Terug

Voordelen van signaaldistributie over een IP-netwerk op de operatiekamer
Job Gutteling

07 januari 2013

(Laatst aangepast: 06-05-2016)

Voordelen van signaaldistributie over een IP-netwerk op de operatiekamer

Publicaties

Videobeelden distribueren op de OK via een IP-netwerk: OK-over-IP. Sinds een jaar gonst het op de OK-afdelingen van ziekenhuizen, in Nederland en daarbuiten. Elke Medisch Technicus, Klinisch Fysicus, ICT-er, OK-manager of projectmanager krijgt ermee te maken, zodra het gaat om nieuwbouw of renovatie van het operatiekamercomplex. Signaaldistributie over een IP-netwerk heeft vele voordelen, die dankzij een aantal technische keuzes nu ook benut kunnen worden op de OK.

Een antwoord op huidige ontwikkelingen

Tegenwoordig zien we een aantal uitdagingen en trends op de OK:

  • Toename van aantal minimaal invasieve ingrepen.
  • Steeds meer beelden zijn digitaal beschikbaar.
  • Toenemend aantal modaliteiten op de OK, die digitale beelden genereren.
  • Groeiende behoefte aan beeldopslag.
  • Verhoging efficiency in de OK.
  • Werkzaamheden OK-omloop en operatie-assistenten technisch steeds complexer.

Door deze ontwikkelingen neemt de behoefte aan een gebruiksvriendelijke routeringoplossing alleen maar toe. Met deze reden is Barco Nexxis ontwikkeld. Een unieke beeldmanagementoplossing voor de operatiekamer, die gebruik maakt van een IP-netwerk en volledige integratie van alle apparaten in en buiten de OK mogelijk maakt. Systeemintegrator Inter Visual Systems zorgt voor de intuïtieve grafische user interface en koppelingen met andere ziekenhuissystemen.

De grote winst is het gebruiksgemak; zowel op het vlak van de bediening als op technisch vlak. Het sluit aan op de behoefte om alle digitale informatie die beschikbaar is op de OK flexibel te kunnen gebruiken. Het opent bovendien deuren naar de technische ontwikkelingen van de toekomst.

Barco Nexxis

Met Nexxis is ‘s werelds eerste volledig geïntegreerde digitale Operatie Kamer realiteit geworden. De belangrijkste kenmerken op een rij:

  • Een geïntegreerd distributiesysteem voor beeld, geluid en data
  • Gebaseerd op de Ethernet standaard
  • Signaaldistributie over een glasvezelinfrastructuur
  • Volgens het TCP/IP protocol
  • Automatische detectie van bronnen (medische apparatuur) en doelen (monitoren)
  • Een modulair bouwdoos systeem
  • Maatwerksysteem op basis van klantspecifieke wensen
  • Toekomstgericht
  • Eenvoudig beheer op afstand door M.I.D.

De eigenschappen van signaaldistributie over IP zijn o.a.:

  • PIP/PAP (Picture-in-Picture/Picture-and-Picture) beelden mogelijk
  • Slechts één type, robuuste aansluiting
  • Veilige decryptie en encryptie van alle data
  • Voorbereid op mogelijke toekomstige wijzigingen
  • Ondersteuning 3D beelden
  • Gebruikersvriendelijk
  • Autodetectie van alle aangesloten apparaten
  • Alleen actieve bronnen worden getoond
  • Medische apparatuur toevoegen zonder aanpassingen in de bediening
  • Toewijzen van de beelden via TCP/IP, geen video matrix switcher
  • Eenvoudig streamen, omdat het een TCP/IP signaal betreft
  • Ultra-low latency < 10ms (niet gecomprimeerd)
  • Glasvezel infrastructuur = galvanische scheiding

Eigenschappen

10Gb netwerk switch
De basis van de OK-over-IP is een gigabit switch met een 10Gb netwerk backbone. Deze maakt het, dankzij de 3.6 Gbps bandbreedte, namelijk mogelijk om video over IP te distribueren met een latency (beeldvertraging) van minder dan 1 frame bij een resolutie van 1080p60. Deze vertraging is onmerkbaar voor het welgetrainde oog en daarom optimaal voor minimaal invasieve chirurgie. Deze netwerk switch biedt ook mogelijkheden voor de toekomst: het kan moeiteloos hogere resoluties en 3D of zelfs 4K beelden aan, evenals hogere bandbreedtes. Het feit dat de infrastructuur op de toekomstige ontwikkelingen berekend is, betekent ook dat het over een langere periode afgeschreven kan worden.

