基于优化医院医疗导诊系统的360°全景导航系统的构建与研究
作者：纪华琳 黄鹤来 阚云飞 范绪新 李元昊 黄和
来源：《中国教育技术装备》2018年第22期
        摘 要 VR全景视图技术是一项基于图像的虚拟现实技术，它摆脱了以往单一2D图形图像的局限性，突破3D建模立体效果图的360°方位，使观者可以获得720°多方位虚拟现实场景的图像体验。基于全景视图的医疗导诊系统是在360°全景技术理论研究上进行拓展，基于VR技术的医院浏览系统实现各大医院立体、全方位的虚拟漫游，满足患者对医院基本了解以及医院发展的宣传需求。
        关键词 全景视图；全景技术；虚拟现实；医疗导诊系统
        中图分类号：G642.0 文献标识码：B
        文章编号：1671-489X（2018）22-0027-03
        Abstract VR panoramic view technology is a virtual reality tech-nology based on image. It gets rid of the limitations of the previous single 2D graphics and images， and breaks throu
gh the 360 degree orientation of the stereoscopic effect map of the 3D modeling， so that the viewer can get the image experience of the 720 degree multi posi-tion virtual reality scene. The medical guidance system based on pa-noramic view is developed in the 360 degree panoramic technology theory research. The hospital browsing system based on VR tech-nology realizes the three-dimensional and omni-directional virtual roaming of the major hospitals. It meets the basic understanding of the hospital and the publicity needs of the hospital development.
        Key words panoramic view； panoramic technology； virtual reality； medical guidance system
        1 引言
        2015年，国家卫生计生委印发通知，下发关于改善医疗服务举措的时间表和路线图，要求各级医疗机构以及卫生单位在规定时间应落实出年度推进工作的主题、目标和计划，确保三年内按部就班落实行动计划，拟解决方便众就医、开展线下预约就诊、大流量就诊患者分流、完善服务流程及改善患者消极就医体验等方面问题。
        随着我国互联网科技移动终端的不断发展，智能手机、医疗物联网的应用，以及全景导航VR技术的日趋成熟，新型VR全景技术也逐渐应用到日常生活中。利用这些技术成熟起来的形式多样的互联网创新医疗应用逐渐火热起来，尤其是医院内部定位导航技术的合理应用，在就医导航平台上为患者提供远程挂号、检查预约、生成报告等功能一体化集成的高效导医系统[1]。
        近几年，随着社会的大力发展和人们对身心健康的逐步注重，医院患者就诊量日益增加，这就导致在有限的就诊环境内产生人员密集的现象，患者及其家属迷茫地穿梭在院内多个楼层和科室之间也已不足为奇，患者家属不熟悉就诊环境，加上就医的急切心情，很容易在有限时间内无法完成所需就诊项目，因此降低了效率，同时影响患者满意度[2]。
        在推进国家卫生计生委改善医疗服务行动计划中，针对这一现象做出相应改善，医院将HIS（Hospital Informa-
        tion System，医院信息系统）和全景导航技术结合，组合成一个智能化创新导航系统应用于整体医疗过程中。患者在就诊时即可通过分布在院内各处的全景导诊终端查询医院的科室分布和路线导航规划，或者通过移动终端以及手机APP查询相关信息，以此提高医院服
务的效率，满足患者需求[3]。
        2 医疗导诊系统的结构
        基于全景图像的医疗导诊系统由数据库、因特网、显示器（包括移动端）、虚拟现实界面（如VR眼镜）和用户构成。数据库包括医院整体的建筑和各种设施的全景图像，医院电子地图，各科室、院部等功能机构的快捷查询热点，以及一些必要的信息，如图1所示。
        和传统的以文本和图形为基础的网页不同，医疗导诊系统使用虚拟现实技术，以3D地图的形式呈现在用户眼前，带给用户一种真实的嵌入感。患者在拖拉查看3D地图的同时，系统内还配有文字、语音、图片等多种形式辅助，并依据现实1：1的比例全方位无死角展现不同的地理实体位置，如办公楼、科室、医疗设备等[4]。
        3 全景医疗导诊系统的构建
        医院全景图的构建 全景导诊系统是通过对医院各处的全景图像进行拼接并加入指示标识和俯视图沙盘构成的。全景图像是利用绘画、相片、视频、三维模型等形式，通过广角的表现手段展现出来的图像，使其最大限度地展示出周围的环境。第一步是相机安装，将机器
