CN113965682B - 远程导管室控制系统和远程导管室控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及远程导管室控制系统和远程导管室控制方法，系统包括：摄像装置，包括拍摄手术区域的术野摄像机和拍摄导管室全景的摄像机；近端处理设备，连接到血管造影机、多个医疗辅助设备、摄像装置及远端处理设备，被配置为：接收来自血管造影机、医疗辅助设备和摄像装置的图像数据并将其发送到远端处理设备，响应于来自远端处理设备的远端控制信号控制术野摄像机或医疗辅助设备；远端处理设备，接收近端处理设备的图像数据以显示，接收远端用户的输入以作为远端控制信号发送到近端处理设备；远端处理设备包括按键切换单元，远端用户经由按键切换单元在多个医疗辅助设备之间切换控制或调节术野摄像机，以实现便捷高效的导管室远程会诊的效果。

Description

远程导管室控制系统和远程导管室控制方法

技术领域

本申请涉及远程医疗会诊，具体而言，涉及远程导管室控制系统和远程导管室控制方法。

背景技术

近年来，技术的发展和突破推动了医疗设备的不断进步，大量先进的介入医疗设备在各级医院得到逐步的应用和普及。先进医疗设备所获取的丰富的医疗影像信息为医生的诊断和治疗提供极大地帮助。例如，在导管室中，除了手术图像外，还要分别显示来自各个辅助系统(例如，医院内的各种医疗检查设备，如血管造影机(DSA)、超声仪、监护仪等，以及医疗信息系统，如影像归档和通信(PACS)系统、电子病历(EMR)系统、心电图(ECG)系统等)的辅助医疗图像。同时数量众多、品种丰富的医疗影像等可视信号也对远程示教和手术指导系统能否有效采集、传输提出了挑战。其主要表现在以下几个方面：

1)介入手术领域内医疗资源不足，局部配置不合理；

2)介入手术室中医疗设备及信息系统众多且形成孤岛；

3)远程会诊时网络延迟较高，音视频压缩较高；

4)通过网络连接与医院内各个业务系统进行数据交互，而会诊中心平台多是构建于公网服务器，所以无法保证医院内各个业务系统的数据安全及其隐私保护；

5)远程专家只能片面的通过视频及音频被动接收从而进行远程会诊指导；

6)导管室的手术属于微创手术，须借助各类影像学检查设备将病变的情况呈现在屏幕上，医生才能通过屏幕显示的影像信息进行诊断和治疗；

7)由于导管室为高度无菌环境，每次手术示教只允许少量学生进入手术室学习，教学效率低，并带来不可预知的污染。

对于上述问题，存在一些现有的解决方案。针对网络延迟，目前一般采用提高传输数据的压缩比，但是其无法满足临床医疗的影像传输需求；或者采用建立端到端之间的专用网络的方式，但是专用网络实施成本昂贵，而且需将远端的专家局限在固定的区域内而无法灵活移动办公。针对多维度的患者影像医疗信息，目前主要通过系统层面的数据集成完成，但是这样存在数据延迟及与内网数据交换的安全隐患等问题。对于远程会诊指导方式，目前一般利用视频直播系统进行手术的直播和会诊，但是这样无法满足临床上的导管室的需求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种远程导管室控制系统和远程导管室控制方法，以至少解决现有技术中难以简单、有效、低延迟地利用多种医疗影像对导管室手术进行远程会诊的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种远程导管室控制系统，其包括：摄像装置，位于导管室内，包括用于拍摄手术区域的术野摄像机和用于拍摄导管室全景的全景摄像机；近端处理设备，连接到导管室内的血管造影机、多个医疗辅助设备、所述摄像装置以及远端处理设备，被配置为：接收来自所述血管造影机、所述多个医疗辅助设备中的至少一个医疗辅助设备和所述摄像装置的图像数据并将所述图像数据发送到所述远端处理设备，并且响应于来自所述远端处理设备的远端控制信号控制术野摄像机或待控制的一对应医疗辅助设备；所述远端处理设备，被配置为接收来自所述近端处理设备的所述图像数据以进行显示，并且接收远端用户的输入以作为所述远端控制信号发送到近端处理设备；其中，远端处理设备包括远端按键切换单元，被配置为接收所述远端用户的输入在多个所述医疗辅助设备之间进行切换控制或者调节所述术野摄像机的术野。

