<<
>>

Обзор аппаратно-программных средств телемедицинских систем

Аппаратура для организации телемедицинских систем производится различными российскими и зарубежными компаниями, среди которых «Витанет», «СТЭЛ-Компьютерные системы», «DiViSy», «TREDEX», «AMD Global Telemedicine», «American Telecare», «Aerotel medical system» и многие другие.

Сложность производимой аппаратуры, как и медицинские области применения, самые различные- от простых приборов для удаленного слежения за ЭКГ, рассчитанных на каналы связи с низкой пропускной способностью, до сложных многофункциональных комплексов, с развитой периферией, например, с рентгенологическими и морфологическими лабораториями. Так фирма «СТЭЛ- Компьютерные системы» производит мобильный телемедицинский комплекс STEL TKmobile, предназначенный для оказания оперативной дистанционной консультативно-диагностической медицинской помощи, который выполнен в виде двух пылевлагозащищенных чемоданов. В состав первого входят аппаратура и программное обеспечение для проведения видеоконференций, в состав второго- компьютерный электрокардиограф на 12 отведений, пульсоксиметр, автоматический измеритель артериального давления, глюкометр и цифровой измеритель температуры. Встроенный кодек видеоконференций обеспечивает проведение сеансов связи с высококачественным видеоизображением и звуковым сопровождением.

Поддерживается работа в IP сетях на скоростях до 2 Мбит/c с использованием протокола H.323. Сбор, хранение и передача медицинских данных осуществляются с помощью компьютера, подключенного к базовой точке беспроводного доступа WiFi 802.11g. Разработчики считают эффективным использование этого комплекса в случаях оперативной оценки состояния пострадавших в авариях и катастрофах, оказания медицинской помощи жителям труднодоступных населенных пунктов, оказание медицинской помощи пассажирам на транспорте, в работе служб скорой медицинской помощи. Другим продуктом этой компании являются передвижные телемедицинские комплексы STEL TKP5, TKP6, TKP7 и TKP8, которые предназначены для проведения телеконсультаций и телеконсилиумов, дистанционной диагностики, мониторинга сложных медицинских манипуляций с использованием видеосвязи в режиме реального времени (рис.1).

Комплексы реализованы на базе мощного производительного компьютера, аппаратного кодека видеоконференцсвязи компании Polycom и необходимого периферийного оборудования. Кодек видеоконференцсвязи позволяет проводить высококачественные сеансы видеосвязи в IP-сетях (до 2 Мбит/c) и с возможностью подключения 4*BRI ISDN (до 512 кбит/c) в соответствии с протоколами Н.320, Н.323. Аппаратные кодеки Polycom разработаны как для персональной работы, так и для эффективного использования в учебных аудиториях и конференц-залах, т.е. там, где необходима высококачественная связь, способность проведения многоточечной ВКС, возможность обмена информацией. Для передачи видеоизображения исключительного качества даже на скоростях до 768 кбит/с, системы POLYCOM использует стандарты видеокодирования H.264 и Pro-Motion.

Рисунок 1 - Предвижной телемедициский комплекс серии STEL TKP

Эта же фирма производит мобильный телемедицинский диагностический комплекс «Стэл МТДК», который включает в себя, в том числе, медицинскую, телекоммуникационную, информационно-вычислительную систему и систему информационной безопасности. В состав медицинской подсистемы входят биохимический экспресс-анализатор, скрининговый анализатор мочи, сканер ультразвуковой портативный, спирометр компьютерный, электрокардиограф компьютерный на 12 отведений, полуавтоматический анализатор глюкозы, инфракрасный термометр, флюорографический цифровой малодозовый рентгеновский аппарат с получением изображения на основе использования ПЗС- матрицы. Телекоммуникационная подсистема представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, предназначенных для обмена информацией между компонентами МТДК, а также между МТДК и лечебнопрофилактическими учреждениями, входящими в общую телемедицинскую сеть. Для связи используются мобильная спутниковая система Интернет-доступа по технологии VSAT, средства беспроводной передачи данных Wi-Fi, а также средства сотовой связи.

Информационно-вычислительная подсистема представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, предназначенный для решения задач сбора, обработки и хранения информации. Серверное оборудование собирает и хранит информацию в процессе проведения медицинских и телемедицинских мероприятий, а также обменивается этой информацией с информационными системами, в интересах которых функционирует МТДК. Для проведения телемедицинских консультаций в МТДК используется терминал видеоконференцсвязи на базе кодека «ИРГА» производства компании «Стэл КС». Терминал обеспечивает видео и аудио соединения по IP (H.323/SIP) сетям и соответствует рекомендациям ITU-T H.323. Программное обеспечение МТДК позволяет выполнять все необходимые действия по планированию, подготовке, поддержанию и документированию дистанционных медицинских консультаций и обследований. Оно также позволяет осуществлять взаимодействие с цифровым глюкометром, тонометром, цифровым кардиографом, спирометром, УЗИ сканером, экспресс-анализатором мочи, биохимическим экспресс-анализатором, цифровым флюорографом, цифровой камерой. Предусмотрено ведение справочника лекарств с возможностью добавления новых лекарственных средств в справочник, удаления устаревших, а также изменения сведений о любом из лекарств, содержащихся в справочнике. Подсистема информационной безопасности предназначена для защиты персональных данных в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации. Основными принципами построения подсистемы информационной безопасности МТДК являются локальное хранение персональных данных в обезличенном виде, передача персональных данных для дальнейшей обработки и хранения осуществляется по защищенным (шифрованным) каналам связи, видеоконференцсвязь осуществляется по защищенным каналам связи с помощью наложенных криптографических средств защиты информации в топологии типа «звезда», стационарное хранение и использование медицинских данных осуществляется в рамках защищенного хранилища электронных документов, расположенного вне МТДК.
Для защиты информации используются сертифицированные средства криптографической защиты информации различных производителей.

