CN201601782U - 一种交互式远程视频会诊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗应用软件领域，公开一种实现交互式远程视频会诊装置，该装置通过医生工作台、医疗服务系统、音/视频设备、医疗监护设备，患者PC终端、音/视频设备、医疗监护设备、医生工作台分别通过网络与医疗服务系统连接实现多人在线视频会诊服务，其特征在于：医疗服务系统设置有用于采集数据、请求发送与响应、数据交互的前置单元；用于查询与管理数据库、音\视频数据形成与控制、实现会诊支持、通道控制的中央处理单元；用于存储包括用户配置、医生信息、患者卫生参数本地存储的的若干后台数据库单元；用于调用HIS健康档案信息、PACS影像信息的中间件模块与WEB服务模块，并通过不同功能模块的组合创新，为医院提供一种新的交互式远程医疗多人视频会诊系统。

Description

一种交互式远程视频会诊装置

技术领域：

本实用新型涉及计算机领域，更具体来说是一种实现交互式远程医疗视频会诊服务的装置。

背景技术

目前，随着医疗卫生体制改革的深入和人们对医疗信息化、数字化的重视，各种于医疗相关的系统大量出现：例如远程预约挂号系统、个人健康查询系统、医疗百科查询系统等，它们的出现为病人就诊断、获取医疗卫生知识提供了便利同时取得了明显的社会效益。

通过互联网对远方的病人进行远程会诊咨询，在国外如欧洲、美国、日本等已经存在，我过在这方面也做了不少研究与发明。例如：中国专利200510110399.X揭示了一种多点寻址获取医学图像交互式网络会诊实现方法及系统，即通过该系统加载于因特网上的多个图像存储系统和多个会诊工作站，图像存储系统主要功能是经各个采集网关接收各种医学DICOM图像，并进行分类管理和存贮，提供DICOM通讯、WEB或其它通信服务，所存贮的DICOM图像使用唯一识别符UID对其进行标志和识别；会诊工作站是医生用来对数字医学图像进行诊断和处理的工具，显示和处理任何医学DICOM图像和非DICOM图像，支持DICOM或其它基于TCP/IP通信协议接口与PACS或图像存储系统连接，并可对多个存储系统使用图像UID对图像进行查询，选择最佳存储点实时下载图像到工作站显示、处理。中国专利03150952.5公开了一种专家远程医疗会诊系统，该系统包括医学影像存档与通讯子系统(MINI-PACS)、医院信息子系统(HIS)、复数个近程或远程会诊子系统，每个会诊子系统至少包括床边实时监护单元及放射影像会诊工作站，上述子系统由一个中间件将这些单元系统集成，从而实现相互之间的数据传输。不同专家可以在近程或远程实现上述子系统中数据的实时查询与调用，从而实现远程医疗会诊。中国专利200610028386.2揭示一种社区卫生中心与医院数字化会诊的方法，该方法通过医学影像设备、影像接收模块、影像显示模块、医院信息化系统接口、影像管理系统PACS的接口、放射科信息管理系统RIS的报告模块进行社区卫生中心与医院或者医院与医院的数字化会诊等等。这些关于远程会诊的发明各有其自身的技术特点，并对远程会诊涉及的局部重点技术的进行了创新。

实现远程会诊，一方面要综合利用影像管理系统PACS现有的DICOM图像、医院信息子系统(HIS)里的病人档案数据、床边实时监护单元及放射影像会诊工作站数据等，另一方面更要对病人的心跳、血压、脉搏等进行可视化的实时检测、通过清晰的视频显示和语音交流来对病人的健康状况进行全面综合获取和评估，医生才能对症下药。当多需要多个医生对病人进行远程会诊时，如果有效触发会诊服务、在有限的网络速度下如何保证多点视频同步的质量和降低数据传输负载，是远程会诊系统需要解决其中一个重点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对已有的远程诊断方案存在的技术不足，提供一种以多人视频会诊为重点，实现交互式远程医疗会诊的装置。通过本实用新型，可以通过网络进行多人会诊服务的远程触发，并有效解决会诊实现过程中的各种医疗参数的采集、在有限的网络带宽和速度下的为诊断提供充足的数据保障并降低多点同步视频所带来高负载的问题。

