無線技術(shù)在下一代醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

2.2、無線醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳述

下圖提出了一種基于WiFi 802.11的無線醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)。

基于WiFi 802.11的無線醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

通過構(gòu)架寬帶無線局域網(wǎng)（WIFi），以802.11作為無線連接協(xié)議，支持互連協(xié)議DLNA、IGRS，甚至UPnP，支持采用支持無線寬帶路由的視頻監(jiān)控設備，在病房指定監(jiān)護點內(nèi)設置無線攝像頭，通過無線路由器將圖象傳輸?shù)阶o士站的監(jiān)控屏，從而方便醫(yī)生、護士在與病人對講時，還能觀察到病房內(nèi)病人的實際情況，進行實時監(jiān)控；同時，配置的無線安全存儲系統(tǒng)（WSS）可以自動接收通過無線傳輸?shù)膱D象，以便值班醫(yī)生和主治醫(yī)生可以非現(xiàn)場了解病人的病情和狀態(tài)，甚至可以通過互聯(lián)網(wǎng)取得需要的實時圖象，檢索和查詢歷史圖象。系統(tǒng)還可以根據(jù)醫(yī)生要求，通過無線方式，對病人增加多個監(jiān)控點，進行靈活按需監(jiān)控。圖中的設備均留有與局域網(wǎng)的接口，可以通過有線的方式接入網(wǎng)絡，形成多種解決方案，并可與醫(yī)院現(xiàn)行的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)有機融合。

802.11n傳輸距離最遠可達200米，滿足一般醫(yī)院和住院大樓的使用需要。802.11n實際的傳輸速度可以達到108M bps以上，即每秒可以傳輸13.5M 左右的數(shù)據(jù)，是目前無線網(wǎng)絡的最高速度規(guī)范。這個速度已經(jīng)能夠達到高清的要求。普通的百兆有線環(huán)境，理論速度是100M bps，即每秒 10M左右的數(shù)據(jù)流，也可以達到高清要求。由此，構(gòu)建無線的醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)在技術(shù)性能上比基于有線局域網(wǎng)絡更有優(yōu)勢。

系統(tǒng)的最大特點是采用無線攝像頭（構(gòu)成監(jiān)控站點）、無線監(jiān)控屏（WLCD）和無線安全數(shù)據(jù)存儲陣列硬盤組WSS（監(jiān)控數(shù)據(jù)中心）、無線集線器（WSwitch）等構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的主體。其優(yōu)點在于部署方便，且可以動態(tài)配置，在任何需要采集視頻的地方都可以架設，甚至在醫(yī)院的任何一個住院科室、急診室進行單獨部署。通過在百米范圍內(nèi)部署的無線路由器，無線攝像頭可以把視頻圖像實時的傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上。

（1）監(jiān)控中心

可配置支持無線的LCD大屏幕或若干PC作為監(jiān)控主機，通過瀏覽器或監(jiān)控管理軟件，進行全面的醫(yī)療視頻監(jiān)控管理。院、科室醫(yī)生在監(jiān)控中心，或在各自的辦公室，通過有線或無線網(wǎng)絡，用顯示屏、計算機或手持無線移動電視終端監(jiān)控各場景。配置無線安全數(shù)據(jù)存儲陣列硬盤（WSS），完成監(jiān)控圖像接收、錄制和存儲。單臺WSS可以對80路音視頻進行同步存儲。可以在存儲主機上按設定的時間計劃收錄。單臺無線集線器ME3400 可以接入256個設備，單臺WSS可以接入32個設備。在實際的應用環(huán)境下，單臺ME3400可以接入50個設備，可以接入3臺WSS。

WSS的特點：

1. 支持開放的標準協(xié)議

支持無線的802.11b/g/nWiFi協(xié)議，支持TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，同時支持的NFS、CIFS、SMB協(xié)議，實現(xiàn)Windows和Unix的文件共享服務。

2、容量大，擴展靈活

WSS支持2到5硬盤，最大支持5T容量，用戶可以根據(jù)需要靈活擴展。具有即插即用的功能，部署快捷靈活。系統(tǒng)可以采用雙機容錯結(jié)構(gòu)，當系統(tǒng)容量達到最大時，用戶只需要把另一臺WSS接入網(wǎng)絡內(nèi)即可立刻擴充容量，系統(tǒng)前端服務器無需關(guān)機，系統(tǒng)容量的增加不影響系統(tǒng)服務的正常運行。同樣，當前端主機處理能力不夠時，系統(tǒng)可以隨時增加前端主機。

3、穩(wěn)定可靠，安全性高

基于ARM和LINUX平臺開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)內(nèi)置于FLASH、硬件數(shù)據(jù)加密、RAID技術(shù)、自動備份及*防護等措施保證了用戶的系統(tǒng)穩(wěn)定和數(shù)據(jù)安全。

4、高性價比，低TCO(Total Cost of Ownership)

（2）監(jiān)控站點

攝像部分是系統(tǒng)的原始信號源，攝像部分的好壞以及產(chǎn)生圖像的質(zhì)量影響著整個監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量。配置GW S200*，能夠完成圖像的采集、壓縮和發(fā)送功能。病房、手術(shù)室和處置室內(nèi)GW S200攝像機的數(shù)量與位置可根據(jù)實際情況而定。無線攝像頭目前已經(jīng)實現(xiàn)了H.264以及802.11n這兩個關(guān)鍵技術(shù)。H.264確保圖像高清晰，而802.11n確保高清晰大容量的圖像能夠更快地在網(wǎng)絡上傳播。

3、結(jié)論

本文針對未來醫(yī)療行業(yè)對高品質(zhì)視頻、高度靈活配置的需求，通過把目前先進的無線視頻采集技術(shù)、無線安全數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、流媒體傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動網(wǎng)絡技術(shù)等充分運用起來，提出了下一代無線醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)，設計了下一代醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為構(gòu)建下一代醫(yī)療視頻監(jiān)控系統(tǒng)給出了解決方案，為在醫(yī)療視頻監(jiān)控領域運用無線技術(shù)實現(xiàn)圖象的傳輸和存儲提供了靈活多樣的應用模式，為下一代無線醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的臨床應用奠定了良好的基礎。