈现到实习医生，或观摩人员的眼前，以达到教学或学术交流的目的。
现有常见的手术示教产品主要是用手术示教软件把高清术野采集出来，通过网络发送到示教室并配合双向语音进行手术的观摩教学。这种实时交流的方式能够确保示教室与手术室保持实时的同步交流。当在观摩多个手术室或者在一个手术室有多个影像信息需要还原给示教端时，目前示教控制方法不能灵活控制，不利于手术教学，降低了用户的体验。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明第一目的在于提供一种手术示教系统。
本发明为实现第一目的所采用的技术方案为：
一种手术示教系统，包括：
音视频采集装置，用于采集手术室音视频数据并发送到流媒体服务器；
CMS服务器，用于根据移动终端的权限和位置信息返回流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息；
流媒体服务器，用于根据移动终端的请求返回I帧信息，以及根据示教终端的请求返回音视频数据；
移动终端，用于显示I帧对应的图片以及输入控制指令；
示教终端，连接至少一个示教显示屏。
优选地，所述示教终端和示教显示屏之间设有解码器。
优选地，所述移动终端为可联网的手机或平板电脑。
本发明第二目的在于提供一种手术示教方法。
本发明为实现第二目的所采用的技术方案为：
一种手术示教方法，包括以下步骤：
S1、移动终端连接至CMS服务器，CMS服务器获取移动终端的权限和位置信息，CMS服务器将流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息返回给移动终端；
S2、移动终端从流媒体服务器获取视频数据的I帧信息并实时显示；
S3、根据移动终端接收到的控制指令将需要控制的音视频数据传递给示教终端并发出播放指令；
S4、示教终端根据移动终端提供的控制指令和播放指令从流媒体服务器获取音视频数据并播放。
优选地，所述步骤S1中，移动终端将接收到的流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息缓存。
优选地，所述步骤S2中，流媒体服务器判断是否存有对应视频流所需要的I帧信息，若没有通过获取流程获取到I帧信息，获取流程为：首先获取到视频数据流信息，并从视频数据流信息中分离出音频视频和同步数据，然后流媒体服务器开始搜索对应视频的需要的I帧，捕获到I帧后根据已有I帧的间隔信息对下一个I帧进行预测，根据预测跳过若干个字节，开始搜索I帧，并记录I帧的间隔信息，在I帧信息获取后，返回给移动终端I帧信息。
优选地，手术示教方法还包括步骤S5：示教终端获取的音视频数据根据示教终端接收到的播放指令通过对应的示教显示屏进行播放。
本发明的有益效果为：
目前传统的手术示教系统中对手术室多个医疗影像显示屏幕(无影灯第三臂配置两块吊臂显示器、手术室墙壁嵌入安装壁挂全高清液晶电视的图像)操作非常不灵活，影响示教过程，如果示教老师需要将需要掌握的医疗设备图像切换到对应观看的显示屏幕上，需要对每个屏幕单独进行操作。
本发明的手术示教系统及方法相比传统的手术示教系统不仅能观看到手术室内更多的图像，具有更灵活的切换方式，还可将手术转播扩展到更大的地域范围。也可以通过院内的网络和专用工作站在手术室查询、调阅HIS\PACS\LIS等系统数据，也可以通过对I帧的识别可以解决视频图像切换时，图像存在黑屏的情况。给予示教更多术中的支持。
附图说明
图1是本发明手术示教系统的结构框图。
图2是本发明I帧的获取流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，本实施例提供一种手术示教系统，包括音视频采集装置、CMS服务器、流媒体服务器、移动终端和示教终端，移动终端分别与CMS服务器、流媒体服务器和示教终端电性连接，CMS服务器分别与音视频采集装置、流媒体服务器和移动终端电性连接，流媒体服务器和示教终端也电性连接，示教终端电性连接示教显示屏1和示教显示屏2。
可以理解，示教显示屏的数量不限于本实施方式中的两个，在其他实施方式中，可以为若干个。
音视频采集装置用于采集手术室音视频数据并发送到流媒体服务器，音视频采集装置采集手术过程中室内整体场景的视频和手术操作过程的医疗影像，音视频采集装置可以为高清摄像机和/或全景摄像机和/或高清编码器。
CMS服务器用于根据移动终端的权限和位置信息返回流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息。CMS服务器作为中心管理服务器，全局唯一运行。CMS服务器接入来自各设备端的注册连接、其他服务节点的连接(如流媒体服务器、回放点播服务器等)、移动终端的请求连接。所有关于设备连接的维护与管理、控制命令的下发、设备信息上报解析，移动终端请求控制，负载均衡等控制均由CMS服务器进行。