与云台在水平方向和垂直方向保持一致，镜头节点位于云台旋转轴心上；第二步是将相机所拍摄参数趋于一致，使拍摄的所有照片在颜、亮度、饱和度等方面不会有太大偏差，确保合成后图片真实自然；第三步是在所要拍摄景点的中心位置架好照相机，根据镜头视角范围参数来确定拍摄的位置；第四步是全景图片的合成，将拍摄的所有场景进行分组编辑，通过拼合软件进行后期制作；第五步是利用全景图像转换器，将相机照后的一张张场景相片或者建模软件渲染后的图片通过图片衔接软件进行处理，使单独的照片合成为360°全景图，模拟出真实的三维空间，再用相关播放器播放，以此完成从二维到三维的转换。
        全景图模型有立方体、圆柱体和球体三种，前期图片利用普通相机或者全景相机均可采集，采集完成后可选择多种空间编辑器进行处理。本系统采用球体、全景相机以及720云后期编辑，其制作过程为全景相机采集→生成全景图→全景图的编辑、选择→720云合成→后期处理。
        图2所示是利用RICOH THETA S全景相机采集合成的一幅数字图像数据，可单独作为全景图像使用虚拟现实界面观看。其大小为5376×2688像素，原始JPG文件大小为3.95 MB。本次总共采集45张全景图，经720云后期制作后合成初步的展览馆全景地图，模式如图3所示。
        用软件合成8000*4000的球型全景，合成后的图片大小为单张大小*张数。整圆图拍摄三张，120°一张。鼓形拍摄四张，90°一张。全帧图拍摄六张，60°一张。保证相邻两张照片有1/3～1/4的重叠，方便拼接与系统识别。拍摄顺序为前→右→后→左→上→下。拍摄距离也需一定的技巧，若距离景物太远则看不清，太近会导致形变严重，所以拍摄的时候，以人眼观察清晰为标准。
        基于Html5展示技术的系统逻辑架构 系统通过最新的Html5展示技术以PORTAL页面形式展现，提供用户在PC、PAD、移动终端上的访问能力，打开浏览器就可以进入系统，无须另外安装客户端APP。通过网页方式，为用户提供全景调用。如图4所示，导航系统与医院内部HIS数据结合，系统可以实时储存患者信息、就诊科室、所需诊疗项目以及就诊时间等，并按照项目先后和实时就诊量计算出最佳路径，并以平面及全景的方式呈现给用户。
        4 全景医疗导诊系统的优势
        移动性、直观化 全景医疗导诊系统一改常规医院导诊2D平面地图形式，将医院内部结构利用全景软件做出720°的全方位电子地图形式，患者在设备上通过拖、拉、拽、放大、缩小等方式，可以直观了解医院内部结构、就医环境、各科室环境及设备情况，可预先查明挂
号处、缴费处、药局、影像室、诊室及安全出口等一系列重要位置[4]。相对于2D平面地图，患者更具有直观、立体的感受，可在设备查询终端模拟就诊路线，明确就医流程，避免在无准备的情况下出现的慌乱，获得更好的体验感。
        人性化 21世纪，互联网作为社会新兴技术已完全融入人们的生活。全景医疗导诊系统与互联网、电子设备相互衔接，其方便可靠特性更加符合现代人的生活需求，可以让患者在未就医之前提前通过各医院全景图了解现况，更好地给患者提供选择，全方位满足患者需求，保护患者切身利益，彰显医院对患者的人文关怀。
        节省资源 导诊台是每个医院必不可缺的一部分，而人工导诊平台服务模式单一，受到很大的局限性，且在患者流量过大时供不应求。全景医疗导诊系统作为一个移动终端，可实现人手一个同时在线查看，解决了很大一块医院服务问题，提高服务质量，最大限度满足患者同时在线需求，展现个性化和体验式服务。
        表现形式多样化 数字化已成为当今社会流行的大趋势，因此，医院的数字化系统也应及时应用到工作中来。全景医疗导诊系统不同于以往的传统导诊服务，它是将医院的医疗资源、服务体系、管理水平及诊疗数据等整合，以数字化的智能方式展现出来。此设备节省了
大量的人力、物力，同时不同于传统平面图片，医疗导诊系统地图更加直观，展现更多细节，给用户真实感和互动感，弥补传统导诊人工上的误差及语言上的模糊性，增加环境的真实感，使患者可在任何时间、任何地点无障碍地了解医院内部情况，体现24小时不间断服务，创建医院医疗设备、导诊服务、网络平台三位一体的信息系统[5]。
        5 全景医疗导诊系统的拓展应用
        360全景有必要安装吗当全景医疗导诊系统很好地普及于各医院时，可将其优化为移动终端，制成独立手机APP软件，方便患者随时随地查看。亦可根据当地居民需求，在软件中增加预约看病、网上问诊、、各医院专家介绍、病床空余量、药局存药量以及各科室实时就诊数量等，使系统不再仅有单一的地图功能，而是更加智能、人性化，全方位满足患者需求，让居民看病不再“难”，提高患者就诊效率，减少或杜绝用一天时间排队却几分钟看病的情况。同时使医院管理更加系统、科学，看病流程清晰，改善“人满为患”的现象，提高医院口碑，实现院方和患方双丰收的目标。系统还可以借助Wi-Fi后台，在全院实时获取患者移动路径、就诊次数等基本数据，了解医院大数据，根据有效信息改善人员分配、设备更新、人才引进、技术更新等问题，使之为医院长久发展、有效决策服务[6]。同时可在系统内增加网上问诊以及医
疗、健康小常识等项目，更加人性化地将医疗与互联网结合在一起，科普的同时提高医院知名度。预约就诊系统可按男女性别差异制作立体模型，将患者的病症分类整合，通过患者点取的不适部位以及症状，系统自动评估出应挂取诊室。