CN110473638A - 一种远程视频辅诊装置 - Google Patents
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Abstract
一种远程视频辅诊装置，此装置可以让患者在有诊断设备的基层医院检查，由上级医院的医术高的医生远程指导操作设备，并进行远程诊断；还可以通过接入其他医院进行多方会诊，从而实现减少医患奔波、提高诊断效率、提升诊断质量的效果。包括中心服务平台、设备终端和用户终端，相互之间通过网络相互连接；中心服务平台采用Linux平台，为系统提供注册、验证、转码等服务；设备终端包括诊断设备和摄像设备，摄像设备通过网线与诊断设备连接，用于为患者提供诊断；设备终端还包括缓存设备；用户终端包括显示设备、麦克风和音响，显示设备用于显示诊断设备的影像，麦克风和音响用于发送和接收语音信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种远程视频辅诊装置。
背景技术
随着社会经济的发展和人民生活质量的不断提高，人口素质问题越来越受到社会关注和重视。目前出生缺陷已成为我国重大公共卫生和社会问题。
超声筛查由于其对胎儿和孕妇无副作用，价格低廉，是目前产前诊断与缺陷儿筛查的首选影像学检查方法，对降低出生缺陷率、孕产妇死亡率及围产期婴胎儿死亡率等方面有重要作用，对提高我国人口素质有举足轻重的作用。
虽然单次超声检查收费并非十分昂贵，但对经济困难家庭来说，就诊三甲医院行产前及产后的超声检查费用仍较高，全国大多数市县乡医师对产前产后超声影像技术掌握不足,因此各级医院普遍缺乏专业的产前产后超声检查工作者。基层社区的产前产后超声检查专业人员更是少之又少,许多人员对规范的产前筛查及产后复查没有准确的认识和应用,有些都搞不清系统产前超声能够检查哪些内容。技术力量薄弱导致产前出生缺陷的防控工作开展得举步维艰。
另外，基层卫生从业人员学历水平普遍不高，业务水平较低，对新知识、新技术缺乏及时的了解和必要的掌握。农村卫生机构和卫生技术人员的综合卫生服务水平不高、服务质量较低。除经济原因外，乡村卫生院医疗条件相对差，医生的医疗技术水平低，农民担心花钱得不到有效的超声检查也是重要原因。目前一些基层医院的产前超声检查只能做常规胎儿生长指标的测量及羊水、胎盘等的监测，对一些严重的复杂畸形，基层超声医师诊断不明确，误诊漏诊现象时有发生，误诊的病例给孕妇及家属增加了心理压力，漏诊的情况使一些孕产妇错过了应采取必要诊断及治疗措施的最佳时机，还可能增加了额外医疗资源的投入，给家庭及社会带来沉重的负担。
因此，亟需一种可以远程视频辅诊装置，以帮助患者能够在基层医院进行检查，但可以享受上级医院的医生指导，从而享受更好的医疗服务。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种远程视频辅诊装置，此装置可以让患者在有诊断设备的基层医院检查，由上级医院的医术高的医生远程指导操作设备，并进行远程诊断；还可以通过接入其他医院进行多方会诊，从而实现减少医患奔波、提高诊断效率、提升诊断质量的效果。
本发明所采用的技术方案为，包括中心服务平台、设备终端和用户终端，相互之间通过网络相互连接；
所述中心服务平台采用Linux平台，为系统提供注册、验证、转码等服务，由多台服务器和存储设备组成；所述存储设备包括云端存储和本地存储；
所述设备终端包括诊断设备和摄像设备，所述摄像设备通过网线与所述诊断设备连接，所述诊断设备为B超机，用于为患者提供诊断；所述诊断设备还连接有麦克风和音响，用于发送和接收语音信息；所述设备终端还包括缓存设备；
所述用户终端包括显示设备、麦克风和音响，所述显示设备用于显示所述诊断设备的影像，麦克风和音响用于发送和接收语音信息；
