|
遠(yuǎn)程訪問設(shè)備能在多大程度上被用于醫(yī)療領(lǐng)域？人們對(duì)此產(chǎn)生濃厚興趣是意料之中的事。利用通過以太網(wǎng)傳輸視頻的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)諸多應(yīng)用，遠(yuǎn)程指導(dǎo)、遠(yuǎn)程診斷以及遠(yuǎn)程手術(shù)僅僅是其中一部分。這類設(shè)備使得醫(yī)生不論身在何處都可以夠查看和分析患者的信息。 遠(yuǎn)程技術(shù)通常是醫(yī)療診斷和治療不可或缺的組成部分，它幫助醫(yī)生讓高品質(zhì)的持續(xù)醫(yī)療護(hù)理更貼近病人。應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的遠(yuǎn)程設(shè)備成功地集成了多種設(shè)置和情景，滿足了易用性和便利性的需求。遠(yuǎn)程診斷是廣泛使用遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的主要領(lǐng)域之一。圖像采集技術(shù)是推動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療的核心組成部分，本文將對(duì)圖像采集技術(shù)進(jìn)行綜述。 深入了解遠(yuǎn)程診斷 圖1。連接圖顯示了如何將圖像采集卡連接到一臺(tái)帶VGA或DVI輸出端口的醫(yī)療設(shè)備。 人們現(xiàn)在可以通過遠(yuǎn)程診斷特定的病癥、疑難癥狀。 過去，病人與經(jīng)營(yíng)診所的醫(yī)生直接接觸。然而，在有了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)醫(yī)療設(shè)備后，患者和醫(yī)生可以居住在相距很遠(yuǎn)的地方。雖然有些系統(tǒng)采用的是有線連接，但大多系統(tǒng)工作在無線方式。當(dāng)然，需要對(duì)病人進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，以便讓病人能夠自己執(zhí)行必要的操作。因而，咨詢醫(yī)師能夠得到實(shí)時(shí)準(zhǔn)確和清晰的反饋。在理想情況下，為了遠(yuǎn)程互動(dòng)，同時(shí)需要圖片和視頻流。 從源輸出獲取視頻和圖像的設(shè)備－圖像采集卡提供視頻。可以將采集到的視頻內(nèi)容錄制到一臺(tái)計(jì)算機(jī)，然后再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸。依據(jù)圖像采集卡型號(hào)的不同，獲取來自源輸出，任何一臺(tái)醫(yī)療診斷設(shè)備的數(shù)據(jù)。采集高分辨率的圖像或視頻，確保遠(yuǎn)程診斷專家能得到可以用來做診斷分析的高品質(zhì)圖像。 例如，VGA2Ethernet以高達(dá)每秒120幀的速率捕獲單鏈路DVI或VGA信號(hào)。其最大分辨率為1900 × 1200，并通過以太網(wǎng)無損地傳輸視頻內(nèi)容。它有一個(gè)用于與目標(biāo)計(jì)算機(jī)相連的普通RJ45以太網(wǎng)端口，支持高達(dá)1Gb的傳輸速率。 通過這種方法具體能達(dá)到多少幀每秒，取決于屏幕的分辨率、屏幕刷新頻率和屏幕內(nèi)容像素的變化、計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的操作系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)采集圖像的速度。通常，傳送一幀未經(jīng)壓縮的畫面相比傳送被壓縮的一幀畫面，其速度要慢。最新的技術(shù)能以RGB格式采集和傳輸原始VGA幀。它所提供的畫面質(zhì)量要好于VGA-視頻轉(zhuǎn)換器，后者配有合成或S-視頻采集卡。 可以連接兩個(gè)或多個(gè)圖像采集卡，同時(shí)采集多路信號(hào)。然而，若采用多個(gè)圖像采集卡，每個(gè)圖像采集卡的幀頻（指每秒鐘放映或顯示的幀或圖像的數(shù)量）會(huì)有所不同。能達(dá)以多少幀頻取決于計(jì)算機(jī)的性能。幀壓縮并不會(huì)降低輸出圖像的質(zhì)量。有些圖像采集卡可以通過以太網(wǎng)交換機(jī)使用。