Streamer a bassissima latenza per applicazioni di chirurgia e imaging medicale

La comunicazione e il trasferimento di dati in tempo reale sono diventati indispensabili nel settore sanitario, in particolare nelle applicazioni chirurgiche e di imaging medicale. La capacità di acquisire, condividere e analizzare immagini ad alta risoluzione e in diretta durante procedure come l'endoscopia ha trasformato il modo in cui i medici diagnosticano le patologie, pianificano gli interventi e formano i futuri specialisti. I recenti progressi tecnologici consentono ora lo streaming a bassissima latenza, che permette uno scambio di dati in diretta di alta qualità, interattivo e coinvolgente con un'immediatezza senza pari, portando a significativi progressi nella cura dei pazienti.

In linea con questi progressi, iWave ha introdotto lo streamer e registratore a bassissima latenza (ULL), una soluzione all'avanguardia che integra la comunicazione in tempo reale e il trasferimento di dati con un ritardo minimo. Progettato per gestire la crescente necessità di un flusso di dati istantaneo, lo streamer ULL consente lo streaming video con una latenza eccezionalmente bassa, permettendo agli operatori sanitari di monitorare, valutare e collaborare con una sincronizzazione senza soluzione di continuità nel corso di procedure mediche complesse.

(Immagine per gentile concessione di iWave)

I metodi di imaging tradizionali, tra cui i raggi X, la tomografia computerizzata (TC), la tomografia a emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica (RM), presentano in genere un ritardo di diverse centinaia di millisecondi durante lo streaming video. Questa latenza può essere un ostacolo critico nelle procedure che richiedono decisioni in una frazione di secondo. Lo streamer ULL di iWave, invece, riduce la latenza end-to-end a soli 66 millisecondi su Wi-Fi 5, rendendolo ideale per le applicazioni interattive. I video ad alta definizione (HD) possono ora essere trasmessi in tempo reale, consentendo agli specialisti, sia in loco che in remoto, di monitorare e prendere decisioni immediate. Per la visualizzazione e l'analisi, lo streamer ULL si integra con Apple Vision Pro, una cuffia a realtà mista che combina funzionalità di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR), offrendo agli utenti un'esperienza completamente immersiva e migliorando la collaborazione tra più équipe mediche.

Caratteristiche principali dello streamer e registratore ULL

• Video ad altissima risoluzione: supporta video 4K UHD a 60 Hz, con compressione e decompressione simultanee per mantenere l'alta qualità
• Ingressi e uscite versatili: dotato di ingressi/uscite 12G-SDI e HDMI 2.0, consente un'integrazione flessibile con vari dispositivi di imaging
• Efficiente codifica in tempo reale: i video provenienti dall'ingresso 12G-SDI/HDMI 2.0 sono codificati per lo streaming dal vivo o la registrazione diretta su M.2 SSD o USB, garantendo una visualizzazione in tempo reale e un'archiviazione efficiente
• Funzionalità di streaming Wi-Fi 5: consente lo streaming affidabile e a bassa latenza su reti Wi-Fi, riducendo la dipendenza dalle connessioni cablate e migliorando la mobilità
• Trasmissione sicura dei dati: incorpora la crittografia AES per salvaguardare i dati medici sensibili, fornendo una pipeline sicura per lo streaming video
• Pass-through a latenza zero: supporta una modalità loop a latenza zero, che lo rende adatto sia allo streaming sia alla visualizzazione in tempo reale su dispositivi locali

Lo streamer ULL è alimentato da un FPGA ad alte prestazioni che include funzionalità di ricezione (RX) e trasmissione (TX) HDMI, nonché funzionalità Wi-Fi 5, che lo rendono ideale per gestire la ricezione e la trasmissione simultanea di dati. Lo streamer ULL utilizza l'MPSoC Zynq UltraScale+, che integra un codec video H.264/H.265. Questa funzione garantisce la codifica e la decodifica video con accelerazione hardware, ottimizzando le prestazioni delle applicazioni di streaming video ad alta definizione e riducendo al minimo l'impatto sulle risorse di sistema.

Integrazione avanzata di codec video in ambienti medicali

L'integrazione avanzata dei codec dello streamer ULL apporta notevoli vantaggi negli ambienti medicali, consentendo una pipeline di elaborazione video più efficiente ed efficace, a partire direttamente dal dispositivo di imaging. Una volta acquisito il video grezzo da dispositivi come gli endoscopi, questo viene elaborato all'interno della logica programmabile dell'FPGA, dove vengono applicati miglioramenti essenziali alle immagini. Miglioramenti come la riduzione del rumore assicurano un'immagine chiara e ad alta risoluzione, mentre la correzione del colore e la stabilizzazione dell'immagine forniscono una visione più accurata e coerente. Queste ottimizzazioni sono essenziali perché migliorano la chiarezza dello streaming in diretta, consentendo a chirurghi e medici di visualizzare immagini precise e in tempo reale, fondamentali durante gli interventi. Il codec H.264/H.265 integrato comprime in modo efficiente questi flussi video di alta qualità, preservando la fedeltà visiva e riducendo al contempo i requisiti di larghezza di banda, per una trasmissione di dati senza soluzione di continuità attraverso reti sanitarie complesse.

