石維結(jié)

三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，宜昌市中心人民醫(yī)院 設(shè)備科，湖北 宜昌443000

導(dǎo)管室多媒體教學(xué)解決方案

石維結(jié)

三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，宜昌市中心人民醫(yī)院 設(shè)備科，湖北 宜昌443000

為了解決我院導(dǎo)管室的多媒體教學(xué)，設(shè)計(jì)了一套由DSA實(shí)時(shí)造影圖像、手術(shù)視頻信息、病人監(jiān)護(hù)信息、語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)等組成的多媒體教學(xué)系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的源信號(hào)從轉(zhuǎn)換到顯示的全過(guò)程。實(shí)踐證明該系統(tǒng)能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行穩(wěn)定。

多媒體教學(xué)；信號(hào)轉(zhuǎn)換；手術(shù)視頻；對(duì)講系統(tǒng)；DSA

0 前言

我三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防于一體的綜合性醫(yī)院。教學(xué)上主要承擔(dān)醫(yī)學(xué)院的臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)和護(hù)理學(xué)等學(xué)科的教學(xué)任務(wù)。為了更好的促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)工作，醫(yī)院在新購(gòu)進(jìn)的平板 DSA（GE INNOVA3100）基礎(chǔ)上建立了一套多媒體教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由DSA實(shí)時(shí)造影圖像、手術(shù)視頻信息、病人監(jiān)護(hù)信息及雙向語(yǔ)音交流系統(tǒng)等組成。由于該機(jī)在透視下的視頻屬于非標(biāo)準(zhǔn)視頻。對(duì)顯示終端的分辨率、行場(chǎng)掃描頻率、對(duì)比度要求較高，使得該信號(hào)只能在專(zhuān)業(yè)的醫(yī)用顯示器上顯示，但這種顯示器價(jià)格昂貴，而且尺寸有限，不宜用來(lái)教學(xué)。為此，本文將介紹一種在普通終端上顯示DSA實(shí)時(shí)造影圖像的示教系統(tǒng)。

1 教學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的難點(diǎn)在于：在INNOVA3100的視頻輸出界面上沒(méi)有提供可直接使用的擴(kuò)展接口，若要使用其擴(kuò)展接口必須購(gòu)買(mǎi)GE公司提供的備件DownScan，但此備件價(jià)格較高。因此根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了以下方案(見(jiàn)圖1)：

圖 1 信號(hào)轉(zhuǎn)換及顯示框圖

2 具體實(shí)施步驟

2.1 DSA實(shí)時(shí)圖像信號(hào)顯示

DSA主要用于血管類(lèi)疾病的檢查與手術(shù)治療，由于血管與其周?chē)M織的密度差別不大，在圖像上對(duì)比度非常小，特別是細(xì)小的血管非常難以辨別，所以在介入手術(shù)中，常將造影劑注入診斷部位的血管中，再利用DSA技術(shù)得到清晰的減影圖像[1]。因此在教學(xué)系統(tǒng)中，除了要將造影圖像用大屏幕顯示出來(lái)，還必須保證其清晰度，使得圖像的細(xì)節(jié)能得到充分的顯示，以保證教學(xué)質(zhì)量。INNOVA3100為平板數(shù)字血管減影造影機(jī)，該教學(xué)系統(tǒng)的主要目的是將設(shè)備的實(shí)時(shí)影像信號(hào)提取，傳輸?shù)轿挥跇窍碌慕淌也⒂猛队皟x顯示，以此來(lái)達(dá)到教學(xué)目的。從DSA輸出的實(shí)時(shí)影像信號(hào)是用同軸電纜傳輸?shù)腂NC信號(hào)，直接接入操作間的實(shí)時(shí)顯示屏。該信號(hào)對(duì)監(jiān)視器的要求較高：如掃描線為1024線以上，場(chǎng)頻高于100Hz[2]，行頻、分辨率和對(duì)比度均較高。因此無(wú)法直接用投影儀投影，并且由實(shí)驗(yàn)得知該信號(hào)同樣無(wú)法直接用分頻器或轉(zhuǎn)接頭并聯(lián)顯示。于是考慮將該信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)VGA信號(hào)來(lái)顯示。之所以考慮到轉(zhuǎn)為VGA信號(hào)是因?yàn)楝F(xiàn)在市面上絕大部分顯示器、液晶電視、投影儀等終端顯示設(shè)備都有VGA接口。要完成信號(hào)轉(zhuǎn)換需要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是用分頻器將實(shí)時(shí)信號(hào)分成幾組；二是將分離出來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成VGA信號(hào)，再用終端顯示。在接下來(lái)的試驗(yàn)過(guò)程中，由VGA接口管腳定義(見(jiàn)表1)。

表 1 VGA接口管腳定義

要將BNC信號(hào)轉(zhuǎn)換成VGA信號(hào)首先必須提取出源信號(hào)中的紅、綠、藍(lán)信號(hào)，(必要的時(shí)候還要提取行同步、場(chǎng)同步信號(hào))并將這幾組信號(hào)輸入到信號(hào)轉(zhuǎn)換器[3]。由于所選用的分頻器(350MHz)為VGA接口，先將源信號(hào)的BNC接頭改為VGA接頭，具體方法是將芯線接VGA接頭的1腳，屏蔽線接6腳。再將源信號(hào)通過(guò)分頻器分成4組（普通工業(yè)用分頻器無(wú)法達(dá)到要求，主要是信號(hào)衰減嚴(yán)重，分出的信號(hào)無(wú)法顯示）。分別標(biāo)號(hào)為1、2、3、4組，將4組輸出信號(hào)的VGA接頭也按1腳接芯線，6腳接屏蔽線的方法再轉(zhuǎn)為BNC接頭。將1組信號(hào)返回到操作間，供臨床醫(yī)師使用。其余的2、3、4組接到信號(hào)轉(zhuǎn)換器的紅、綠、藍(lán)三個(gè)輸入端。該轉(zhuǎn)換器為深圳廣百思科技有限公司提供的ED-8208 XRGB BOX，主要用于 CT、X光機(jī)、DSA等外接替換顯示器時(shí)的信號(hào)轉(zhuǎn)換，能支持高比特率和高線掃頻率的各種影像信號(hào)輸入。轉(zhuǎn)換器自動(dòng)提取紅、綠、藍(lán)三組信號(hào)，輸出即為標(biāo)準(zhǔn)VGA視頻信號(hào)。實(shí)踐得知該VGA信號(hào)可以用普通投影儀顯示，圖像質(zhì)量也能達(dá)到教學(xué)需求。

2.2 手術(shù)操作間視頻信號(hào)的顯示

手術(shù)間的視頻采用普通安防使用的球型攝像儀。將攝像儀自帶的視頻采集卡安裝在電腦工作站的主機(jī)上，裝上自帶的軟件即可正常使用。系統(tǒng)采用北京東西儀科技有限公司的智能高速球型攝像儀，可以實(shí)現(xiàn)水平0～360°、垂直0～90°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，足以將整個(gè)手術(shù)間視野范圍全部呈現(xiàn)，完整清晰展現(xiàn)手術(shù)過(guò)程。還具備一定的圖像處理和錄像功能，這樣就可以將某些經(jīng)典的手術(shù)案例錄像刻盤(pán)保存供以后教學(xué)使用。操作簡(jiǎn)單實(shí)用，在PC工作站上安裝雙屏顯卡即可將視頻信號(hào)輸入到投影儀2中[4]，視頻圖像質(zhì)量高，畫(huà)面清晰流暢。

2.3 心電監(jiān)護(hù)信號(hào)顯示

該系統(tǒng)還包括手術(shù)時(shí)患者的心電信號(hào)顯示，心電信號(hào)在手術(shù)過(guò)程中具有重要的臨床意義，因此有必要在教學(xué)時(shí)一并展現(xiàn)給學(xué)生。該系統(tǒng)中心電信號(hào)來(lái)源于四川錦江電子的LEAD-2000型多道生理記錄儀，該機(jī)主要用于射頻消融，具有標(biāo)準(zhǔn)的12導(dǎo)聯(lián)，抗干擾力強(qiáng)。將設(shè)備輸出的信號(hào)通過(guò)一普通分頻器，取其中的一組到示教室，用42"高清液晶電視顯示即可。

2.4 示教語(yǔ)音系統(tǒng)

在示教過(guò)程中語(yǔ)音交流尤為重要。該語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)由兩部分組成：一是手術(shù)間內(nèi)；二是示教室內(nèi)。手術(shù)時(shí)，主刀醫(yī)師懸掛無(wú)線筆試話筒，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)接收機(jī)傳至樓下的音頻處理器，再經(jīng)過(guò)調(diào)音臺(tái)（四川湖山ME1202B型）后到功放及擴(kuò)音設(shè)備，樓下示教室也采用無(wú)線話筒教學(xué)。整個(gè)系統(tǒng)由調(diào)音臺(tái)來(lái)控制音響音頻來(lái)源及音量大小，這樣便能實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音交流[5]。

3 討論

該教學(xué)系統(tǒng)為我院自行設(shè)計(jì)的第一個(gè)醫(yī)學(xué)影像實(shí)時(shí)視頻教學(xué)系統(tǒng)，由于設(shè)備（DSA）自身并未提供開(kāi)放的擴(kuò)展接口，需從源信號(hào)上分離，加之源信號(hào)的非標(biāo)準(zhǔn)性，使得前期的工作基本上是試驗(yàn)性質(zhì)的。特別是在信號(hào)轉(zhuǎn)換上，使用現(xiàn)成的BNC轉(zhuǎn)VGA轉(zhuǎn)換器根本達(dá)不到要求，普通的轉(zhuǎn)換器只需輸入一組BNC信號(hào)便可得到VGA信號(hào)，但該信號(hào)失真嚴(yán)重，無(wú)法投影顯示，而且對(duì)源信號(hào)的干擾極大，影響臨床使用，所以采取上述方案。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：① 解決了非標(biāo)準(zhǔn)的X光透視視頻源轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)VGA信號(hào)，并且該系統(tǒng)稍加改進(jìn)還可以移植到其它影像教學(xué)設(shè)備上，如腔鏡手術(shù)的示教系統(tǒng)。② 整個(gè)系統(tǒng)中，DSA的實(shí)時(shí)造影圖像的顯示、手術(shù)間操作醫(yī)師的視頻顯示、心電監(jiān)護(hù)信息的顯示和雙向語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)均單獨(dú)布線，同時(shí)工作互不影響。③ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本低、工藝流程簡(jiǎn)單、可復(fù)制性強(qiáng)。

此系統(tǒng)為臨床教學(xué)提供了大量鮮活的病案，提高了臨床教學(xué)水平，學(xué)生可以不進(jìn)入手術(shù)間而看到整個(gè)手術(shù)過(guò)程，不干擾正常手術(shù)進(jìn)程，大大降低了手術(shù)室交叉感染的幾率。通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)師生可以互動(dòng)交流。但本系統(tǒng)也有其局限性：由于源信號(hào)是經(jīng)過(guò)分頻器分頻后再重新組合用于教學(xué)的，而且使用的是VGA線路傳輸，如果布線過(guò)長(zhǎng)會(huì)使信號(hào)有衰減，影響圖像質(zhì)量，所以示教室不宜離手術(shù)間過(guò)遠(yuǎn)，需預(yù)先整體設(shè)計(jì)好。

隨著醫(yī)院的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的各式各樣的示教室都會(huì)出現(xiàn)，該系統(tǒng)也會(huì)為以后這些示教室提供一些經(jīng)驗(yàn)。[參考文獻(xiàn)]

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Solutions of Multimedia Teaching in Interventional Radiography Room

SHI Wei-jie
Equipment Department,First Clinical College of Three Gorges University, Yichang Central Hospital, Yichang Hubei 443000,China

G642.4；TP37

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.11.010

1674-1633(2010)11-0027-02

2010-05-02

作者郵箱：shiyunshiyun123456@163.com

Abstract:In order to realize the DSA multimedia teaching, we have designed a live teaching system which formed by the signal conversion and display, video of the operation room ,information of patient monitor and intercom system. This paper describes the process from original signal transformation to display.It is proved that the system can reach the demand of anticipative design and is stable.

Key words:multimedia teaching; signal conversion; operation video; intercom system;DSA