医学示教系统

（一）系统概述

医院病房大楼为现代化的高档医院病房大楼，为了满足不同的需要，在病房大楼内的手术室配备手术室闭路电视示教系统。在当今的社会发展中已经成为必然的发展趋势，而先进、稳定、易操作是系统的主要特点。示教室系统设计应根据示教室的使用功能、建设标准及安全管理的需要，综合运用电子信息技术、计算机网络技术等，构成了先进、可靠、经济、配套的示教系统。示教系统设计须遵照国家相关技术规程并符合先进、可靠、合理、适用的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式实现，应能适应工程建设发展和技术发展的需要。

系统可采用带云台的彩色一体化快球用于场景拍摄，专业的彩色固定摄像机用于教学图像的拍摄，带云台的彩色一体化快球由手术室监控中心控制。对于声音的双向传输的问题，采用无线传输方式，手术的监控中心向手术室传输声音，考虑到手术室的屏蔽问题，信号接收在室外，转换成线路信号进行播放给主刀医师声音。手术室向监控中心传输信号，在每个手术室布好音频接收线路，可配置无线接收设备，无线接收机可以在手术室内进行插拔安装，进行有线传输到手术监控中心的音视频矩阵。

（二）需求分析

示教系统由“教学系统”和“场景监测系统”组成。可先在部分手术室中设置教学和场景摄像机、语音双向对讲设备。同时，在所有手术室中预留音视频采集接口，在家属等候、家属谈话区设置视频输出接口，在其他楼层示教室设置视频输出接口。音视频信号可通过中心机房矩阵灵活切换。摄像机满足医疗行业使用需求。手术监控中心对教学图像和场景图像均可以监视器上显示，系统应具有传输声音的功能。主刀医师和手术监控中心的人员可以相互通话，能够沟通和互相学习。

（三）系统设计原则

目前，综观国内市场，系统合理性、规划性、可靠性均不是很理想，普及率很低，达不到目的。针对这样的现状，结合多年来的经验，在对系统方案的设计时应遵循如下的原则。

1．采用先进、成熟及实用的技术 需要规划的是面向未来不断发展的系统，要经得起时代的考验。在大量医院项目的设计和实施经验过程中。因此，在技术上要提高其科技含量，在使用上要求简便实用，而且在技术上要讲究成熟，不允许任何带有实验性质的应用。

2．系统应具有集中统一的管理能力，为物业管理大大提供方便 根据我国现行的管理体制，管理是集中统一的。因此，要求系统应具有多级集中统一的管理中心，并实施科学化的管理，使系统的安全性发挥到最高的效用。

3．系统应具有开放性、可扩性、兼容性和灵活性 就目前而言，但随着21世纪的到来，信息高速公路即将建成使用，管理体制日趋合理，使得系统演绎成综合性的信息服务系统。因此系统要求具有良好的开放性，能紧密地与其他系统连接，融合成一个整体，更好地为用户服务。由于系统范围大小差异很大，故要求系统能适合多种规模的建筑，要有较强的可扩充性，能随时适应对系统的扩容要求。同时要求系统具有很强的兼容性和灵活性，能适应升级换代，保持旺盛的生命力。

4．系统的设计和产品的选择应国际化、标准化、规范化 随着改革开放的不断深入，各类先进的技术和产品已经大量涌入我国市场，使产品形成了国际化的市场。为便于管理，使工作规范化，系统的设计和产品的选择必须走国际化、标准化和规范化的道路。

5．系统必须具有安全性、可靠性、容错性 系统本身的安全性非常重要，应具有很强的防破坏能力。由于面临用户的数量众多，系统中所采用设备的可靠性是个非常重要的指标。同时，用户的层次和素质不齐将导致系统在使用过程中的被误操作现象。因此，还要求系统具有较强的容错性和自检功能。

6．系统合理的性能价格比 在系统设计规划时，应为投资者考虑，在符合上述前提的同时，应尽量提高性能价格比，降低系统的工程造价。

（四）系统设计方案

医院病房大楼的手术示教系统是一套完整的手术室闭路电视示教系统解决方案。此系统与安防监控系统完全独立分开，整个手术室安装2台摄像机，1台安装在手术室无影灯的摆臂上，为专业彩色固定摄像机，摄像机的位置移动随摆臂移动位置。主要监看医师在手术过程中手术部位的详细图像，图像资料可以保存，也可以通过控制设备进行远程传输到手术示教室供手术监控中心的现场教学观看，手术的监控中心既可以观看教学图像又可以观看场景图像；另一台安装在手术室的角落，为高清晰度室内彩色云台的一体化快球，主要监看整个手术室的场景情况，图像资料可以保存，供现场教学观看和学术研究。

