基于圖像采集技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

遠(yuǎn)程訪問(wèn)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(guò)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(lèi)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(guò)遠(yuǎn)程診斷特定的病癥、疑難癥狀。

過(guò)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(wú)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(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸。依據(jù)圖像采集卡型號(hào)的不同，獲取來(lái)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(zhuān)家能得到可以用來(lái)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(guò)以太網(wǎng)無(wú)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(guò)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(huà)面相比傳送被壓縮的一幀畫(huà)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(huà)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(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)使用。這樣就可以通過(guò)單一以太網(wǎng)接口將局域網(wǎng)和圖像采集卡連接起來(lái)。

通過(guò)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(méi)有任何損失地將來(lái)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(guò)以太網(wǎng)傳輸。一個(gè)用來(lái)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(tīng)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(lái)獲取加拿大珠穆朗瑪峰救援探險(xiǎn)隊(duì)的圖片。通過(guò)使用GE公司的LOGIQ書(shū)本式便攜超聲設(shè)備采集拍攝圖片，然后通過(guò)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(guò)培訓(xùn)的操作人員。

遠(yuǎn)程指導(dǎo)

可以接受遠(yuǎn)程指來(lái)完成檢查或手術(shù)。在某些情況下，得到人在遠(yuǎn)方的專(zhuān)家的及時(shí)專(zhuān)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(zhuān)家遠(yuǎn)程進(jìn)行病情評(píng)估。

遠(yuǎn)程指導(dǎo)讓一個(gè)受過(guò)最低程度培訓(xùn)的操作人員和高度熟練的醫(yī)學(xué)專(zhuān)家進(jìn)行合作。這類(lèi)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(lái)捕獲圖像，然后將它們發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)，能讓專(zhuān)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(guò)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(guò)程的實(shí)時(shí)、高清晰度圖像通過(guò)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(lái)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?。ㄌ悄虿?，高血壓，充血性心力衰竭等等）的老年患者，這類(lèi)老年患者無(wú)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(guò)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(lái)了便利，對(duì)醫(yī)護(hù)人員和病人的要求變簡(jiǎn)單。在未來(lái)，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(lái)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(zhuān)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(lèi)遠(yuǎn)程系統(tǒng)提供無(wú)創(chuàng)式心臟功能評(píng)估，并且在救護(hù)車(chē)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。