линия

Технологии цифрового аудио и видео: вещание, связь, метрология

низ

Мобильный ТелеМедицинский Комплекс (МТМК)


Мобильный телемедицинский комплекс для дистанционного оказания квалифицированной медицинской помощи

Творческий коллектив НПФ «САД-КОМ» под научным руководством профессора, доктора технических наук Дворковича Виктора Павловича, работая в составе научно-производственной фирмы «НИИР-КОМ», в сотрудничестве с Российской ассоциацией телемедицины и при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере разработал переносной мобильный телемедицинский комплекс.

Рис. 1. Блок схема аппаратной части МТМК

Рис. 1. Блок схема аппаратной части МТМК

Аппаратная часть мобильного телемедицинского комплекса (МТМК) представляет собой специализированный информационно-вычислительный комплекс, смонтированный в пыле/влагозащищённом корпусечемодане, снабжённом ручкой для переноски, колёса-ми и дополнительной выдвижной ручкой для перевозки по ровным поверхностям, с широкими телекоммуникационными возможностями (терминал видеоконференцсвязи - ВКС) и необходимым для реализации требуемой функциональности набором интерфейсов ввода/вывода информации (см. рис. 1, 3).

Электропитание МТМК может осуществляться от наиболее часто встречающихся источников (рис. 2): бытовой сети переменного тока (220/110 В, 50/60 Гц – разъём вилка с предохранителем) или бортовых сетей автомобилей (12 В или 24 В – разъём розетка). Встроенный преобразователь переменного напряжения в постоянное автоматически определяет параметры питающей сети и переключается в нужный режим. Для исключения одновременного подключения к альтернативным источникам питания предусмотрен оппозитный переключатель, подключающий к блоку питания комплекса один из входных разъёмов.

Рис. 2. Панель ввода электропитания.

Рис. 2. Панель ввода электропитания.

Блок управления питанием комплекса осуществляет коммутацию источников внешнего и встроенного питания, зарядку аккумуляторов и контроль их состояния, а так-же предохраняет аккумуляторную батарею от выхода из строя вследствие избыточного заряда или разряда.

Рассмотрим основные технические характеристики МТМК.

В качестве корпуса использован герметичный ударопрочный кейс, сертифицированный на территории Российской Федерации и обладающий следующими характеристиками:

Рис. 3. Опытный образец мобильного телемедицинского комплекса. Тестовый сеанс связи ГРЧЦ – сервер фирмы Polycom в США. Силовые кабели не подключены, комплекс работает на встроенных аккумуляторах. Для демонстрации включена светодиодная подсветка лица оператора, предназначенная для работы в темноте.

Рис. 3. Опытный образец мобильного телемедицинского комплекса. Тестовый сеанс связи ГРЧЦ – сервер фирмы Polycom в США. Силовые кабели не подключены, комплекс работает на встроенных аккумуляторах. Для демонстрации включена светодиодная подсветка лица оператора, предназначенная для работы в темноте.

В качестве аппаратной вычислительной платформы выбран стандарт промышленных системных компьютерных плат mini-ITX, выпускаемых серийно многими известными компаниями на основе различных наборов системной логики (Intel, ATI, VIA, NVIDIA) и центральных процессоров (Intel, AMD, VIA). Выбор этого стандарта позволяет проводить модернизацию МТМК по мере выпуска более производительных процессоров с меньшим потреблением энергии без существенной переработки конструкторской документации.

Дисплей комплекса, смонтированный в крышке корпуса-чемодана, представляет собой 15-дюймовый сенсорный монитор разрешения XGA с вандалоустойчивым экраном из закалённого стекла. Это позволяет оператору запускать программу видеоконференцсвязи, а также управлять ею простым касанием к пиктограмме на экране без пользования другими манипуляторами.

В качестве дополнительных манипуляторов использованы встроенный в приборную панель корпуса вандалоустойчивый TouchPad и присоединяемая к порту USB гибкая герметичная резиновая клавиатура (см. рис. 3).

В приборную панель крышки корпуса-чемодана также встроены:

Цвет светодиодов подсветки подобраны таким образом, чтобы обеспечить естественную цветопередачу лица оператора. Для подключения дополнительных источников видеосигнала, таких как видеокамеры, визуализирующие диагностические устройства (УЗИ, рентген, эндоскопы) на панель ввода-вывода информации вынесены входные разъёмы S-video, RCA, IEEE-1394, USB-2,0 (рис. 4), Ethernet Base-T 10/100/1000 (рис. 4). Если при этом необходим ввод звукового сигнала, его источник может быть подключен к гнёздам «линейный вход» (стерео разъём «mini-jack»), раздельный вход правого и левого каналов (разъёмы «тюльпан») или «микрофон».

Рис. 4. Панель ввода-вывода информации.

Рис. 4. Панель ввода-вывода информации.