這樣就可以通過單一以太網(wǎng)接口將局域網(wǎng)和圖像采集卡連接起來。 通過使用交換機(jī)，以太網(wǎng)電纜的使用長(zhǎng)度被延長(zhǎng)，圖像采集卡和診斷設(shè)備之間的距離也就能離得更遠(yuǎn)。這些特性允許用戶沒有任何損失地將來自診斷設(shè)備的數(shù)據(jù)送出。VGA內(nèi)容被數(shù)字化。將采集到的VGA或DVI信號(hào)通過以太網(wǎng)傳輸。一個(gè)用來采集聲音的立體聲音頻輸入端是必不可少的，例如，用于（遠(yuǎn)程）聽診。 遠(yuǎn)程醫(yī)療：實(shí)際用例 VGA2Ethernet可以每秒120幀的速率采集單鏈路DVI或VGA信號(hào)。 在緊急情況或在復(fù)雜的地理環(huán)境下，圖像采集卡非常有用。例如，在2008年，亨利福特醫(yī)院就曾使用圖像采集卡來獲取加拿大珠穆朗瑪峰救援探險(xiǎn)隊(duì)的圖片。通過使用GE公司的LOGIQ書本式便攜超聲設(shè)備采集拍攝圖片，然后通過衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳輸給探險(xiǎn)基地的醫(yī)生。遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備不僅可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行遠(yuǎn)程診斷，還可以遠(yuǎn)程指導(dǎo)一個(gè)經(jīng)過培訓(xùn)的操作人員。 遠(yuǎn)程指導(dǎo) 可以接受遠(yuǎn)程指來完成檢查或手術(shù)。在某些情況下，得到人在遠(yuǎn)方的專家的及時(shí)專業(yè)咨詢至關(guān)重要。各種傷病，如膝蓋或肩膀外傷、骨裂或骨折、出血、肌肉萎縮等都可以由專家遠(yuǎn)程進(jìn)行病情評(píng)估。 遠(yuǎn)程指導(dǎo)讓一個(gè)受過最低程度培訓(xùn)的操作人員和高度熟練的醫(yī)學(xué)專家進(jìn)行合作。這類遠(yuǎn)程指導(dǎo)的應(yīng)用有益于緊急救援人員和戰(zhàn)場(chǎng)醫(yī)務(wù)人員。使用圖像采集卡來捕獲圖像，然后將它們發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)，能讓專家快速地評(píng)估患者的受傷程度，并決定是否運(yùn)送病人去醫(yī)院或是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行救助。 美國(guó)宇航局研究人員對(duì)該方法進(jìn)行了優(yōu)化，使非醫(yī)護(hù)操作人員能獲取超聲圖像，包括肌肉骨骼損傷的圖像。傳播設(shè)備從源輸出（任何有信號(hào)輸出的診斷設(shè)備或普通數(shù)碼相機(jī)）采集視頻，將其經(jīng)動(dòng)態(tài)壓縮后通過互聯(lián)網(wǎng)傳播。 圖2。圖中顯示了如何將一臺(tái)VGA打印機(jī)連接到醫(yī)療設(shè)備，以及如何使用。 在都靈冬奧會(huì)期間，亨利福特衛(wèi)生系統(tǒng)醫(yī)院外科部曾使用圖像采集卡，讓奧林匹亞團(tuán)隊(duì)能聯(lián)機(jī)中心的醫(yī)生。將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的治療過程的實(shí)時(shí)、高清晰度圖像通過視頻流傳送給遠(yuǎn)程的醫(yī)生。 遠(yuǎn)程患者監(jiān)測(cè)。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)變得更加可靠和集成化，他們能以一種越來越有效的方式滿足老年人的需求。這些系統(tǒng)大多是針對(duì)患有慢性病（糖尿病，高血壓，充血性心力衰竭等等）的老年患者，這類老年患者無法前往傳統(tǒng)的醫(yī)療點(diǎn)接受治療。用于提高老年人自理能力和協(xié)助慢性病醫(yī)療護(hù)理所涉及的技術(shù)范圍廣泛，包含遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及采用其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)的醫(yī)療服務(wù)。 遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)用到了各種各樣的技術(shù)。