基于internet的“海扶刀”遠程醫(yī)療系統(tǒng)的研究——醫(yī)療設備二維模擬及視頻圖像實時傳輸技術.pdf

1、本文在分析了國內(nèi)外有關遠程醫(yī)療診斷的研究現(xiàn)狀之后，針對重慶海扶(HIFU)技術有限公司的“高強度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)”(海扶刀)，在構(gòu)建海扶遠程醫(yī)療系統(tǒng)整體框架的基礎上，著重討論了二維坐標系的相對性關系，構(gòu)造了設備遠程模擬的面向?qū)ο髷?shù)學模型；提出了B超視頻實時傳輸?shù)摹胺e累式壓縮與傳輸算法”；并采用基于DCOM技術的數(shù)據(jù)遠程傳輸方案。具體來說，本文的主要工作和結(jié)論有以下幾點： ①面向?qū)ο髷?shù)學模型。為了實時監(jiān)視遠程的手術過程，特別是

2、對遠程醫(yī)療設備的運動狀態(tài)進行實時監(jiān)控，傳統(tǒng)一般采用視頻圖像傳輸技術，由于手術過程的高精度和監(jiān)控過程的實時性，對傳輸線路的帶寬和系統(tǒng)的處理性能提出了很高的要求。本文則采用模擬仿真技術來替代傳統(tǒng)的視頻傳輸，不但節(jié)約了帶寬、提高了實時性，而且使監(jiān)控更加形象精確。 對于復雜醫(yī)療設備的多層嵌套運動，本文在對二維坐標系相對關系進行研究的基礎上，構(gòu)造了面向?qū)ο蟮臄?shù)學模型。相對于傳統(tǒng)的非面向?qū)ο蟮臄?shù)學模型而言，本模型可以更簡單地對多層嵌套運動進

3、行建模，采用面向?qū)ο缶幊坦ぞ撸纯筛咝Ь_地模擬出包括醫(yī)療設備在內(nèi)的復雜運動物體的實時狀態(tài)。 ②積累式壓縮與傳輸算法。海扶遠程醫(yī)療系統(tǒng)需要傳輸實時B超視頻，以便遠方的手術專家定位體內(nèi)的腫瘤。實現(xiàn)一個視頻傳輸系統(tǒng)時，視頻編碼標準一般采用JPEG、MPEG、H.26x或H.32x等等，采用硬件編解碼器時系統(tǒng)會工作得更好。傳統(tǒng)的解決方案往往只注重視頻本身的“壓縮”，而沒有充分考慮“傳輸線路”因素，所以當信道帶寬較小或不穩(wěn)定時，傳統(tǒng)的視

4、頻傳輸系統(tǒng)表現(xiàn)并不如人意。 本文在對B超視頻的特性進行深入研究的基礎上，提出了“積累式壓縮與傳輸算法”。該算法考慮到當前的系統(tǒng)處理性能、網(wǎng)絡擁擠情況以及視頻中物體的運動情況，僅對視頻中最能反映物體運動變化情況的高層次輪廓信息編碼。圖像的質(zhì)量是前后多次傳輸所累積的結(jié)果，而并非與編碼后數(shù)據(jù)量成正比；當視頻中物體運動變化緩慢時，編碼后的數(shù)據(jù)量有可能接近零。利用該算法，作者實現(xiàn)了B超視頻在低帶寬信道中的實時傳輸。 ③利用DCOM

5、技術進行數(shù)據(jù)遠程傳輸。對于數(shù)據(jù)的遠程傳輸，一般采用的socket編程需要開發(fā)者熟知網(wǎng)絡的底層工作機制，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時必須花相當大的精力來考慮與解題空間沒有必然聯(lián)系的底層傳輸問題。本文在研究當前流行的分布式組件技術(DCOM)和三層分布式應用框架基礎上，結(jié)合“高強度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)”的遠程監(jiān)控和醫(yī)療特性，采用了基于DCOM組件的數(shù)據(jù)遠程傳輸方案。該方案充分利用COM/DCOM技術的優(yōu)點，無需考慮socket編程所帶來的問題。實踐