Streamer med extremt låg latens i tillämpningar för kirurgi och medicinteknisk bildbehandling

Kommunikation och dataöverföring i realtid har blivit oumbärligt inom sjukvården, särskilt inom kirurgi och medicinteknisk bildbehandling. Möjligheten att fånga, dela och analysera högupplösta direktsända bilder vid ingrepp som endoskopi har förändrat hur läkare diagnostiserar sjukdomar, planerar operationer och utbildar blivande specialister. Nya tekniska genombrott tillåter nu strömning med extremt låg latens, för att möjliggöra ett interaktivt och levande datautbyte i realtid med oöverträffad direkthet, och skapa betydande framsteg inom patientvården.

I linje med dessa framsteg har iWave introducerat ULL Streamer and Recorder (extremt låg latens), en banbrytande lösning som integrerar realtidskommunikation och dataöverföring med minimal fördröjning. ULL Streamer är konstruerad för att hantera det ökande behovet av ett direkt dataflöde och möjliggör videoströmning med en exceptionellt låg fördröjning från "ruta-till-ruta", som gör det möjligt för vårdgivare att övervaka, utvärdera och samarbeta med sömlös synkronisering vid komplicerade medicinska ingrepp.

(Bildkälla: iWave)

Traditionella bildmetoder, som röntgen, datortomografi (CT), positronemissionstomografi (PET) och magnetisk resonanstomografi (MRI), har vanligtvis en fördröjning på flera hundra millisekunder vid strömning av video. Fördröjningen kan vara ett allvarligt hinder vid ingrepp som kräver sekundsnabba beslut. I jämförelse, minskar ULL Streamer från iWave fördröjningen från punkt till punkt till endast 66 ms via Wi-Fi 5, vilket gör den perfekt för interaktiva tillämpningar. Högupplöst (HD) video kan nu överföras i realtid, vilket gör det möjligt för specialister på både lokala och avlägsna platser att övervaka och fatta omedelbara beslut. För visualisering och analys integreras ULL Streamer med Apple Vision Pro, ett headset med blandad verklighet som kombinerar funktioner för förstärkt verklighet (AR) och virtuell verklighet (VR), för att ge användaren en helt omslutande upplevelse och förbättra samarbetet mellan olika medicinska team.

Viktiga egenskaper hos ULL Streamer och Recorder

• Video med extremt hög upplösning: Stöd för 4K UHD-video vid 60 Hz, med samtidig komprimering och dekomprimering för att bibehålla hög kvalitet
• Mångsidiga in- och utgångar: Utrustad med in- och utgångar för 12G-SDI och HDMI 2.0, för att möjliggör flexibel integration med olika bildbehandlingsenheter
• Effektiv realtidskodning: Video från 12G-SDI-/HDMI 2.0-ingången kodas för direktsänd strömning eller direkt inspelning till M.2 SSD- eller USB-lagring, för att garantera både visning i realtid och effektiv lagring
• Funktioner för strömning med Wi-Fi 5: Möjliggör tillförlitlig streaming med låga fördröjningar via WiFi-nätverk, för att minska beroendet av kabelanslutningar och förbättra mobiliteten
• Säker dataöverföring: Inbyggd AES-kryptering skyddar känsliga medicinska uppgifter och skapar en säker kanal för strömning av video
• Genomströmning med noll fördröjning: Stöd för ett slingläge med noll latens, som gör den lämplig för både strömning och direktsänd visning på lokala enheter

ULL Streamer drivs av en högeffektiv FPGA som innehåller funktioner för HDMI-mottagning (RX) och -sändning (TX) likväl som kapacitet för Wi-Fi 5, vilket gör den perfekt för samtidig mottagning och sändning av data. I grunden använder ULL Streamer en Zynq UltraScale+ MPSoC, som innehåller en inbyggd videocodec för H.264/H.265. Funktionen säkerställer hårdvaruaccelererad videokodning och avkodning, för att optimera prestandan i tillämpningar med högupplöst strömning av video och minimera användningen av systemets resurser.

Avancerad integrering av videocodec i medicintekniska miljöer

Den avancerade codec-integrationen i ULL Streamer har betydande fördelar i medicintekniska miljöer genom att möjliggöra en mer effektiv och ändamålsenlig kanal för videobearbetning, med början redan i bildbehandlingsenheten. När det råa videomaterialet har fångats upp från enheter som endoskop bearbetas den i FPGA:ns programmerbara logik, där viktiga bildförbättringar tillämpas. Förbättringar som brusreducering garanterar en tydlig, högupplöst bild, medan färgkorrigering och bildstabilisering ger en mer exakt och konsekvent bild. Optimeringarna är mycket viktiga eftersom de förbättrar tydligheten i den direktsända dataströmmen och gör det möjligt för kirurger och medicinsk personal att se exakta bilder i realtid, vilket är avgörande för ingreppen. Den integrerade codecen för H.264/H.265 komprimerar effektivt videoströmmarna med hög kvalitet, för att bevara den visuella återgivningen och samtidigt minska behovet av bandbredd, vilket möjliggör en sömlös dataöverföring i över komplexa sjuk- och hälsovårdsnätverk.

