Aktualności
2010-07-10
Kiedy eHealth spotyka eLearning
Transmisje operacji „na żywo”.
Poznańskie Centrum Superkomputerowo - Sieciowe(PCSS), we współpracy z Katedrą i Kliniką Otolaryngologii
Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, realizuje cykliczne transmisje operacji otolaryngologicznych z internetowym przekazem obrazu wideo wysokiej jakości.


Nie jest to pierwsze tego typu przedsięwzięcie telemedyczne PCSS. W roku 2006 podczas sympozjum Sekcji Chirurgii Urazowej Towarzystwa Chirurgów Polskich zrealizowana została transmisja prosto z sali operacyjnej Kliniki Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chirurgii Plastycznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu. Rozwój sprzętu  elektronicznego oraz upowszechnienie dostępu do sieci szerokopasmowych sprawiły, iż dziś podobne transmisje mogą docierać do wielu odbiorców równocześnie oferując obraz o znacznie wyższych parametrach jakościowych.

Idea internetowych transmisji zabiegów chirurgicznych powstała z potrzeb edukacyjnych. Szpitale kliniczne posiadające znakomicie wyszkoloną kadrę oraz najnowszą aparaturę medyczną w ramach swojej misji kształcą studentów oraz lekarzy. Wiedza o najnowszych technikach operacyjnych powinna być dostępna jak najszerszemu gronu chirurgów, jednakże z oczywistych przyczyn na sali operacyjnej mogą znajdować się tylko osoby niezbędne do zapewnienia sprawnego przeprowadzenia zabiegu. W połączeniu z brakiem możliwości wielokrotnego uczestniczenia ogranicza to w istotnej mierze zasięg i skuteczność pokazu. Wprowadzenie transmisji internetowych z pola operacyjnego, szczególnie przy podłączeniu szpitali do sieci szerokopasmowych oraz użyciu zaawansowanej technologii przekazu wideo wysokiej rozdzielczości(ang. High Definition – HD) pozwala wszystkim zainteresowanym na swobodny dostęp do zapisu wideo z prezentowanych zabiegów.

Każda transmisja poprzedzona jest przygotowaniami infrastruktury technicznej przekazu, której elementy zapewnia Poznańskie Centrum Superkomputerowo - Sieciowe. W skład wyposażenia sprzętowego umieszczonej na sali  operacyjnej wchodzą: profesjonalne kamery HD, sprzęt audio (mikrofony bezprzewodowe i mikser dźwięku) oraz wysoce wydajny komputer klasy PC, umożliwiający kodowanie sygnału audio-wideo (AV) w czasie rzeczywistym. Przy wykorzystaniu dedykowanego łącza szpitala do sieci POZMAN, sygnał AV przekazywany jest do serwera emisyjnego znajdującego się w PCSS. Serwer ten umożliwia pobranie strumienia AV i oglądanie przekazu nawet kilkuset osobom równocześnie za pośrednictwem portalu dostępowego. W razie potrzeby istnieje możliwość zwiększenia tej liczby poprzez uruchomienie dodatkowego serwera emisyjnego. Nad przebiegiem całości czuwają trzy osoby z PCSS, dwie na miejscu w Klinice oraz zarządca transmisji monitorujący obciążenie i działanie serwerów. Jednocześnie cała transmisja jest archiwizowana, aby po procesie postprodukcji zostać udostępniona użytkownikom. Dzięki temu możliwe jest późniejsze obejrzenie nagranego materiału w trybie „na żądanie” (ang. Video on Demand – VoD) lub pobranie go na swój dysk twardy. Ważnym elementem całego przedsięwzięcia jest interaktywność transmisji, polegająca na możliwości
zadawania lekarzowi operującemu pytań poprzez formularz umieszczony na stronie transmisji. Pytanie może wysłać każdy, natomiast o tym czy i w jakim momencie zostanie ono odczytane decyduje moderator, będący również lekarzem i potrafiący merytorycznie je ocenić. Odpowiedzi werbalnej chirurdzy mogą udzielić natychmiast, dzięki czemu użytkownicy śledzący operację w Internecie mają możliwość uzyskania dodatkowej informacji na temat stosowanych technik operacyjnych.