本实用新型一种交互式远程医疗装置包括患者PC终端、医生工作台、医疗服务平台、音/视频设备、医疗监护设备，患者PC终端、音/视频设备、医疗监护设备、医生工作台分别通过网络与医疗服务平台连接，其特征在于：医疗服务平台设置有用于采集数据、请求发送与响应、数据交互的前置单元；用于查询与管理数据库、音\视频数据形成与控制、实现会诊支持、通道控制的中央处理单元；用于存储包括用户配置、医生信息、患者卫生参数本地存储的的若干后台数据库单元；用于调用HIS健康档案信息、PACS影像信息的中间件模块与WEB服务模块；前置单元、后台数据库单元、中间件模块与WEB服务模块分别与中央处理单元通过总线连接。

上所述的医疗服务平台的前置单元包括用于进行音频、视频采集的音/视频采集模块及接口；用于进行用户生理数据采集的采集模块及接口；

中央处理单元包括用于为前置单元的数据采集模块及接口分配通道并根据患者PC终端与医生工作台的请求进行定向网络连接的通道控制模块；用于整合系统所采集的视频数据使其通过相同的界面分格显示、调节各单元格刷新频率及分辨率、控制音视频输出优先权的音/视频控制模块；用于管理后台数据库资源并形成会诊断互动及输出的会诊模块；

中央处理单元的各组成模块分别交互式连接，前置单元的分模块与中央处理单元单独直接连接。

作为优化，患者PC终端通过Internet或DDN网或CHINANET或CATV与医疗服务平台连接，医生工作台通过Internet与医疗服务平台连接；医疗服务平台由系列与核心交换机连接的服务器集群组成，服务器集群包括通信接口服务器、终端服务器、用户配置服务器、媒体服务器、数据库服务器、WEB服务器、DNS服务器、网络监控服务器、会诊服务器，服务器集群各服务器通过核心交换机进行数据交互。

进一步优化，上所述的还设有一网络监控模块，网络监控模块监视每组会诊服务中连接终端的网络健康状态并驱动音/视频控制模块调节对该终端的输出界面中各单元格输出的刷新频率或分辨率，网络监控模块与中央处理单元子模块交互式连接。

进一步优化，医生工作站上分别安装有会诊子系统单元，会诊子系统单元通过中间件接口与医疗服务平台连通并直接与其医院内部的HIS数据库及PACS中的影象数据库进行数据链接。

附图说明：

图1为系统的硬件网络拓扑图；

图2为系统的结构框图；

图3为系统的运行时数据流图及功能模块结构示意图；

图4为交互视频的重组示意图；

具体实施方式

实施例一

参考图1所示，给出了本系统的网络拓扑。由图可见本实用新型的交互式远程医疗多人视频会诊系统由三大重要单元组成：医疗服务平台单元1、患者用户单元2、医院单元3，它们分别通过网络连接组合成一个实现多人视频会诊的整体系统。其中，患者用户单元2由PC终端、音频设备、视频设备和医疗监护仪组成。音频设备(主要为话筒)、视频设备(摄像头等)与PC终端连接，为系统采集来自患者端音频与视频动态数据。医疗监护仪包括血压计、心电测量仪、体温、脉搏测量仪等，通过医疗监护仪，患者可以根据医生的吩咐并在视频实时监督的情况下进行生理参数如血压、体温、脉搏等的测量，并将所测量的数据通过医疗监护仪自带的通讯模块以有线或无线的方式发送到PC终端(也可以患者通过手工输入的方式输入到PC终端)，进而通过Internet网络发送至医疗服务平台单元1。医院单元3则包括医院内部的医院信息系统(Hospitalinformation System，HIS)系统及数据库、医学影像存档与通信系统(PACS)系统及数据库、临床信息系统(Clinical Information System，CIS)、WEB服务器等组成，医院单元3的系统通过Internet网络与医疗服务平台单元1连接，并为会诊提供包括患者过往病史、检测报告、医学影像、就诊记录等信息以作为诊断、病人健康状态综合评估参考因素，以提高会诊药单、医生建议等的正确性。医疗服务平台单元1是系统的中心部分，它是实现包括多人视频会诊事件触发、音频/视频采集、音频/视频整合与输出控制、会诊功能支持、医院信息调用、网络监控、输入接口管理与转换、生理参数本地存储、用户配置管理等功能。如图所示，医疗服务平台单元1由专门用于为外部医院系统如HIS、PACS、CIS等系统以及外部其它服务平台提供数据交互接口、接口转换服务、接口统一管理的通信接口服务器，用于为来自患者终端、医生工作台终端等提供输入通道分配、终端标识管理的终端服务器，用于实现视频、音频采集、整合、压缩、编码与输出控制的媒体服务器，用于专门对用户身份标识、登陆密钥、设置、服务权限等进行管理用户配置服务器，用于为数据库提供硬件支持、为数据提供本地存储的数据服务器和磁盘阵列，专门用于对网络进行监控的网络监控服务器，为多人视频会诊提供基本功能支持的会诊业务服务器等组成，并通过WEB服务器、DSN服务器实现联网功能。另外，为了扩展会诊系统的功能，该系统还可以包括如卫生管理机构单元4的药品数据库、卫生资源服务器等服务部分组成。医疗服务平台单元1、患者用户单元2、医院单元3、卫生管理机构单元4等整体构成了交互式远程医疗多人视频会诊系统的硬件支持和结构拓扑。

参考图2，为交互式远程视频会诊装置的结构框图，整体上说它以医疗服务平台为中心，并结合患者终端、音视频装置、医疗监护设备以及医生工作台等组成。如图2所示，为医疗服务平台设置有用于采集数据、请求发送与响应、数据交互的前置单元11；用于查询与管理数据库、音\视频数据形成与控制、实现会诊支持、通道控制的中央处理单元12；用于存储包括用户配置、医生信息、患者卫生参数本地存储的的若干后台数据库单元13；用于调用HIS健康档案信息、PACS影像信息的中间件与WEB服务模块14。其中前置单元11由实现用户登陆或注册的登陆/注册模块，用于用户进行验证并确定服务权限的验证模块，用于进行会诊服务选择、医生选择、HTTP就诊请求发送的服务选择模块，用于实现各终端处音频和视频采集的音频采集模块和视频采集模块及接口，用于生理参数采集的生理参数采集模块及接口，用于实现医生邀请若干医生发起共同会诊服务的共诊请求模块，实现对每个终端界面输出的界面显示模块以及输出控制模块及接口等组合。前置单元11的功能模块分别对应部署于医疗服务平台单元1的用户配置服务器、终端服务器、通信接口服务器、多媒体服务器、会诊服务器上。中央处理单元12包括查询与存储功能的查询与存储模块，实现以服务平台为中心的患者与医生实现一对多联系的通道控制模块、实现会诊所有功能支持的会诊模块、实现将采集到的同一服务组的音视频进行整合成同一界面输出，实现视频压缩、封装、传输控制等的音视频控制模块、用于对输入与输出数据进行缓存空间动态分配、缓存空间实时释放的缓存模块和用于实现网络监控并驱动音视频控制模块执行控制策略的网络监控模块等组成。后台数据库单元13是后台数据存储的仓库，是实现系统程序执行的数据查询、提取与存放的地方。它主要包括：系统基本数据库、用户配置数据库、通信接口数据库、本地HIS、PACS数据库、医生数据库、药品数据库等，并且对应分布于数据服务器、通信接口服务器、用户配置服务器。

参考图3，是以医疗服务平台为中心，实现各功能多人视频会诊整个数据流图，并对交互式远程医疗多人视频会诊方法实现做进一步详细描述：

参考S001所示，患者通过其PC终端通过IP浏览器(也可以是运行系统提供的客户端软件)和医疗服务平台的服务IP登陆系统界面，并发送HTTP登陆或注册请求；

参考S002所示，医疗服务平台的登陆/注册模块于应用层接受并响应来自患者PC终端的请求对进行用户资料采集或调用后台的验证模块对该用户进行验证；

参考S003所示，医疗服务平台的验证模块根据登陆/注册模块的用户信息将其HTTP请求并转换成XML或SQL格式的统一数据库查询语句并通过查询与存储模块查询后台用户配置数据库(S004)，查询该数据库是否存在该用户信息并判断是否注册用户或授权用户，并将结果反馈至验证模块；

参考S005所示，用户在验证模块被验证通过，则触发服务选择模块，显示可选择的医院、科室、专科、医生及服务等。服务选择模块首先通过查询与存储模块查询查询后台数据库如医生数据库(S007)，服务选择模块根据反馈的状态进行选择性显示；

如S008所示，服务选择模块触发通道控制模块，使其根据病人的服务选择并根据该服务源(即提供诊断服务的医生工作站)所在的IP地址进行连接请求(s009)；医生工作站端同意请求并进行联接确认(或系统自动直接联接)后，患者PC终端与该医生工作站实现点对点连接；

参考S010所示，医生工作站(即图中的医生工作站A1)向医疗服务平台发送HTTP的共同会诊请求；医疗服务平台执行该请求并通过共诊请求模块将该请求转化为XML或SQL格式的统一数据库查询语句并通过查询与存储模块查询后台医生数据库(如S011与S012)，确定可执行共同会诊的名单，并反馈至共诊请求模块；共诊请求模块将可以选择共同诊断的医生名单即相关信息反馈到医生工作站(即图中的医生工作站A1)；医生工作站A1选则需要一起进行会诊的医生并将该请求发送到共诊请求模块(假设为医生工作站A2、A3、B2、C1)；共诊请求模块将触发通道控制模块(S013)；

参考S014所示，通道控制模块根据需要会诊医生名单及其所在工作台的IP进行多点连接，并形成以医疗服务平台为中介的一个患者与多个医生的一对多点连接(即患者终端与医生工作站A1、A2、A3、B2、C1分别通过网络进行多点式联通)，并且通道控制模块为该组服务分配专用的数据交互通道。

参考S015所示，通道控制模块触发医疗服务平台的音、视频控制模块；音、视频控制模块驱动系统前置单元的音频采集模块与视频采集模块(S016)，音频采集模块与视频采集模块向患者PC终端或医生工作台发送开启音频与视频装置进行数据采集(S017)；得到确认后，音频与视频开始采集数据并通过患者PC终端或医生工作台向医疗服务平台传输音、视频数据；音、视频最后通过系统的音频采集模块与视频采集模块输送到音、视频控制模块；

参考S018所示，音、视频控制模块将该数据放置到缓存模块；缓存模块一方面负责为每组视频服务分配可用的空闲存储空间，另一方面自动将已经完成的完成的服务组所占用的空间释放并分配给新的服务组。

参考S019，音、视频控制模块对音、视频进行整合，处理，并根据控制策略形成可视化的界面输出进入会诊模块；

音、视频控制模块对音、视频处理的过程与原理为：

1).音、视频控制模块首先为每个终端的视频与音频分配一用以表示其身份的ID，并以时间为中轴，形成以帧为单元用该ID及时间为标识的视频编码数据文件，并放置与缓存模块；

2).根据终端数量，将输出的显示界面划分为若干个显示单元，并为每个单元分配标志ID；如图4所示，因为实现视频互相的具有6个终端，即(患者终端与医生工作站A1、A2、A3、B2、C1)所以将输出界面划分为6个显示单元格51～56；并预留一文字交流单元57；

3).音、视频控制模块将相同时间的每个帧单元的视频编码数据文件与显示单元分别对应，并将其分辨率压缩成符合显示单元大小的视频编码图形文件；

4).被调整的视频编码图形文件分别放置于相对应的显示单元位置(患者端的视频编码图形文件优先放置在中间位置并行重组，即55处)；

5).对相同时间的每个帧单元的视频编码图形文件进行重新组合成一个新的帧单元的视频编码图形文件，该文件包括相同时间所有终端的采集的视频帧。

6).被重组后的视频帧传输到会诊模块，与其它程序生成的图层进行组合，并通过界面显示模块就输出控制模块及交互接口与各终端进行交互。

音、视频控制模块对音、视频处理还包括：通过会诊模块驱动网络监控模(如S020)监控或测试各终端的网络健康指数(网络健康指数可以通过发送特定数据包并根据接收时间来测试其速率及发送效率来确定，也可通过历史数据交互记录与网络反馈进行综合评估其网络健康指数)，当网络健康指数在设定的下限阀值时，音、视频控制模块根据音、视频控制策略对音频、视频的输出进行处理。音、视频控制策略具体包括：A.音频优先，即当与终端的网络(主要指带宽与网速)不足以流畅传输重组前的显示单元格内的视频编码图形文件时，自动停止对该视频文件的输出，以保证音频文件的流畅传输；B.音自动调节患者终端以外的视频源的视频输出频率(或刷新频率)，以保证显示时，来自患者终端在医生工作台端能流畅显示。例如，假设医生工作站B2端的网络健康指数低于下限阀值，则在对B2端视频中，保证患者端采集的视频输出频率不变的情况下降低来自医生工作站A1、A2、A3、C1端的一个或多个视频源的视频刷新频率，以降低需要传输的数据量，保证传输的流畅。如每单元格输出的视频是以2ms/次变化一次的，可以将A1、A2、A3、C1端的一个或多个视频变为大于2ms/次(8ms/次)，则需要传输的数据将大大减小，患者端的视频数据也在各医生工作台也将得到流畅显示。这样通过各单元格具有不同的视频刷新频率，一方面可以保证患者端的流畅显示，另外也能动态调节需要传输的数据，降低网络的负载。

又如S019，会诊模块获得处理的音、视频数据后，根据医生工作台的请求并调用后台数据、获取相关的信息以实现医生对患者进行诊断是所需要的功能，其中包括：通过中间件\WEB服务模块及接口连接外部医院的HIS、PACS系统获取该患者的就诊记录、过往病史、检测报告、医学影象等资料(如S020)；通过触发查询与存储模块(如S020)调用后台的数据库以获得包括用户服务权限、设置、用户注册信息、测量的生理参数、以及存储于系统的本地医学影像等信息；驱动生理参数采集模块，向患者端的终端发送生理参数采集请求，或者响应患者端的终端的生理参数输入请求，对该数据进行采集；采集来自各终端设备的文字交流信息、支持在线下开药方和费用的支付等功能。