利用远程视频辅诊装置，上级医院专家可以在远程实时看到基层医院科室内的超声检查影像和当前操作医生的检查动作，同时双方可以进行实时的语音沟通，对于检查过程实时给予帮助。
实时超声检查影像为高清诊断级影像，有助于上级医院专家进行辅助诊断。当前操作医生的检查动作影像为高清 1080p 影像，让每一个检查细节都能够清晰显示，提高辅助的准确率。双向语音对讲实时无杂音，保证了整个辅诊过程的流畅性。
远程视频辅诊装置作为一套完整的系统独立运行，不影响和改变现有系统（如PACS、HIS）的运行方式，同时又提供了数据接口，可以与现有系统进行对接，简化了医生的操作，减少了信息录入过程中的错误率。
远程视频辅诊装置提供诊断级高清晰度实时影像以供上级医院进行辅诊，有着其他静态图像辅诊没有的优势，在医联体的建设中起到重要的作用。
远程视频辅诊系统采用目前主流的 H.264/AVC视频压缩方式，依托目前广泛覆盖的高速网络环境，可以进行多路高清视频的实时传送以及语音的双向实时通话，从而实现了超声检查中的远程实时辅助诊断。让患者在基层医院就可以得到上级医院专家级的诊断服务，也让基层医院的医生在辅诊过程中得到的学习和提高，逐渐提升基层医疗服务水平。随着未来 5G 的普及，上级医院的专家更是可以随时随地连接到系统中，为患者提供服务，为基层医院医生提供支持和帮助。
功能简介
1．支持与医院信息系统对接
提供信息接口，支持输入检索、扫码或者刷卡等方式与医院信息系统对接，保证了患者检查信息的统一性和整个检查过程的完整性。
2．辅诊过程全程高清录像存储
整个辅诊过程将会被默认全程高清录像，录像存储在设备终端，并最终存储在云端，保证了所有记录均有据可查。
3．灵活的系统架构方便后期扩展
整个系统由中心服务平台、设备终端和用户终端三部分组成。中心服务平台搭建完毕后，可以根据实际使用需求，增加设备终端和用户终端，无需对中心服务平台再做调整。
4．诊断级影像传输保证辅诊的准确性
H.264 视频压缩方式，高质量、高冗余，保证了诊断级影像传输后的质量，同时也就保证了远程诊断的准确性。
5．检查过程与检查影像实时同步传送
系统配置有高清云台变焦摄相机，将检查过程和检查影像实时同步传送上级医院，辅诊医生可以根据两路高清视频，对现场医生的检查进行语音指导。辅诊医生可以在远程根据实际情况操作检查室内的摄像机进行变换角度和变焦等操作。
6．毫秒级延时保证辅诊过程的连续性
视频通过网络传输，必定会存在网络延时，延时太大势必会对辅诊过程造成影响。远程视频辅诊系统在无网络故障的情况下，可以保证多路视频和音频延时在500ms 以内，对辅诊过程基本没有影响，保证了整个辅诊过程的连续性。
7．秒级快速对接保证辅诊的及时性
设备终端在基层医院发出辅诊请求，上级医院专家通过用户终端登录系统，并且自动建立连接，整个连接过程不超过 5 秒，这样保证了辅诊的及时性。
8．支持即时多方会诊
在上级医院的辅诊过程中，如果遇到特殊情况，需要再上一级医院提供辅诊帮助，再上一级医院专家可以随时加入此次辅诊，同样可以看到此时基层医院的实时高清影像，从而共同为基层医院实施提供实时视频会诊。
9．支持对辅诊录像后期操作
辅诊录像支持自定义分类整理。对于辅诊中的典型病例，可以单独标记存储，同时支持下载到本地，供教学、学术论文之用。
附图说明
图1为本发明的系统架构图。
图2为本发明的系统结构图。
图3为本发明的XDS.b技术框架图。
图4为本发明的XDS-I技术框架图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本申请包括中心服务平台、设备终端、用户终端。
一、中心服务平台
中心服务平台是整个系统的核心部分，为系统提供注册、验证、转码等服务，由多台企业级服务器和存储设备组成，采用 Linux 平台，更加高效、安全、稳定。