De switches die worden gebruikt in de OK-over-IP oplossing hebben hun betrouwbaarheid al bewezen in o.a. het bankwezen waar 100% up-time cruciaal is. Om redundantie van het systeem te realiseren, worden de voeding en de koeling redundant uitgevoerd, waarmee de stroomtoevoer en warmte-afvoer gegarandeerd worden. Daarnaast biedt de ‘life line’ – een directe verbinding van de endoscoop naar een monitor- absolute zekerheid dat operaties altijd door kunnen gaan.

1 connector
Nexxis maakt gebruik van één soort aansluiting voor alle beeldvormende apparatuur. Input = Output, oftewel op deze aansluiting kan zowel een bron (bijv. endoscopietoren) als een doel (chirurgische monitor) worden aangesloten. De verschillende signalen (Composiet video, S-video, VGA, DVI, HDMI en (HD)-SDI) worden met een encoder op de modaliteit omgezet naar een TCP/IP-signaal en beschikbaar gemaakt via de uniforme connector. Apparatuur kan overal in de OK aangesloten worden en wordt automatisch herkend in het netwerk.

Galvanische scheiding door glasvezelverbindingen
Door toepassing van fiber, ofwel glasvezelkabels, tussen het 19” rack en de OK, ontstaat er een optische (galvanische) scheiding en kan er aan de K3-eisen voldaan worden. Daarnaast is een glasvezelkabel ongevoelig voor elektromagnetische stoorsignalen, die bijvoorbeeld bij diathermie kunnen ontstaan. Tevens kan er bij toepassing van glasvezel probleemloos, zonder verlies in signaalkwaliteit, een afstand van 300 meter worden overbrugd.

In combinatie met de netwerk switch is de OK met fiberverbindingen ook berekend op toekomstige ontwikkelingen van audiovisuele apparatuur. Deze infrastructuur kan namelijk een bandbreedte tot 40Gb aan, terwijl de OK-over-IP ‘slechts’ 10Gb gebruikt.

Bediening via touch screen
De OK-over-IP oplossing wordt bediend met een touch screen. Dit is doorgaans een in de wand gemonteerd 17 inch paneel. Via een LAN verbinding staan de touch panelen in contact met een centrale controller. De OK-assistent of de specialist kiest welke beelden worden weergegeven op de aanwezige schermen. Inherent aan de IP-technologie is dat op het touch screen alleen de beelden zichtbaar zijn, die afkomstig zijn van aangesloten apparatuur (vb. laparoscoop, anesthesietoren, echografieapparaat, medische PC, overzichtscamera). Van elk apparaat wordt het beeld als preview (‘thumb nail’) in het touch panel weergegeven, waardoor gelijk zichtbaar is om welke bron het gaat. De automatische detectie van apparatuur betekent ook dat het beeld weer verdwijnt wanneer een modaliteit ontkoppeld wordt. Het resultaat is een overzichtelijke bedieningsinterface die de werkelijkheid weergeeft.

Alle functionaliteiten van het systeem worden bedienbaar gemaakt via het touch panel. Tot de mogelijkheden behoren ook het instellen van presets of het verspreiden van beelden naar andere ruimtes. Op basis van ervaring en gebruikersonderzoek adviseert Inter Visual Systems over de layout van de grafische user interface (GUI), met voldoende ruimte om de GUI naar behoefte op maat te maken. Een duidelijke intuïtieve gebruikersinterface vormt de sleutel tot acceptatie bij de gebruikers en voorkomt bedieningsfouten.

