遠程訪問設備能在多大程度上被用于醫(yī)療領域？人們對此產生濃厚興趣是意料之中的事。利用通過以太網傳輸視頻的遠程醫(yī)療監(jiān)控設備可以實現(xiàn)諸多應用，遠程指導、遠程診斷以及遠程手術僅僅是其中一部分。這類設備使得醫(yī)生不論身在何處都可以夠查看和分析患者的信息。

遠程技術通常是醫(yī)療診斷和治療不可或缺的組成部分，它幫助醫(yī)生讓高品質的持續(xù)醫(yī)療護理更貼近病人。應用于醫(yī)療領域的遠程設備成功地集成了多種設置和情景，滿足了易用性和便利性的需求。遠程診斷是廣泛使用遠程監(jiān)控設備的主要領域之一。圖像采集技術是推動遠程醫(yī)療的核心組成部分，本文將對圖像采集技術進行綜述。

深入了解遠程診斷

圖1。連接圖顯示了如何將圖像采集卡連接到一臺帶VGA或DVI輸出端口的醫(yī)療設備。

人們現(xiàn)在可以通過遠程診斷特定的病癥、疑難癥狀。

過去，病人與經營診所的醫(yī)生直接接觸。然而，在有了遠程監(jiān)測醫(yī)療設備后，患者和醫(yī)生可以居住在相距很遠的地方。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。當然，需要對病人進行適當的培訓，以便讓病人能夠自己執(zhí)行必要的操作。因而，咨詢醫(yī)師能夠得到實時準確和清晰的反饋。在理想情況下，為了遠程互動，同時需要圖片和視頻流。

從源輸出獲取視頻和圖像的設備－圖像采集卡提供視頻?？梢詫⒉杉降囊曨l內容錄制到一臺計算機，然后再通過互聯(lián)網傳輸。依據圖像采集卡型號的不同，獲取來自源輸出，任何一臺醫(yī)療診斷設備的數據。采集高分辨率的圖像或視頻，確保遠程診斷專家能得到可以用來做診斷分析的高品質圖像。

例如，VGA2Ethernet以高達每秒120幀的速率捕獲單鏈路DVI或VGA信號。其最大分辨率為1900 × 1200，并通過以太網無損地傳輸視頻內容。它有一個用于與目標計算機相連的普通RJ45以太網端口，支持高達1Gb的傳輸速率。

通過這種方法具體能達到多少幀每秒，取決于屏幕的分辨率、屏幕刷新頻率和屏幕內容像素的變化、計算機所運行的操作系統(tǒng)，以及計算機采集圖像的速度。通常，傳送一幀未經壓縮的畫面相比傳送被壓縮的一幀畫面，其速度要慢。最新的技術能以RGB格式采集和傳輸原始VGA幀。它所提供的畫面質量要好于VGA-視頻轉換器，后者配有合成或S-視頻采集卡。

可以連接兩個或多個圖像采集卡，同時采集多路信號。然而，若采用多個圖像采集卡，每個圖像采集卡的幀頻（指每秒鐘放映或顯示的幀或圖像的數量）會有所不同。能達以多少幀頻取決于計算機的性能。幀壓縮并不會降低輸出圖像的質量。有些圖像采集卡可以通過以太網交換機使用。這樣就可以通過單一以太網接口將局域網和圖像采集卡連接起來。

通過使用交換機，以太網電纜的使用長度被延長，圖像采集卡和診斷設備之間的距離也就能離得更遠。這些特性允許用戶沒有任何損失地將來自診斷設備的數據送出。VGA內容被數字化。將采集到的VGA或DVI信號通過以太網傳輸。一個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（遠程）聽診。

遠程醫(yī)療：實際用例
VGA2Ethernet可以每秒120幀的速率采集單鏈路DVI或VGA信號。

在緊急情況或在復雜的地理環(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隊的圖片。通過使用GE公司的LOGIQ書本式便攜超聲設備采集拍攝圖片，然后通過衛(wèi)星實時傳輸給探險基地的醫(yī)生。遠程監(jiān)控設備不僅可以實現(xiàn)執(zhí)行遠程診斷，還可以遠程指導一個經過培訓的操作人員。

遠程指導

可以接受遠程指來完成檢查或手術。在某些情況下，得到人在遠方的專家的及時專業(yè)咨詢至關重要。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程進行病情評估。

遠程指導讓一個受過最低程度培訓的操作人員和高度熟練的醫(yī)學專家進行合作。這類遠程指導的應用有益于緊急救援人員和戰(zhàn)場醫(yī)務人員。使用圖像采集卡來捕獲圖像，然后將它們發(fā)到互聯(lián)網，能讓專家快速地評估患者的受傷程度，并決定是否運送病人去醫(yī)院或是在現(xiàn)場進行救助。

美國宇航局研究人員對該方法進行了優(yōu)化，使非醫(yī)護操作人員能獲取超聲圖像，包括肌肉骨骼損傷的圖像。傳播設備從源輸出（任何有信號輸出的診斷設備或普通數碼相機）采集視頻，將其經動態(tài)壓縮后通過互聯(lián)網傳播。

圖2。圖中顯示了如何將一臺VGA打印機連接到醫(yī)療設備，以及如何使用。

在都靈冬奧會期間，亨利福特衛(wèi)生系統(tǒng)醫(yī)院外科部曾使用圖像采集卡，讓奧林匹亞團隊能聯(lián)機中心的醫(yī)生。將現(xiàn)場發(fā)生的治療過程的實時、高清晰度圖像通過視頻流傳送給遠程的醫(yī)生。

遠程患者監(jiān)測。遠程醫(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，這類老年患者無法前往傳統(tǒng)的醫(yī)療點接受治療。用于提高老年人自理能力和協(xié)助慢性病醫(yī)療護理所涉及的技術范圍廣泛，包含遠程監(jiān)護、遠程醫(yī)療以及采用其它技術實現(xiàn)的醫(yī)療服務。

遠程病人監(jiān)護用到了各種各樣的技術。這些技術設計用于管理和監(jiān)督一系列的健康狀況。即時檢驗監(jiān)測設備可能將成為用于在衛(wèi)生系統(tǒng)的多個節(jié)點之間通信的全面集成式健康數據收集、分析及報告系統(tǒng)的一部分。這些設備將在病人的健康狀況發(fā)生惡化時發(fā)出警報。

遠程病人監(jiān)測技術為醫(yī)生能綜合考慮護理配合、行為變化以及做出基于證據的診斷決策，提供了有效支持。有供病人、看護、醫(yī)院使用的遠程病人監(jiān)護功能。一款理想的遠程病人監(jiān)護系統(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），以及對患者的情緒和身體狀況的評估。

遠程監(jiān)控設備收集這些數據并通過低帶寬電話線、互聯(lián)網或局域網或廣域網絡進行傳送。這些被采集到的患者信息被用于患者的治療。從而加強了患者、看護和醫(yī)院之間的溝通，提高了護理配合和看護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。相比由護士進行電話調查，該方案提供了另一種成本更低的選擇。

遠程設備監(jiān)控的成功取決于人與人之間的溝通。這項新技術結合了現(xiàn)有的自我管理原則。遠程病人監(jiān)護迅速發(fā)展，因為它給人們帶來了便利，對醫(yī)護人員和病人的要求變簡單。在未來，預期遠程病人監(jiān)護設備將擴展應用范圍和功能。普通寬帶技術的廣泛使用和家庭、醫(yī)院有線網絡和其它護理設施推動了病人遠程監(jiān)控應用的發(fā)展。

隨著寬帶技術日漸流行，醫(yī)療服務供貨商(醫(yī)院)的技能不僅受到來自醫(yī)-患互動質量的考驗，還受到技術接入和熟練程度的考驗。在準備充足的人員方面，醫(yī)療機構面臨著新挑戰(zhàn)。鑒于其巨大的潛力，遠程病人監(jiān)護應用繼續(xù)快速增長，在今后的醫(yī)療護理治療的領域發(fā)揮著重要作用。

心臟監(jiān)測設備。心臟監(jiān)測系統(tǒng)被用于醫(yī)療專業(yè)領域，遠程監(jiān)控設備在這些領域顯得尤其重要。遠程心臟監(jiān)測系統(tǒng)可以提高患者的生活質量，并避免其入院。這類遠程系統(tǒng)提供無創(chuàng)式心臟功能評估，并且在救護車上進行搶救的情況下，它也不會受到任何振動或突然沖擊的影響。

圖像采集卡在遠程醫(yī)療中的作用

這些遠程診斷系統(tǒng)的底層技術包括圖像采集卡。圖像采集卡捕捉來自診斷設備的圖像和視頻內容，然后將其通過以太網送出。

例如，一款圖像采集卡能夠獲取來自任何VGA來源，包括個人電腦、醫(yī)療設備、嵌入式系統(tǒng)或科研設備的信號。它支持多種VGA模式，分辨率可高達2048 × 1536，而最大采樣率可以達到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DVI源輸出的可供診斷用的高質量圖像。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，可用于實現(xiàn)遠程診斷。所有這些圖像采集卡均能采集和傳輸可供醫(yī)生診斷使用的高質量圖像。