以这种方式，位于远端处理设备处的远端用户可以在查看来自血管造影机、多个医疗辅助设备中的至少一个医疗辅助设备和摄像装置的输出视频图像的同时，利用按键输入对术野摄像机进行调节控制或对医疗辅助设备进行切换控制。按键切换单元的使用，使得远端用户可以远程快速便捷地控制手术室内的术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料。由此，远端用户可以在实时查看导管室内的介入手术情况的同时在远程快速且便捷地控制术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料，从而能够更全面地了解手术患者的病情，提高远程会诊的效率。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述近端处理设备包括：近端主机，被配置为：接收血管造影机、医疗辅助设备和摄像装置的图像数据并将所述图像数据发送到远端处理设备，并且响应于来自远端处理设备的远端控制信号，向所述对应医疗辅助设备或术野摄像机输出近端控制信号；视频编码器，被配置为对输入的视频信号进行边缘的实时采集并高速编码，并将编码后的视频信号作为图像数据输出到所述近端主机；视频矩阵，连接到所述近端主机和所述多个医疗辅助设备，被配置为：获取所述多个医疗辅助设备的多路视频信号；响应于来自所述近端主机的近端控制信号，将所述多个医疗辅助设备中所述对应医疗辅助设备的对应视频信号输出到所述视频编码器；以及USB切换器，连接到所述近端主机和所述多个医疗辅助设备，被配置为响应于来自所述近端主机的近端控制信号切换到所述对应医疗辅助设备进行控制。

以这种方式，利用远端按键切换单元、近端主机和术野摄像机，可以经由按键输入实现对术野摄像机的术野的实时调节。利用视频矩阵、USB切换器、以及视频编码器，可以将介入手术中所涉及到的多维度的患者影像实时推送至远端供远端用户查看。利用USB切换器及相应USB控制接口，可以实现医疗辅助设备上的患者数据与近端处理设备(或与整个远程导管室控制系统)的物理隔离，从而满足高安全性的要求。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述近端处理设备包括：视频分割器，被配置为接收来自所述视频矩阵的所述多路视频信号，根据预定义设置将所述多路视频信号组合成一路视频信号，并且输出所述一路视频信号；其中，位于所述导管室内的辅助显示单元被配置为接收所述一路视频信号以进行显示。

以这种方式，利用视频分割器并结合视频矩阵，能够将介入手术中所涉及到的多维度的患者影像聚合反馈到导管室内供手术医生实时查看。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述近端处理设备包括：近端按键切换单元，被配置为接收第一近端用户的按键输入，并将所述按键输入输出到所述近端主机，其中，所述近端主机将所述按键输入转换为用于切换控制对应医疗辅助设备或用于调节术野摄像机的近端控制信号，以输出到对应医疗辅助设备或术野摄像机。

以这种方式，使用额外的近端按键切换单元，位于近端处理设备处的技师能够通过近端按键切换单元为远端显示提供相同的控制，提供了按键切换的便利性。而且，由于提供了按键切换单元的冗余性，因此还提高了操作安全性。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述近端按键切换单元上设置有多个图形按键，所述多个图形按键包括对应于所述术野摄像机的调节的若干图形按键和对应于所述多个医疗辅助设备的多个图形按键。和/或，所述远端按键切换单元上设置有多个图形按键，所述多个图形按键包括对应于所述术野摄像机的调节的若干图形按键和对应于所述多个医疗辅助设备的多个图形按键。

以这种方式，通过直观的图形按键，使得远端用户或近端用户能够方便地对按键切换单元进行按键操作，提高了操作便捷性。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述远程导管室控制系统还包括：近端音视频设备，位于所述导管室内，采集第二近端用户的近端语音信号和近端视频信号；远端音视频设备，采集所述远端用户的远端语音信号和远端视频信号；所述近端处理设备接收近端音视频设备的输出并将所述输出发送到所述远端处理设备，所述远端处理设备接收所述远端音视频设备的输出并将所述输出发送到所述近端处理设备。

以这种方式，通过设置近端音视频设备和远端音视频设备，便于导管室内的手术医生与远端的会诊专家进行沟通和交流，提高了会诊效率。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述视频矩阵获取所述多个医疗辅助设备的所述多路视频信号以及所述远端视频信号；所述视频分割器接收来自所述视频矩阵的所述多路视频信号以及所述远端视频信号，将所述多路视频信号以及所述远端视频信号组合成所述一路视频信号，以输出到所述辅助显示单元。

以这种方式，通过将介入手术中所涉及到的多维度的患者影像、以及远端用户的远端视频信号聚合反馈到导管室的一个辅助显示单元(对应于一个显示屏)上，在方便手术医生查看并交流的同时，还减少了导管室内显示屏的设置，从而避免导管室内过多显示屏对手术的干扰。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述远端处理设备还包括：远端主机，被配置为：接收来自所述近端主机的所述图像数据以进行输出，并且经由所述远端按键切换单元接收所述远端用户的按键输入，将所述按键输入作为所述远端控制信号发送到所述近端主机；远端显示单元，接收来自所述远端主机的所述图像数据以进行显示。

以这种方式，远端处理设备在向远端用户显示介入手术相关的各种影像的同时，还能够接收远端用户的按键输入以对术野摄像机或医疗辅助设备执行各种控制，使得远端用户能够与近端的各种设备进行交互，由此提高了远端用户的体验并提高了会诊效率。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述远端显示单元包括第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏，其中，所述第一显示屏显示来自所述血管造影机的图像数据，所述第二显示屏显示来自所述摄像装置和近端音视频设备的图像数据，并且所述第三显示屏显示来自所述至少一个医疗辅助设备的图像数据。