這些技術(shù)設(shè)計(jì)用于管理和監(jiān)督一系列的健康狀況。即時(shí)檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備可能將成為用于在衛(wèi)生系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信的全面集成式健康數(shù)據(jù)收集、分析及報(bào)告系統(tǒng)的一部分。這些設(shè)備將在病人的健康狀況發(fā)生惡化時(shí)發(fā)出警報(bào)。 遠(yuǎn)程病人監(jiān)測(cè)技術(shù)為醫(yī)生能綜合考慮護(hù)理配合、行為變化以及做出基于證據(jù)的診斷決策，提供了有效支持。有供病人、看護(hù)、醫(yī)院使用的遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)功能。一款理想的遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)將全面考慮這三者的需求。被收集的資料包括生命體征（血糖、血壓、體重、脈搏血氧等），以及對(duì)患者的情緒和身體狀況的評(píng)估。 遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備收集這些數(shù)據(jù)并通過低帶寬電話線、互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送。這些被采集到的患者信息被用于患者的治療。從而加強(qiáng)了患者、看護(hù)和醫(yī)院之間的溝通，提高了護(hù)理配合和看護(hù)支持以及提高了患者的服藥依從性(按醫(yī)囑服藥)。該方案減少了病人住院和前往醫(yī)院就診的需要。相比由護(hù)士進(jìn)行電話調(diào)查，該方案提供了另一種成本更低的選擇。 遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控的成功取決于人與人之間的溝通。這項(xiàng)新技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)有的自我管理原則。遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)迅速發(fā)展，因?yàn)樗o人們帶來了便利，對(duì)醫(yī)護(hù)人員和病人的要求變簡(jiǎn)單。在未來，預(yù)期遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)設(shè)備將擴(kuò)展應(yīng)用范圍和功能。普通寬帶技術(shù)的廣泛使用和家庭、醫(yī)院有線網(wǎng)絡(luò)和其它護(hù)理設(shè)施推動(dòng)了病人遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用的發(fā)展。 隨著寬帶技術(shù)日漸流行，醫(yī)療服務(wù)供貨商(醫(yī)院)的技能不僅受到來自醫(yī)-患互動(dòng)質(zhì)量的考驗(yàn)，還受到技術(shù)接入和熟練程度的考驗(yàn)。在準(zhǔn)備充足的人員方面，醫(yī)療機(jī)構(gòu)面臨著新挑戰(zhàn)。鑒于其巨大的潛力，遠(yuǎn)程病人監(jiān)護(hù)應(yīng)用繼續(xù)快速增長(zhǎng)，在今后的醫(yī)療護(hù)理治療的領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。 心臟監(jiān)測(cè)設(shè)備。心臟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被用于醫(yī)療專業(yè)領(lǐng)域，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備在這些領(lǐng)域顯得尤其重要。遠(yuǎn)程心臟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提高患者的生活質(zhì)量，并避免其入院。這類遠(yuǎn)程系統(tǒng)提供無創(chuàng)式心臟功能評(píng)估，并且在救護(hù)車上進(jìn)行搶救的情況下，它也不會(huì)受到任何振動(dòng)或突然沖擊的影響。 