流媒体服务器用于根据移动终端的请求返回I帧信息，以及根据示教终端的请求返回音视频数据。流媒体服务器可分布式多点部署，以实现具体的流媒体直播转发、点播回放等需求。
移动终端用于显示I帧对应的图片以及输入控制指令。移动终端为可联网的手机或平板电脑，也可以为其他具有输入功能和显示输出功能的电子设备。
示教终端和示教显示屏之间设有解码器。解码器用于将示教终端获得的音视频数据解码后在示教显示屏播放。
本实施例还提供一种手术示教方法，可使用上述的手术示教系统，包括以下步骤：
S1、登陆系统，用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称UDP)连接初始化，移动终端连接至CMS服务器，CMS服务器获取移动终端的权限和位置信息，CMS服务器将流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息返回给移动终端；移动终端将接收到的流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息缓存，以便于随时调用。
S2、移动终端从流媒体服务器获取视频数据的I帧信息并实时显示，具体的，流媒体服务器判断是否存有对应视频流所需要的I帧信息，若没有通过获取流程获取到I帧信息。
如图2所示，上述的获取流程为：首先获取到视频数据流信息，并从视频数据流信息中分离出音频视频和同步数据，然后流媒体服务器开始搜索对应视频的需要的I帧，捕获到I帧后根据已有I帧的间隔信息对下一个I帧进行预测，根据预测跳过若干个字节，开始搜索I帧，并记录I帧的间隔信息，在I帧信息获取后，返回给移动终端I帧信息，移动终端显示对应清晰的图片信息。
S3、根据移动终端接收到的控制指令将需要显示的音视频数据传递给示教终端并发出播放指令；
S4、示教终端根据移动终端提供的控制指令和播放指令从流媒体服务器获取音视频数据并播放。
S5：示教终端获取的音视频数据根据示教终端接收到的播放指令通过对应的示教显示屏进行播放。
通过上述的I帧获取和搜索方法，移动终端能在视频流中，以低的资源只用率获取到清晰的图片信息。实现了移动终端对高清图像的即时控制，从而提高了移动终端在控制传输流媒体数据的灵活性。同时也为手术关键节点高清图像的即时截图提供可靠的数据来源。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种手术示教系统，其特征在于，包括：
音视频采集装置，用于采集手术室音视频数据并发送到流媒体服务器；
CMS服务器，用于根据移动终端的权限和位置信息返回流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息；
流媒体服务器，用于根据移动终端的请求返回I帧信息，以及根据示教终端的请求返回音视频数据；
移动终端，用于显示I帧对应的图片以及输入控制指令；
示教终端，连接至少一个示教显示屏。
2.根据权利要求1所述的手术示教系统，其特征在于：所述示教终端和示教显示屏之间设有解码器。
3.根据权利要求1所述的手术示教系统，其特征在于：所述移动终端为可联网的手机或平板电脑。
4.一种手术示教方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、移动终端连接至CMS服务器，CMS服务器获取移动终端的权限和位置信息，CMS服务器将流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息返回给移动终端；
S2、移动终端从流媒体服务器获取视频数据的I帧信息并实时显示；
S3、根据移动终端接收到的控制指令将需要控制的音视频数据传递给示教终端并发出播放指令；
S4、示教终端根据移动终端提供的控制指令和播放指令从流媒体服务器获取音视频数据并播放。
5.根据权利要求4所述的手术示教方法，其特征在于：所述步骤S1中，移动终端将接收到的流媒体服务器信息和权限信息以及示教终端信息缓存。
6.根据权利要求4所述的手术示教方法，其特征在于：所述步骤S2中，流媒体服务器判断是否存有对应视频流所需要的I帧信息，若没有通过获取流程获取到I帧信息，获取流程为：首先获取到视频数据流信息，并从视频数据流信息中分离出音频视频和同步数据，然后流媒体服务器开始搜索对应视频的需要的I帧，捕获到I帧后根据已有I帧的间隔信息对下一个I帧进行预测，根据预测跳过若干个字节，开始搜索I帧，并记录I帧的间隔信息，在I帧信息获取后，返回给移动终端I帧信息。
7.根据权利要求4所述的手术示教方法，其特征在于，还包括步骤S5：示教终端获取的音视频数据根据示教终端接收到的播放指令通过对应的示教显示屏进行播放。
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