存储设备包括云端存储和本地存储，辅诊录像的保存采用多方缓存加云存储的方案，保证录像的数据安全性，同时云端存储采用存储级联方案，当存储空间不足时，无需对原有存储做任何改动，也无需对服务器进行停机升级，直接增加新的存储即可。
二、设备终端
设备终端安装于基层医院（下级医院），包括诊断设备、高清云台摄像机、麦克风和音响，如图2所示。
诊断设备可以选择B超机、彩超机等，彩超机用于超声检查，高清云台摄像机用于采集检查室现场的超声影像和检查影像。
高清云台摄像机使用市场上主流的低照度摄像机，可以在光线较暗的情况下，仍然能够清晰地看到医生的操作手法。高清云台摄像机通过网线与设备终端进行连接，提供1080p 的现场检查高清影像。
高清云台摄像机采用 POE 连接，支持固定和移动两种环境下使用，适用于固定辅诊室和不固定辅诊室两种情况下使用。通过一根网线即可以完成连接。
麦克风和音箱连接于设备终端，从而实现语音的对讲功能。
设备终端还内置约 300 小时的缓存空间，每次辅诊记录均先保存至缓存空间，辅诊结束后，录像再上传至中心服务平台。缓存空间不足时，会自动清理掉最早的一次辅诊录像。本地的辅诊录像支持 USB 存储导出功能，可以导出需要的本地录像。
在不做远程辅诊时，设备终端可以作为本地的设备录像机来使用，录制典型病例。
设备终端采用嵌入式设计方案，结构紧凑，触屏操作，安装简单，开机即用，一键完成辅诊连接。
三、用户终端
用户终端安装于上级医院，包括显示设备、麦克风和音响，分为固定式用户终端和移动式用户终端两种，适用于固定辅诊室和移动辅诊。
显示设备可以使用显示器、电视机或者投影仪等。麦克风和音响可以单独连接，也可以使用集成于显示设备的麦克风和音响。
移动式用户终端采用 Windows 笔记本电脑，全高清屏，可以在任何有网络接入的地方连接辅诊系统，为下级医院提供辅诊服务。利用笔记本自带的麦克风和音箱来实现语音对讲，或者通过耳机连接实现语音对讲。
固定式用户终端采用嵌入式架构，安装简单，触屏操作，一键进行辅诊连接。固定式用户终端较移动式用户终端来说，有稳定的网络接入，并且是嵌入式架构，所以更加稳定，故障率更低，但是灵活性不够。移动辅诊用户终端因为可以随时随地接入，大大增加了使用的灵活性，但是目前的移动网络很难保证远程连接的需要，并且不同环境下的网络连接方式也有所不同，可能会造成连接不成功。并且笔记本可能还会用作他用，也可能会因为计算机病毒或者软件冲突等原因造成用户终端启动失败。
下面介绍装置的体系架构。
远程视频辅诊装置是由多个子系统，协同工作构建成，其系统架构如图4，它表明该系统的网络层、数据层、核心服务层以及应用层的关系。网络硬件层支承数据的传输，数据层承载着服务的内容，服务层为应用提供数据处理。在上述内部处理的基础上，再通过医院接口将服务数据或服务请求利用各种医学应用层协议进行分发处理，进而执行特定的功能，如医学远程视教、远程会诊等。
1．平台共享构架基础-IHE ITI XDS.b&XDS-I
患者标识源主要在于对患者的身份唯一性进行识别，是区域医疗共享所要解决的基本问题。
文档注册中心接收文档仓库发起的注册文档事务，文档仓库用来用来接收文档源提供的影像信息，并负责向注册中心进行注册，文档源负责提交并注册文档集到文档仓库，文档用户主要是为终端医院用户向影像共享中心系统查询和获取患者共享交换的影像数据而设计的。用户客户端应具备IHE XDS-I Profile所规定的XDS-I Consumer角色（Actor）功能，可以通过C-MOVE和DICOM WADO的方式获取图像和报告。
2．平台数据共享格式-HL7 CDA R2
将影像和文档打包成HL7 CDA文档，通过HTTP/SOAP方式提交并注册文档到xdsAdepter网关（数据仓库）中，再由网关实现到注册中心的注册事务。
