Sono-Teleconsulting

Steffen Ortmann¹; Stephanie Hoffmann¹; Ali Haddadi Esfahani¹; Christian Wenger¹; Vilmar Frauendorf², Dieter Nürnberg²

¹ IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, Im Technologiepark 25, 15236 Frankfurt (Oder), Germany; {ortmann|haddadi|wenger@ihp-microelectronics.com}
² Brandenburg Medical School Theodor Fontane, Neuruppin, Fehrbelliner Straße 38, 16816 Neuruppin, Germany; {Vilmar.Frauendorf@mhb-fontane.de, d.nuernberg@mhb-fontane.de}

Im Zuge des technologischen Fortschritts sind mittlerweile auch komplexere Ultraschallgeräte als portable Varianten verfügbar, womit sich Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) Anwendungen in der Akut- und Flächenversorgung umsetzen lassen. Dabei bremsen aktuell nicht nur infrastrukturelle Lücken sondern auch personelle Engpässe an hochqualifiziertem Personal diese Entwicklungen aus. Das hier vorgestellte Konzept des Sono-Teleconsulting erlaubt die Verwendung eines mobilen POCUS Gerätes in der Flächenversorgung mit zusätzlicher Live-Konferenzschaltung zu einem Ultraschall-Experten, der in seiner Klinik/Ambulanz verbleibt. Beim Sono-Teleconsulting werden nicht nur die reinen Ultraschallbilder an einen entfernten Experten übermittelt, sondern simultan auch der visuelle Eindruck über den Patienten, die Handhabung des Ultraschallgerätes, der durchgeführte Schnitt sowie eine Sprachverbindung in einer Live-Konferenz zwischen dem vor-Ort Behandler und dem zugeschalteten Experte. Dazu werden die Bilder aus dem mobilen Ultraschallgerät mit parallelen Bilddaten einer weiteren Kamera synchronisiert, zusammengeführt und während der Ultraschalluntersuchung live übermittelt, während die beteiligten Personen miteinander sprechen können.

Derzeit besteht eine fest konfigurierte Verbindung mit einem oder mehreren Tablet(s) im Netzwerk des beteiligten Klinikums. In späteren Regelbetrieb werden die Verbindungen zwischen Behandler und diensthabenden Ärzten über das eHealth Center koordiniert, siehe Abbildung 1. Die während der Sono-Konsultation dokumentierten und gespeicherten Ultraschalldaten werden nach der Sitzung als Befunde in das eHealth Center übertragen und von dort automatisiert in das Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (englisch: Picture Archiving and Communication System (PACS)) der Klinik übermittelt.

Das Sono-Teleconsulting Konzept ermöglicht die Verwendung mobiler Ultraschallgeräte verschiedener Hersteller mit drahtgebundener und drahtloser Datenübertragung. Eine erste drahtgebundene Anwendung wurde mit dem Ultraschallgerät des amerikanischen Herstellers Interson erfolgreich umgesetzt. Die dazugehörige grafische Benutzeroberfläche ist in Abbildung 2 dargestellt. Diese Beispielanwendung erlaubt dem Remote Experten zusätzlich sogar die Steuerung/Justierung des Ultraschallgerätes beim Behandler vor Ort. Über eine standardisierte Streaming-Schnittstelle (derzeit Miracast Protokoll) können ebenso Bilddaten weiterer Geräte drahtlos in das gleiche Nutzerinterface integriert werden. Dies ist Beispielhaft für die Verwendung des VScan Gerätes von Generell Electrics umgesetzt, siehe Abbildung 3, welches auch bei den Erprobungen der Kliniken Neuruppin und Wriezen im Land Brandenburg zum Einsatz kommt.

Für die Remoteanbindung werden derzeit mind. 2 Mbit Übertragungsgeschwindigkeit benötigt um eine minimale Bildwiederholrate von 20 Frames pro Sekunde zu erreichen. Die entspricht etwa einer 30-prozentigen Auslastung der maximalen Bitrate einer Übertragung mittels HSDPA Standard. Unsere Untersuchungen zeigen demnach, dass selbst eine 3G-Mobilfunkverbindung eine Fern-Ultraschallkonferenz zwischen dem ambulanten Vor-Ort-Arzt und dem fernüberwachenden Experten technisch zulässt.

Die Arbeiten werden im Rahmen des Verbundprojektes „Digitale und analoge Begleiter für eine alternde Bevölkerung“ vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), dem Gesundheitscampus Brandenburg und dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur (MWFK) Brandenburg gefördert.

Sono-Teleconsulting

Abbildung 1: Architekur des Sono-Teleconsulting Konzeptes. / Architecture of the Sono-Teleconsulting concept.

Abbildung 2: Remote-Nutzerinterface des Sono-Teleconsulting. Dabei werden gleichzeitig Ultraschall-Bilddaten (links), Videodaten von der Behandlung (rechts) und eine Audioverbindung live übertragen. / Remote user interface of Sono-Teleconsulting. Ultrasound image data (left), video data from the treatment (right) and an audio connection are transmitted live in parallel.

Abbildung 3: Drahtlose Übertragung mobiler Ultraschallbilder eines VScan Gerätes (links) direkt in die Klinik (rechts). / Wireless transmission of Ultrasound data from VScan device at home (left) to the clinic side (right).

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