以这种方式，远端用户能够通过三个显示屏清楚地查看与介入手术相关的各种影像，改善了远端用户的使用体验。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述多个医疗辅助设备包括多个医疗检查设备和多个医疗信息系统。

以这种方式，近端用户或远端用户能够实时查看与介入手术相关的多维度的患者影像，从而提高介入手术的效率。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述近端主机与所述血管造影机通过视频连接线连接，所述近端主机与所述视频矩阵和所述USB切换器通过串口线连接，所述视频矩阵与所述多个医疗辅助设备和所述视频编码器通过视频连接线连接，所述USB切换器与所述多个医疗辅助设备和所述视频编码器通过USB连接线连接。

以这种方式，利用视频连接线及相应的视频连接接口实现了近端处理设备与血管造影机上的患者数据的物理隔离，利用USB切换器实现了医疗辅助设备上的患者数据与远程导管室控制系统的物理隔离。进一步，代替网线，利用视频连接线、结合视频编码器的高速编码，保证了远程导管室控制系统的高传输速率与低延迟。使得延时至少低于500ms，甚至低于200ms。

根据本申请的另一方面，还提供了一种远程导管室控制方法，该方法包括由近端处理设备的近端主机：接收来自远端处理设备的远端控制信号，所述远端控制信号基于远端用户经由远端按键切换单元进行的按键输入；根据所述远端控制信号控制导管室内的术野摄像机或多个医疗辅助设备中待控制的对应医疗辅助设备，其中，所述术野摄像机用于拍摄所述导管室内的手术区域，来自所述导管室内的血管造影机、所述多个医疗辅助设备中至少一个医疗辅助设备和所述术野摄像机的图像数据经由所述近端主机发送到所述远端处理设备以用于远端显示。

以这种方式，位于远端处理设备处的远端用户可以在查看来自血管造影机、多个医疗辅助设备中的至少一个医疗辅助设备和摄像装置的输出视频图像的同时，利用按键输入对术野摄像机进行调节控制或对医疗辅助设备进行切换控制。按键切换单元的使用，使得远端用户可以远程快速便捷地控制手术室内的术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料。由此，远端用户可以在实时查看导管室内的介入手术情况的同时在远程快速且便捷地控制术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料，从而能够更全面地了解手术患者的病情，提高远程会诊的效率。

进一步地，根据本申请的一个实施例，根据所述远端控制信号控制所述术野摄像机或所述对应医疗辅助设备包括：响应于所述远端控制信号指示调节所述术野摄像机，向所述术野摄像机发送用于调节所述术野摄像机的术野的近端控制信号；或者响应于所述远端控制信号指示切换到多个医疗辅助设备中的对应医疗辅助设备进行控制，分别向视频矩阵和USB切换器发送近端控制信号以：指示所述视频矩阵输出来自所述对应医疗辅助设备的对应视频信号，并且指示所述USB切换器切换到所述对应医疗辅助设备进行控制，其中，所述多个医疗辅助设备分别经由所述视频矩阵连接到所述近端主机，并且所述多个医疗辅助设备分别经由所述USB切换器连接到所述近端主机。

以这种方式，利用远端按键切换单元、近端主机和术野摄像机，可以经由按键输入实现对术野摄像机的术野的实时调节。利用视频矩阵、USB切换器、以及视频编码器，可以将介入手术中所涉及到的多维度的患者影像实时推送至远端供远端用户查看。利用USB切换器及相应USB控制接口，可以实现医疗辅助设备上的患者数据与近端处理设备(或与整个远程导管室控制系统)的物理隔离，从而满足高安全性的要求。

在本申请实施例中，提供了一种远程导管室控制系统，其包括位于导管室内并具有拍摄手术区域的术野摄像机和拍摄导管室全景的全景摄像机的摄像装置，连接到血管造影机、多个医疗辅助设备、摄像装置以及远端处理设备并接收来自血管造影机、医疗辅助设备和摄像装置的图像数据以将其发送到远端处理设备、且响应于来自远端处理设备的远端控制信号控制术野摄像机或对应医疗辅助设备的近端控制设备，以及接收近端处理设备的图像数据以进行显示，并接收远端用户的输入以作为远端控制信号发送到近端处理设备的远端处理设备，其中，远端用户能够经由远端处理设备的按键切换单元在多个医疗辅助设备之间切换控制或者调节术野摄像机，以至少解决现有技术中难以简单、有效、低延迟地利用多种医疗影像对导管室手术进行远程会诊的问题，从而实现便捷高效的导管室远程会诊的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的远程导管室控制系统的整体架构图；

图2是根据本申请示例性实施例的远程导管室控制系统的整体架构图；

图3是本申请实施例的远程导管室控制方法的流程图；

图4是示出根据本申请实施例的由远端用户调节术野摄像机的术野的逻辑图；

图5是示出根据本申请实施例的由远端用户切换控制医疗辅助设备的逻辑图；以及

图6是示出根据本申请实施例的在导管室的辅助显示单元上显示聚合图像的逻辑图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、200： 远程导管室控制系统