不斷發(fā)展的技術使得人們能夠從多種醫(yī)療設備獲取圖像。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彩色顯示屏可實現(xiàn)VGA輸出。

為了獲取心電圖記錄或壓力測試結果并將其通過以太網上發(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絡，通過網絡可以錄制圖像到視頻采集工作站。當圖像被正常地捕捉和錄下，則可在遠程對其接收和用于病情診斷 。

遠程診斷成像。診斷圖像捕獲對所有醫(yī)療水平的醫(yī)療體系而言都至關重要。如果能夠直接從診斷設備的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，這將能提高診斷調查的效率。在治療和預防醫(yī)學領域，要做出有效的決策取決于正確的診斷。在遠程診斷的情況下，要正確評估和確診病情，成像效果最為重要。一般來說，數字打印系統(tǒng)的效果不是最好的，因為他們會根據自己的內部算法對視頻信號重新采樣。而重新采樣會導致對比度和分辨率有損失，圖像可能會因為產生圖形失真而損壞。關鍵是要確保該系統(tǒng)能夠將無損圖像傳送至一臺標準打印機。

VGA打印機主要針對兼容PostScript 打印機而設計。VGA打印機可以連接至任意型號的配備有VGA輸出端口的醫(yī)療設備（B超機、X光機，PET掃描儀等）。VGA打印機能夠打印VGA內容，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，并能通過標準或網絡打印機來打印。

DRE FS - 32P是DRE公司推出的一款數字式超聲診斷成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了先進的波束成形技術（了解有關波束形成技術的更多詳情，請參閱第34頁的文章）。它有一個10.2英寸的顯示屏，能夠為產科、婦科、泌尿科等應用提供最佳的超聲圖像。VGA打印機的VGA IN 端口被連接到DRE FS - 32P的VGA輸出端。在將打印機連接到VGA以太網之后，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)學上的應用

醫(yī)療中心廣泛利用了圖像采集卡能夠獲取VGA和DVI信號和將其傳送給目標計算機的能力。

例如，外科手術及創(chuàng)新研究所（美國俄亥俄州，克利夫蘭市），使用圖像采集卡給學生和醫(yī)生提供教育性演示和網絡研討會。講師和專家采集了現(xiàn)場的講解、視頻、和計算機輸出，并將視頻傳輸到網絡給有興趣的學生和醫(yī)生收看。這使得該研究所無需使用第三方商業(yè)供應商即可在常規(guī)基礎之上提供網絡研討會，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)了用于手術室的醫(yī)療產品，利用圖像采集卡將呼吸機產品的輸出顯示在視頻屏幕上。然后輸出結果被用于內部培訓演示。有了這些演示就省去了出差，因為采用這項技術不需要員工和客戶處在同一個地方房間。

全美外科中心是在手術室使用視頻流的先峰。圖像采集卡設備被用于將外科手術室的視頻傳至遠程的個人筆記本電腦或手持設備。例如，從腹腔鏡鏡頭的DVI信號源獲取視頻。為了保證畫面質量，會將這些數據先保存。

美敦力公司的產品也在其中，并且必須定期檢查或調整。這些檢查都是使用筆記本電腦這類設備來與植入裝置進行通信。培訓需要大量的設備和后勤支持，并且必須在導師的領導下。這些難題使得培訓費用很高，尤其是因為培訓必須是實際的，還因為設備可能在出差、安裝和拆卸期間會被損壞。用于與植入產品進行通信的筆記本電腦這類設備也可以同時捕捉患者的實時信息。它可以用模擬器仿真病人的信息、創(chuàng)建逼真的使用場景、運行它們、實時獲取信息，并將其納入軟件演示或分支的學習應用。

婦產科醫(yī)師經常需要詳細檢查胎兒的圖像。他們所用的圖像采集卡可以將來自超聲波機的最高質量的胎兒圖像傳輸到計算機供專家檢查。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（也稱放療）市場開發(fā)產品和服務的公司，使用圖像采集卡為放射治療機提供只讀支持。可使用要求安裝第三方軟件的遠程支持技術。他們沒有獨立圖像采集卡那么有吸引力，但不需要對治療機器對進行任何安裝或下載。

結論

遠程指導、遠程診斷以及遠程手術，僅是遠程醫(yī)療設備監(jiān)控（其通過太網來傳送視頻）的一部分應用。從源輸出獲取視頻和圖像的設備可能正在采用圖像采集卡。視頻內容可以被錄制在一臺計算機上，并通過互聯(lián)網傳送。依據圖像采集卡類型的不同，被采集到的數據可用于提高和改善醫(yī)療診斷等等。