Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст
УДК:

DOI: https://doi.org/10.25276/2312-4911-2019-3-26-30

Организация единой системы непрерывной видеорегистрации хирургических операций в Калужском филиале МНТК «Микрохирургия глаза»


1Калужский филиал «НМИЦ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФ

    Актуальность

     Офтальмохирургия на современном этапе характеризуется высочайшим уровнем проведения операций с использованием сложнейшего высокоточного оборудования. При этом процесс осуществления манипуляций на роговице, в передней камере, в витреальной полости, на сетчатки и т.д. в ходе хирургического вмешательства является уникальным в каждом конкретном случае.

    Интраоперационная картина современной хирургии катаракты, оптико-реконструктивной хирургии роговицы, рефракционной хирургии, лазерной нерефракционной хирургии, фемтолазерного сопровождения катарактальной и рефракционной хирургии, сложнейшей витреоретинальной хирургии и др. является бесценным материалом для научной и образовательной деятельности, обмена опытом на научно-практических конференциях.

    Демонстрация «живой хирургии» – неотъемлемая часть обучающего процесса молодых врачей, одна из наиболее интересных секций в программе конференций.

    Все вышеперечисленное требует постоянной качественной видеорегистрации с доступом к просмотру из различных точек, архивирования и хранения видеоматериалов [1-3], а также организации онлайн-трансляции «живой хирургии» без прерывания записи основного операционного процесса.

    Цель

    Разработать и реализовать единую систему видеонаблюдения в операционной, отвечающую следующим требованиям:

    1. Возможность подключения камер с операционных микроскопов, имеющих различные выходные видео интерфейсы.

    2. Захват рабочего пространства фемтосекундного лазера Femto LDV Z8.

    3. Захват изображения микроскопа LUXOR, с наложенными проекционными вставками модуля VERION.

    4. Возможность отображения любого из вышеперечисленных видеопотоков на нескольких локальных телевизорах.

    5. Возможность онлайн-трансляции любого из вышеперечисленных видеопотоков в несколько удаленных мест одновременно.

    6. Возможность ведения круглосуточной непрерывной записи в централизованный видеоархив.

    7. Возможность просмотра этих записей в локальной сети филиала и за ее пределами.

    8. Система должна быть легко масштабируемой.

    Материал и методы

    В Калужском филиале МНТК «Микрохирургия глаза» поставленные задачи решены с использованием технология IP-видеонаблюдения, когда сигнал от камер до регистратора, сервера, маршрутизатора и других устройств идёт полностью в цифровом формате на базе IP-протокола.

    В центре системы используется классический видеорегистратор, который успешно зарекомендовал себя на рынке систем безопасности. Сервер укомплектован двумя жесткими дисками, адаптированными к 24/7 нагрузкам. Это составляет архивную частью системы. Сервер расположен в операционной за большим телевизором, для того чтобы локально выводить на него изображение и просматривать записи (рис. 1). Интегрированный в локальную сеть филиала, сервер передает данные внутри нее и, если понадобится, отправляет их во внешний мир. Главной задачей является формирование видеопотоков и обеспечение их взаимодействия с сервером.

    Результаты

    Видеопоток с аналоговых камер

    В операционном блоке Калужского филиала МНТК аналоговые камеры установлены на двух микроскопах Moeller-Wedel HI-R 900 напольного и потолочного типа, а также на микроскопе TOPCON OMS-80.

    При работе с IP-системой, вся информация, которая передается внутри нее, должна идти в IP-пакетах.

    Световой поток, улавливаемый объективом обычной аналоговой видеокамеры, попадает на матрицу и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый по кабелю к устройству приема. В отличие от IP-технологии, электрический сигнал не преобразуется в двоичный код, а попадает на записывающее устройство в неизменном виде. Необходимо конвертировать его. Для этого используется аппаратный преобразователь, который имеет аналоговые входы и цифровые выходы. RTSP (Real Time Streaming Protocol) – это прикладной протокол, в котором описаны команды для управления видеопотоком. Благодаря этому протоколу и транспортному протоколу TCP данные передаются на сервер, где успешно принимаются и обрабатываются.

    Видеопоток с 3G-SDI камер

    Основная особенность этого стандарта заключается в технологии формирования и передачи видеосигнала. Стандарт 3G-SDI предполагает полное разделение сигнала, несущего информацию о яркости и цвете изображения.

