一种医疗手术示教系统及方法

摘要

本发明公开了一种医疗手术示教系统及方法，其中包括医疗手术示教系统包括：手术室端；所述手术室端包括手术室端处理器以及与手术室端处理器电性连接的手术室端通信模块、手术室端采集模块和手术室端视音频播放模块；专家端；所述专家端包括专家端处理器以及与专家端处理器电性连接的专家端通信模块、专家端采集模块和专家端视音频播放模块；所述手术室端通信模块与专家端通信模块通信联接。本发明采用了融合模块，实现双方视频融合，实时同步共享，将远端专家的指导实时、精准地带入手术视频中，高效、准确的传输自己的见解和想法，犹如远程专家亲临现场，实现高效的手术协作，将手术示教系统的功能进一步发挥，提升医院的手术水平与教学质量。

权利要求

1.一种医疗手术示教系统，其特征在于：包括

手术室端(1)；所述手术室端(1)包括手术室端处理器(1-1)以及与手术室端处理器(1-

1)电性连接的手术室端通信模块(1-2)、手术室端采集模块(1-3)和手术室端视音频播放模块(1-4)；

专家端(2)；所述专家端(2)包括专家端处理器(2-1)以及与专家端处理器(2-1)电性连接的专家端通信模块(2-2)、专家端采集模块(2-3)和专家端视音频播放模块(2-4)；

所述手术室端通信模块(1-2)与专家端通信模块(3-2)通信联接。

2.根据权利要求1所述的一种医疗手术示教系统，其特征在于：所述手术室端(1)还包括与手术室端处理器(1-1)电性连接的手术室端编码模块(1-5)和手术室端解码模块(1-

6)。

3.根据权利要求1所述的一种医疗手术示教系统，其特征在于：所述专家端(2)还包括与专家端处理器(2-1)电性连接的专家端编码模块(2-5)和专家端解码模块(2-6)。

4.一种医疗手术示教方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过手术室端采集模块(1-3)采集手术室端(1)的音视频信号并发送至专家端(2)；

S2：专家根据步骤1中所接收到的音视频作出指导音视频，由专家端采集模块(3-3)采集指导音视频经过专家端编码模块(2-5)编码后发送至手术室端(1)；

S3：由手术室端解码模块(1-6)将步骤2中的指导音视频解码后得到解码后的指导音视频；

S4：由专家端处理器(1-1)将步骤3中解码后的指导音视频与步骤1中采集到的手术室端(1)的音视频信号进行融合；

S5：融合后的视频一路发送至手术室端音视频播放模块(1-4)，一路通过手术室端编码模块(1-5)编码后发送至专家端(2)，由专家端解码模块(2-6)解码后发送至专家端视音频播放模块(2-4)。

5.根据权利要求4所述的一种手术示教方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：a：获取手术室端(1)的音视频与专家端(2)的指导音视频；

b：提取手术室端(1)的音视频信息：包括时间、视频帧率和分辨率；

c：根据提取到的手术室端(1)的音视频的时间数据，同步专家端的音视频视频。

d：调整专家端(2)的视频帧率与手术室端(1)的视频帧率保持一致，并且调整专家端(2)的视频分辨率与手术室端(1)的视频分辨率保持一致。

e：调高专家端(2)的指导视频透明度；

f：将相同时间、相同分辨率和相同帧数的手术室端(1)的音视频和专家端(2)的指导音视频从第一帧进行融合处理。

6.根据权利要求5所述的一种手术示教方法，其特征在于，所述步骤e将专家端(2)的指导视频透明度调整为50％。

说明书

一种医疗手术示教系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗示教领域，尤其是涉及一种医疗手术示教系统及方法。

背景技术

[0002] 一直以来，大型三甲医院担负着培养医护人员的重要责任，肩负临床教学的重要使命，如何更好地提高手术教学的质量，是医院迫切需求解决的问题。传统的教学方式通常是现场观摩，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，如果是一些复杂的手术，还会请求上级医院或外省的专家教授进行协助指导，常规情况下，只能要求专家教授抵达现场教学，费时费力。由计算机技术、视频技术和网络通信技术发展而来的手术示教系统，有效的解决了这个问题，通过音视频编解码技术，可将手术现场音视频实时转播，供示教室众多医生、实习生观摩学习，同时也可连线身在外地的专家教授，针对手术情况进行远程指导，手术观摩的空间、距离、人数限制迎刃而解。

[0003] 而传统的手术示教系统，仅限于视音频的双向传输与存储，缺乏更深层次的应用，但手术是一个非常复杂精细的过程，当身在外地的专家教授针对复杂手术进行远程协助时，只能基于远端传输来的手术视频或影像，通过语言进行描述和指导，无法快速精确定位病灶位置，主刀医生无法精确的理解异地专家的手术方案及意图，专家不能针对手术进行高效的指导与支持，手术示教效果大打折扣。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有的手术示教系统的不足之处而提供一种医疗手术示教系统及方法。

[0005] 实现本发明目的的技术方案是：一种医疗手术示教系统，包括手术室端；所述手术室端包括手术室端处理器以及与手术室端处理器电性连接的手术室端通信模块、手术室端采集模块和手术室端视音频播放模块；专家端；所述专家端包括专家端处理器以及与专家端处理器电性连接的专家端通信模块、专家端采集模块和专家端视音频播放模块；所述手术室端通信模块与专家端通信模块通信联接。

[0006] 所述手术室端还包括与手术室端处理器电性连接的手术室端编码模块和手术室端解码模块。

[0007] 所述专家端还包括与专家端处理器电性连接的专家端编码模块和专家端解码模块。

[0008] 一种医疗手术示教方法，包括以下步骤：

[0009] S1：通过手术室端采集模块采集手术室端的音视频信号并发送至专家端；

[0010] S2：专家根据步骤1中所接收到的音视频作出指导音视频，由专家端采集模块采集指导音视频经过专家端编码模块编码后发送至手术室端；

[0011] S3：由手术室端解码模块将S2中的指导音视频解码后得到解码后的指导音视频；

[0012] S4：由专家端处理器将S3中解码后的指导音视频与S1中采集到的手术室端的音视频信号进行融合；

[0013] S5：融合后的视频一路发送至手术室端音视频播放模块，供主刀医生观看学习，一路通过手术室端编码模块编码后发送至专家端，由专家端解码模块解码后发送至专家端视音频播放模块，供专家实时了解手术进程与详情。

[0014] 所述步骤S3具体为：

[0015] a：获取手术室端的音视频与专家端的指导音视频；

[0016] b：提取手术室端的音视频信息：包括时间、视频帧率和分辨率；

[0017] c：根据提取到的手术室端的音视频的时间数据，同步专家端的音视频视频。

[0018] d：调整专家端的视频帧率与手术室端的视频帧率保持一致，并且调整专家端的视频分辨率与手术室端的视频分辨率保持一致。

[0019] e：调高专家端2的指导视频透明度；

[0020] f：将相同时间、相同分辨率和相同帧数的手术室端的音视频和专家端的指导音视频从第一帧进行融合处理。

[0021] 所述步骤e将专家端的指导视频透明度调整为50％。

[0022] 采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过将专家端和手术端的视频进行融合，实时同步共享，将远端专家的指导实时、精准地带入手术视频中，高效、准确的传输自己的见解和想法，犹如远程专家亲临现场，实现高效的手术协作，将手术示教系统的功能进一步发挥，提升医院的手术水平与教学质量。

[0023] (2)本发明将融合后的视频一路发送至手术室端音视频播放模块，可以供主刀医生观看学习；一路通过手术室端编码模块编码后发送至专家端，可以供专家实时了解手术进程与详情。

附图说明

[0024] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

[0025] 图1为本发明的医疗手术示教系统结构框图。

[0026] 附图中的标号为：

[0027] 手术室端1、术室端处理器1-1、手术室端通信模块1-2、手术室端采集模块1-3、手术室端视音频播放模块1-4、手术室端编码模块1-5、手术室端解码模块1-6、专家端2、专家端处理器2-1、专家端通信模块2-2、专家端采集模块2-3、专家端视音频播放模块2-4、专家端编码模块2-5、专家端解码模块2-6。

具体实施方式

[0028] (实施例1)

[0029] 见图1，本实施例的医疗手术示教系统，包括手术室端1和专家端2。

[0030] 手术室端1包括手术室端处理器1-1以及与手术室端处理器1-1电性连接的手术室端通信模块1-2、手术室端采集模块1-3、手术室端视音频播放模块1-4、手术室端编码模块1-5和手术室端解码模块1-6。

[0031] 专家端2包括专家端处理器2-1以及与专家端处理器2-1电性连接的专家端通信模块2-2、专家端采集模块2-3、专家端视音频播放模块2-4、专家端编码模块2-5和专家端解码模块2-6。手术室端通信模块1-2与专家端通信模块3-2通信联接。

[0032] 手术室端采集模块1-3用于采集手术室内相关视音频信号，包括DVI、SDI、RGB等格式的手术术野视频或腔镜视频，以及手术室内医护人员的语音信号模拟或数字格式。

[0033] 手术室端编码模块1-5用于将融合后的视音频信号编码转换为H.264、H.265、MPEG4等格式的视频流以及AAC、G.711、AC-3、MP3等格式的音频流。

[0034] 手术室端解码模块1-6用于将从专家端编码模块2-5获取的视音频流，解码还原为相应的视频信号与音频信号，如DVI、SDI、RGB格式的视频信号，模拟或数字格式的音频信号。

[0035] 专家端采集模块2-3用于采集专家针对手术进行指导的视音频信号，如相应的手势、绘制的草图、标注的病灶位置、手术动作等，以及专家讲话的语音信号。

[0036] 专家端编码模块2-6用于将专家端2的专家端采集模块2-3采集的视音频信号编码转换为H.264、H.265、MPEG4等格式的视频流以及AAC、G.711、AC-3、MP3等格式的音频流。

[0037] 专家端解码模块2-6，用于将经手术室端编码模块1-5编码后的视音频流，解码还原为相应的视频信号与音频信号，如DVI、SDI、RGB格式的视频信号。

[0038] 工作过程：首先手术室端采集模块1-3采集手术室内相关视音频信号传输至专家端2；然后由专家端采集模块3-3采集专家根据接收到的手术室端1的音视频作出的指导音视频，经专家端编码模块2-5编码后发送至手术室端1，由手术室端解码模块1-5解码后得到解码后的指导音视频；然后由手术室端处理器1-1手术室端采集模块1-3采集的手术内相关音视频与解码后的指导音视频进行融合；然后由手术室端处理器1-1分别将融合后的音视频发送至手术室端音视频播放模块1-4和专家端2；最后专家端2得到融合后音视频经专家端解码模块2-5解码后发送至专家端音视频播放模块，完成融合后的视频双向传输。

[0039] (实施例2)

[0040] 本实施例的一种医疗手术示教方法，包括以下步骤：

[0041] S1：通过手术室端采集模块1-3采集手术室端1的音视频信号并发送至专家端2，该音视频信号包括DVI、SDI、RGB等格式的手术术野视频或腔镜视频，以及手术室内医护人员的语音信号(模拟或数字格式)。

[0042] S2：专家根据步骤1中所接收到的音视频作出指导音视频，由专家端采集模块3-3采集指导音视频经过专家端编码模块2-5编码后发送至手术室端1，该指导音视频包括专家端相应的手势、绘制的草图、标注的病灶位置、手术动作等。专家端编码模块2-5将专家端视音频信号编码转换为H.264、H.265、MPEG4等格式的视频流以及AAC、G.711、AC-3、MP3等格式的音频流。

[0043] S3：由手术室端解码模块1-6将S2中的指导音视频解码后得到解码后的指导音视频；具体为：

[0044] a：获取手术室端1的音视频与专家端2的指导音视频；

[0045] b：提取手术室端1的音视频信息：包括时间、视频帧率和分辨率；

[0046] c：根据提取到的手术室端1的音视频的时间数据，同步专家端的音视频视频。

[0047] d：调整专家端2的视频帧率与手术室端1的视频帧率保持一致，如25Hz、30Hz、50Hz、60Hz、120Hz等，并且调整专家端2的视频分辨率与手术室端1的视频分辨率保持一致，如1080P、720P、480P等。

[0048] e：调高专家端2的指导视频透明度：将专家端2的指导视频透明度调整为50％左右；便于主刀医生的观察。

[0049] f：将相同时间、相同分辨率和相同帧数的手术室端1的音视频和专家端2的指导音视频从第一帧进行融合处理。

[0050] S4：由专家端处理器1-1将S3中解码后的指导音视频与S1中采集到的手术室端1的音视频信号进行融合；

[0051] S5：融合后的视频一路发送至手术室端音视频播放模块1-4，供主刀医生观看学习，一路通过手术室端编码模块1-5编码后通过网络发送至专家端2，由专家端解码模块2-6解码后发送至专家端视音频播放模块2-4，供专家实时了解手术进程与详情。手术室端编码模块1-5将融合后的视音频信号编码转换为H.264、H.265、MPEG4等格式的视频流以及AAC、G.711、AC-3、MP3等格式的音频流。专家端解码模块2-6将从手术室端编码模块1-5获取的视音频流，解码还原为相应的视频信号与音频信号，如DVI、SDI、RGB格式的视频信号，模拟或数字格式的音频信号

[0052] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。