Аппаратура функциональной и лабораторной диагностики может быть подключена к портам USB-2,0 или RS-232. При ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций нередко возникает потребность группового обсуждения различных графических материалов, передаваемых из вышестоящих организаций. В МТМК для таких целей предусмотрен режим подключения двух внешних мониторов (проекторов), первый из которых повторяет видеопоток на экране самого комплекса (выход SVGA), второй – дополнительный видеопоток большего разрешения со статической или динамической информацией (выход DVI-I). Аналогично возможности МТМК могут найти применение и в образовательных проектах в малонаселённой местности.

Подключение к IP-сетям (наземным, спутниковым или сотовым) может осуществляться как через разъём RJ-45, так и через адаптеры, подключаемые к гнёздам USB. Так в ходе отраслевой выставки «Связь-Экспоком 2009», на которой демонстрировался опытный образец МТМК, подключение к беспроводной сети осуществлялось через универсальный адаптер Wireless & Bluetooth Combo TBW-103UB (рис. 5).

Рис. 5. Первый опытный образец МТМК на стенде ГРЧЦ в ходе отраслевой выставки «Связь-Экспокомм 2009». На дисплее – экранная форма диагностической скрининговой системы «Кардиовизор 6С». В порт USB вставлен универсальный адаптер WiFi/Bluetooth, через который осуществляется связь с сетью Интернет.

Рис. 5. Первый опытный образец МТМК на стенде ГРЧЦ в ходе отраслевой выставки «Связь-Экспокомм 2009». На дисплее – экранная форма диагностической скрининговой системы «Кардиовизор 6С». В порт USB вставлен универсальный адаптер WiFi/Bluetooth, через который осуществляется связь с сетью Интернет.

Созданные в ходе разработки аппаратно-программные средства могут найти широкое применение при промышленном освоении малонаселённых территорий.

Естественно, прежде всего, это – телемедицинское применение:

Как и любая система видеоконференцсвязи «МТМК» может использоваться для проведения бизнес-конференций компаниями, имеющими филиалы или производства в малонаселённых местностях.

При ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, когда существовавшие ранее телекоммуникации могут быть выведены из строя, «МТМК» с терминалом спутниковой связи может использоваться для решения как медицинских, так и управленческих задач.

При пусконаладочных работах на сложных промышленных объектах, расположенных вдали от крупных городов, МТМК может использоваться для технологических консультаций наладчиков с ведущими специалистами в отраслевых научных и проектных организациях.

Комплекс так же может быть использован для оказания помощи специалистами высокой квалификации при нештатных ситуациях в работе геодезических партий по прокладке трасс дорожного строительства, газо/нефтепроводов, ЛЭП и т.п., а также для проведения дистанционных совещаний с руководством фирм с показом ситуаций с мест изысканий.

Рис. 6. Программный графический интерфейс. Режим «просмотр вызова».

Рис. 6. Программный графический интерфейс. Режим «просмотр вызова».

Дистанционное интерактивное образование с применением средств видеоконференцсвязи для жителей малонаселённых территорий – это шанс получить полную современную информацию по выбранной специальности.

В основе программного обеспечения комплекса «МТМК» лежат оригинальные алгоритмы кодирования информации, защищённые пятью патентами Российской Федерации. Они обеспечивают либо большее сжатие информации при передаче по IP-каналам, чем у стандартных терминалов видеоконференцсвязи, при том же качестве, либо – большее качество при передаче по каналам меньшей пропускной способности [5-9].

Комплекс имеет интуитивно-ясный программный графический интерфейс, позволяющий пользователю оперативно осуществлять различные настройки и проводить сеансы связи с удалёнными абонентами во всех типах IP-сетей (рис. 6).

Программное обеспечение мобильного комплекса позволяет терминалу ВКС связываться с системами сторонних производителей, работающих в стандарте H.323 с использованием соподчинённых стандартов как в однопотоковом, так и в двухпотоковом режимах (рис. 7, 8).

Рис. 7. Сеанс тестовой связи ГРЧЦ - Телемедицинский центр НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. За терминалом ВКС «Tandberg Edge 95 MXP» исполнительный секретарь Российской ассоциации телемедицины Валерий Леонидович Столяр.

Рис. 7. Сеанс тестовой связи ГРЧЦ - Телемедицинский центр НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. За терминалом ВКС «Tandberg Edge 95 MXP» исполнительный секретарь Российской ассоциации телемедицины Валерий Леонидович Столяр.

Рис. 8. Сеанс связи в режиме передачи двух видеопотоков. Во втором окне удалённый абонент передаёт документ в формате MS Word, на который наложена картина входящего видеопотока (копию рабочего стола).

Рис. 8. Сеанс связи в режиме передачи двух видеопотоков. Во втором окне удалённый абонент передаёт документ в формате MS Word, на который наложена картина входящего видеопотока (копию рабочего стола).

Рис. 9. Свидетельство о регистрации программы и патенты на алгоритмы.

Рис. 9. Свидетельство о регистрации программы и патенты на алгоритмы.

Программное обеспечение комплекса защищено свидетельством о регистрации РФ, а его алгоритмы рядом патентов РФ (см. рис. 9), а комплекс в целом сертифицирован как устройство связи (рис. 10):

В мае 2011 г. МТМК как мобильный терминал видеоконференцсвязи защищён российским патентом на полезную модель (см. рис. 11).