101： 摄像装置

1011： 术野摄像机

1013： 全景摄像机

103，1031，103n： 医疗辅助设备

105： 辅助显示单元

107： 近端音视频设备

109： 血管造影机

110： 近端处理设备

111： 近端主机

112、118： 视频编码器

113： 视频矩阵

114： USB切换器

115： 视频分割器

116： 近端按键切换单元

117： POE交换机

119、125： 5G路由器

120： 远端处理设备

121： 远端按键切换单元

123： 远端主机

127： 远端显示单元

130： 远端音视频设备

S301： 接收来自远端处理设备的远端控制信号，远端控制信号基于远端用户经由远端按键切换单元进行的按键输入。

S303： 根据远端控制信号控制导管室内的术野摄像机或多个医疗辅助设备中待控制的一对应医疗辅助设备，其中，术野摄像机用于拍摄导管室内的手术区域，来自导管室内的血管造影机、多个医疗辅助设备中任一医疗辅助设备和术野摄像机的图像数据经由近端主机发送到远端处理设备以用于远端显示。

具体实施方式

为使需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本申请。

图1是根据本申请实施例的远程导管室控制系统的整体架构图。如图1所示，远程导管室控制系统100包括：

摄像装置101，位于导管室内，包括用于拍摄手术区域的术野摄像机1011和用于拍摄导管室全景的全景摄像机1013；

近端处理设备110，连接到导管室内的血管造影机、多个医疗辅助设备103、摄像装置101以及远端处理设备，被配置为：接收来自血管造影机、多个医疗辅助设备103中至少一个医疗辅助设备和摄像装置101的图像数据并将图像数据发送到远端处理设备，并且响应于来自远端处理设备的远端控制信号控制术野摄像机或待控制的一对应医疗辅助设备；

远端处理设备120，被配置为接收来自近端处理设备110的图像数据以进行显示，并且接收远端用户的输入以作为远端控制信号发送到近端处理设备；

其中，远端处理设备120包括远端按键切换单元121，远端用户经由远端按键切换单元121在多个医疗辅助设备之间进行切换控制或者调节术野摄像机的术野。

以这种方式，位于远端处理设备120处的远端用户可以在查看来自血管造影机、多个医疗辅助设备103中的至少一个医疗辅助设备和摄像装置101的输出视频图像的同时，对术野摄像机1011进行调节控制或对医疗辅助设备103进行切换控制。由此，远端用户可以在实时查看导管室内的介入手术的同时远程快速且便捷地控制术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料，使得远端用户能够更全面地了解手术患者的病情，从而提高远程会诊的效率。

在本实施例中，近端处理设备110连接到血管造影机的控制系统以及每个医疗辅助设备的控制系统。

在本实施例中，来自血管造影机的图像数据包括与血管造影机的控制系统的显示屏上显示的画面相对应的图像数据。来自医疗辅助设备的图像数据包括与医疗辅助设备的控制系统的显示屏上显示的画面相对应的图像数据。该图像数据是实时的图像数据。

以这种方式，能够将血管造影机的屏幕上输出的图像、医疗辅助设备的屏幕上输出的图像、以及摄像装置101的图像实时传输给远端处理设备120，使得远端用户可以在查看介入手术的手术情况(经由摄像装置101的图像)的同时查看血管造影机和医疗辅助设备的屏幕上显示的实时画面，从而能够方便地查看多维度的患者影像资料。

特别地，近端处理设备110经由一视频编码器连接到导管室内的血管造影机的控制系统。该视频编码器通过视频连接线(例如HDMI线)分别与血管造影机的控制系统和近端处理设备110连接。以此方式，避免了近端处理设备110与血管造影机控制系统的直接网络连接，实现了两者之间的网络隔离，从而避免了血管造影机上的患者相关数据泄露，提高了安全性。

在本实施例中，医疗辅助设备包括医疗检查设备和医疗信息系统。医疗检查设备包括但不限于DSA、超声仪、监护仪等，医疗信息系统包括但不限于PACS系统、影像后处理工作站、EMR系统、ECG系统等。

在本实施例中，多个医疗辅助设备103包括医疗辅助设备1031至医疗辅助设备103n。n为大于1的正整数，例如，n等于3、4或10。n的数量在远程导管室控制系统建立前预先确定。在本申请中，在不需要区分的情况下，将医疗辅助设备1031至医疗辅助设备103n统称为医疗辅助设备103。

在本实施例中，调节术野摄像机包括将术野摄像机向上、向下、向左或向右旋转、放大或缩小术野。

在本实施例中，由全景摄像机1013拍摄的全景图像包括患者、手术医生、以及血管造影机的机架，以展现三者之间的角度关系。

在本实施例中，近端处理设备110位于导管室的控制室内，远端处理设备120位于与导管室、控制室不同的远程位置。

在本实施例中，远端用户例如是位于远端处理设备120处的会诊专家。

图2是根据本申请一个示例性实施例的远程导管室控制系统的整体架构图。如图2所示，除了远程导管室控制系统100所包括的组件外，远程导管室控制系统200还包括：

辅助显示单元105，位于导管室内，被配置为接收来自近端处理设备110的一路视频信号以进行显示；

近端音视频设备107，位于导管室内，采集第二近端用户的近端语音信号和近端视频信号；以及

远端音视频设备130，采集远端用户的远端语音信号和远端视频信号。

在本实施例中，来自近端音视频设备107的近端语音信号和近端视频信号经由近端处理设备110发送到远端处理设备120，并且来自远端音视频设备130的远端语音信号和远端视频信号经由远端处理设备120发送到近端处理设备110。