Компания DiViSy не комплектует свои системы специализированным медицинским оборудованием, а делает упор на высококачественную обработку и передачу видеоизображений и аудиосигнала, адаптированных к медицинским целям. Фирма выпускает стационарные и мобильные медицинские телесистемы. Стационарная телемедицинские системы DiViSy TM21 предназначены для проведения удаленных медицинских консультаций и дистанционного обучения по различным видам диагностики и лечения, как в реальном времени, так и в отложенном режиме, с использованием любых каналов связи.

Основные возможности телемедицинских систем DiViSy TM21:

1. Преобразование в цифровую форму, передача и прием различной медицинской информации одновременно по пяти каналам: два параллельных канала медицинской видеоинформации, один канал передачи медицинской телеметрической информации и сигналов управления локальными или удаленными медицинскими приборами, дуплексный звуковой канал, и канал приемо-передачи текстовой информации.

Основные характеристики каналов:

1.1. Два параллельных канала передачи медицинской видеоинформации обеспечивают ввод, оцифровку, отображение и передачу медицинских видеоизображений с разрешением до 768х576 точек (для аналоговых видеокамер) и до максимального разрешения цифровых видео и фото камер. Как поясняют разработчики, два параллельных канала передачи и отображения медицинской видеоинформации необходимы для того, чтобы удаленный врач-консультант в процессе сеансов связи между различными телемедицинскими системами, или удаленный врач-курсант в системе дистанционного медицинского обучения могли видеть и основную и дополнительную информацию. Например, в процессе различных операций: эндоскопической, полостной, нейрохирургической, офтальмологической, отоларингологической, стоматологической и т.д., можно было видеть не только изображение объекта хирургического вмешательства, но и изображение операционной и действия членов операционной бригады.

Или, в процессе проведения ультразвуковых исследований, удаленный врач мог не только видеть медицинское изображение, передаваемое от аппарата УЗИ, но и изображение на котором видно расположение ультразвукового датчика на теле пациента, что позволяет врачу-консультанту не только консультировать, но и корректировать процесс диагностики.

1.2. Один или несколько каналов приемо-передачи медицинской телеметрической информации и сигналов управления удаленным медицинским оборудованием. Они предназначены для подключения медицинского

оборудования имеющего цифровые выходы телеметрической информации (цифровые электрокардиографы, энцефаллографы, и т.п.). Кроме того эти каналы могут использоваться для управления как локальным, так и удаленным медицинским оборудованием (управляемыми видеокамерами,

роботизированными микроскопами в процессе патоморфологической диагностики, и в перспективе роботами для удаленного проведения хирургических операций, управление светом операционных светильников, управление положением столика пациента и т.д.).

1.3. Дуплексный звуковой канал предназначен для аудио обмена между удаленными DiViSy TM21. В системе DiViSy TM21 обеспечивается высококачественный звук для каналов связи с различной пропускной способностью 8, 16, 32, 64 и 128 Кбит в секунду.

1.4. Канал текстового обмена предназначен для текстового диалога в реальном времени между участниками телемедицинских сеансов.

2. Система DiViSy TM21 имеет функцию рабочего стола, с помощью которого производится совместный анализ и работа с медицинскими изображениями (рис.2).

Рисунок 2- Рабочий стол системы DiViSy TM21

На рабочий стол, по инициативе любого из участников сеанса связи, помещается изображение, которое в данный момент времени представляет наибольший интерес.

4. Система DiViSy TM21 позволяет проводить сеансы консультаций и дистанционного медицинского обучения не только с каким-либо одним удаленным врачом или пациентом, но и со многими, в том числе и в режиме видеоконсилиума, с помощью специального сервера DiViSy TM21 VS , который позволяет объединять локальные медицинские сети медицинских учреждений в глобальную сеть методом каскадирования серверов.

5. Системы DiViSy TM21 предназначены для работы с использованием практически любых каналов связи, а именно: телефонных, радио, сотовых, оптоволоконных, спутниковых и т.д., в том числе защищенных сертифицированными средствами защиты информации. Скорость передачи медицинской информации ограничена скоростью передачи данных в тех или иных каналах связи.

6. По желанию Заказчиков в системы DiViSy TM21 могут быть встроены стандартные средства идентификации пользователя на базе, например, индивидуального USB ключа, биометрических устройств сканирующих отпечаток пальца и т.д. Кроме этого, могут использоваться съемные диски памяти, которые при отсутствии пользователя, могут быть помещены в сейф.

7. Для обработки и повышения качества медицинских изображений в состав системы, входит специализированный модуль DiViSy IP21 (Image Processing) с помощью которого можно осуществлять следующие операции:

- масштабирование изображения, как с увеличением его в 2, 4, 8, 16 раз, так и с уменьшением его в 2, 4, 8, 16 раз;

- интегрирование последовательности кадров для снятия шумов и, возможно, повышения контрастности изображения. Количество интегрируемых кадров может изменяться в диапазоне от 2 до 300;

- изменение яркости и контрастности входного видеосигнала;

- изменение яркости и контрастности остановленного изображения, в том числе

изображения, полученного в результате интегрирования;

- преобразование остановленного изображения с помощью одной или последовательности математических операций - фильтров. Фильтрация может быть применена как ко всему изображению, так и к произвольно выбранной прямоугольной области изображения;

- расчет и отображение гистограммы распределения яркости точек изображения, или выбранной прямоугольной области и т.д.

Конструктивно системы DiViSy TM21 выполнены в нескольких вариантах: для операционных залов, для цифровых диагностических кабинетов, для кабинетов руководителей медицинских учреждений, руководителей отделений и врачей- консультантов, а также в мобильном исполнении для машин скорой помощи, выездных диагностических кабинетов или мобильных госпиталей. Мобильная телемедицинская система, выполнена для подвижных объектов, может монтироваться в автомобили, на корабли, самолеты, вертолеты и другой транспорт. Мобильные телемедицинские системы DiViSy ТМ21 для передачи информации могут использовать спутниковые каналы различных российских и зарубежных спутников (Ямал 100, Горизонт, Экспресс, Inmarsat), каналы Radio Ethernet на разрешенных частотах 2,4ГГц, 5,25-5,35 ГГЦ и 5,7-5,8 ГГц, каналы сотовой связи стандартов GSM, CDMA, GPRS, УКВ радиоканалы, каналы сетей Wi-Fi и ряд других.

Примером телемедицинских систем для персонального применения являются системы, производимые фирмой Aerotel Medical Systems. Основным направлением деятельности фирмы является производство системы для мониторинга электрокардиосигнала (ЭКС)- Aerotel Heartline T. Система состоит из набора персональных регистраторов и центра приема, где производится обработка ЭКС (рис.3). Спектр персональных регистраторов позволяет проводить исследование ЭКС как в одном, так и в нескольких, до 12-ти, отведениях. Передача ЭКС в центр приема осуществляется по линиям телефонной связи.

Рисунок 3- Построение системы Aerotel Heartline T

Другим направлением Aerotel Medical Systems, связанным с телемедицинскими системами, является создание телемедицинских агрегаторов, которые позволяют записывать основные физиологические параметры и передавать их на базовую станцию для дальнейшей обработки и хранения. Так, например, персональный домашний центр сбора данных Tele-CliniQ™ обеспечивает одновременную передачу данных от нескольких (до 4) медицинских контрольно-измерительных приборов в центр приема информации. После регистрации данных измерений каждого из подключенных приборов пользователю нужно лишь нажать кнопку "Пуск", и система осуществит считывание и передачу информации. Внутренняя память, часы и автоматический режим передачи данных повышают надежность работы и сводят к минимуму ошибки оператора. В качестве регистрируемых параметров могут быть данные, полученные измерителя артериального давления, глюкозы, пульсоксиметра, спирометра, электрокардиографа и т.д.

Другой фирмой, выпускающей примерно схожий ассортимент изделий, является фирма Vitaphone (http://www.vitaphone.de). Интересной разработкой является интегрированный в сотовый телефон персональный телемонитор для наблюдения за электрокардиограммой Vitaphone 2300 (рис.4).

Рисунок 4- Внешний вид персонального телемонитора Vitaphone 2300 Данное устройство позволяет регистрировать электрокардиограмму в трех отведениях, записывать ее и передавать по сетям GSM/GPRS врачу для анализа. Для регистрации не требуется кабеля пациента и электродов- достаточно приложить прибор тыльной стороной к груди.

Рассмотренные примеры показывают, телемедицинские системы могут быть самыми разнообразными, как по сложности- от простых персональных до многофункциональных, с развитой периферией, предназначенных для обслуживания больших территорий и групп людей. Однако общим для всех телемедицинских систем является наличие каналов связи, которые позволяют передавать медицинскую информацию с требуемым для врачей качеством.

1.3.

<< | >>
Источник: Конюхов В.Н.. Основы телемедицинских систем. 2012

Еще по теме Обзор аппаратно-программных средств телемедицинских систем:

  1. Телемедицинские центры
  2. Технология работы патоморфологического фрагмента видеосети
  3. ОГЛАВЛЕНИЕ
  4. Обзор аппаратно-программных средств телемедицинских систем
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -