CN115359688A - 远程手术指导和示教系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程手术指导和示教系统及方法，系统包括：手术室子系统，用于获取多路视频信息，与示教子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，将多路视频信息拼接整合成一路视频信息并发送到服务器，接收示教子系统发送的视频信息和音频信息，对视频信息和音频信息进行展示；服务器，用于对远程手术指导和示教系统进行参数设置及通话控制，进行音视频编码数据的转发处理；示教子系统，用于获取手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息，并与手术室子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，对手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息进行展示，将获取的视频信息和音频信息发送到服务器。

Description

远程手术指导和示教系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种远程手术指导和示教系统及方法。

背景技术

传统的手术教学、手术指导，需要相应人员现场观摩、交流，而狭窄的手术室空间必然会限制观摩人员的数量，对手术感染率也会带来负面影响。随着音视频编码、网络通信等技术的发展，医疗行业的信息化水平不断提高，更多的使用实时音视频转播与网络通话技术来进行手术指导与示教，将手术室视频通过网络传输出去，提高了效率。

手术端传输音视频需要较大的上传带宽：专家端或示教端在观看手术影像时，往往需要同时观看多路视频图像，比如术野图像、腔镜图像、全景图像，并且每一路图像分辨率高达1080P，以一个1080P@的全高清视频为例，一般需要5Mbps的上传带宽，3路图像则需要15Mbps的上传带宽，在局域网尚可，而在互联网上，一般会选择专线网络，大大增加成本。

手术指导与示教时，遇到患者特殊部位：比如肿瘤等，一般以语音、文字的方式说明，不能直接的在视频中标识。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程手术指导和示教系统及方法，旨在解决现有技术中的上述问题。

本发明提供一种远程手术指导和示教系统，包括：

手术室子系统，用于获取多路视频信息，通过服务器与示教子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息将所述多路视频信息拼接整合成一路视频信息，将所述一路视频信息和音频信息发送到服务器，通过所述服务器接收示教子系统发送的视频信息和音频信息，并基于所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述示教子系统发送的视频信息和音频信息进行展示；

服务器，用于对所述远程手术指导和示教系统进行参数设置及通话控制，进行音视频编码数据的转发处理；

示教子系统，用于通过所述服务器获取所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息，并通过所述服务器与所述手术室子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，根据所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息进行展示，将获取的视频信息和音频信息发送到所述服务器。

本发明提供一种远程手术指导和示教方法，用于上述远程手术指导和示教系统，所述方法具体包括：

通过手术室子系统或者示教子系统发起远程手术指导和示教；

通过所述手术室子系统计算拼接画面的建议分辨率，并根据所述建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并与所述示教子系统进行所述画面布局样式信息和标记信息的实时同步；

通过所述手术室子系统，对音频信息和拼接后的视屏信息进行编码并通过服务器发送到所述示教子系统；

通过所述示教子系统，从所述服务器获取所述手术室子系统发送的音频信息和拼接后的视屏信息并进行展示；将从影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，并发送到服务器；

通过所述手术室子系统，从服务器获取所述示教子系统发送的音频信息和视频信息并进行展示。

采用本发明实施例，解决现有技术中解决目前手术示教中视频路数多，实时传输时需要提高要求，高带宽的网络环境，成本高昂的问题，大大节约了传输带宽，节约了成本，大大增加了该系统的实用性，提高了该系统的开放性、可调性，节省了系统资源，通过同屏标记，减少了交流而使用的时间，相应的减少了手术时间和手术分险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的远程手术指导和示教系统的示意图；

图2是本发明实施例的远程手术指导和示教系统的详细示意图；

图3是本发明实施例的远程手术指导和示教方法的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中解决目前手术示教中视频路数多，实时传输时需要提高要求，高带宽的网络环境，成本高昂的问题，本发明实施例提供了一种用于远程手术指导和示教的系统及方法。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种远程手术指导和示教系统，图1是本发明实施例的远程手术指导和示教系统的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的远程手术指导和示教系统具体包括：