在本实施例中，第一近端用户例如是导管室的控制室内的技师，第二近端用户例如是位于导管室内的手术医生。

在本实施例中，近端音视频设备107可以包括用于拍摄第二近端用户的会话摄像机以及供第二近端用户佩戴以进行语音交互的耳麦。远端音视频设备130可以包括用于拍摄远端用户的会话摄像机以及供远端用户进行语音交互的耳麦。

在本实施例中，辅助显示单元105例如是具有高清晰度的显示屏，以供导管室内的第二近端用户在操作手术的同时实时查看。

在本实施例中，远程导管室控制系统200的近端处理设备110包括：

近端主机111，被配置为：接收血管造影机、多个医疗辅助设备103中至少一个医疗辅助设备和摄像装置101的图像数据并将图像数据发送到远端处理设备，并且响应于来自远端处理设备的远端控制信号，向待控制的对应医疗辅助设备或术野摄像机输出近端控制信号；

视频编码器112，被配置为对输入的视频信号进行边缘的实时采集并高速编码，并将编码后的视频信号作为图像数据输出到近端主机111；

视频矩阵113，连接到近端主机111和多个医疗辅助设备1031至103n，被配置为：

获取多个医疗辅助设备1031至103n的n路视频信号；

响应于来自近端主机111的近端控制信号，将多个医疗辅助设备1031至103n中的对应医疗辅助设备的对应视频信号输出到视频编码器；

USB切换器114，连接到近端主机和多个医疗辅助设备1031至103n，响应于来自近端主机的近端控制信号切换到对应医疗辅助设备进行控制。

进一步，远程导管室控制系统200的近端处理设备110还可以包括：

视频分割器115，被配置为接收来自视频矩阵113的n路视频信号，根据预定义设置将该n路视频信号组合成一路视频信号，并且将该一路视频信号发送到辅助显示单元105；以及

近端按键切换单元116，被配置为接收第一近端用户的按键输入，并将按键输入输出到近端主机111，其中，近端主机111将来自近端按键切换单元116的按键输入转换为用于切换控制对应医疗辅助设备或用于调节术野摄像机1011的近端控制信号，以输出到对应医疗辅助设备或术野摄像机1011。

在本实施例中，视频矩阵113进一步经由近端主机111获取来自远端音视频设备130的远端视频信号，并将来自多个医疗辅助设备1031至103n的n路视频信号以及远端视频信号输出到视频分割器115。视频分割器115将该n路视频信号以及远端视频信号组合成一路视频信号并将组合后的一路视频信号发送到辅助显示单元105。

在这种情况下，在导管室手术过程中，在辅助显示单元105上固定显示来自多个医疗辅助设备的n路视频信号和来自远端用户的远端视频信号，以供手术医生参考。

进一步，该压缩的一路视频信号也可以经由近端主机111发送到远端处理设备120以呈现给远端用户。即，远端用户能够看到与辅助显示单元105上的显示相同的n+1路视频信号。

在本实施例中，近端按键切换单元116与远端按键切换单元121具有相同的功能，以提供操作便利性和安全性。

在本实施例中，近端按键切换单元116与远端按键切换单元121执行两种功能：调节术野摄像机1011和多个医疗辅助设备进行切换控制。

按键切换单元上预先设置有多个图形按键，该多个图形按键至少包括对应于术野摄像机1011的调节的若干图形按键和对应于多个医疗辅助设备的多个图形按键。

在本实施例中，当远程导管室控制系统100或200启动后，按键切换单元能够显示对应于术野摄像机1011的调节的若干图形按键和对应于多个医疗辅助设备的多个图形按键。

进一步，近端处理设备110还可以包括：

POE交换机117：被配置为基于IP终端的设备(术野摄像机1011、全景摄像机1013、近端音视频设备107的会话摄像机等)传输数据的同时还实现为设备供电；

另一视频编码器118：被配置为接收来自血管造影机109的视频信号，并将该视频信号编码后经由近端主机111发送到远端处理设备120；以及

5G路由器119：被配置为接收从近端主机111发送的图像数据，该图像数据来自血管造影机109的视频信号、来自至少一个医疗辅助设备103的视频信号、来自摄像装置101的视频信号以及来自近端音视频设备107的近端视频信号，这些视频信号被近端主机111编码为适于5G传输的图像数据；并且将该图像数据经由5G网络发送到远端处理设备120。