圖像采集卡在遠(yuǎn)程醫(yī)療中的作用 這些遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的底層技術(shù)包括圖像采集卡。圖像采集卡捕捉來自診斷設(shè)備的圖像和視頻內(nèi)容，然后將其通過以太網(wǎng)送出。 例如，一款圖像采集卡能夠獲取來自任何VGA來源，包括個(gè)人電腦、醫(yī)療設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)或科研設(shè)備的信號(hào)。它支持多種VGA模式，分辨率可高達(dá)2048 × 1536，而最大采樣率可以達(dá)到230萬像素?/秒。 一款雙模式圖像采集卡用于采集和傳送來自VGA或某個(gè)DVI源輸出的可供診斷用的高質(zhì)量圖像。若圖像分辨率為1920 × 1200，則雙模式圖像采集卡所能支持的最大幀速率為32 fps，可用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。所有這些圖像采集卡均能采集和傳輸可供醫(yī)生診斷使用的高質(zhì)量圖像。 不斷發(fā)展的技術(shù)使得人們能夠從多種醫(yī)療設(shè)備獲取圖像。例如，來自GE醫(yī)療的MAC 1600心電圖儀，就是一款包括靜息心電圖、心臟節(jié)律和心律失常等配置模式的現(xiàn)代系統(tǒng)。其7-英寸WVGA彩色顯示屏可實(shí)現(xiàn)VGA輸出。 為了獲取心電圖記錄或壓力測(cè)試結(jié)果并將其通過以太網(wǎng)上發(fā)送，圖像采集卡的VGA IN 端口通過一根VGA電線被連接至心電圖儀的VGA端口。然后，將圖像采集卡連接到網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)可以錄制圖像到視頻采集工作站。當(dāng)圖像被正常地捕捉和錄下，則可在遠(yuǎn)程對(duì)其接收和用于病情診斷 。 遠(yuǎn)程診斷成像。診斷圖像捕獲對(duì)所有醫(yī)療水平的醫(yī)療體系而言都至關(guān)重要。如果能夠直接從診斷設(shè)備的VGA輸出端口獲得核磁共振、X光、熱、聲圖像，并將其發(fā)送打印，這將能提高診斷調(diào)查的效率。在治療和預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，要做出有效的決策取決于正確的診斷。在遠(yuǎn)程診斷的情況下，要正確評(píng)估和確診病情，成像效果最為重要。一般來說，數(shù)字打印系統(tǒng)的效果不是最好的，因?yàn)樗麄儠?huì)根據(jù)自己的內(nèi)部算法對(duì)視頻信號(hào)重新采樣。而重新采樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)比度和分辨率有損失，圖像可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生圖形失真而損壞。關(guān)鍵是要確保該系統(tǒng)能夠?qū)o損圖像傳送至一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)。 VGA打印機(jī)主要針對(duì)兼容PostScript 打印機(jī)而設(shè)計(jì)。VGA打印機(jī)可以連接至任意型號(hào)的配備有VGA輸出端口的醫(yī)療設(shè)備（B超機(jī)、X光機(jī)，PET掃描儀等）。VGA打印機(jī)能夠打印VGA內(nèi)容，無論是視頻或是系統(tǒng)提供的一系列快照。這類系統(tǒng)獲取VGA圖像，并能通過標(biāo)準(zhǔn)或網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)來打印。 DRE FS - 32P是DRE公司推出的一款數(shù)字式超聲診斷成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的波束成形技術(shù)（了解有關(guān)波束形成技術(shù)的更多詳情，請(qǐng)參閱第34頁的文章）。它有一個(gè)10.2英寸的顯示屏，能夠?yàn)楫a(chǎn)科、婦科、泌尿科等應(yīng)用提供最佳的超聲圖像。VGA打印機(jī)的VGA IN 端口被連接到DRE FS - 32P的VGA輸出端。