手术室子系统10，用于获取多路视频信息，通过服务器与示教子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息将所述多路视频信息拼接整合成一路视频信息，将所述一路视频信息和音频信息发送到服务器，通过所述服务器接收示教子系统发送的视频信息和音频信息，并基于所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述示教子系统发送的视频信息和音频信息进行展示；手术室子系统10具体包括：

多路图像采集模块，用于采集多路视频信息；其中，所述图像采集模块具体包括以下至少之一：全景摄像机、术野摄像机、腔镜摄像机、监护仪、超声波设备。

第一信令模块，用于与所述服务器进行通话控制信息，并进行画面拼接布局信息和标记信息的实时同步交互，在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步，其中，所述标记信息所支持的标记方式包括以下至少之一：规则图像的标记、不规则图形的标记、语音标记、文字标记；

图像处理模块，用于接收所述图像采集模块传来的多路视频信息，根据所述第一信令模块发送的画面拼接布局信息将所述多路视频信息进行画面拼接整合调整，拼接整合成为一路视频信息，并根据所述第一信令模块发送的标记信息将标记整合在所述一路视频信息中；

第一编解码模块，用于将所述图像处理模块输出的所述一路视频信息和音频信息进行编码发送到服务器，解码从服务器获取的音频信息和视频信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息，输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端，并通过覆盖当前视频信息的透明窗口对标记信息进行实时展示。

服务器12，用于对所述远程手术指导和示教系统进行参数设置及通话控制，进行音视频编码数据的转发处理；服务器12具体包括：

信令服务单元，用于进行手术室子系统和示教子系统的用户注册、通话控制、画面拼接布局信息和标记信息的同步实时控制；

流媒体服务单元，用于将所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息转发到所述示教子系统，将所述示教子系统发送的视频信息和音频信息发送到所述手术室子系统。

示教子系统14，用于通过所述服务器获取所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息，并通过所述服务器与所述手术室子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，根据所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息进行展示，将获取的视频信息和音频信息发送到所述服务器。示教子系统14具体包括：

第二信令模块，用于与服务器交互流媒体控制信息，通过所述服务器与所述手术室子系统进行通话控制，并进行画面拼接布局信息和标记信息的实时同步交互，在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步；

第二编解码模块，用于解码从服务器获取的音频信息和视频信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息，输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端，并通过覆盖当前视频信息的透明窗口对标记信息进行实时展示；将影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，发送到服务器；

影音录入设备，用于采集音频信息和视频信息。

以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明，如图2所示，本实施例提供了一种用于远程手术指导和示教的系统，包括手术室子系统、服务器和示教子系统；

所述手术室子系统包括多路图像采集模块和图像处理模块；所述图像处理模块接收图像采集模块传来的多路视频信息；所述图像处理模块根据设定的画面拼接布局信息将多路视频信息拼接整合成为一路视频信息然后输出；整合后的视频信息经服务器发送给所述示教子系统；

采用以上技术，通过手术室子系统中的图像处理模块将多路视频信息拼接整合成为一路视频信息然后输出，将整合后的视频信息经服务器发送给所述示教子系统，如此实现一路视频传输多路视频信息，大大节约了传输带宽，节约了成本；另外，在图形整合时根据设定的画面拼接布局信息来拼接整合，实现拼接图像的可调整性，大大增加了该系统的实用性；另外，通过信令服务单元进行各个子系统的管理注册，再通过该服务器进行通话控制、画面拼接布局控制和标记同步控制，实现子系统的对接控制，实现该系统的开放性，由此，解决目前手术示教中视频路数多，实时传输时需要提高要求，大带宽的网络环境，成本高昂的问题，其次，该系统也同时具有开放性，可调性，其实用性强。

所述服务器包括信令服务单元以及流媒体服务单元；信令服务单元用于处理各子系统的注册、通话控制、画面拼接布局控制和标记同步控制；流媒体服务单元用于音视频编码数据的转发处理。

