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1、多媒体远远程医疗疗技术及及其应用用张树京一、 多媒体远远程医疗疗的意义义所谓多媒媒体远程程医疗是是指通过过通信与与多媒体体技术，同同医疗技技术相结结合，旨旨在提高高诊断与与医疗水水平、降降低医疗疗开支、满满足广大大人民的的保健需需求。目目前正在在飞速发发展的通通信网络络已有可可能将医医学图象象高度精精确地从从一家诊诊所（或或地区医医院）传传送到另另一家医医院（或或中心医医院），并并且提供供实时的的交互服服务。多多媒体技技术将音音频（话话音）和和视频（图图片和活活动图象象）完美美地融合合在一起起，将病病员与医医生（专专家）之之间的距距离拉近近，就象象在进行行面对面面的受诊诊一样，提提供完整整的医
2、疗疗信息。因因此，从从90年年代中期期开始，掀掀起的多多媒体远远程医疗疗是高科科技在医医疗领域域内应用用的一个个方面，并并立即引引起各国国政府和和医疗主主管部门门的重视视和支持持，同时时也得到到一批具具有远见见的企业业界的关关注，这这是面向向新世纪纪的全球球性的潜潜在市场场，相信信不久会会有一批批新的多多媒体远远程医疗疗产品问问世。实际上从从19559年开开始，就就出现了了远程医医疗的历历史【11,2】，当当时主要要是通过过电视和和录象信信息传输输，应用用的范围围很局限限，并且且没有联联网。在在70和和80年年代，远远程医疗疗技术主主要集中中在改进进电视画画面来传传送医学学图象，但但这种模模拟
3、通信信方式无无法实现现多媒体体医疗信信息的综综合集成成与有效效处理。进进入900年代后后，数字字化技术术在医疗疗器械和和通信技技术中广广泛采用用，特别别是信号号处理技技术和通通信网络络的发展展，为多多媒体远远程医疗疗跃上一一个新台台阶。多多媒体技技术的发发展为远远程医疗疗如虎添添翼，数数据、文文本、音音频、视视频同时时提供医医疗信息息，几乎乎达到完完美无缺缺的程度度【100】。一、 多媒体远远程医疗疗系统的的应用功功能根据多媒媒体远程程医疗的的设计目目标不同同，大致致可以分分为四类类【3,4】：1 以检查诊诊断为目目的的多多媒体远远程医疗疗诊断系系统，2 以咨询会会诊为目目的的多多媒体远远程医
4、疗疗会诊系系统，3 以教学培培训为目目的的多多媒体远远程医疗疗教育系系统，4 以家庭病病床为目目的的多多媒体远远程病床床监护系系统。显然，由由于它们们的应用用目的和和需求不不同，因因此在多多媒体远远程医疗疗系统中中配置的的设备和和使用的的通信网网络环境境也是不不同的。多多媒体远远程医疗疗诊断系系统主要要配置各各种数字字化医疗疗仪器和和相应的的通信接接口，例例如数字字听诊器器、数字字血压器器、X射线、CCT、MMRI、超超声等数数字化检检查仪，并并且主要要在医院院内部的的局域网网上运行行。多媒媒体远程程医疗会会诊系统统则是面面向各医医院的同同行专家家之间交交流咨询询各类疑疑难杂症症，并且且是在市
5、市内或城城市间的的广域网网上运行行，其终终端用户户设备包包括电子子扫描仪仪、数字字摄像机机以及话话筒、扬扬声器等等。多媒媒体远程程医疗教教育系统统与医疗疗会诊系系统很相相似，也也是采用用视频会会议方式式在宽带带网上运运行，但但其应用用软件的的功能更更加灵活活多样，如如在电子子教室利利用课件件授课，或或者在病病房个别别临床指指导。多多媒体远远程监护护系统则则要求考考虑到家家庭病房房的条件件，用户户设备比比较简单单，例如如只有数数字血压压仪、数数字体温温表还有有心电图图仪等，并并且是在在普通的的电话线线上运用用（通过过调制解解调器和和公众电电话交换换网）。无论那一一种远程程医疗系系统，计计算机和和