在將打印機(jī)連接到VGA以太網(wǎng)之后，被采集到的圖像可以在所連接的任何地方打印出來。可以通過被接(通常是通過VGA接口連接)至VGA打印機(jī)的寬屏顯示器來查看被采集到的圖像。 圖像采集卡：在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 醫(yī)療中心廣泛利用了圖像采集卡能夠獲取VGA和DVI信號(hào)和將其傳送給目標(biāo)計(jì)算機(jī)的能力。 例如，外科手術(shù)及創(chuàng)新研究所（美國(guó)俄亥俄州，克利夫蘭市），使用圖像采集卡給學(xué)生和醫(yī)生提供教育性演示和網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)。講師和專家采集了現(xiàn)場(chǎng)的講解、視頻、和計(jì)算機(jī)輸出，并將視頻傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)給有興趣的學(xué)生和醫(yī)生收看。這使得該研究所無需使用第三方商業(yè)供應(yīng)商即可在常規(guī)基礎(chǔ)之上提供網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，這也意味著節(jié)省成本。 Maquet Gmbh & Co.公司也使用了圖像采集卡。該公司開發(fā)了用于手術(shù)室的醫(yī)療產(chǎn)品，利用圖像采集卡將呼吸機(jī)產(chǎn)品的輸出顯示在視頻屏幕上。然后輸出結(jié)果被用于內(nèi)部培訓(xùn)演示。有了這些演示就省去了出差，因?yàn)椴捎眠@項(xiàng)技術(shù)不需要員工和客戶處在同一個(gè)地方房間。 全美外科中心是在手術(shù)室使用視頻流的先峰。圖像采集卡設(shè)備被用于將外科手術(shù)室的視頻傳至遠(yuǎn)程的個(gè)人筆記本電腦或手持設(shè)備。例如，從腹腔鏡鏡頭的DVI信號(hào)源獲取視頻。為了保證畫面質(zhì)量，會(huì)將這些數(shù)據(jù)先保存。 美敦力公司的產(chǎn)品也在其中，并且必須定期檢查或調(diào)整。這些檢查都是使用筆記本電腦這類設(shè)備來與植入裝置進(jìn)行通信。培訓(xùn)需要大量的設(shè)備和后勤支持，并且必須在導(dǎo)師的領(lǐng)導(dǎo)下。這些難題使得培訓(xùn)費(fèi)用很高，尤其是因?yàn)榕嘤?xùn)必須是實(shí)際的，還因?yàn)樵O(shè)備可能在出差、安裝和拆卸期間會(huì)被損壞。用于與植入產(chǎn)品進(jìn)行通信的筆記本電腦這類設(shè)備也可以同時(shí)捕捉患者的實(shí)時(shí)信息。它可以用模擬器仿真病人的信息、創(chuàng)建逼真的使用場(chǎng)景、運(yùn)行它們、實(shí)時(shí)獲取信息，并將其納入軟件演示或分支的學(xué)習(xí)應(yīng)用。 婦產(chǎn)科醫(yī)師經(jīng)常需要詳細(xì)檢查胎兒的圖像。他們所用的圖像采集卡可以將來自超聲波機(jī)的最高質(zhì)量的胎兒圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)供專家檢查。圖像采集卡允許婦科醫(yī)生獲取高清晰視頻圖像，并將擷取到的圖像儲(chǔ)存在電腦中，以便在最高分辨下查看這些圖片。 一家面向放射腫瘤科服務(wù)（也稱放療）市場(chǎng)開發(fā)產(chǎn)品和服務(wù)的公司，使用圖像采集卡為放射治療機(jī)提供只讀支持。可使用要求安裝第三方軟件的遠(yuǎn)程支持技術(shù)。他們沒有獨(dú)立圖像采集卡那么有吸引力，但不需要對(duì)治療機(jī)器對(duì)進(jìn)行任何安裝或下載。 結(jié)論 遠(yuǎn)程指導(dǎo)、遠(yuǎn)程診斷以及遠(yuǎn)程手術(shù)，僅是遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備監(jiān)控（其通過太網(wǎng)來傳送視頻）的一部分應(yīng)用。從源輸出獲取視頻和圖像的設(shè)備可能正在采用圖像采集卡。視頻內(nèi)容可以被錄制在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳送。依據(jù)圖像采集卡類型的不同，被采集到的數(shù)據(jù)可用于提高和改善醫(yī)療診斷等等。 |
