数字化手术室的影像调度单元怎么选(行业常称视频矩阵)

手术室里的影像源来自不同厂家、不同年代的设备,接口形式和分辨率各不相同,还会随科室设备更新而变化。如果按“影像源直连编码设备”的思路建设,每增加一路信号都要改接线,编码设备的接口数量也会成为硬约束。
因此数字化手术室通常在手术室内设置一个信号中枢:手术影像调度单元(行业里常称视频矩阵、手术影像路由设备)。所有影像源先接入调度单元,再由它分送到主显示屏、悬挂显示屏和数字化手术室终端。这样任一显示屏可以显示任一路影像,终端可以编码任一路被选中的影像,新增信号源只需接入空余输入口。
一、先数通道:输入看影像源,输出看去向
选型的第一步不是比较品牌和参数,而是逐间列出影像源和显示去向。
输入侧通常包括:全景摄像机、术野摄像机,腔镜主机,麻醉与影像工作站,术中临时带入的超声、DR 等设备,以及示教室或院外专家回传的远端画面。
输出侧通常包括:室内主显示屏,吊臂上的两块悬挂显示屏,数字化手术室终端的编码输入,以及备用通道。
两侧都要留出余量。腔镜、显微镜、造影设备的配置会随科室发展变化,按“刚好够用”选型,往往两三年后就没有空余输入口。
二、按通道数选型:8 进 8 出是分界
- 单间影像源不超过 8 进 8 出:配 STV-VR100 手术影像调度单元(8 进 8 出),装于 STV-W55 前墙式主显示单元的箱体内,按上文的通道分配即可满足常规手术间的需要。
- 单间影像源超过 8 进 8 出:配 STV-VR200 手术影像调度单元(12 进 12 出,HDMI 2.0,4K60),装于 65 寸主显示的 STV-W65 箱体内。复合手术室、多影像设备手术间,或招标参数要求单间不少于 12 入、不少于 6 出的,属于这一类。
招标文件对这台设备的叫法各不相同,判断依据应是输入输出路数、接口类型和分辨率要求,而不是名称。两种型号的通道组织方式和控制方式一致,只是规模不同。
三、典型通道分配
以 STV-VR100 为例,典型分配如下:
- IN 1、2:全景摄像机、术野摄像机,经 HDMI 光纤接入。
- IN 3~6:箱体前面板 4 路 HDMI 输入,就近接腔镜、麻醉、工作站和临时带入设备。
- IN 7:备用。
- IN 8:数字化手术室终端的 HDMI 输出 2,即远端回传画面。
- OUT 1:55 寸门板屏,室内主显示。
- OUT 2、3:两块 27 寸悬挂显示屏,经 HDMI 光纤送至吊臂。
- OUT 4~7:数字化手术室终端的 4 路 HDMI 输入。
- OUT 8:备用。
进出各占用 7 路、各留 1 路备用。通道号为典型分配,可按现场影像源数量在同类分组内调整。腔镜影像采集与内窥镜影像接入都经设备的辅助输出完成,DR 等专业设备同理,不占用主输出,不改变原有临床使用方式。
四、摄像机双路径
全景与术野摄像机同时走两条路:一路以 HDMI 光纤进调度单元,供室内各屏切换;另一路以网线接入箱内 PoE 交换机,一根网线同时承担供电、云台与变倍控制,并把网络视频流旁路送进平台。
这样设计的结果是,终端的 4 路编码输入可以完整留给腔镜、DR、工作站等自身不具备编码能力的设备,摄像机画面不占用这 4 路。
五、终端回接:远端画面回到主屏
数字化手术室终端 STV-MX100 有 4 路 HDMI 输入和 2 路 HDMI 输出。输入取自调度单元 OUT 4~7;输出 1 直驱 27 寸触控门板屏,作为操作界面;输出 2 回接调度单元 IN 8,使示教室回传和远程会诊对端的画面可以切到 55 寸门板屏和两块悬挂屏上,术者抬头即可看到。
操作屏由终端直驱、不经调度单元,因此不会因影像路由切换而受影响,也不占用调度单元的输出。
六、控制方式与工程细节
调度单元由终端反向控制。巡回护士在 27 寸触控门板屏上拖拽连线即完成切换;选择某一路画面做示教或录制时,终端自动完成路由切换与取流编码,对使用者只是一次操作。主显示单元前面板另设一键白屏键与电源键。
工程上还要注意几点:影像源到调度单元的线缆长度控制在 30m 以内,HDMI 传输超过 15m 一律采用有源光纤线;光纤线接头外径较大,穿管管径应比按线径计算的值放大一级,转弯处设过线盒。接口形式与调度单元不一致的设备,应在勘察阶段逐台核对并确定转换方式。
首视观察
影像调度单元选型先看业务链路,再看设备参数。首视按通道数选型,不超过 8 进 8 出用 STV-VR100,超过用 STV-VR200,通道分配、摄像机双路径和终端回接在方案阶段一并画清。设备构成与通道分配详见数字化手术室解决方案页。