6、多媒体体设备是是必不可可少的，在在要求质质量高、功功能强的的多媒体体远程医医疗会诊诊或教育育系统内内可以采采用高档档的计算算机工作作站或服服务器，它它不仅运运行速度度快、存存储容量量大，而而且内置置功能齐齐全的多多处理器器及各种种软件，有有利于对对多媒体体医学信信息处理理，获得得更为清清晰和逼逼真的二二维和三三维图象象。计算算机工作作站的显显示器也也是高质质量的，其其分辨率率可以达达到6000线以以上，相相当于高高清晰度度电视机机屏幕的的水平。但但考虑到到经济因因素，在在多媒体体远程医医疗系统统中使用用个人计计算机还还是大量量的，特特别是近近年来PPC机的的CPUU和多处处理器芯芯片能力力不断
7、加加强，在在某种程程度上可可以达到到或接近近计算机机工作站站的技术术性能（显显示器和和内置信信号处理理软件除除外）。另另外，在在多媒体体远程医医疗系统统中多媒媒体输入入输出设设备也是是必需的的，例如如摄像机机（头）、立立体声耳耳机、扬扬声器、激激光扫描描仪、电电子白板板等。根根据使用用的通信信网络不不同，还还必需配配置与之之相适配配的通信信接口（网网卡）和和不同功功能的多多媒体卡卡（声频频卡、视视频卡、会会议卡等等）。根据多媒媒体远程程医疗系系统的设设计目标标和需求求不同，其其应用功功能和操操作方式式也不相相同，具具体描述述如下： 远程医医疗咨询询会诊是是在不同同医院的的医生之之间交互互式共享
8、享图象和和医疗信信息，这这些信息息来自病病员所在在的诊所所和专家家所在的的医院或或中央数数据库。这这些初诊诊信息传传送给各各地的专专家进行行会诊，以以确认当当地的检检查结果果，帮助助当地医医院进行行诊断。该该系统采采用视频频会议形形式，其其中包括括双向的的音频与与视频同同步传送送，以支支持口头头和非口口头指点点，就项项面对面面谈话那那样。虽虽然它对对视频图图象的质质量要求求并不高高，但声声音要清清晰，不不能有中中断或间间歇。 远程医医疗诊断断是本地地医生对对异地病病员所作作出的初初诊图象象与医疗疗信息进进行诊断断，这是是与远程程会诊的的重要区区别，它它要求图图象在采采集、压压缩、处处理、传传输
9、和显显示过程程中没有有重要的的信息丢丢失。该该系统可可以是同同步的，但但也可以以不同步步，前者者类似于于视频会会议方式式，为了了保证高高质量地地传输实实时的诊诊断视频频，要求求通信网网络的带带宽要足足够宽。非非同步远远程诊断断是基于于存储转转发方式式，此时时将图片片、视频频、音频频及文本本都装在在多媒体体邮件内内，并在在适当时时候发往往诊断专专家处；在专家家作出诊诊断后，在在将结果果发回指指定的病病员，此此时对通通信带宽宽的需求求允许比比较低，不不像远程程会诊或或同步远远程诊断断那样。通通常，远远程诊断断用于急急救外伤伤病员，例例如在战战场或灾灾难事故故现场急急需对病病员决定定是否转转送到具具
10、有较好好医疗条条件的医医院抢救救。或者者外科专专家可以以通过远远程诊断断对农村村医院的的病员作作出是否否需要转转院的决决定。 远程医医疗教育育是在通通信网络络上提供供医学教教育资料料，它要要求具备备文件和和图象共共享的能能力，因因此与视视频会议议的需求求相同。该该系统的的功能应应该多样样化，例例如在线线的个别别指导或或课堂式式教学，或或者离线线的医学学继续教教育。另另外，还还要求具具备点对对点的不不同通信信方式。多媒体远远程医疗疗的应用用范围很很广泛，通通常可用用于放射射科、病病例科、皮皮肤科、心心脏科、内内诊镜以以及神经经科等多多种病例例。例如如用远程程医疗来来诊断医医学图象象（包括括X光胶
11、胶片、核核磁共振振MR或或核医疗疗NM、超超声、CCT等），它它要求十十分严格格，对大大尺寸XX光胶片片的分辨辨率高达达2044820448线，每每线量化化为816比比特的数数字信号号。MRR、CTT和NMM是顺序序采集的的，它是是时间可可变的序序列图象象，并且且是三维维描述。如如果采集集60幅幅序列图图象，每每幅CTT图象是是（51125122）122比特，或或者采集集4幅XX光胶片片图象，每每幅（22048820448）112比特特，那末末总的信信息量将将近达到到2500Mb，可可见它们们对存储储容量的的要求也也很高。病理切片片可以在在显微镜镜下检查查活体组组织，当当手术室室的麻醉醉病人要
