嵌入式高清可视化远程医疗前端软件系统的设计与实现

摘要

远程医疗技术是一种数字化、网络化的医疗技术。近年来，飞速发展的计算机网络技术和多媒体通信技术为远程医疗技术提供了可靠的技术支持，带来了新的发展和推广契机。传统的远程医疗系统多采用远程会诊模式，通过共享病历和视频会议的形式进行远程医学活动。显然，这样的系统无法满足实时监控和实施诊断的需求。针对这个急切需要解决的问题，本文旨在研究一个嵌入式高清可视化远程医疗前端软件系统，实现实时远程诊断、实时远程医学生理数据监控所需的功能，探索远程医疗与嵌入式Internet技术、远程医疗与高清音视频监控技术更紧密结合的新途径，使远程病患与诊断医生、医学专家的时间和空间上的限制得以通过“远程医疗”的技术跨越。　　本文以“异地医疗本地化”为前提，以实现远程医疗中“望”、“闻”、“问”、“切”的医学功能为目标，设计并实现了高清可视化远程医疗前端系统中的嵌入式 Web服务器软件。该前端软件系统的硬件平台以Freescale公司的嵌入式处理器MPC8313和嵌入式Linux为核心平台，以富士通MB86H51高清音视频编解码芯片为编解码硬件核心。本文研究的嵌入式可视化远程医疗前端系统，实现了高清监控视频的采集、编码和传输、音频双向对讲、医学生理数据的采集和传输以及前端设备的配置和遥控等功能。　　本文首先阐述了远程医疗的基本概念、远程医疗的国内外发展现状、课题的主要研究工作和研究设想以及创新，对高清可视化远程医疗嵌入式前端系统的硬件平台和软件环境进行了介绍，完成了嵌入式操作系统的选型和PowerPC编译环境的建立工作。之后对嵌入式Web服务器软件系统进行了传输层的协议分析与选择、系统架构的分析与设计，对远程医疗系统中医学生理数据的传输方式进行了研究，提出了一种适用于当前系统应用的远程医学数据通信协议，并针对辅助医学诊断的心电波预分析算法进行了研究，完成了嵌入式 Web服务器软件系统关键功能模块、子系统的方案研究与关键技术实现。最后对远程医疗系统的音视频缓冲区平滑发送策略进行了研究。文章的结尾对课题的研究成果进行了总结，并就远程医疗技术今后的发展应用方向进行了展望。　　本文研究的可视化远程医疗系统中的嵌入式Web服务器软件，配合个人主机、移动电脑、移动手机中 Web浏览器进行工作。实验测试结果证明，该系统可靠性高、实时性好、医疗服务功能完善，具有较好的应用前景。

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第一章 绪 论

1.1 论文的研究背景

1.2 远程医疗技术国内外发展现状

1.3 论文的主要研究工作

1.4 论文的组织结构

第二章 嵌入式高清可视化远程医疗系统的软硬件平台的建立及相关技术

2.1 可视化远程医疗系统总体结构设计

2.2 IP网络传输技术

2.3 嵌入式前端硬件系统平台

2.4 软件开发环境的建立

2.5 软件开发原型的选择

2.6 本章小结

第三章 基于嵌入式Web服务器的可视化远程医疗软件系统的设计方案研究

3.1 系统服务功能及数据需求分析

3.2 面向多种数据业务要求的传输协议选择及分析

3.3 嵌入式Web服务器的设计方案研究

3.4 远程医学生理数据通讯协议研究

3.5 远程医疗系统中的心电波预分析

3.6 本章小结

第四章 嵌入式Web服务器的关键功能实现

4.1 系统总体构成

4.2 系统管理模块

4.3 音视频处理子系统

4.4 远程医学数据处理子系统

4.5 网络功能模块

4.6 音视频TS码流缓冲区设计及平滑发送策略研究

4.7 实验测试

4.8 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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