眼底照相机远程操控系统设计

1　引言

目前眼底照相机只能本地操作,但是,我国的医疗水平发展不平衡,边远地区和农村缺乏专业的眼科医师,眼底图像的拍照质量难以得到保证,病症也难以获得有效的诊断。眼底照相机远程操控系统,使得在大城市的眼科医师可以远程实时监视和控制设置在社区医院的眼底照相机,保证眼底拍照质量并同时做出诊断,解决了基层群众“看病难看病贵”问题,对促进我国医疗改革和远程医疗事业的发展都起着重要的作用。

目前的远程视频监控系统采用C/S和B/S两种模式,比较典型的视频监控系统有全球眼、远程视频会诊系统、视频会议系统等。一般的视频监控系统由监控现场和远程监控中心组成,通过计算机网络进行通信,通过TCP协议传输控制信号,再由监控现场通过RS232转RS485控制云台转动。为了实现公网之间的通信,有采用Web服务器、HT-TP服务器、专线网络、虚拟专用网络、ISDN等。本文的远程操控系统要解决在公共网络的通信问题,若租用专线网络,价格昂贵而又扩展性差,VPN是在公共网络上建立的临时连接,可将分布各个社区医院的监控终端的网络与远程监控中心建立起连接,实现各个社区医院与远程监控中心如同在一个局域网里,方便网络连接与TCP控制。同时采用了T18204视频实时压缩卡,在VC++6.0平台上设计和实现了眼底照相机的远程操控系统,采用了高性能的H.264视频实时压缩卡,在相同视频图像质量下,H.264比H.263要节省50%左右的比特率,在高比特率时质量优良,同时提高网络适应性:码流结构网络适应性强,增强了差错恢复能力,能很好地适应I P网络、移动网络的应用,试图解决视频与控制的实时性问题[1]。利用MFC多线程编程技术提高系统的运行效率。通过TCP协议传输控制信号,由监控现场通过RS232控制步进电机的转动实现瞳孔定位等。

2　系统的组成和原理

眼底照相机的远程操控系统是硬件部分主要由CCD摄像机、T18204视频实时压缩卡、现场视频服务器、VPN服务器、客户端组成,首先设置在各社区医院的现场视频服务器和客户端分别与设置在远程操控中心的固定IP的VPN服务器建立VPN连接,然后再建立起视频服务器与客户端的网络连接。现场的眼底照相机系统主要由运动控制卡、步进驱动器、三维步进电机以及传动装置构成。可以完成免散瞳的瞳孔定位、眼底图像的自动对焦、眼底图像拍摄的功能。整个系统采用了客户机/服务器模式,用户通过访问服务器获得眼底拍照实时视频图像。

CCD摄像机作为视频输入设备,采集眼底图像后送到采集卡。视频服务器内置T18204视频实时压缩卡和数据发送软件,视频数据经采集卡处理后送到本地显示器显示或储存到硬盘或送到网络上进行传输。操作者可以在客户端启用视频监控软件,通过网络连接视频服务器接收视频数据,同时可以发送控制信号至服务器从而远程操控眼底照相机系统。整个系统如图1所示。