Wireless HD bietet ohne Kabel viele Vorteile

Herr Sosnowsky, welche Erwartungen müssen heute erfüllt sein, wenn Videodaten drahtlos übertragen werden sollen?

Der Nutzer erwartet, auf seinem Endgerät die Bilder detailgenau, also hoch aufgelöst, zu sehen. Um das zu erreichen, müssen die Inhalte auf dem Weg von der bildgebenden Quelle zum Endgerät mit einer hohen Bandbreite übertragen werden. Dabei darf es – gerade bei Operationen – nicht zu Rucklern kommen. Die schnelle Übertragung ohne Verzögerung wird durch eine niedrige Latenzzeit sichergestellt. Und natürlich müssen alle verwendeten Komponenten Plug-and-Play-fähig sowie kompatibel zu den bestehenden Systemen sein.

Welche speziellen Anforderungen müssen beim Übertragen von Bilddaten im medizinischen Bereich erfüllt sein?

Für die medizinische Diagnostik werden farb- und detailtreue Signale in Echtzeit gebraucht. Die dafür verwendeten Geräte dürfen sich nicht gegenseitig beeinflussen, und die gesendeten Daten müssen vor Fremdzugriff geschützt sein. Darüber hinaus darf von jeder Funkstrecke nur eine minimale Störstrahlung ausgehen, um weder sensible Diagnose- und Therapiegeräte noch Pager, Telefone oder das WLAN zu beeinflussen. Dafür braucht man eine Technologie, die elektromagnetische Felder anderer Funkdienste oder auch räumliche Einschränkungen toleriert.

Welche technischen Möglichkeiten gibt es heute, die dem entsprechen?

Die langen Lebenszyklen und hohen Qualitätsstandards in der Medizintechnik sind immer eine Herausforderung, selbst für moderne Systeme. Wenn im Operationssaal WLAN vorhanden ist, bietet zum Beispiel der Funkstandard 5 GHz/WiFi eine kostengünstige Lösung, mit der Signale auch durch Wände hindurch übertragen werden können. Allerdings arbeitet dieser Standard mit einer geringen Bandbreite von 200 bis 300 Mbps. Die Folge davon ist, dass Bilddaten komprimiert werden müssen und sich das Band mit anderen Teilnehmern teilen. Es kann zudem im Hochfrequenzbereich zu Interferenzen mit anderen, im Raum befindlichen medizinischen Geräten kommen. Eine gute Alternative ist eine nach dem Wireless-HD-Standard arbeitende Funkstrecke. Diese Spezifikation wurde bereits 2008 für das drahtlose Übertragen von Bildern entwickelt.

Was spricht aus Ihrer Sicht für WiHD?

WiHD nutzt die 60-GHz-Frequenz, die in den meisten Ländern der Erde für den so genannten unlizenzierten Funkbetrieb freigegeben ist. Hier können Kanäle mit einer Bandbreite von mehreren Gigahertz ausgewiesen werden. Da der Standard auch gezielt die Reflexion von Signalen nutzt, die zum Beispiel an Wänden entsteht, können Sender und Empfänger selbst dann kommunizieren, wenn es zwischen ihnen keine Sichtverbindung gibt. Das vereinfacht die Installation der Komponenten. Und, anders als bei der WiFi-Lösung, werden bei WiHD Videosignale in Full-HD-Auflösung mit vier Gigabyte pro Sekunde unkomprimiert und ohne Verzögerung übertragen. Das bedeutet, dass zum Beispiel ein Operateur das Ergebnis seiner Tätigkeit so sieht, als betrachte er es direkt durch ein Mikroskop. Bei einer Reichweite von bis zu zehn Metern erfüllt der Standard also die genannten Forderungen an hohe Bandbreite und niedrige Latenz. Darüber hinaus gibt es einen weiteren positiven Aspekt: Prinzipbedingt verlässt das Funksignal den abgeschlossenen Raum nicht – das garantiert Vertraulichkeit und ermöglicht den Parallelbetrieb vieler Strecken in verschiedenen Räumen.

Wie sieht das im praktischen Einsatz aus?

Nehmen wir einen OP mit einem MRT, einem Röntgengerät oder einer OP-Kamera als bildgebender Quelle. Diese speist das Video-Signal nicht in ein Kabel, sondern in den WiHD-Sender ein. Am Ende der Übertragungsstrecke nimmt ein WiHD-Empänger das Signal auf und leitet es an einen Monitor im OP weiter. Oder an einen Projektor im Hörsaal oder auch eine Matrix, die das Signal an mehrere verschiedene Stellen verteilt. Denkbar wäre ein HD-Recorder oder ein Wandler auf IP, der das Übertragen ins Internet ermöglicht.

Und wenn größere Entfernungen als zehn Meter überbrückt werden sollen?

Wo die Funkübertragung nach WiHD den Anforderungen nicht genügt, empfiehlt sich die optische Übertragung über Lichtwellenleiter, kurz LWL. Diese Technologie hat sich in der Telekommunikation bewährt, ist allerdings teurer als andere Lösungen. Sie erfüllt aber wie kaum eine andere Technologie die hohen Anforderungen aus dem Medizinbereich: Die optischen Signale überbrücken ohne Verstärker Strecken von mehreren Hundert Metern und haben dennoch eine niedrige Latenzzeit. Elektrische Einflüsse wie Einstrahlung durch parallel laufende Leitungen können die Bilddaten nicht verfälschen. Und mit einer Bandbreite von über zehn Gigahertz lassen sich Full-HD Bilder ohne Qualitätseinbußen in Echtzeit übertragen.

Wo sehen Sie die Zukunft?

Mit dem digitalen Signaltransport über LWL ist derzeit das Optimum an Qualität zu erreichen, und daher sehen wir in LWL das Übertragungsmedium der Zukunft. Wenn allerdings nur kurze Strecken zu überwinden sind oder Kabelfreiheit gefordert ist, kann WiHD die beste Lösung sein. Um den zuverlässigen Betrieb im Dauereinsatz zu gewährleisten, sollten aber unabhängig von der gewählten Technologie Spezialisten zusammenarbeiten und anwendungsspezifische Details berücksichtigen.

Dr. Birgit Oppermann birgit.oppermann@konradin.de