Opslag videomateriaal

Hoe kunnen we het beste video-opnames van chirurgische ingrepen opslaan? Dit is een vraag die veel mensen bezig houdt. Laparoscopen, endoscopen, camera’s in de lamp en in het plafond; ze genereren allemaal bewegende beelden die voor verschillende doeleinden bewaard dienen te worden.

Enerzijds wordt steeds vaker de complete operatie opgenomen. De Inspectie voor de Gezondheidszorg adviseert deze zgn. blackbox opnames 1 jaar te bewaren. Dit geeft de gelegenheid om beelden terug te kijken als er vragen zijn of te gebruiken voor educatiedoeleinden. Voor de opslag van deze (HD) videobeelden kunnen opslagsystemen, zoals iMAS van Inter Visual Systems, worden gekoppeld aan het Nexxis-systeem. iMAS is een modulair en schaalbaar opname- en archiveringssysteem voor camerabeelden en audio vanuit een OK. Video wordt real-time opgeslagen op de opnamestations, in een maximale resolutie van 1920x1080 (HD) en voor langere tijd. Eveneens kunnen snapshots (endosnaps) worden gemaakt.

Anderzijds worden er parallel aan de blackbox opname electieve opnames gemaakt op de OK, die zijn bestemd voor het elektronisch patiëntendossier. Peroperatief bepaalt de chirurg welk deel van de chirurgische ingreep wordt opgenomen, met een voetpedaal of een knop op de endoscoop. Met iMAS is de operateur in staat om altijd het cruciale deel van de ingreep vast te leggen. Markers worden namelijk met een marge op de tijdlijn van de video-opname geplaatst. Bij ‘start’ wordt de tijdlijn bijvoorbeeld 3 minuten in het verleden gemarkeerd, bij stop is dit dan 3 minuten in de toekomst. De electieve opname wordt vanaf de tijdelijke opslag weggeschreven naar het medisch dossier van de patiënt. Zodra een opname onderdeel uitmaakt van het patiëntendossier geldt hiervoor dezelfde wettelijke bewaartermijn van 15 jaar, zoals geregeld in de Wet op de Geneeskundige Behandelingsovereenkomst (WGBO).

In het touch screen worden de instellingen voor opnames bepaald, camera’s in de juiste positie gezet en de opslaglocatie gekozen. Daarnaast kan het OK-over-IP systeem patiëntgegevens via DICOM communicatie ophalen en als metadata aan opnames meegeven. Deze zijn eenvoudig terug te kijken via een webbrowser met wachtwoordbeveiliging; ze zijn eenvoudig terug te vinden dankzij de metadata en zijn via het netwerk breed beschikbaar te maken volgens een instelbare autorisatiestructuur.

Streamen buiten de OK
Overigens maakt de IP-technologie ook het streamen van beelden eenvoudig. Het TCP/IP signaal wordt middels een transcoder eenvoudig in de lagere bandbreedte van het ziekenhuisnetwerk verspreid naar presentatieruimtes buiten het OK-complex of andere ziekenhuizen. De beelden worden met autorisatie vrijgegeven vanuit de OK, waarmee de patiëntprivacy wordt gewaarborgd.

OK-over-IP in de praktijk

De theorie wordt ondertussen bevestigd door de praktijk. Het St. Antonius Ziekenhuis Utrecht/Nieuwegein werkt al sinds begin oktober 2012 naar volle tevredenheid met signaalroutering op de OK over IP. Daarnaast is Inter Visual Systems al volop bezig met de OK’s voor vier andere opdrachtgevers, waaronder 14 OK’s bij Isala klinieken en 8 in het Elkerliek Ziekenhuis. De teller staat in totaal op 45 OK’s-over-IP.

Lees hier meer over de projecten:

-       St. Antonius Ziekenhuis Utrecht/Nieuwegein
-       Isala klinieken, locatie Sophia, Zwolle
-       Elkerliek Ziekenhuis, Helmond

Heeft u vragen naar aanleiding van dit artikel? Stuur een email naar medicalsystems@inter.nl. Of kijk op www.inter.nl

Toon alle referenties

Auteur

Lees meer over