参考S023，各种需要向终端的数据在界面显示模块进行组合成适合浏览的界面并编码、压缩、打包后通过输出控制模块及交互接口输出到各终端并被其浏览器调用或直接显示。

本系统主要功能模块通过ASP.NET、JAVA实现时为：

(1)服务选择模块模块：

医生查看：IPatientCheck.aspx

服务选择：ServicesCh.aspx

(2)生理参数采集模块：ViParametersGet.java

(3)音频、视频采集模块：

声音采集：SoundAcquisition.Jsp；

视频采集：VideoAcquisition.Jsp；

(4)生理参数采集模块：

用户端输入：PhysiologicalIn.aspx

系统自动触发采集：PhysiologicalIn.Jsp

(5)共同诊断模块：

空闲医生查询：IdleIPatientCheck.Jsp

共同诊断显示与请求：CommonDiagnosis.aspX

(6)查询与存储模块：SearchStore.Jsp

(7)网络监控模块：Monitoring.Jsp

(8)音、视频采集模块：

界面分割：Interfacesplit.Jsp；终端视频压缩：TerminalVideo.Jsp

分频组合：VideoDividerCombination.Jsp；音、视频控制：Voicevideocontrol.Jsp；

(9)会诊模块：ConsultationModule.Jsp

(10)中间件接口：

指定病案的基本信息浏览：CaseFirstPage.aspX；

指定病案的基本信息浏览：ICaseBaselnfo()；

指定的医嘱信息浏览：AdViceDetail.Aspx；

病案查询：ICaseQuery()；

指定的检查报告浏览：ExamReport.Aspx；

指定的病情诊断浏览：IDiagnosislnf()；

指定的病程记录浏览：IMedReclnfo()；

指定的医嘱信息浏览：IAdvicelnfo()；

指定的检查报告浏览：IExamReportInfo()；

指定的检验报告浏览：ILabReportlnfo()。

Claims (6)

1.一种交互式远程视频会诊装置，包括患者个人电脑终端、医生工作台、医疗服务平台、音/视频设备、医疗监护设备，患者个人电脑终端、音/视频设备、医疗监护设备、医生工作台分别通过网络与医疗服务平台连接，其特征在于：医疗服务平台设置有用于采集数据、请求发送与响应、数据交互的前置单元；用于查询与管理数据库、音\视频数据形成与控制、实现会诊支持、通道控制的中央处理单元；用于存储包括用户配置、医生信息、患者卫生参数本地存储的的若干后台数据库单元；用于调用医院信息系统健康档案信息、图像归档和通讯系统影像信息的中间件模块与网络服务模块；前置单元、后台数据库单元、中间件模块与网络服务模块分别与中央处理单元通过服务总线连接。

2.如权利要求1所述的交互式远程视频会诊装置，其特征在于：医疗服务系统的前置单元包括用于进行音频、视频采集的音/视频采集模块及接口；用于进行用户生理数据采集的采集模块及接口；中央处理单元包括用于为前置单元的数据采集模块及接口分配通道并根据患者个人电脑终端与医生工作台的请求进行定向网络连接的通道控制模块；用于整合系统所采集的视频数据使其通过相同的界面分格显示、调节各单元格刷新频率及分辨率、控制音视频输出优先权的音/视频控制模块；用于管理后台数据库资源并形成会诊断互动及输出的会诊模块，中央处理单元的各组成模块分别交互式连接，前置单元的分模块与中央处理单元单独直接连接。

3.如权利要求2所述的交互式远程视频会诊装置，其特征在于：患者个人电脑终端通过互联网或数字数据网或中国公用计算机互联网或有线电视网与医疗服务平台连接，医生工作台通过互联网与医疗服务平台连接。

4.如权利要求3所述的交互式远程视频会诊装置，其特征在于：医疗服务平台由系列与核心交换机连接的服务器集群组成，服务器集群包括通信接口服务器、终端服务器、用户配置服务器、媒体服务器、数据库服务器、网络服务器、域名系统服务器、网络监控服务器、会诊服务器，服务器集群各服务器通过核心交换机进行数据交互。

5.如权利要求3所述的交互式远程视频会诊装置，其特征在于：所述的中央处理单元还设有一网络监控模块，网络监控模块监视每组会诊服务中连接终端的网络健康状态并驱动音/视频控制模块调节对该终端的输出界面中各单元格输出的刷新频率或分辨率，网络监控模块与中央处理单元子模块交互式连接。

6.如权利要求5所述的交互式远程视频会诊装置，其特征在于：医生工作站上分别安装有会诊子系统单元，会诊子系统单元通过中间件接口与医疗服务系统连通并直接与其医院内部的医院信息系统数据库及影像归档和通信系统中的影象数据库进行数据链接。

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