具体实施时，手术室子系统还包括第一信令模块和第一编解码模块；

所述第一信令模块用于与信令服务单元交互流媒体控制信息，所述流媒体控制信息包括通话控制信息、画面拼接布局信息和标记信息；所述图像处理模块根据第一信令模块的画面拼接布局信息进行画面拼接整合调整；图像处理模块根据第一信令模块的标记信息将标记整合在整合后的视频信息中；

第一编解码模块用于将图像处理模块输出的图像进行编码发送到流媒体服务单元，将音频进行编码发送到流媒体服务单元；第一编解码模块还用于解码从服务器端获取的音频信息和视频信息，然后输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端。

具体实施时，所述示教子系统包括，第二信令模块用于与信令服务单元交互流媒体控制信息，通过信令服务单元与手术室子系统进行通话控制、同步画面拼接布局信息以及同步标记信息；

第二编解码模块也用于解码从流媒体服务单元获取的音频信息和视频信息，然后输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端。

具体实施时，所述示教子系统还包括影音录入设备，影音录入设备包括摄像头，耳麦等多媒体终端设备；第二编解码模块将影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，发送到流媒体服务单元。

具体实施时，手术室子系统的图像采集模块包括但不仅限于全景摄像机、术野摄像机、腔镜摄像机、监护仪和/或超声波设备。

第一信令模块将新的拼接画面样式，发送到第二信令模块。

示教室控制拼接画面样式的过程：

实施时，按照上述方法，具体操作方式：

以传输3-6路1080P@30fps手术影像视频为例，

a.教学投影仪、专家端显示屏分辨率一般并未超过3-6路1080P视频分辨率之和，很多情况下为全高清分辨率；

b.示教端，往往会以一定的视频布局方式查看3-6个画面，因此，实际上大部分画面的实际显示分辨率达不到1080P，而当用户想要仔细查看某一路画面时，可将该画面交换到最大的窗口，也可直接最大化该路视频，那么该路视频的实际编码分辨率也会相应增大。

若拼接画面分辨率为1080P，那么只需要5Mbps的稳定上传带宽即可流畅传输手术室所有影像，使用一般的电信光宽带即可流畅使用；

具体实施时，在视频信息呈现的画面上设置有一层透明窗口；该透明窗口覆盖当前视频信息呈现的画面；透明窗口用于呈现对影像内容进行文字和/或图像的标记，每次输入完成或写完一个字符后，第一信令模块或第二信令模块将新的标记进行转换，并将转换后的信息进行同步。标记支持规则图形包括但不仅限于：椭圆、矩形、箭头，不规则图形：画笔绘制。传统的方式，一般只能使用语音、文字方式沟通；本发明所述方式，双方可以对实时手术影像进行同步标记。

具体实施时，在对影像内容进行文字和/或图像标记时，采用预设的标记符号进行直接调用，或通过画笔录入进行标记；第一信令模块或第二信令模块将新的标记进行转换时，文字和直接调用的标记转换成JSON字符串，通过画笔手绘的标记转换成图片信息。

因此，本发明具有节省成本，速度快、使用方便、效率高的特点。

在实际应用中，手术室子系统通过第一信令模块发起示教或示教子系统通过第二信令模块发起示教；

双方接受示教后，第二信令模块将示教子系统的第二显示屏的分辨率通过信令服务单元发送到第一信令模块；

第一信令模块根据第二显示屏的分辨率、用户设置的拼接分辨率与手术图像分辨率，计算出拼接画面的建议分辨率，并分配一个默认的画面布局样式，启动画面拼接；

第一信令模块将当前采用的画面布局样式信息通过服务器的信令服务单元发送到第二信令模块，实现信令同步；

第一信令模块启动手术室子系统中第一编解码模块，第二信令模块启动示教子系统的第二编解码模块，

第一编解码模块将音频信息和拼接后的视屏信息通过服务器的流媒体服务单元发送给第二编解码模块；第一编解码模块同时解码从流媒体服务单元获取的音频信息和视频信息，然后进行播放；