ULL Streamer är optimerad för att upprätthålla videokvaliteten vid mycket låga fördröjningar, vilket garanterar att video bearbetas och överförs i realtid till skärmar, fjärrsystem eller lagring utan fördröjningar. Detta smidiga arbetsflöde förbättrar inte bara effektiviteten inom sjuk- och hälsovård utan gör det även möjligt för vårdpersonal att se, analysera och agera på videoflöden i realtid från flera källor samtidigt. Den komprimerade videon kan dessutom överföras till experter eller konsulter på distans utan fördröjning, vilket skapar ett sömlöst samarbete och beslutsfattande i livsviktiga medicinska situationer. Denna realtidskapacitet, i kombination med låga fördröjningar och bildbehandling av hög kvalitet, säkerställer att ULL Streamer uppfyller de strikta kraven inom modern medicinsk bildbehandling och stöd vid ingrepp, där precision och timing är av yttersta vikt.

Arbetsflöde för ULL Streamer i medicintekniska tillämpningar

Kodningsprocessen i ULL Streamer inleds med att video med hög kvalitet fångas upp från 12G-SDI- eller HDMI 2.0-källor med en upplösning på upp till 4K med 60 bps (bilder per sekund). Vid ett kirurgiskt ingrepp kodas videoflödet till mindre, effektiva datapaket och strömmas via Wi-Fi 5. Protokoll som UDP, SRP, RTMP och RTSP stöds och underlättar kompatibiliteten med en rad olika strömningsplattformar. Den kodade informationen tas emot av en avkodare, där den visas på bildskärmar och enheter med hög hastighet som Apple Vision Pro. För ökad flexibilitet kan videon även strömmas till webbaserade plattformar som YouTube och Wowza och anpassas för att uppfylla slutanvändarens specifika behov. För att garantera datasäkerheten har ULL Streamer kryptering och dekryptering av den video- och ljuddata som fångas upp från 12G-SDI- eller HDMI 2.0-källor, för att bevara patientsekretessen vid medicinteknisk strömning.

Användningsfall för ULL Streamer inom hälso- och sjukvård

1. Integration av realtidsinformation för kirurgi: ULL Streamer möjliggör sömlös integration av realtidsinformation, vilket ger kirurger omedelbar tillgång till viktig information, förbättrar situationsmedvetenheten och stödjer beslutsfattandet.
2. Telemedicin och fjärrkirurgi: Specialister på distans kan delta i operationer via strömning med extremt låg fördröjning och ha synkroniserad kommunikation mellan teamen på plats och på distans, vilket är avgörande vid komplicerade och specialiserade ingrepp.
3. Medicinsk utbildning och simulering: Strömning av kirurgiska ingrepp eller medicinska simuleringar i realtid till studenter eller praktikanter skapar en interaktiv inlärningsmiljö som möjliggör omedelbar återkoppling och större insikt i olika tekniker.
4. Övervakning av intensivvårdsavdelningar: ULL Streamer överför video och viktig information i realtid från intensivvårdsavdelningar (IVA) till fjärrövervakningscentraler, för att ge stöd för snabba och välgrundade beslut om patientens vård.
5. Diagnostik i realtid: Realtidsöverföring av diagnostiska bilder - som t.ex. ultraljud eller bilder från endoskopi - möjliggör snabb konsultation med specialister som kan tolka resultaten och ge omedelbar vägledning, för att minska tiden för en diagnos.
6. Samordning av akutinsatser: Vid akuta vårdsituationer kan ULL Streamer tillhandahålla videoflöden i realtid från olycksplatser till räddningstjänst och/eller sjukhus, för att underlätta välkoordinerade, omedelbara medicinska insatser.

Med den framgångsrika implementeringen av strömning med extremt låg fördröjning via Wi-Fi har ULL Streamer potential att förbättra kirurgiska resultat avsevärt, förbättra utbildning och öka tillgången till livräddande ingrepp globalt.

iWave: Innovation inom inbäddade system

Med årtionden av erfarenhet är ingenjörsteamet hos iWave skickliga på att konstruera lösningar som uppfyller de mest strikta bestämmelser samt mekaniska och miljömässiga krav, och levererar certifierade, skalbara produkter som är specialanpassade för prestanda, tillförlitlighet och långsiktig distribution. Genom att samarbeta med iWave kan företag dra nytta av flexibla, kundanpassade lösningar, tidig tillgång till den senaste i.MX-tekniken och få förmågan att vara ledande på sina marknader med nästa generations produkter.

Kontakta oss på mktg@iwave-global.com för mer information, eller för att diskutera anpassade krav.