相关标准有：CDA-- HL7 Clinical Document Architecture release2、IHE ITIXDS模型中Register Document Set事务、ebRIM OASIS/ebXML Registry InformationModel v3.0/ebRIM v3.0 、ebRS OASIS/ebXML Registry Services Specifications v3.0和HTTP HyperText Transfer Protocol HTTP/1.1 (IETF RFC2616)。
元数据目录的构建和管理，数据共享终端中的元数据可以分为三个部分：
a）影像元数据。影像元数据是指包含在DICOM对象中的影像描述信息，比如影像所属的患者信息、检查信息、Series信息等等，这些信息描述了影像的本身属性。
b）系统元数据。系统元数据是对数据网格PACS结构组成和运行情况的描述信息，包括网格节点的配置信息（包括节点网络分布、所属组织等）的使用情况等等。
c）应用元数据。应用元数据是指影像网络PACS服务相关的信息，包括影像在网络中的访问路径（URI）和方法、影像备份的数量和方式等。
提交和注册文档集通讯服务-- Web Services（WS-I）
HTTP/SOAP 通讯服务协议提供标准Web Service接入服务。文档源通过调用WebService来实现提供医院原始信息的提交与注册功能。中心平台使用基于Web Service的SOA设计理念，会提供大量Web Service服务来提供具体定制和扩充的要求。
3．影像检查图像和文档的调阅——IHE XDS&DICOM WADO
该部分包含文档用户、文档注册中心和文档仓库三部分事务的交互，共享文档在中心端被注册后，即可进行影像图像的查询和检索。医生在医院的医生工作站终端给出查询条件（如：患者卡号，查询时间段等）并发出查询请求到文档注册中心，注册中心系统根据查询条件将共享影像在分布式存储仓库存储具体地址告知文档用户终端，然后终端到数据仓库中将图像文件获取过来并显示。
医生在调阅影像图像时有三种呈现方式可供选择，一为WADO方式调回的JPEG图片在IE浏览器中显示，或者调回DICOM对象再做处理并现实；二为ActiveX方式，实现可互操作的web浏览。三为C-MOVE方式，通过存储地址的AET信息，dicom服务方式获取影像和报告，然后在医院的PACS影像工作站显示。
相关标准有：IHE ITI 框架XDS模型、ebRS OASIS/ebXML Registry ServicesSpecifications v2.0 、SQL ISO/IEC 9075 Database Language SQL、HTTP Hyper TextTransfer Protocol HTTP 1.1 (RFC 2616) 、MIME Multipurpose Internet MessageExtensions (RFC 2045 to RFC 2049) 、SMTP Simple Mail Transfer Protocol (RFC2821) 、Multipart/Related The MIME Multipart/Related Content-type (RFC 2387)、DICOM Query/Retrieve SCP/SCU和DICOM WADO。
4．平台个人身份识别服务-- IHE ITI PIX
个人身份识别服务参考 IHE ITI PIX模型部分。分成两大类：参保人群和非参保人群。
电子凭证是指能识别个人身份的电子依据，在这里大多是指卡，卡的种类主要有医疗保障就医凭证、医院自费就医凭证、市民卡或者其他电子凭证。
个人身份识别是区域医疗卫生系统所要解决的基本问题，对于本系统的建设起着至关重要的作用。
相关标准有：ebRS OASIS/ebXML Registry Services Specific、SQL ISO/IEC9075 、Database Language SQL和HL7 V2.5。