第二编解码模块将示教子系统录入的视频信息和音频信息进行编码，通过流媒体服务单元发送给第一编解码模块，第二编解码模块同时解码从流媒体服务单元获取的音频信息和视频信息，然后进行播放。

第一信令模块根据第二显示屏的分辨率、用户设置的拼接分辨率与手术图像分辨率，计算出拼接画面建议分辨率的方法如下：

获取手术影像的所有分辨率，设获取的分辨率的数目有N个，计算出建议使用的拼接画面分辨率，

a.若N＝1，则建议分辨率为第二显示屏的分辨率与手术影像分辨率中的小者，否则进入b；

b.若第二显示屏的分辨率≤1080P，则建议分辨率为第二显示屏的分辨率，否则进入c；

c.对N个分辨率中的最大分辨率、1080P以及第二显示屏的分辨率进行大小排序，在这些分辨率中取排序在中间的分辨率值作为建议分辨率。

所述第一信令模块和第二信令模块预设有多种画面布局样式，所述画面布局样式包括均分、画中画、大小分布、单画面和关闭指定画面；第一信令模块和第二信令模块通过调整画面布局样式同步至图像处理模块，图像处理模块按照当前布局样式实时调整拼接画面。手术室画面多种样式同步控制：示教室与手术室均可调整“画中画”、“均分”、“一大多小”等画面布局，可关闭指定某一路画面，可交换某两路图像的位置，可放大某一路画面，所有控制均会实时同步到手术室的画面处理模块进行实时处理，视频传输不会终止，无黑屏；并且往往示教端，更需要主动去控制画面的布局显示方式，以达到远程指导、学习的目的。

在本发明实施例中，在视频信息呈现的画面上设置有一层透明窗口；该透明窗口覆盖当前视频信息呈现的画面；透明窗口用于呈现对影像内容进行文字和/或图像的标记，每次输入完成或写完一个字符后，第一信令模块或第二信令模块将新的标记进行转换，并将转换后的信息进行同步。通过以上技术，实现支持同屏标记，使用方便：传统的方式，一般只能使用语音、文字方式沟通；本发明所述方式，双方可以对实时手术影像进行同步标记。

在对影像内容进行文字和/或图像标记时，采用预设的标记符号进行直接调用，或通过画笔录入进行标记；第一信令模块或第二信令模块将新的标记进行转换时，文字和直接调用的标记转换成字符串，通过画笔手绘的标记转换成图片信息，实时解码传播到手术室示教机，提高了手术的成功率，降低了成本，减少了术室人多造成的感染率。

从上述技术方案可以看出：

1.本发明实施例通过手术室子系统中的图像处理模块将多路视频信息拼接整合成为一路视频信息然后输出，将整合后的视频信息经服务器发送给所述示教子系统，如此实现一路视频传输多路视频信息，大大节约了传输带宽，节约了成本；另外，在图形整合时根据设定的画面拼接布局信息来拼接整合，实现拼接图像的可调整性，在运用中，专家端某些子画面实际显示分辨率低于其原始画面分辨率，因此拼接后更加符合实际要求，大大增加了该系统的实用性；另外，通过信令服务单元进行各个子系统的管理注册，再通过该服务器进行通话控制、画面拼接布局控制和标记同步控制，实现子系统的对接控制，实现该系统的开放性，由此，解决目前手术示教中视频路数多，实时传输时需要提高要求，大带宽的网络环境，成本高昂的问题，其次，该系统也同时具有开放性，可调性，其实用性强；

2.本发明实施例节省系统资源，传统的方式中，手术室需要同时编码3-6路1080P视频，示教端需要同时解码3-6路1080P视频，本文所述方式中，手术室仅需要编码1路视频，示教端仅需要解码1路视频；

3.本发明实施例支持同屏标记，使用方便；传统的方式，一般只能使用语音、文字方式沟通；本发明提供的技术，双方可以对实时手术影像进行同步标记，实时交流，对病灶体实时同步标记，减少了交流而使用的时间，相应的减少了手术时间和手术分险。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一款集远程指导、直播、转播、刻录、审片于一体的医疗手术远程即时通讯系统。通过5G无线网络及4K全高清成像技术，创建的互动会诊平台可以轻松完成包括低延时精准指导、双向手术画板交互、设备与智能模块通讯、术中影像资料同步等多种指导教育交流功能。

同时，本发明摒弃了传统直播设备中繁琐的操作配置流程，通过自主设计的沉浸式大屏全图标界面，保证用户三步即完成直播/转播的基础配置，一键会议时刻开启。

此外，还搭载了智能云计算，满足用户云存端取的的移动式资源获取需求，通过秒速云上传、无限存储空间、智能云剪辑等云端功能用户可享受到随时随地查阅编辑手术视频资料的便捷。最后，本发明模块可无限扩展，包括云端工作站、术中读片功能，可与医院信息系统、智能工作站等进行实时联接，将患者的全病程资料整合为完整清晰的数据矩阵，形成闭合的患者数据链。

综上所述，本发明实施例的远程手术指导和示教的系统，包括手术室子系统、服务器和示教子系统；手术室子系统包括多路图像采集模块和图像处理模块；图像处理模块根据设定的画面拼接布局信息将多路视频信息拼接整合成为一路视频信息然后输出，经服务器发送给示教子系统；服务器包括信令服务单元以及流媒体服务单元；信令服务单元用于处理各子系统的注册、通话控制、画面拼接布局控制和标记同步控制；流媒体服务单元用于音视频编码数据的转发处理；将整合后的视频信息经服务器发送给所述示教子系统，如此实现一路视频传输多路视频信息，大大减小了传输所需要带宽，减低了专家指导成本，专家可实时指导，无地域限制，从而节约了成本。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种远程手术指导和示教方法，用于上述装置实施例中的远程手术指导和示教系统，图3是本发明实施例的远程手术指导和示教方法的流程图，如图3所示，根据本发明实施例的远程手术指导和示教方法具体包括：

步骤301，通过手术室子系统或者示教子系统发起远程手术指导和示教；

步骤302，通过所述手术室子系统计算拼接画面的建议分辨率，并根据所述建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并与所述示教子系统进行所述画面布局样式信息和标记信息的实时同步；其中，所述画面布局样式信息中的画面布局样式具体包括：均分、画中画、大小分布、单画面和关闭指定画面。

在步骤302中，与所述示教子系统进行标记信息的实时同步具体包括：

通过覆盖在视频信息呈现画面上的一层透明窗口，呈现对影像内容进行文字和/或图像的标记信息，并在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步。

步骤302具体包括：

通过所述手术室子系统获取示教子系统的显示屏分辨率，手术图像分辨率、并获取用户预先设置的拼接分辨率，基于所述示屏分辨率、所述手术图像分辨率以及所述拼接分辨率计算拼接画面的建议分辨率，分配一个默认的画面布局样式，并基于所述拼接画面的建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并将所述画面布局样式信息实时同步到所述示教子系统。其中，所述基于所述示屏分辨率、所述手术图像分辨率以及所述拼接分辨率计算拼接画面的建议分辨率具体包括：

步骤1，获取手术影像的所有分辨率，其中，获取的分辨率的数目有N个，若N＝1，则建议分辨率为示教子系统的显示屏分辨率与手术影像分辨率中的小者，否则，执行步骤1；

步骤2，若判断示教子系统的显示屏分辨率小于或dengyu1080P，则建议分辨率为示教子系统的显示屏分辨率，否则执行步骤3；

步骤3，对N个分辨率中的最大分辨率、1080P以及示教子系统的显示屏分辨率进行大小排序，在这些分辨率中取排序在中间的分辨率值作为建议分辨率。

步骤303，通过所述手术室子系统，对音频信息和拼接后的视屏信息进行编码并通过服务器发送到所述示教子系统；

步骤304，通过所述示教子系统，从所述服务器获取所述手术室子系统发送的音频信息和拼接后的视屏信息并进行展示；将从影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，并发送到服务器；

步骤305，通过所述手术室子系统，从服务器获取所述示教子系统发送的音频信息和视频信息并进行展示。

以下对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。

本发明实施例的技术方案，包括发起示教、远程指导的过程：

具体地，第一信令模块与第二信令模块分别注册到信令服务；

手术室子系统通过第一信令模块或示教子系统通过第二信令模块发起示教；

双方接受示教后，第二信令模块将示教子系统的第二显示屏的分辨率通过信令服务单元发送到第一信令模块；

第一信令模块根据第二显示屏的分辨率、用户设置的拼接分辨率与手术图像分辨率，计算出拼接画面的建议分辨率，并分配一个默认的画面布局样式，启动画面拼接；

第一信令模块将当前采用的画面布局样式信息通过服务器的信令服务单元发送到第二信令模块，实现信令同步；

第一信令模块启动手术室子系统中第一编解码模块，第二信令模块启动示教子系统的第二编解码模块，

第一编解码模块将音频信息和拼接后的视屏信息通过服务器的流媒体服务单元发送给第二编解码模块；第一编解码模块同时解码从流媒体服务单元获取的音频信息和视频信息，然后进行播放；

第二编解码模块将示教子系统录入的视频信息和音频信息进行编码，通过流媒体服务单元发送给第一编解码模块，第二编解码模块同时解码从流媒体服务单元获取的音频信息和视频信息，然后进行播放。

具体实施时，第一信令模块根据第二显示屏的分辨率、用户设置的拼接分辨率与手术图像分辨率，计算出拼接画面建议分辨率的方法如下：

获取手术影像的所有分辨率，设获取的分辨率的数目有N个，计算出建议使用的拼接画面分辨率，

a.若N＝1，则建议分辨率为第二显示屏的分辨率与手术影像分辨率中的小者，否则进入步骤b；

b.若第二显示屏的分辨率≤1080P，则建议分辨率为第二显示屏的分辨率，否则进入步骤c；

c.对N个分辨率中的最大分辨率、1080P以及第二显示屏的分辨率进行大小排序，在这些分辨率中取排序在中间的分辨率值作为建议分辨率。

具体实施时，第一信令模块和第二信令模块预设有多种画面布局样式，所述画面布局样式包括均分、画中画、大小分布、单画面和关闭指定画面；第一信令模块和第二信令模块通过调整画面布局样式同步至图像处理模块，图像处理模块按照当前布局样式实时调整拼接画面。如：监护仪画面，可交换某两路图像的位置，可放大某一路画面。

第一信令模块将新的拼接画面样式，生成字符串控制图像处理模块，图像处理模块使用新的样式拼接手术画面，那么双方均可以看到实时新的拼接画面；便于手术的下一步操作。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

在20世纪30年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本文件的实施例而已，并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说，本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本文件的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种远程手术指导和示教系统，其特征在于，包括：

手术室子系统，用于获取多路视频信息，通过服务器与示教子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息将所述多路视频信息拼接整合成一路视频信息，将所述一路视频信息和音频信息发送到服务器，通过所述服务器接收示教子系统发送的视频信息和音频信息，并基于所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述示教子系统发送的视频信息和音频信息进行展示；

服务器，用于对所述远程手术指导和示教系统进行参数设置及通话控制，进行音视频编码数据的转发处理；

示教子系统，用于通过所述服务器获取所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息，并通过所述服务器与所述手术室子系统进行通话控制，实时同步画面拼接布局信息以及标记信息，根据所述画面拼接布局信息以及标记信息对所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息进行展示，将获取的视频信息和音频信息发送到所述服务器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手术室子系统具体包括：

多路图像采集模块，用于采集多路视频信息；

第一信令模块，用于与所述服务器进行通话控制信息，并进行画面拼接布局信息和标记信息的实时同步交互，在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步，其中，所述标记信息所支持的标记方式包括以下至少之一：规则图像的标记、不规则图形的标记、语音标记、文字标记；

图像处理模块，用于接收所述图像采集模块传来的多路视频信息，根据所述第一信令模块发送的画面拼接布局信息将所述多路视频信息进行画面拼接整合调整，拼接整合成为一路视频信息，并根据所述第一信令模块发送的标记信息将标记整合在所述一路视频信息中；