Warto wspomnieć o posiadanych przez PCSS możliwościach technicznych realizacji przekazów. Obecnie sygnał
nadawany jest w postaci kilku profili jakościowych w rozdzielczościach Standard Definition (SD) nieprzekraczających 768x576 pikseli oraz o zajętości pasma sieci do 1,5 Mbps, tak aby przekazywany materiał mógł trafić do jak najszerszego grona odbiorców. Powyższe parametry gwarantują obraz wideo dobrej jakości, porównywalny z tym jaki możemy oglądać w telewizji. Jednakże, posiadana technologia i sprzęt audio-wideo umożliwiają udostępnianie sygnału nawet w rozdzielczości HD (1920x1080 pikseli). W związku z wymaganą w zastosowaniach medycznych jak najlepszą jakością obrazu niezwykle ważne są zapewniane przez rozdzielczość HD ostrość oraz wysoka widoczność szczegółów. Uzyskanie obrazu o znacznie wyższych parametrach jakościowych wiąże się jednak z większymi wymaganiami wobec pasma sieci. Obecnie wszystkie szpitale kliniczne Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu podłączone są do szerokopasmowej sieci optycznej, dzięki czemu przeprowadzenie transmisji HD z ich sal operacyjnych nie stanowi problemu. Ograniczenia występują po stronie odbiorców transmisji niedysponujących szerokopasmowym dostępem do Internetu. Zwiększające się zapotrzebowanie na usługi transmisji internetowych wideo w rozdzielczości HD stawia poważne wyzwanie operatorom i wprowadza konieczność rozbudowy sieci w kierunku zapewnienia prawdziwie szerokopasmowego dostępu użytkownikom końcowym.

Dotychczas przeprowadzone zostały dwie transmisje internetowe z sal operacyjnych Katedry i Kliniki Otolaryngologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu. Operacje prowadził kierownik Kliniki - prof. dr hab. med. Witold Szyfter. W związku z rozpowszechnieniem informacji o wydarzeniu w prasie ogólnopolskiej oraz regionalnej liczba uczestników drugiego przekazu wyniosła kilka tysięcy osób, również spoza służby zdrowia. Liczba pobrań strumienia AV z serwera emisyjnego dochodziła do 500 jedno- czesnych, a całkowity wolumen danych pobranych podczas transmisji dwugodzinnego zabiegu wyniósł ponad 350 GB. Poza Polską transmisję oglądano między innymi w Niemczech, Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Szwajcarii, Holandii i Finlandii. Specjalnie dla tych użytkowników prof. Szyfter w kluczowych momentach operacji komentował przeprowadzane czynności również w języku angielskim. Lekarze oraz studenci medycyny chcący poznać przedstawiane podczas transmisji techniki operacyjne doceniają możliwość śledzenia operacji nawet z odległych krańców Polski. Dużym uznaniem cieszy się również możliwość zadawania pytań oferująca
bezpośredni kontakt z operującym chirurgiem. W ramach nawiązanej współpracy PCSS planuje prowadzenie regularnych transmisji edukacyjnych dla otolaryngologów z całego kraju. Duże zainteresowanie internetowym przekazem operacji wykazały inne kliniki Uniwersytetu Medycznego. Możliwa jest także współpraca
z placówkami medycznymi spoza Poznania. O potrzebie rozszerzenia skali tego przedsięwzięcia świadczy rosnące zainteresowanie odbiorem transmisji oraz wiele pozytywnych komentarzy spływających nie tylko z Polski, ale i z zagranicy. Portal dostępowy do przekazów „na żywo” oraz materiałów archiwalnych znajduje się pod adresem http://orl.pcss.pl.

Tematyka eHealth jest obecnie jednym z kluczowych obszarów prac badawczo-rozwojowych wspieranych przez
Komisje Europejską wieloma inicjatywami. Wsparcie to ma na celu poprawę stanu zdrowia obywateli Unii Europejskiej oraz stymulację gałęzi gospodarki związanych z medycyną. Szczególnie ważny jest rozwój nowoczesnych systemów teleinformatycznych, gdyż wykorzystanie technologii IT pozwoli na współpracę pomiędzy ośrodkami medycznymi na całym świecie na niespotykaną dotąd skalę. Kluczowym czynnikiem rozwoju nowoczesnych systemów telemedycznych staje się interakcja z infrastrukturą informatyczną nauki, dlatego też PCSS wraz z wielkopolskimi szpitalami prowadzi od lat wspólne prace w dziedzinie eHealth. Obejmują one budowę infrastruktury teleinformatycznej dla szpitali, tworzenie usług zdalnej konsultacji, wspomagania decyzji klinicznych, nadzoru specjalistycznego, zdalnej edukacji medycznej oraz platform transmisji audio-wideo i systemów wideokonferencyjnych HD. Zakres i komplementarność działań stwarza możliwości integracji różnego rodzaju systemów medycznych, dając lekarzom z odległych szpitali narzędzia wymiany danych klinicznych, czy też konsultacji w czasie rzeczywistym i wpływając tym samym na proces
podnoszenia jakości oraz dostępności usług medycznych.

Opisane powyżej prace pozwalają również na zwiększanie kompetencji lekarskich poprzez zastosowanie systemów wspierających edukację. Kolejnym wyzwaniem dla rozwoju systemów telemedycznych jest zapewnienie interoperacyjności technologii stosowanych w medycynie oraz nowoczesnych rozwiązaniach w zakresie IT. Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe zamierza kontynuować te prace w związku z realizacją projektów PLATON oraz Inżynieria Internetu Przyszłości.

Cezary Mazurek, PCSS
Piotr Pawałowski, PCSS
Wojciech Pieklik, PCSS