通过无线方式实现主刀医生和手术监控中心的人员进行相互沟通、学习。手术室向手术控制中心通讯主要通过领夹式无线话筒传输到无线接收机（放置在室外），通过音频线（预先在每个手术室敷设好线路，由于不太可能同时有很多手术室进行手术示教，所以要进行示教前，只需要在相应的手术室把设备连接好，在结束后拆除就可以了，这样可以大大节约成本，提高设备利用率，使系统更加合理）传到监控中心的音视频矩阵，后在连接到音视频数字硬盘录像机进行播放；手术监控中心向手术室通过无线话筒，在手术室外放置无线腰包接收机接收后，在手术室内通过有源音箱进行播放。

1．前端配置 根据医院病房大楼需求和平面图，在部分手术室闭路电视示教系统中设置监视点，其余手术室预留音视频和控制接口。设置无线对讲设施实现主刀医师与手术控制中心的双向通话功能。手术室无影灯的摆臂上为专业的彩色固定摄像机，摄录手术细节；手术室的角落为高清晰度的一体化快球，用来拍摄场景。

2．传输系统 系统视频线、控制线、电源线及音频线采用钢管、弱电桥架进入手术监控中心（位置待定，暂设在安保监控中心）。视频线采用SYV-75-5型同轴电缆，水平电源线采用RVV（2×1.0）型电缆。电源接地系统采用一点接地方式，由于摄像机电源一般为交流24 V，电源线管路不单独敷设，与视频线路用统一管路。

3．控制中心 控制中心分为矩阵切换控制、显示、录像3部份组成。

（1）矩阵切换控制部份：系统的若干路视音频信号送至到手术监控中心的视音频矩阵，所有视频信号输入矩阵切换控制主机环接入数字硬盘录像机，数字硬盘录像机配1台彩色监视器设备。为方便控制矩阵主机配置1台彩色监视用于实时手术监视控制。矩阵切换控制主机完成对前端设备的控制及视频信号的切换显示等功能，以及显示和文字记录。

（2）显示与录像部分：手术室有若干路视音频信号送至手术监控中心，用1台数字硬盘录像机对全部视频信号进行处理、记录和显示。

4．医疗手术双向无线通讯系统 主刀医师在衣领上佩戴1支领夹式微型话筒，连接到一只腰包式微型发射机，优质的领夹式微型话筒的全方向性拾音头不仅音质达到演播室级别，而且能将手术过程中任何细微的声响都传送给示教室人员，使其有身临其境之感。话筒的连接电缆装有锁紧装置，保证电缆不会因为医师的动作而松动。腰包式微型发射机可以非常轻巧，装上电池也只有百克级别，可以任意地别在腰间或置于口袋中。

腰包式微型发射机所发出的信号被手术室现场内的分集式调谐接收机接收后通过线路传输到示教中心还原成音频送入现场的扩声设备。分集式接收电路采用两条天线，调谐器不断比较两路天线的接收信号，选择最好的一路信号放大使用。并采用先进的合成锁相环频率控制电路及压缩扩展系统，可以获得宽动态和低噪声的最佳声音传输。而且接收机上还有发射机的电池警告信息，可以随时了解发射机的工作状态。

示教现场的观众可以通过一支手持式无线话筒与主刀医师对话，无线接受机放置在手术室附近，接受到的声音信号连到手术室内的有源音像播放。便携式接收机同样非常轻盈，通常只有100多克，2节5号碱性电池可以连续工作数日。

系统的无线传输距离可以超过100米，但在结构复杂的建筑物内部可能会有一定的影响。如果试用中发现有接收不良的情况发生，可以选装增强型UHF天线，该设备内置放大器补偿信号损失，并提供10 dB的增益补偿电缆传输损失，并可方便地安装在靠近发射机处的墙壁上。

由于手术室一般都采用彩钢板分割成，所以对无线信号有屏蔽作用，在系统设计时应充分考虑有线传输方式，同时，建议安装前，先用无线传输的方法试验一下，如无线传输能达到较好的效果，那么系统还是采用无线传输方式，因为这样会大大方便系统的操作、维护以及简化手术前的准备工作。

5．示教室设计 根据实际需求和设计的实际情况，对病房大楼内的部分示教室设置网络示教和模拟示教设备，其他示教室、示教讨论室及示教兼医师办公室预留音视频接口和网络接口。

具体设备包括示教室设置投影系统、示教分控主机和音频放大和音频设备等设施。在手术进行时可通过手术监控中心的实时手术图像显示在教室的大屏幕上进行现场教学，也可通过示教分控主机，调看之前的手术录像实况，进行教学。