Telemedicínské aplikace v prostředí vysokorychlostní

sítě CESNET2

Ing. Milan Šárek, CSc., Ing. Jiří Navrátil, CSc., Dr. Ing. Sven Ubik, Mgr. Tomáš Kulhánek, Ivo

Hulínský, Pavel Pečiva

CESNET, z.s.p.o.

TINF 2010, Praha, 30.11.2010

Výzkumný záměr 2004 - 2010 Optická síť národního výzkumu a její nové aplikace

Příklady aplikací:• databáze digitálních obrazů DICOM• kvalitní videokonference (HD, 4k, 3D)• distribuované zpracování dat

Národní síť CESNET2

• DB digitálních obrazů dle standardu DICOM

IP traffic

B-univ.

A-univ.

C-univ.

NRENs

Internet

lighpaths

POP

POP

POP

E2E POP- media conversion (UTP) or …

POP IP POP + standard IP infrastructure

NIX

Czech ISPs

10G

2G10G

l3l2

l4l5

l1

Nové možnosti videokonferencí

– zájem o nové směry, např. stereoskopický přenos obrazu v plné HDTV kvalitě (datový tok kolem 10 Mb/s)

– angiografie, přenos z operačních mikroskopů, operačních robotů

Uplatnění videokonferencí

• předvedení nového vybavení a operačních postupů– opakovaně Live Surgery oční chirurgie– nové podněty: HDTV přenos technologie NBI

(Narrow-Band Imaging), dálkové klinické vyhodnocování foniatrických záznamů (audio, perspektivně videokymogram)

Operativa oftalmologie

• Zásah do zadního segmentu oka (prostor za čočkou)

• Kouzlo pars plana operací – prostup do oka nejméně krvácející tkání, během níž není poškozena rohovka

Angiografické aplikace

• Snímky získané pomocí fundus kamery s definovaným posuvem

Ukázka dvojice snímků

Požadavky na zobrazovací program

• podpora dualhead projekce• možnost posunu stereoskopické báze• možnost prohození snímků pravý- levý

Nové podněty z experimentu

• problém ukázat dovnitř prostorového tvaru• řešit formou ukazovátka v kooperaci se

zobrazovacím programem

Používané formáty zobrazení

Typické datové toky videa 4k

Stream type Data stream Network interface

4K JPEG2000 (DCI) 250 Mbit/s 1 Gbit/s

4K JPEG2000 (DCI) 3D 2x 250 Mbit/s 1 Gbit/s

4K uncompressed 6 Gbit/s 10 Gbit/s

4K uncompressed 3D 12 Gbit/s 40 Gbit/s

Další předpokládaný rozvoj

Stream type Data stream Network interface

8K JPEG2000 1 Gbit/s 10 Gbit/s

8K JPEG2000 3D 2x 1 Gbit/s 10 Gbit/s

8K uncompressed 24 Gbit/s 40 Gbit/s

8K uncompressed 3D 48 Gbit/s 100 Gbit/s

Další pokračování projektů ?

• e-infrastruktura• přenosové rychlosti > 10 Gb/s (40, 100, ...)• objemné datové sklady, využití poznatků z

experimentů• možnosti využití výpočetní kapacity

Požadavky na komunikační infrastrukturu

• pro 3D HD se pohybuje od 10 Mb/s• podle způsobu kódování je potřeba zajistit

požadovanou kvalitu trasy (QoS)• pozor na zpoždění některých kodérů – lze

se setkat se zpožděním až 10 s

Chirurgický robot

Mezinárodní kongres miniinvazivní a robotické chirurgie, 19.10.2010 v Brně

Přenos z operačního robota Da Vinci

z nemocníce v Ústí nad Labem.Celkové zpoždění přenosu 3 ms.

Zobrazením v 3D full HD v prostorách konference na brněnském výstavišti

3D Full HD přenos robotické operace Ústí/L. – Tsukuba (Japonsko)

• 15.-19. listopadu 2010• z Masarykovy nemocnici v Ústí nad Labem do

výpočetního centra KEK v japonské Tsukubě• celkové zpoždění na trase 150 ms• kvalita 3D Full HD s datovým tokem 2,5 Gb/s• použito zařízení MVTP- 4k vyvinuté ve sdružení

CESNET

MVTP- 4k – přenos videa v gigabitových sítích

aplikační rozhranní:4 dual-link HD-SDI inputs4 dual-link HD-SDI outputs

• MVTP-4k je v rámci projektu CESNETu vyvinuto Modular Video Transform Platform pro real-time přenos videa ve kvalitách 4k, 2k and HD přes 10 Gigabit Ethernet,

• zatím se zdá být přenosová rychlost 10 Gb/s příliš exkluzivní, ale stačí porovnat s vývojem sítí za posledních 10 let.