1)患者统计学信息查询，提供按照患者名、ID、年龄、性别等查询模式。
2)患者注册、验证及信息更新，本模块在中心端注册管理中心内部，完成对患者身份标识进行同一匹配的工作流程，依据IHE PIX集成技术框架，影像类数据与非影像类数据应共同使用患者唯一索引，并通过HL7通讯机制维护患者信息。当患者唯一身份信息发生了改变，如入院信息发生了创建、更新或取消，患者基本信息发生了修改更新，应能向中心端系统的HL7网关发送消息以反馈这种改变。 HL7网关解析收到的HL7 ADT消息，通知文档注册管理模块进行同步响应，以保持非影像系统与影像系统的数据一致性。在本流程中，中心端患者唯一身份索引系统承担患者患者标识源的角色，承担包含患者信息验证、患者入院、转院、信息更新等服务，响应HL7消息。
5．平台审计跟踪和节点认证—IHE ITI ATNA
这些服务提供对每个事务所涉及到的系统、用户、医护工作者、患者/居民、健康数据等等的报告功能。这些服务对于满足其他业务需求，如系统管理、事务监控、记录重要的与隐私和安全有关的事件等，也是至关重要的。该部分遵循IHE ITI ATNA规范。
审计跟踪与节点验证，它描述了一个基本安全的节点所应具备的特征。1)，描述了安全节点所处的安全环境，包括用户标识、授权与验证、访问控制等。2)，定义了基本的安全审核要求。3)，定义了关于节点之间使用TLS或类似方法进行通讯时的基本的安全要求。4)，描述了在节点和收集审核信息的存储节点之间传输“审核消息”的架构。
6．远程协同会诊、管理和应用实现
远程协同会诊系统同时支持同步和异步以及双向会诊，具体包含远程影像会诊，远程患者资料传输，远程医疗审核，远程视教，远程分诊等具有特色的远程协同会诊业务，并且可以适应各种复杂的医疗环境，系统既可以自动从其他应用系统获取医疗信息也可以在落后医疗环境下手动传输患者信息。
该系统采用依赖于云医疗平台进行设计，具有很好的应用扩展性和高效性。可以方便、快捷地获取患者的病历和影像信息，同时可以整合异构系统的信息。
下面介绍具体使用方式。
当下级医院需要上级医院辅诊时，下级医院先发出请求，发出请求的方式可以在设备终端和用户终端设置语音或视频呼叫系统，也可以直接使用电话呼叫，待上级医院同意后开始诊断。下级医院通过高清云台摄像机，将实时影像通过中心服务平台传到上级医院，上级医院从显示设备上看到影像，可以通过麦克风和音响与下级医院保持实时联系，并可以对下级医院的医生的操作方法、操作规范性等进行指导。
当需要会诊时，还可以接入多家上级医院。
Claims (6)
1.一种远程视频辅诊装置，其特征在于：包括中心服务平台、设备终端和用户终端，相互之间通过网络相互连接；由多台服务器和存储设备组成； 所述设备终端包括诊断设备和摄像设备，所述摄像设备通过网线与所述诊断设备连接，所述诊断设备还连接有麦克风和音响，用于发送和接收语音信息；所述用户终端包括显示设备、麦克风和音响，所述显示设备用于显示所述诊断设备的影像，麦克风和音响用于发送和接收语音信息。
2.根据权利要求1所述的一种远程视频辅诊装置，其特征在于：所述中心服务平台采用Linux平台，为系统提供注册、验证、转码等。
3.根据权利要求1所述的一种远程视频辅诊装置，其特征在于：所述存储设备包括云端存储和本地存储。
4.根据权利要求1所述的一种远程视频辅诊装置，其特征在于：所述设备终端还包括缓存设备。
5.根据权利要求1所述的一种远程视频辅诊装置，其特征在于：所述诊断设备为B超机，用于为患者提供诊断。
6.根据权利要求1所述的一种远程视频辅诊装置，其特征在于：所述诊断设备为彩超机，用于为患者提供诊断。
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