在本实施例中，近端主机111与视频矩阵113和USB切换器114通过串口线连接。近端主机111与近端按键切换单元116通过USB连接线连接。近端主机111与视频编码器112和118通过视频连接线连接。近端主机111与POE交换机117和5G路由器119通过网线连接。POE交换机117与摄像装置101、近端音视频设备103通过有线或无线网络连接。视频矩阵113与医疗辅助设备103和视频编码器112通过视频连接线连接。USB切换器114与医疗辅助设备103和视频编码器112通过USB连接线连接。视频分割器115与视频矩阵113和辅助显示单元105通过视频连接线连接。

在本实施例中，视频连接线例如是HDMI连接线、DP连接线口、DVI连接线或VGA连接线，优选地是HDMI连接线。

在本实施例中，除了远端按键切换单元121之外，远程导管室控制系统200的远端处理设备120还可以包括：

远端主机123，被配置为接收来自近端主机111的图像数据以用于远端显示，并向近端主机111发送远端输入数据，该远端输入数据包括远端用户经由远端按键切换单元121输入的远端控制信号以及由远端音视频设备130采集的远端视频信号；

5G路由器125：被配置为接收从近端处理设备110的5G路由器119发送的图像数据，并将该图像数据发送到远端主机123以用于显示；接收从远端主机123发送的远端输入数据，并将其通过5G网络发送到近端处理设备110的5G路由器119；以及

远端显示单元127：被配置为经由远端主机123接收来自近端主机111的图像数据，以向远端用户进行显示。

在本实施例中，远端显示单元127可以包括多个单独的显示屏以分别显示不同的图像数据。

在示例性实施例中，远端显示单元127可以包括第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏。第一显示屏显示来自血管造影机109的图像数据，第二显示屏显示来自摄像装置和近端音视频设备的图像数据，并且第三显示屏显示与辅助显示单元105上相同的n+1路视频信号或显示正在控制的一个医疗辅助设备的图像数据。

在本实施例中，远端主机123与远端按键切换单元121通过USB连接线连接。远端主机123与远端音视频设备130通过有线或无线网络连接。

在本实施例中，近端主机111和远端主机123的功能分别通过运行其上存储的软件程序来执行。

图3示出了根据本申请实施例的远程导管室控制方法的流程图。该方法由根据本申请实施例的远程导管室控制系统100或200的近端处理设备110中的近端主机111执行。该方法包括：

S301：接收来自远端处理设备的远端控制信号，远端控制信号基于远端用户经由远端按键切换单元进行的按键输入；

S303：根据远端控制信号控制导管室内的术野摄像机或多个医疗辅助设备中待控制的一对应医疗辅助设备，

其中，术野摄像机用于拍摄导管室内的手术区域，来自导管室内的血管造影机、多个医疗辅助设备中的至少一个医疗辅助设备和术野摄像机的图像数据经由近端主机发送到远端处理设备以用于远端显示。

进一步，根据远端控制信号控制术野摄像机或对应医疗辅助设备包括：

响应于远端控制信号指示调节术野摄像机，向术野摄像机发送用于调节术野摄像机的术野的近端控制信号；或者

响应于远端控制信号指示切换到多个医疗辅助设备中的对应医疗辅助设备进行控制，分别向视频矩阵和USB切换器发送近端控制信号以：指示视频矩阵输出来自对应医疗辅助设备的对应视频信号，并且指示USB切换器切换到对应医疗辅助设备进行控制。

接下来，参考图4描述根据本申请实施例的由远端用户调节术野摄像机1011的术野的逻辑图。

当远程导管室控制系统100或200启动后，远端用户可以通过手动按下远端按键切换单元121中与术野摄像机1011的调节对应的图形按键，来启用对导管室内的术野摄像机1011的实时控制。

在远端用户按下与术野摄像机1011的调节对应的某一图形按键后，远端按键切换单元121将与该图形按键对应的按键事件(包括对术野摄像机1011的术野的缩放、对术野摄像机1011上下左右旋转等)发送到远端主机123，远端主机123通过WebRTC协议将与该按键事件对应的远端控制信号传输到近端主机111，近端主机111将与该远端控制信号对应的近端控制信号通过网线传输给术野摄像机1011，从而对术野摄像机1011进行期望的调节。

接下来，参考图5描述根据本申请实施例的由远端用户切换控制医疗辅助设备的逻辑图。

导管室内具有用于辅助介入手术的多种医疗辅助设备。在对导管室内的介入手术进行远程会诊时，远端用户需要尽可能多地查看导管室内的各种医疗辅助设备中的不同影像信息，来实现更有效的会诊。利用根据本申请实施例的远程导管室控制系统100或200，能够方便、快捷地实现对多种医疗辅助设备的切换控制。

如图5所示，响应于远端用户按下与多个医疗辅助设备中某一医疗辅助设备对应的图形按键，远端按键切换单元121将与该图形按键对应的按键事件(例如切换到超声仪)发送到远端主机123。远端主机123通过WebRTC协议将与该按键事件对应的远端控制信号传输到近端主机111，近端主机111将与该远端控制信号对应的近端控制信号通过串口线分别发送到视频矩阵113和USB切换器114。响应于该近端控制信号，USB切换器114切换到待控制的对应医疗辅助设备(例如超声仪)进行控制。同时，响应于该近端控制信号，视频矩阵113将所切换的对应医疗辅助设备(例如超声仪)的视频信号采集至视频编码器112，使来自对应医疗辅助设备的视频影像能够传输至远端处理设备120。

视频矩阵113所采集的对应医疗辅助设备的视频信号对应于该医疗辅助设备的显示屏上的显示画面。即，利用视频矩阵113，可以将对应医疗辅助设备所显示的画面实时传输至远端处理设备120的远端显示单元127。

USB切换器114可以通过HID键盘鼠标协议向对应医疗辅助设备发送控制信号。在USB切换器114切换到对应医疗辅助设备之后，远端用户的鼠标键盘事件(远端用户通过鼠标键盘对远端显示单元127上显示的对应医疗辅助设备的画面执行的操作)可以经由远端主机123、近端主机111、USB切换器114传输到对应医疗辅助设备。

以这种方式，远端用户可以通过对远端按键切换单元121的按键输入来执行切换显示并控制医疗辅助设备的操作。而且，由于近端主机111与医疗辅助设备103的信号交互分别通过视频矩阵113和USB切换器114进行、而不是通过网络传输进行，因此，实现了近端处理设备110与医疗辅助设备103的网络隔离控制，提高了数据传输的安全性。

接下来，参考图6描述根据本申请实施例的在导管室的辅助显示单元上显示聚合图像的逻辑图。

如图6所示，视频矩阵113采集多个医疗辅助设备1031至103n的n路视频信号。同时，视频矩阵113从近端主机111接收远端视频信号。该远端视频信号由远端音视频设备130发送到远端主机123，再由远端主机123经由WebRTC传输至近端主机111。然后，视频矩阵113将这n+1路视频信号(例如4路视频信号)输出到视频分割器115。视频分割器115根据设定的组合方式，将这n+1路视频信号组合成一路视频信号并将组合后的一路视频信号传输到辅助显示单元105。例如，视频分割器115可以通过无线影音传输器将组合后的一路视频信号传输到辅助显示单元105。

由此，在导管室内进行介入手术的同时，可以在辅助显示单元105上实时显示远端用户及手术相关的设备影像和临床信息系统影像，从而保证手术医生能全面实时地掌控患者的病情。

以上描述的根据本申请实施例的远程导管室控制系统100、200及对应的远程导管室控制方法具有以下有益效果：

(1)通过计算机视觉、5G、物联网、边缘计算的综合应用，使本系统能够达到超低延时，即能够实现低于500ms、甚至200ms的延时，从而满足进行本地或异地实时的手术直播示教与会诊的延时要求。超低延时还确保了医疗信息系统的显示界面与现场音视频的画面、语音的严格同步显示，保证了介入手术的安全。

(2)通过专用的视频编码芯片实现兼容不同分辨率的影像系统的采集及编解码，使远程导管室控制系统能够得到多种医疗检查设备和多种临床信息系统的支持；高效的边缘计算实现高效的音视频编解码处理；

(3)视频矩阵、视频分割器和主机上自研控制软件模块的结合，能够将介入手术中所涉及到的多维度的患者影像实时推送至远端供会诊专家查看，并能聚合反馈到导管室内供手术医生实时查看；

(4)USB切换器及相应USB控制接口的应用，实现了医疗辅助设备上的患者数据与远程导管室控制系统的物理隔离，从而满足高安全性的要求；

(5)按键切换单元的引入，降低了用户对远程导管室控制系统的学习难度并能提高系统的操作效率，从而进一步提高介入手术的效率；

(6)按键切换单元、视频矩阵和智能视频编解码器的使用，使得远端用户可以远程快速便捷地控制手术室内的术野摄像机并且实时切换多维度的患者影像资料，使其对患者的病情有更全方位的了解，提高远程会诊的效率；

(7)有效实现导管室介入手术的远程会诊，使远端的专家能够进行异地的实时会诊指导，解决下级医院医生资源缺乏的困境并能快速帮助低年资医生积累经验；还有效实现导管室介入手术的远程示教，避免了因现场示教增加进入导管室的学习人员所带来的不可预知的污染。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.远程导管室控制系统，其特征在于，包括：

摄像装置(101)，位于导管室内，包括用于拍摄手术区域的术野摄像机(1011)和用于拍摄导管室全景的全景摄像机(1013)；

近端处理设备(110)，连接到导管室内的血管造影机、多个医疗辅助设备(103)、所述摄像装置(101)以及远端处理设备(120)，被配置为：接收来自所述血管造影机、所述多个医疗辅助设备(103)中的至少一个医疗辅助设备和所述摄像装置(101)的图像数据并将所述图像数据发送到所述远端处理设备(120)，并且响应于来自所述远端处理设备(120)的远端控制信号控制术野摄像机(1011)或待控制的一对应医疗辅助设备；

所述远端处理设备(120)，被配置为接收来自所述近端处理设备(110)的所述图像数据以进行显示，并且接收远端用户的输入以作为所述远端控制信号发送到近端处理设备(110)；

