超声远程医疗视频会诊系统的设计与实现

摘要

近年来，超声检查因其对人损伤小，操作方便，受到患者越来越多的青睐，成为临床诊疗的重要手段，逐渐普及到广大的乡镇社区医院。但超声检查成像的特殊性，也对操作医生的水平提出了更高的要求。在大中城市的三甲医院，优秀的医师资源和先进的医疗设备虽然相对集中，但病人数量大，疑难杂症多，超声检查工作量大，检查时间不足，如果高年资医师不能实时进行指导，则漏诊误诊情况时有发生;乡镇社区医院的医师和设备资源相对缺乏，超声医生的年资水平低，诊断经验缺乏，遇到较为复杂的情况难以及时确诊，延误病情。上述情况都会引起不必要的医疗纠纷，影响正常的医患关系。
　　为了让广大人民群众享受到优质的超声诊疗服务，减少超声检查中存在的不规范行为，国家出台了一系列相关政策，加强超声诊疗的质量控制，提高各级医院医师的诊疗水平。如在三级医院院内进行超声培训，提高低年资和基层医院超声医生的操作水平;从上级医院派遣高水平的医生到基层医院进行帮带等。上述方法虽然取得了一定的效果，但囿于超声诊断方式的特殊性，目前的培训方式和质控体系难以满足超声诊断日益增长的需求。随着互联网技术的发展，新型远程医疗会诊系统平台为超声质控提供了新途径，但其体系设计复杂，终端成本高，与超声质控需求不够吻合，且服务费用高，超出了一般家庭的支付能力，很难延伸到农村基层地区。因此，开发新型超声远程医疗音视频质控手段，作为提高各级医院医师超声诊断水平的有效途径，对缓解我国超声医疗资源分布的不均衡性具有重要的现实意义。
　　本课题以中国医师协会超声医师分会发布的《三级医院超声质量控制指南》为基础，结合互联网的流媒体技术，利用其“压缩、打包、传输和流式播放”的技术特色，设计并实现了一套基于流媒体技术的超声远程医疗视频会诊系统。该系统基于主流的RTP、RTCP、RTSP流媒体协议以及H.264、AAC两种高性能的音视频编解码技术，利用流媒体流式传输、边传边播的特性，将各医院院内超声诊室的动态超声图像音视频实时传送至院内院外主任专家监督岗，通过主任专家的远程协助以及监督评价完成远程会诊及对超声诊断过程的实时质控。由于系统采用了流媒体技术的通用硬件，因而成本低。在超声图像的实时传输过程中采用了智能丢包技术以及缓存跟进策略，图像数据传输的实时性和高质量得到了保证。此外，系统设计成支持客户端节点的动态部署，可按一家医院为一个子节点方式远程互联成网络，形成较大规模基于云端的超声远程网络视频会诊系统。
　　超声远程医疗视频会诊系统由流媒体服务器、普通诊室客户端以及主任专家监控客户端组成，全部基于VS2015平台采用C++语言进行开发。目前，该系统已成功部署在江苏省人民医院超声科，并已在远程协助诊断以及规范化超声诊断流程方面发挥作用。通过对系统从延时性和图像质量两方面的测试评估，显示出该系统具有低延时和高画质的特点，可以满足超声远程会诊和质控的需求，是一种切实可行的方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．1．1 我国远程医疗的发展

1．1．2 超声质量控制

1．1．3 超声远程医疗视频会诊的作用

1．2 国内外研究发展现状

1．2．1 远程医疗相关技术和应用情况

1．2．2 超声远程诊疗与质控的发展现状

1．2．3 流媒体技术的发展现状

1．3 论文研究内容及难点

1．4 论文组织结构

第二章 超声远程医疗视频会诊系统的总体设计

2．1 系统需求分析

2．2 系统总体框架

2．3 系统整体流程

2．4 本章小结

第三章 超声远程医疗视频会诊系统的语音视频流机制分析

3．1 流媒体在超声远程医疗视频会诊系统中的应用

3．2 流媒体协议介绍

3．2．1 RTP协议

3．2．2 RTCP协议

3．2．3 RTSP协议

3．2．4 SDP协议

3．3 流媒体压缩编码标准

3．3．1 H．2 64标准及其RTP打包策略

3．3．2 AAC标准及其RTP打包策略

3．4 相关开源库介绍

3．4．1 DSS库

3．4．2 FFMPEG库

3．4．3 VLC库

3．5 本章小结

第四章 系统客户端的设计与实现

4．1 超声诊室的工作模式

4．2 客户端整体方案

4．3 流媒体消息请求模块

4．4 客户端音视频采集编码

4．5 客户端音视频推送

4．6 客户端音视频解码播放

4．7 客户端录像功能的实现

4．8 客户端用户交互设计

4．9 本章小结

第五章 系统服务器的设计与实现

5．1 服务器主要工作模块及相互关系

5．2 服务器的主要工作流程

5．3 RTP打包与发送

5．4 流媒体数据低延时传输策略

5．4．1 智能丢包策略

5．4．2 缓存跟进策略

5．5 本章小结

第六章 实际系统应用与测试

6．1 系统界面

6．2 测试环境

6．3 系统测试

6．3．1 延时时间测试

6．3．2 超声图像传输质量测试

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献