第一编解码模块，用于将所述图像处理模块输出的所述一路视频信息和音频信息进行编码发送到服务器，解码从服务器获取的音频信息和视频信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息，输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端，并通过覆盖当前视频信息的透明窗口对标记信息进行实时展示。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器具体包括：

信令服务单元，用于进行手术室子系统和示教子系统的用户注册、通话控制、画面拼接布局信息和标记信息的同步实时控制；

流媒体服务单元，用于将所述手术室子系统发送的一路视频信息和音频信息转发到所述示教子系统，将所述示教子系统发送的视频信息和音频信息发送到所述手术室子系统。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述示教子系统具体包括：

第二信令模块，用于与服务器交互流媒体控制信息，通过所述服务器与所述手术室子系统进行通话控制，并进行画面拼接布局信息和标记信息的实时同步交互，在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步；

第二编解码模块，用于解码从服务器获取的音频信息和视频信息，基于所述画面拼接布局信息以及标记信息，输出解码后的音频信息和视频信息到多媒体播放终端，并通过覆盖当前视频信息的透明窗口对标记信息进行实时展示；将影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，发送到服务器；

影音录入设备，用于采集音频信息和视频信息。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图像采集模块具体包括以下至少之一：全景摄像机、术野摄像机、腔镜摄像机、监护仪、超声波设备。

6.一种远程手术指导和示教方法，其特征在于，用于权利要求1至5中任一项所述的远程手术指导和示教系统，所述方法具体包括：

通过手术室子系统或者示教子系统发起远程手术指导和示教；

通过所述手术室子系统计算拼接画面的建议分辨率，并根据所述建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并与所述示教子系统进行所述画面布局样式信息和标记信息的实时同步；

通过所述手术室子系统，对音频信息和拼接后的视屏信息进行编码并通过服务器发送到所述示教子系统；

通过所述示教子系统，从所述服务器获取所述手术室子系统发送的音频信息和拼接后的视屏信息并进行展示；将从影音录入设备采集的音频信息和视频信息进行编码，并发送到服务器；

通过所述手术室子系统，从服务器获取所述示教子系统发送的音频信息和视频信息并进行展示。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述手术室子系统计算拼接画面的建议分辨率，并根据所述建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并与所述示教子系统进行所述画面布局样式信息的实时同步具体包括：

通过所述手术室子系统获取示教子系统的显示屏分辨率，手术图像分辨率、并获取用户预先设置的拼接分辨率，基于所述示屏分辨率、所述手术图像分辨率以及所述拼接分辨率计算拼接画面的建议分辨率，分配一个默认的画面布局样式，并基于所述拼接画面的建议分辨率和画面布局样式信息启动画面拼接，并将所述画面布局样式信息实时同步到所述示教子系统。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述示屏分辨率、所述手术图像分辨率以及所述拼接分辨率计算拼接画面的建议分辨率具体包括：

步骤1，获取手术影像的所有分辨率，其中，获取的分辨率的数目有N个，若N＝1，则建议分辨率为示教子系统的显示屏分辨率与手术影像分辨率中的小者，否则，执行步骤1；

步骤2，若判断示教子系统的显示屏分辨率小于或dengyu1080P，则建议分辨率为示教子系统的显示屏分辨率，否则执行步骤3；

步骤3，对N个分辨率中的最大分辨率、1080P以及示教子系统的显示屏分辨率进行大小排序，在这些分辨率中取排序在中间的分辨率值作为建议分辨率。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述画面布局样式信息中的画面布局样式具体包括：均分、画中画、大小分布、单画面和关闭指定画面。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，与所述示教子系统进行标记信息的实时同步具体包括：

通过覆盖在视频信息呈现画面上的一层透明窗口，呈现对影像内容进行文字和/或图像的标记信息，并在每次输入完成或写完一个字符后，将新的标记信息进行转换，并将转换后的标记信息进行同步。

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