Рис. 10. Сертификат соответствия.

Рис. 10. Сертификат соответствия.

Рис. 11. Патент на полезную модель.

Рис. 11. Патент на полезную модель.

На выставке «Связь-Экспокомм 2010» образец МТМК из опытной партии был представлен руководству Минсвязи и помощнику Президента РФ (рис. 12) и получил высокую оценку.

Рис. 12. Представление МТМК на выставке «Связь-Экспокомм 2010». На снимке (слева-направо): Виктор Фёдорович Фёдоров – рук. группы ГРЧЦ, Виктор Павлович Дворкович – зам. директора по науке ГРЧЦ, Аркадий Владимирович Дворкович – помощник Президента РФ, Александр Александрович Жаров – зам. Министра связи и массовых коммуникаций РФ, Наум Семенович Мардер – зам. Министра связи и массовых коммуникаций РФ.

Рис. 12. Представление МТМК на выставке «Связь-Экспокомм 2010». На снимке (слева-направо): Виктор Фёдорович Фёдоров – рук. группы ГРЧЦ, Виктор Павлович Дворкович – зам. директора по науке ГРЧЦ, Аркадий Владимирович Дворкович – помошник Президента РФ, Александр Александрович Жаров – зам. Министра связи и массовых коммуникаций РФ, Наум Семенович Мардер – зам. Министра связи и массовых коммуникаций РФ.

По результатам испытаний опытной партии, включая сертификационные испытания, проведена корректировка конструкторской документации для запуска изделия в серийное производство.

Начато внедрение МТМК в практическое здравоохранение (два изделия используются «Территориальным консультативно-диагностическим центром» в г. Комсомольске-на-Амуре)

Типовые варианты применения комплекса приведены на рис. 13-17

Литература

1. Дворкович В.П., Мохин Г.Н., Нечепаев В.В., Дворкович А.В. Патент 2122295 (РФ). Способ покадрового сжатия изображений.// Б.И. - 1998.

2. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Зубарев Ю.Б., Соколов А.Ю. Патент 2137194 (РФ). Способ анализа векторов движения деталей в динамических изображени-ях.// Б.И. - 1999.

3. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Соколов А.Ю. Патент 2182727 (РФ). Спо-соб поиска векторов движения деталей в динамических изображениях.// Б.И. - 2002.

4. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Мохин Г.Н., Соколов А.Ю. Патент 2182746 (РФ). Способ цифровой обработки динамических изображений.// Б.И. - 2002.

5. Дворкович А.В., Дворкович В.П., Зубарев Ю.Б. и др. Патент 2219676 (РФ). Способ трансляции информационного телевидения.// Б.И. - 2003.

6. Ehl'chijan R.A., Emelin I.V., Fedorov V.F., Mironov S.P., Stoljar V.L. Telemedi-cine in Russia. Medinfo 2004, pp. 953-955. IOS Press. Amsterdam.

7. Фёдоров В.Ф. Российские услуги связи с точки зрения телемедицины. В сб. научно-практической конф. «Мобильные телемедицинские комплексы. Домашняя телеме-дицина». Ростов-на-Дону 2005 г. С. 75-82.

8. Фёдоров В.Ф., Аведьян Э.Д. Персональная телемедицина. Проблемы и решения. Кремлевская медицина. Клинический вестник, № 4, 2005 г. С. 25-31.

9. V.L. Stolyar, V.F.Fedorov, A.N.Lychkov. The Portable Telemedical Complex Tolerant to Unstable Narrowband Channels.- Med-e-Tel 2008. - Electronic Proceedings of The International Educational and Networking Forum for eHealth, Telemedicine and Health ICT. / Editors Malina Jordanova, Frank Lievens, April 16-18, 2008. Published by Luxexpo, 2008 ISSN 1818 - 9334. р.р. 152-153.

10. Фёдоров В.Ф., Столяр В.Л. Мобильный телемедицинский комплекс. // Радиочастотный спектр. № 3, 2009. С. 10-13.

11. Фёдоров В.Ф., Столяр В.Л., Дворкович А.В., Новинский Н.Б. Мобильный терминал видеоконференцсвязи. Патент РФ на полезную модель № 104406, опубл. 10.05.2011.


Рис. 13. Телемедицинская лаборатория функциональной диагностики на базе МТМК.

Рис. 13. Телемедицинская лаборатория функциональной диагностики на базе МТМК.

Рис. 14. Телемедицинская лаборатория клинической диагностики на базе МТМК.

Рис. 14. Телемедицинская лаборатория клинической диагностики на базе МТМК.

Рис. 15. Телемедицинская интроскопическая лаборатория на базе МТМК.

Рис. 15. Телемедицинская интроскопическая лаборатория на базе МТМК.

Рис. 16. Варианты присоединения МТМК к сети интернет.

Рис. 16. Варианты присоединения МТМК к сети интернет.

Рис. 17. Мобильный конференцзал (обучение, совещания).

Рис. 17. Мобильный конференцзал (обучение, совещания).



@2025, Москва, НПФ «САД-КОМ»