基于5G技术及4K/3D手术系统的显微外科远程手术会诊平台的设计及实践

作     者：袁永一 刘威 邵航 王国建 赵超越 盛宏申 杨和强 赵星 胡鹏海 康东洋 戴朴 YUAN Yongyi;LIU Wei;SHAO Hang;WANG Guojian;ZHAO Chaoyue;SHENG Hongshen;YANG Heqiang;ZHAO Xing;HU Penghai;KANG Dongyang;DAI Pu

作者机构：中国人民解放军总医院第六医学中心耳鼻咽喉头颈外科医学部北京100853 浙江清华长三角研究院浙江嘉兴314006 中国人民解放军西部战区总医院耳鼻咽喉头颈外科四川成都610083 

出 版 物：《中国医疗设备》 (China Medical Devices)

年 卷 期：2023年第38卷第1期

页      面：98-102页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重大科研仪器研制项目(61827805) 

主　　题：显微外科 4K/3D手术系统 5G无线通信技术 远程医疗 远程手术指导 

摘      要：目的搭建基于4K/3D手术系统的远程手术会诊平台,评价5G通信技术支撑下4K分辨率3D样式画面在显微外科远程手术会诊中的应用效果。方法设计基于“端云端的系统软硬件架构,依托国产4K/3D显微手术成像系统,实现术野的双视点光场采集、智能图像处理、硬件3D交织、低延时网络传输和超高清立体显示。将该系统应用于侧颅底疑难病例的远程手术会诊,从4K/3D视频传输延时、峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)、结构相似性(Structural Similarity Index Measure,SSIM)、画质及舒适度等方面评价该平台的效能。结果在非专用5G组网方案下,手术会诊平台的4K/3D视频传输延时1.18 s;评价视频传输质量的客观指标PSNR和SSIM显示4K/3D视频传输前后的视觉差异和结构差异小。27名医生针对8段手术视频片段的问卷调查结果显示,视频传输后画质无改变或改变轻微不影响观看的样本占比为89.35%,96.30%的医生认为远程传输后的4K/3D视频足以支撑显微外科远程手术指导。结论4K/3D显微手术成像系统产出的超高清立体视频经5G传输后足以支撑远程手术指导,这为远程医疗及教学、灾难及战场手术救治提供了新方案。