12、要决定是是否切除除恶性肿肿瘤时尤尤为重要要。利用用远程医医疗手段段，病理理科医生生可以遥遥控显微微镜的聚聚焦、进进深以及及捕捉图图象等操操作，当当病理切切片仔细细观察后后可以通通过摄像像机拍摄摄显微照照片。然然后，在在挑选出出1020幅幅拍摄到到的照片片中通过过通信网网络传回回医生处处作进一一步检查查。皮肤肤科医生生同样可可以用远远程医疗疗来进行行皮肤样样本的检检查。心脏科医医生可利利用远程程医疗来来传送心心脏图象象，例如如将超声声探测器器靠近病病员心脏脏处，超超声仪将将超声信信号实时时处理后后输出动动态的心心脏图象象序列。这这些图象象传送给给异地的的心脏科科医生，通通过实时时观察，并并指挥操
13、操作人员员移动超超声探测测器的位位置，就就可以作作出正确确的诊断断。内诊镜是是观察体体内组织织结构图图象的器器械，医医生可以以通过远远程医疗疗引导内内诊镜深深入到病病灶位置置，并实实时观察察图象序序列，然然后作出出诊断，或或者提出出专家意意见。神经科医医生则可可以通过过远程医医疗指导导异地医医生处方方，这里里主要是是利用包包括双向向音频和和视频在在内的视视频会议议方式并并装有可可以控制制的摄像像机（头头）。二、 远程医疗疗中的多多媒体技技术 媒体采采集。静静止图象象（图片片）可以以通过数数字摄像像机（头头）采集集到高分分辨率的的图象（如如：病理理切片或或皮肤样样本）。XX光胶片片以及诸诸如MR
14、R、CTT的数字字化图片片都可以以通过激激光扫描描仪来采采集，并并采用DDICOOM（医医学数字字图象和和通信标标准）格格式化为为数字化化图象，而而前者用用扫描仪仪进行数数字化。从从CDROMM或DVVD来的的视频可可以直接接采集到到，或者者通过视视频数字字化仪与与模拟视视频源一一起采集集，后者者是一般般的视频频摄像机机（头）或或超声图图象仪。音音频则用用音频数数字化仪仪同数字字听诊器器一同采采集。 媒体存存储。音音频、视视频以及及医学图图象均需需在计算算机内暂暂时或永永久存储储，这可可用磁性性或光磁磁器件（如如硬盘、软软盘、光光盘等）实实现。特特别是在在PACCS（病病员档案案与通信信系统）
15、内内中央数数据库保保存着大大量医学学资料可可以提供供查询和和下载，这这些资料料都是不不断更新新、补充充和长期期保存的的，可作作比较。 压缩/解压缩缩。过去去曾规定定医学图图象压缩缩比限制制在2:1到44:1之之间，此此时可以以认为是是无损害害的，而而有损害害的压缩缩图象不不准在临临床上应应用。但但是，现现在流行行的JPPEG图图象压缩缩标准可可以做到到10:1到220:1，并并经诊断断结果表表明它不不带损害害性。因因此在新新的远程程医疗系系统中所所需求的的通信带带宽、存存储容量量以及传传输时延延均可以以减少。HH.3220是视视频会议议的国际际标准，它它包括支支持视频频压缩的的H.2261标标
16、准和支支持音频频压缩的的G.7222、G.7288标准，并并附带数数据传输输文件（TT.1220），但但它是按按照ISSDN网网络设计计的，它它的传输输速率是是64KKb/ss到1.92MMb/ss，因此此支持宽宽带高质质量的活活动图象象传输。另另外，经经过运动动补偿后后的MPPEG11和MPPEG22也是实实现视频频压缩的的标准，前前者的设设计目标标是将视视频速率率压缩到到1.22Mb/s，达达到家用用录像机机VHSS的需求求；后者者则在每每秒内可可以传送送30幅幅72004800线的压压缩图象象，相当当于传输输速率为为5115Mbb/s，它它的传输输质量已已经可以以与高清清晰度电电视HDDTV相相媲美。除除了采用用专用芯芯片硬件件（压缩缩/解压压缩卡）外外，也可可以采用用软件压压缩，例例如MPPEG软软件在4486PPC机上上可以实实现每秒秒更换11帧图象象。如果果在计算算机工作