Lo streamer ULL è ottimizzato per mantenere la qualità video a latenze molto basse, assicurando che il video sia elaborato e trasmesso in tempo reale agli display, ai sistemi remoti o ai dispositivi di storage senza ritardi. Questo flusso di lavoro semplificato non solo migliora l'efficienza operativa all'interno delle strutture mediche, ma consente anche agli operatori sanitari di visualizzare, analizzare e agire sui flussi video in diretta provenienti da più fonti contemporaneamente. Inoltre, il video compresso può essere trasmesso a esperti o consulenti remoti senza ritardi, garantendo una collaborazione e un processo decisionale tempestivo in scenari medici ad alto rischio. Questa capacità in tempo reale, combinata con una bassa latenza e immagini di alta qualità, garantisce che lo streamer ULL soddisfi i severi requisiti dell'imaging medico e del supporto interventistico, dove precisione e tempismo sono fondamentali.

Flusso di lavoro dello streamer ULL nelle applicazioni mediche

Il processo di codifica dello streamer ULL inizia con l'acquisizione di video di alta qualità da sorgenti 12G-SDI o HDMI 2.0 con risoluzione fino a 4K e 60 fps. Durante un intervento chirurgico, il flusso video viene codificato in pacchetti di dati più piccoli ed efficienti e trasmesso in streaming tramite Wi-Fi 5. I protocolli supportati, come UDP, SRP, RTMP e RTSP, facilitano la compatibilità con una serie di piattaforme di streaming. I dati codificati sono ricevuti da un decodificatore, dove sono visualizzati su monitor e dispositivi ad alta velocità come Apple Vision Pro. Per una maggiore flessibilità, il video può anche essere trasmesso in streaming su piattaforme web come YouTube e Wowza e personalizzato per soddisfare le esigenze specifiche degli utenti finali. Per garantire la sicurezza dei dati, lo streamer ULL fornisce la crittografia e la decrittografia dei dati video e audio acquisiti da sorgenti 12G-SDI o HDMI 2.0, assicurando la privacy dei pazienti durante lo streaming medicale.

Casi d'uso dello streamer ULL in campo sanitario

1. Integrazione dei dati in tempo reale in chirurgia: lo Streamer ULL consente una perfetta integrazione dei dati in tempo reale, fornendo ai chirurghi un accesso immediato a informazioni vitali, migliorando la consapevolezza della situazione e supportando il processo decisionale.
2. Telemedicina e chirurgia a distanza: gli specialisti da remoto possono partecipare agli interventi chirurgici attraverso uno streaming a bassissima latenza, ottenendo una comunicazione sincronizzata tra le équipe in loco e quelle a distanza, essenziale in procedure complesse e specializzate.
3. Formazione e simulazione medica: lo streaming in diretta di procedure chirurgiche o simulazioni mediche per studenti o tirocinanti offre un ambiente di apprendimento immersivo e interattivo, con un riscontro immediato e una maggiore comprensione delle tecniche.
4. Monitoraggio delle unità di terapia intensiva: lo Streamer ULL trasmette video in tempo reale e dati essenziali dalle unità di terapia intensiva (UTI) ai centri di monitoraggio remoti, favorendo decisioni rapide e informate sulla cura del paziente.
5. Diagnostica dal vivo: la trasmissione in tempo reale di immagini diagnostiche, come ecografie o filmati endoscopici, consente una rapida consultazione con specialisti che possono interpretare i risultati e offrire indicazioni all'istante, riducendo i tempi di diagnosi.
6. Coordinamento della risposta alle emergenze: durante le situazioni di assistenza critica, lo streamer ULL può fornire feed video in diretta dalle scene di emergenza alle squadre di intervento o agli ospedali, facilitando un intervento medico immediato e ben coordinato.

Grazie al successo dello streaming a bassissima latenza su Wi-Fi, lo streamer ULL può potenzialmente migliorare di molto i risultati chirurgici, migliorare la formazione e ampliare l'accesso alle procedure salvavita a livello globale.

iWave: innovazione nei sistemi embedded

Grazie a decenni di esperienza, il team di ingegneri di iWave è in grado di progettare soluzioni che soddisfano i più severi requisiti meccanici, ambientali e normativi, fornendo prodotti certificati e scalabili, studiati su misura per garantire prestazioni, affidabilità e impiego a lungo termine. Collaborando con iWave, le aziende beneficiano di soluzioni flessibili e personalizzate, dell'accesso anticipato alle più recenti tecnologie i.MX e della possibilità di essere leader nei loro mercati con prodotti di prossima generazione.

Per ulteriori informazioni o per discutere di requisiti personalizzati, contattateci all'indirizzo mktg@iwave-global.com.