    Подключение камер, работающих по стандарту 3G-SDI, к IP-системе реализовано при помощи преобразователя 3G-SDI сигнала в IP-пакет, который передается на сервер благодаря протоколу передачи TCP и потоковому протоколу обработки видео RTSP. Данный преобразователь интегрирован в работу новых микроскопов LEICA M844 и Moeleer Wedel Hi-R 900, установленных в операционной филиала.

    IP-камеры

    Для микроскопов, не оборудованных камерами, специалистами инженерной службы филиала применено следующее решение. На оптический голове микроскопа установлен делитель луча с возможностью подключения адаптера видеокамеры. Сам видеоадаптер, специализированный для данной модели микроскопа, имеет крепление стандарта С/CS mount. IP-видеокамера корпусного типа без объектива имеет крепление стандарта С/CS mount. POE switch для передачи данных от камеры до сервера, а также питания самой видеокамеры по технологии POE (powerover Ethernet), при которой и питание и передача данных идут по одному кабелю — витой паре.

    Таким образом, установив специализированный видеоадаптер и делитель луча 50/50 на один микроскоп; адаптировав сторонний видеоадаптер на второй микроскоп, уже имеющий делитель луча, удалось получить качественное изображение с этих микроскопов.

    Обзорные камеры операционной

    Для получения общей картины операционного зала используется IP-видеокамера купольного типа с вариофокальным объективом. Имеется резервная камера, которая подключается для проведения видеоконференции, когда требуется вид конкретного операционного стола, доктора, ассистента.

    Захват изображения с микроскопа LUXOR

    Микроскоп LUXOR компании Alcon был изначально укомплектован видеокамерой, блоком питания и передачи данных для этой камеры, компьютером и монитором для отображения и записи видео с камеры. В целом, данный микроскоп имеет необходимый и достаточный набор средств для просмотра и записи видеоданных.

    Микроскоп необходимо было интегрировать в централизованную систему для просмотра из удаленных мест и круглосуточной записи. Забрать видеопоток, не затрагивая внутренние части микроскопа, возможно с HDMI выхода, который находится в нижней части монитора. Опытным путем удалось подобрать преобразователь HDMI сигнала в IP-пакет и передать этот поток на сервер. Основная трудность заключалась в согласовании разрешений. Разрешение на выходе отличалось от исходного. Изображение было либо обрезано, либо слишком сильно масштабировано, либо вообще смещено. В итоге был найден наиболее подходящий для этой цели конвертер и получен качественный результат. Однако получить на сервере проекцию системы VERION не удалось, поскольку на имеющемся HDMI выходе это изображение не выдается. Предположительно, его можно получить, подключившись напрямую к видеокарте компьютера, но для этого потребовалось бы его разобрать, что недопустимо в гарантийный срок.

    Захват изображения с фемтосекундного лазера

    Калужский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» оснащен фемтосекундной лазерной установкой «FEMTO LDV Z8» (Ziemer, Швейцария).

    Видеопоток с данного аппарата необходим по целом ряду причин.

    Видео с отображением параметров фемтолазерного этапа, работы встроенного в лазер ОСТ, результата операции используется в презентациях научных докладов, представляемых на конференциях, должно быть высокого качества и получено напрямую с видеокарты встроенного компьютера. Кадры и видео с возникшими ошибками в работе прибора требуются для анализа и отправки в сервисную службу производителя. Потребность транслировать изображения с небольшого монитора лазера на большой телевизор в операционной, когда идет внедрение новых методов фемтолазерного сопровождения, и в операционной находится большое количество людей; на экран проектора в конференц-зале во время «живой хирургии»; в другие города во время проведения научно-практических конференций.

    Внутри фемтолазерной установки установлен компьютер, который является программным и аппаратным центром сложнейшей системы прибора. Вывод изображения с компьютера на монитор осуществляется через разъем типа dispaly Port. Получив одобрение производителя, данный сигнал был разделен в самом начале, до попадания на внешний монитор. Мультимедийный кабель был выведен на внешнюю сторону корпуса и соединен с блоком преобразования HDMI сигнала в RTSP поток. Питание конвертера было получено путем раздвоения питающего кабеля на входе в лазерный аппарат. Данный конвертер имеет встроенный Wi-Fi модуль, работающий на частоте 5 ггц. Используя этот модуль, был создан беспроводной мост до роутера, который уже кабелем соединен с сервером. Фемтосекундный лазер в Калужском филиале МНТК используется в комплексе c бесперебойным блоком питания на отдельной вагонетке, что обеспечивает возможность перемещения лазера по всей операционной, не выключая его из сети (рис. 2). Также, без лишних проводов, перемещается и «беспроводной мост», ведя трансляцию и запись постоянно и бесперебойно.

    Вывод видеоизображения на несколько экранов одновременно

    В Калужском филиале МНТК в каждой точке операционной, кабинетах заместителей директора, катарактального, витреоретинального отделов, инженерной службы, научного отдела, вычислительного центра или конференц-зале используется отдельный видеорегистратор для получения видеопотоков, сформированных выше, и вывода их на телевизор или монитор компьютера путем соединения с последними мультимедийным кабелем. Это вывод изображения напрямую. Второй вариант: используется специализированное программное обеспечение, установленное на рабочий компьютер, чтобы просматривать записи, видеорегистратор при этом не требуется. Это удобно в тех случаях, когда просмотр нужен не постоянно, а по запросу пользователя. И тот, и другой варианты удобны и интересны по-своему.

    Заключение

    В Калужском филиале МНТК «Микрохирургия глаза» разработана и реализована единая система непрерывной видеорегистрации хирургических операций, выполняемых в операционном блоке.

    Возможности системы включают подключение камер с операционных микроскопов, имеющих различные выходные видео-интерфейсы; захват рабочего пространства фемтосекундного лазера Femto LDV Z8; захват изображения микроскопа LUXOR, без наложенных проекционных вставок модуля VERION; отображения любого из вышеперечисленных видеопотоков на нескольких локальных телевизорах; онлайн-трансляция любого из вышеперечисленных видеопотоков в несколько удаленных мест одновременно; ведение круглосуточной непрерывной записи в централизованный видеоархив; просмотр видеозаписей в локальной сети филиала и за ее пределами.

    Разработанная система полностью подготовлена к дальнейшим модификациям, в том числе масштабированию, увеличению глубины архива, повышению качества регистрируемых изображений.


Страница источника: 26-30


«Живая хирургия» в рамках XXVII научно-практической  конференции офтальмологов«Живая хирургия» в рамках XXVII научно-практической конфере...

ХVII Ежегодный конгресс  Российского глаукомного общества «Вместе против слепоты. Семнадцать мгновений зимы»ХVII Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «В...

Пироговский офтальмологический форум. Ежегодная научно-практическая конференцияПироговский офтальмологический форум. Ежегодная научно-практ...

Школа рефракционного хирурга. Сателлитный симпозиум компании «Алкон»Школа рефракционного хирурга. Сателлитный симпозиум компании...

Сложные и нестандартные случаи в хирургии катаракты. Видеосимпозиум в формате 3DСложные и нестандартные случаи в хирургии катаракты. Видеоси...

«Живая хирургия» компании «НанОптика»«Живая хирургия» компании «НанОптика»

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии катарактальной, роговичной и рефракционной хирургии - 2019»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии катарактальной, роговичной и рефракционной хирургии - 2019Современные технологии катарактальной, роговичной и рефракци...

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках XII Российского общенационал...

Федоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практичес...

Актуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная ...

Современные тенденции развития офтальмологии - фундаментально-прикладные аспекты Всероссийская научно-практическая конференцияСовременные тенденции развития офтальмологии - фундаментальн...

Восток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологии

Академия ZiemerАкадемия Ziemer

Белые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Международного офтальмологического конгрессаБелые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Междун...

Новые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно-практическая конференцияНовые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии – 2019 ХVII Всероссийская научно-практическаяконференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии –...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2019»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Роговица III. Инновации  лазерной коррекции зрения и кератопластикиРоговица III. Инновации лазерной коррекции зрения и кератоп...

ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вместе против слепоты»ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вме...

Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и иммунодефицитные заболевания»Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и ...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

«Живая» хирургия в рамках конференции  «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»«Живая» хирургия в рамках конференции «Современные технолог...

Сателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенациональ...

Федоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическ...

Актуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная...

Восток – Запад 2018  Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2018 Международная конференция по офтальмологии

«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»

Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Между...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизонты -  2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизон...

Сателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКОСателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКО