Drahtlos im OP – mehr als ein Kabelersatz - TQ
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Drahtlos im OP – mehr als ein Kabelersatz - TQ
MED Elektronik Funkübertragungsmodul Eine sichere und zuverlässige kabellose HD-Videoübertragung erleichtert die Arbeit der Akteure durch mehr Bewegungsfreiheit und Effizienz im Operationssaal. Drahtlos im OP – mehr als ein Kabelersatz übertragungssystem entwickelt, das Videodaten in HD-Quali tät kabellos überträgt. Arbeitsabläufe können damit bei der Bildgebung und bei unterstützenden Operationssystemen op timiert und flexibler gestaltet werden. Betrachtet man die vie len Diagnose- und Behandlungseinheiten mit all ihren Verbin dungen, Kabeln und Schläuchen in einem modernen OP, liegen die Vorteile einer Funklösung klar auf der Hand. Sie bietet: ++ mehr Bewegungsfreiheit und Unabhängigkeit im Arbeits bereich 1 In einem kabelfreien OP lassen sich alle Geräte flexibel positionieren und die Arbeitsabläufe optimieren MEDengineering 5-6 2014 36 © Carl Hanser Verlag, München Internet-PDF-Datei. Diese PDF Datei enthält das Recht zur elektronischen Verbreitung. Alle Bilder: TQ-Systems D ie Digitalisierung und die moderne, visuelle Kommuni kation halten Einzug in Operationssäle und stellen sich den komplexen Anforderungen dieses hoch spezia lisierten Bereichs. Einerseits sollen Arbeitsabläufe optimiert werden, andererseits sollen die eingesetzten Technologien kosteneffizient, einfach zu bedienen und flexibel einsetzbar sein. Mittlerweile gibt es diverse Ansätze und Lösungen, die die Vorteile der vernetzten, kabellosen Kommunikation auch in OP-Sälen nutzen. TQ-Systems hat sich auch dieses Themas an genommen und ein für die Medizintechnik zertifiziertes Funk 2 Funkwellen werden an Wänden und Gegenständen reflektiert. Das erlaubt den Empfang auch über Hindernisse hinweg ++ ++ ++ ++ ++ Flexibilität durch einfach positionierbare Einheiten weniger störende Kabel dadurch auch weniger Reinigungsaufwand einfaches Nachrüsten ohne großen Installationsaufwand optimierte Arbeitsabläufe durch Einbeziehen des ganzen Teams in verteilten Einheiten Bei der kabellosen HD-Videoübertragung ergeben sich völlig neue, innovative Darstellungsmöglichkeiten und Anwendun gen. Voraussetzung hierfür ist eine zuverlässige und sichere Übertragung der Videobilder in höchster Qualität – und das in Echtzeit, damit die Interaktionen des Betrachters vernünftig möglich sind. Bei Szenarien, in denen sich viele Personen, Geräte, Installationen und Abtrennungen variabel im Raum be finden und für Funkwellen Hindernisse darstellen, wird schnell klar, dass ein zuverlässiges System besondere Mechanismen zur Verfügung stellen muss. Übertragung ohne Sichtverbindung Das Frequenzband bestimmt beispielsweise maßgeblich die Ausbreitungseigenschaften im Raum. So hat ein Signal von 60 GHz eine deutlich größere Frei raumdämpfung und geringere Eindringtiefe als eines von 2,4 oder 5 GHz. Bei 2,4 GHz dagegen haben wässrige Stoffe und Körper ein starkes Resonanz- und damit Absorptionsverhalten und dämpfen die Ausbreitung der Wellen. Eine Mehrwegeaus breitung entsteht immer dann, wenn die elektromagnetische Welle an Wänden und Gegenständen reflektiert wird (Bild 2). Selbst Trennwandsysteme aus Holz oder Gipskarton, die einen hohen Wassergehalt haben, dämpfen die Kontakt Ausbreitung erheb TQ-Systems Durach GmbH lich. Das 5-GHz-Band 87471 Durach ist hier überlegen Tel. +49 (0)831 690-683 und kann selbst bei Fax +49 (0)831 690-44683 www.tq-group.com/ diesen Umgebungs wirelessvideo bedingungen stabil übertragen und die www.med-eng.de Mehrwegeausbreitung optimal nutzen. Dies ermöglicht am Receiver (RX) auch den Empfang von Funksignalen, denen der direkte Weg vom Transmitter (TX) durch Hindernisse versperrt ist. Allerdings entstehen durch die verschiedenen Aus breitungswege dann Laufzeitunterschiede, das heißt, die Sig nale am Empfänger überlagern sich asynchron. Damit muss dieser erst einmal umgehen können und die ursprünglichen Informationen aus dem emp Störungsfrei fangenen Signalgewirr über 40 Meter weit senden leistungsstarke Algorithmen zurückgewinnen. Erschwerend kommt hinzu, dass sich die verschiedenen ausgesendeten elektromagnetischen Wellen bei der Ausbreitung überlagern und teilweise auch auslöschen. Deshalb bringt ein Multiantennen-Funksystem mit mehreren Sende- und Empfangsantennen (MIMO: Multi-In/Multi-Out) entscheidende Vorteile und verbessert das Signal-Rausch-Ver hältnis (SNR) (Bild 3). Die verschiedenen Antennen empfangen parallel die an der jeweiligen Position verfügbaren Signale, wo raus auch unter widrigsten Umständen noch sehr lange ein gu tes resultierendes Signal durch digitale Signalverarbeitung zu rückgewonnen werden kann. Dies ist also eine unbedingte 1-16_42x65_NEU_Layout 1 18.04.12 09 Voraussetzung für ein robustes und zuverläs siges Funksystem. Für die kabellose Vide o übertragung im OP stehen unterschied liche Technologien be reit. Aufgrund der ge nannten Vor- und Nachteile einzelner Frequenzbänder hat sich TQ für die Ent wicklung eines Funk übertragungssystems mit 5-GHz-Frequenz band entschieden. » 37 Internet-PDF-Datei. Diese PDF Datei enthält das Recht zur elektronischen Verbreitung. MEDengineering 5-6 2014 MED Elektronik Funkübertragungsmodul 3 Multiantennen- Tx SISO SIMO Tx Rx Rx h11 1 Tx h21 h12 Rx MISO Tx Tx h32 h13 Rx 3 MIMO h31 h22 2 1 Funksysteme empfangen parallel die Signale, erleichtern die Signalgewinnung und machen die Über tragung so robuster 2 h23 h33 3 Rx » Das Modul ›No. 1 mini‹ kann überall eingesetzt werden, wo eine sichere Übertragung auch ohne Sichtverbindung oder die latenzfreie Übertragung der Videodaten gefordert ist. Darüber hinaus eignet sich No. 1 mini, wenn eine Ausbreitung des Sig nals mehrere Hindernisse umgehen und sichergestellt sein muss, dass die Funkstrecke keine Störstrahlung verursacht, die Diagnose- oder Therapiegeräte beeinflussen könnte. Ebenso wie beim 60-GHz-Frequenzband sind die Bandbreiten inner halb des 5-GHz-Frequenzbands, in dem das Modul sendet, für den unlizenzierten Funkbetrieb freigegeben, hier insbesonde re im 5,1- bis 5,8-GHz-Frequenzband. Ein wesentlicher Vorteil dieses Frequenzbands ist, dass das Signal auch in direkt an grenzende Nebenräume übertragen wird. Aufgrund der 128-bit-Verschlüsselung ist die Vertraulichkeit der übertrage nen Signale immer gewährleistet. No. 1 mini überträgt kabellos und unkomprimiert Videodaten in voller HD-Qualität und Echtzeit (Latenz < 1 ms) an bis zu vier Empfänger. Das System ist mehr als nur ein Kabelersatz. Die Anwender des Systems gewin nen Bewegungsfreiheit, haben Sechs Systeme uneingeschränkte Positionie senden störungsfrei rungsmöglichkeiten, verbes serte Hygienekonditionen und Chefarztfunktion sowie die Freiheit einer flexiblen Übertragung über Distanzen von bis zu 40 Metern ohne externe, abstehende Antennen. Das Modul hat alle relevanten medizinischen Zulassungen und bietet höchst mögliche Ausfallsicherheit und Laufzeitzuverlässigkeit. Mit ihm lassen sich die vielfältigen Möglichkeiten der modernen, visuellen Kommunikation flexibel nutzen. Die farbechte Dar stellung der Videodaten gibt die prä- und intraoperative Situa tion unverfälscht wieder. Überall dort, wo im Zuge eines Neu- oder Umbaus von Behand lungs- oder Operationssälen keine entsprechende Medien technik eingebaut werden kann, kommt das kompakte und einfach zu bedienende System zum Einsatz. Es unterstützt die Interaktion zwischen Videobild und Anwender, etwa bei einer medizinischen Behandlung oder Operation, ist kosteneffizient und flexibel, und das ohne zusätzlichen Administra tionsaufwand, komplexe Schulungen und Zeitverluste. Dabei ist kein Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger notwen dig, um die Videodaten verzögerungs- und störungsfrei zu empfangen. 