其中，远端处理设备(120)包括远端按键切换单元(121)，被配置为接收所述远端用户的输入在所述多个医疗辅助设备(103)之间进行切换控制或者调节所述术野摄像机(1011)的术野；

所述近端处理设备(110)包括：

近端主机(111)，被配置为：接收血管造影机、所述至少一个医疗辅助设备和摄像装置(101)的图像数据并将所述图像数据发送到远端处理设备(120)，并且响应于来自远端处理设备(120)的远端控制信号，向所述对应医疗辅助设备或术野摄像机(1011)输出近端控制信号；

视频编码器(112)，被配置为对输入的视频信号进行边缘的实时采集并编码，并将编码后的视频信号作为图像数据输出到所述近端主机(111)；

视频矩阵(113)，连接到所述近端主机(111)和所述多个医疗辅助设备(103)，被配置为：获取所述多个医疗辅助设备(103)的多路视频信号；响应于来自所述近端主机(111)的近端控制信号，将所述多个医疗辅助设备(103)中所述对应医疗辅助设备的对应视频信号输出到所述视频编码器；以及

USB切换器(114)，连接到所述近端主机(111)和所述多个医疗辅助设备(103)，被配置为响应于来自所述近端主机(111)的近端控制信号切换到所述对应医疗辅助设备进行控制；

视频分割器(115)，被配置为接收来自所述视频矩阵(113)的所述多路视频信号，根据预定义设置将所述多路视频信号组合成一路视频信号，并且输出所述一路视频信号至所述导管室内的辅助显示单元(105)；

近端按键切换单元(116)，被配置为接收第一近端用户的按键输入，并将所述按键输入输出到所述近端主机(111)，

其中，所述近端主机(111)将所述按键输入转换为用于切换控制所述对应医疗辅助设备或用于调节术野摄像机(1011)的近端控制信号，以输出到所述对应医疗辅助设备或所述术野摄像机(1011)；

其中，多个医疗辅助设备包括多个医疗检查设备和多个医疗信息系统。

2.根据权利要求1所述的远程导管室控制系统，其特征在于，

所述近端按键切换单元(116)上设置有多个图形按键，所述多个图形按键包括对应于所述术野摄像机(1011)的调节的若干图形按键和对应于所述多个医疗辅助设备(103)的多个图形按键；和/或，

所述远端按键切换单元(121)上设置有多个图形按键，所述多个图形按键包括对应于所述术野摄像机(1011)的调节的若干图形按键和对应于所述多个医疗辅助设备(103)的多个图形按键。

3.根据权利要求1所述的远程导管室控制系统，其特征在于，还包括：

近端音视频设备(107)，位于所述导管室内，采集第二近端用户的近端语音信号和近端视频信号；

远端音视频设备(130)，采集所述远端用户的远端语音信号和远端视频信号；

所述近端处理设备(110)接收近端音视频设备(107)的输出并将所述输出发送到所述远端处理设备(120)，所述远端处理设备(120)接收所述远端音视频设备的输出并将所述输出发送到所述近端处理设备(110)。

4.根据权利要求3所述的远程导管室控制系统，其特征在于，

所述视频矩阵(113)获取所述多个医疗辅助设备(103)的所述多路视频信号以及所述远端视频信号；

所述视频分割器(115)接收来自所述视频矩阵(113)的所述多路视频信号以及所述远端视频信号，将所述多路视频信号以及所述远端视频信号组合成所述一路视频信号，以输出到所述辅助显示单元(105)。

5.根据权利要求1所述的远程导管室控制系统，其特征在于，所述远端处理设备(120)还包括：

远端主机(123)，被配置为：接收来自所述近端主机(111)的所述图像数据以进行输出，并且经由所述远端按键切换单元(121)接收所述远端用户的按键输入，将所述按键输入作为所述远端控制信号发送到所述近端主机(111)；

远端显示单元(127)，接收来自所述远端主机(123)的所述图像数据以进行显示。

6.根据权利要求5所述的远程导管室控制系统，其特征在于，所述远端显示单元(127)包括第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏，

其中，所述第一显示屏显示来自所述血管造影机的图像数据，所述第二显示屏显示来自所述摄像装置(101)和近端音视频设备(107)的图像数据，并且所述第三显示屏显示来自所述至少一个医疗辅助设备的图像数据。

7.根据权利要求1所述的远程导管室控制系统，其特征在于，所述多个医疗辅助设备(103)包括多个医疗检查设备和多个医疗信息系统。

8.根据权利要求1所述的远程导管室控制系统，其特征在于，所述近端主机(111)与所述血管造影机通过视频连接线连接，所述近端主机(111)与所述视频矩阵(113)和所述USB切换器(114)通过串口线连接，所述视频矩阵(113)与所述多个医疗辅助设备(103)和所述视频编码器(112)通过视频连接线连接，所述USB切换器(114)与所述多个医疗辅助设备(103)和所述视频编码器(112)通过USB连接线连接。