

图1 系统硬件组成框图
社区医疗监护中心系统包括中心处理系统和医生工作站,本院医生工作站以局域网形式与中心处理系统连接,同时通过语音交互进行远程诊断,并且可将诊断结果和处方传送给患者,远程医生工作站通过Internet与中心处理系统连接,及时参与会诊;医生诊断报告也可以通过电子邮件形式及时发送给患者;如果经患者同意,诊断报告也可以发送到指定的医疗网站供患者查询,以便于患者进行其他远程医疗活动。若家庭拥有计算机并已经连接到Internet,患者可以随时访问社区医院指定的医疗网站,及时查到自己的生理信息和医生诊断报告,也可以进行其他远程医疗活动,如远程医学信息咨询、疑难杂症求救、医疗预约等。
社区医疗监护中心通过网络或电话线与多个家庭相连接,从而实现对多个家庭患者的远程监护、疾病的初步诊断。医疗监护中心端的硬件设备主要由计算机、数据存储设备和网络接口设备组成。医疗监护中心端可通过网络与家庭患者建立联系,实现定时监护数据的采集和数据库存档;也可以实现对该患者的远程观察和交互诊断:医生在医疗中心端通过计算机操作遥控制家庭端万向云台的转动和摄像头镜头的变焦,从而实现对患者的远程观察,同时通过语音交互进行远程诊断,并且可将诊断结果和处方传送给患者。家庭端硬件设备可以由1台个人电脑(或者数字电视)、1台家庭医疗监护仪、1个可控变焦摄像头、1个可控万向云台以及网络接口设备(Modem或网卡)组成。 该系统不仅有效地利用了社区医院的资源,并且便于社区医院掌握社区居民的健康档案,使健康档案采集方便并且可靠,有利于社区保健系统建设和完善;更重要的是便于与有关医院进行信息共享。
目前社区家庭远程医疗监护系统研究的服务对象主要为:(1)对手术后在家恢复患者;(2)残疾人和老年人;(3)高发患者群的家庭监护;(4)健康人(孕妇)的家庭监护。社区家庭远程医疗监护的作用表现在:(1)提高对慢性疾病护理的管理水平,降低卫生保健成本,提高生活质量和医疗服务质量等。(2)家庭护理工程(home health care,HHC)对于减少医疗费用,提高对心血管疾病的早期诊断与防治,缓解看病难、医院病床紧张等情况都具有重要意义。(3)它让患者不必长途跋涉去看专科医生,克服了距离上的障碍,使老年人和残疾人能足不出户的在舒适的家中接受护理成为现实。
2.2.2 信息传输 社区医疗监护中传输的信息内容:患者的主要生理参数,如心电图、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等;还有实时视频信号和部分图像、图片资料。音视频信息和主要生理参数需要进行实时传送,其中实时视频信号以供医生查看患者的病情。生理信息数据则为医学临床诊断提供重要依据。所以,这些资料的可靠传输及其所需要的不同程度的实时性是系统设计中所关注的主要问题。该系统中生理参数信息是由多功能监护仪来提供,具体传送途径根据用户配置来确定。音视频实时传输部分是基于DirectShow技术来实现对多个用户的音视频数据实时传送。
2.2.3 实时音视频传输部分的实现 目前在远程医疗系统中,设计时直接采用了现有的桌面视频通信系统[7]。这些系统并不是为医学应用设计的,其数据采集和处理的效果不能完全满足远程医疗的需要。例如,遵循视频传输标准H.263的桌面视频通信系统,其设计目的是传输视频会议时发言者的头肩信号[8],对于更高的视频要求,诸如现场的手术直播等就力不从心了。因此,从医学的目的出发,就要求远程医疗系统具有比现有的桌面视频通信系统更强的多媒体数据处理能力。
Microsoft公司的DirectShow技术提供了一种实现的途径。Microsoft DirectX是微软公司提供的一套在Windows平台上为创建游戏和其他高质量的多媒体应用程序而设计的一套底层应用程序接口集[9]。本文采用这项新技术实现音视频数据的实时采集、编码和传输,并以RTP及RTCP作为底层传输协议,通过可有效降低带宽消耗的组播技术和组件化思想,设计并实现了网上音视频媒体流的实时传输系统。
采用微软公司的DirectShow技术,它借助DirectX底层驱动的支持,通过COM对象和模块化的方法,把多媒体数据的捕获、传输、处理与重现从硬件设备的差异、同步、媒体数据格式等复杂问题中分离出来,提供统一的API和基类,从而简化了Windows平台下多媒体应用程序的开发。
因为在DirectShow下,与网络有关的各种操作(如Winsock的初始化、RTP包的拆装)均封装在过滤器中,所以只要设计相应的RTP过滤器,就能够容易地建立发送端(患者端)及接收端(监护中心)应用程序,客户端/服务器(C/S)系统体系架构见图2。
图2 传输系统框图
3 小结
基于社区医院的社区医疗监护系统对于现阶段社区已的现状和社区居民的保健都具有较强的理论意义和试用价值。对于实时音视频传输,由于基于组件化的应用系统各个模块之间独立性强、扩展性好且适应性强。通过在局域网上(分辨率640×480)的实验表明基于COM组件和RTP协议的系统框架下的应用系统具有实时性好、容错性强、扩展性强、代码重用率高、不同应用系统间可互相操作、实现相对简单的优点。
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