4 Das Modul lässt sich per Plug & Play integrieren und bringt die HD-Funkübertragung auch dorthin, wo sich keine Medientechnik integrieren lässt MEDengineering 5-6 2014 Die verschlüsselte und robuste Verbindung im 5-GHz-Fre quenzband ist dabei so zuverlässig wie das Kabel, denn zwi schen dem Sender und dem Empfänger wird bidirektional die Sicherstellung der Signalqualität und -verschlüsselung ständig abgeglichen, sodass nur ein berechtigter Empfänger die Video 38 © Carl Hanser Verlag, München Internet-PDF-Datei. Diese PDF Datei enthält das Recht zur elektronischen Verbreitung. www.med-eng.de/ 814931 auf de gesch @ sequenzen empfangen kann und die Übertragungsqualität gleichbleibend hoch ist. Dabei ist der Anschluss per Plug & Play denkbar einfach. Als Point-to-Point-Lösung wird das System beispielsweise an eine Kamera oder eine andere Bildquelle montiert und die Videodaten an einen Empfänger gesendet, wobei bis zu vier Empfänger gleichzeitig das Signal von einem Sender empfangen können. Darüber hinaus ist der störungs freie Einsatz mehrerer Empfänger-Sender-Systeme im glei chen Raum möglich (bis zu sechs Systeme). ■ Flexibel ■ Unkaput ■ Kundens ■ Anschlu Kabel – wie aufSchnell den–Leib ■Kabel wie geschneidert! Neben der Live-Übertragung von Bild und Ton ist deren Auf zeichnung für eine Auswertung der Daten zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls möglich. Mit weniger als 50 Gramm ist das Sendermodul deutlich leich ter als bisherige Systeme und für mobile Anwendungen ge eignet. Live-Übertragungen aus dem OP über vorhandene In frastruktur direkt in den Lehrbereich sind nicht länger nur Universitäten oder großen Lehrkrankenhäusern vorbehalten. Mit dem No. 1 mini kann jedes Krankenhaus von Videoüber tragung in High Definition mit brillanter Bildwiedergabe profi tieren. Gleich ob für Lehrzwecke, kooperative Operationen mit ortsfernen Spezialisten, zur Erstellung von Informations filmen oder zur Qualitätssicherung, der Kunde bestimmt den Einsatzzweck. z. B. Wendelleitung mit eckigem Abgang – kundenspezifischen nur eine von über Kabellösungen von E&E z. B. Wendelleitung mit eckigem Abgang – nur eine von über 15.000 kundenspezifischen Kabellösungen von E&E Die Technologie hat sich in ihrer Standardausführung bereits erfolgreich in anspruchsvollen, professionellen Filmproduktio nen bewährt. Der modulare Aufbau des Moduls ermöglicht die flexible Anpassung an kundenspezifische Anforderungen. So sind in Abhängigkeit von der erforderlichen Sendeleistung auch Miniaturausführungen als integrierte Bestandteile (De sign-in) realisierbar (Bild 4). auf den Leib ■ Flexibel geschneidert! ■ Unkaputtbar ■ Flexibel Kundenspezifisch ■ ■ Unkaputtbar Anschlussfertig ■ ■ Kundenspezifi Schnell ■ sch Maßarbeit direkt vom Bei der Systemintegration des No. 1 mini in ein Medizingerät ist die TQ Group ein verlässlicher Entwicklungspartner. Die Ent wicklung des Moduls erfordert umfangreiches Spezialwissen in der Funk- und Elektrotechnik. Von der Entwicklung bis hin zur Produktion deckt das Unternehmen alle Disziplinen ab und kann auf HF- und Funkkompetenz von mehr als 50 Jahren zu rückgreifen, ebenso auf Erfahrungen in der Hardware-, Soft ware-, System-on-Chip- und Mechanikentwicklung sowie im Layout. Die besondere Stärke der TQ Group liegt in der Entwick lung und Integration kundenspezifischer Lösungen. ■ Anschlussfertig Maßarbeit ,Made in Germany‘ – ■ Schnell direkt vom Hersteller Maßarbeit ,Made in Germany‘ – Innovation aus Tradition. direkt vom Hersteller E&E Spezialkabel und Systeme seit fast 60 Jahren DIE KABE E&E Spez Systeme s DIE KABELEXPERTEN E&E Spezialkabel und Systeme seit über 60 Jahren Pia Kotowsky Ernst & Engbring GmbH Fon: +49 (0) 23 68 / 69 01 - 0 Ernst+49 & Engbring GmbH Co.- 35 KG Fax: (0) 23 68 / 69&01 Telefon: 023 68/69 01 -0 [email protected] Telefax: 023 68/69 01-35 www.eue-kabel.de ist im Produktmanagement bei TQ-Systems in Durach tätig. E-Mail: [email protected] www.eue-kabel.de Bernd Wein ist im Produktmanagement bei TQ-Systems in Durach tätig. www.med-eng.de 39 Internet-PDF-Datei. Diese PDF Datei enthält das Recht zur elektronischen Verbreitung.