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4k-Monitore im OP? Mit Glasfaser kein Problem

| Autor/ Redakteur: Kathrin Schäfer / Kathrin Schäfer

Computertomographen und andere bildgebende Geräte sind oft in einem eigenen Raum aufgestellt. Die Bedienung findet über einen in direkter Nähe angebrachten Bildschirm statt, der dem Arzt sowohl die aufgenommenen Bilddaten (beispielsweise bei einer Katheter-Platzierung) als auch Vitalparameter wie Blutdruck und Puls ausgibt. Glasfasertechnologie macht dies möglich.

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Typisches Szenario: Bildgebende Geräte sind in einem eigenen, separaten Raum aufgestellt, der Bildschirm für den Arzt befindet sich im Nachbarraum. Die Situation stellt an die Übertragung der Bilddaten besondere Herausforderungen.
Typisches Szenario: Bildgebende Geräte sind in einem eigenen, separaten Raum aufgestellt, der Bildschirm für den Arzt befindet sich im Nachbarraum. Die Situation stellt an die Übertragung der Bilddaten besondere Herausforderungen.
( Bild: VILevi – Fotolia.com )

Für größtmögliche Flexibilität in einem beengten Arbeitsfeld wie dem Operationssaal ist der Monitor von der Decke abgehängt und über Gelenke an die Arbeitsposition anpassbar. Der Rechner, der die Video-Informationen aufbereitet und an den Monitor weitergibt, befindet sich in der Regel außerhalb des Untersuchungsbereichs in einem Technikraum.

Die Situation stellt an die Übertragung der Bilddaten besondere Herausforderungen: Die räumliche Trennung sorgt für lange Leitungswege, die Arbeit am Patienten bedingt eine saubere elektrische Potentialtrennung, und die flexible Aufhängung an der Decke erfordert ein dünnes, flexibles Kabel. Diese Bedingungen werden ideal durch eine Glasfaserstrecke erfüllt: Die erzielbare Länge liegt bei 100 m, die Isolierung von Quelle und Senke ist gegeben, und ein Glasfaserkabel ist dünner als eine andere, auf Kupfer basierende Videoübertragung.

Display-Port – ein neuer Standard für UHD

Nachdem Displays mit einer höheren Auflösung als Full High Definition erschwinglich geworden sind, geht der Trend weg von mehreren einzelnen, niedriger auflösenden Monitoren hin zu einem einzelnen großen, auf dem der Arzt die Fenster der einzelnen zu überwachenden Parameter nach Bedarf arrangieren kann. Die höchste dazu verfügbare Auflösung ist zurzeit Ultra High Definition mit zirka 4k mal 2k Bildpunkten. Die Anforderung, Bilder dieser Auflösung unkomprimiert mit 60 Hz Wiederholrate und 8 Bit Farbtiefe zu übertragen, kann Display-Port erfüllen.

Chiphersteller wie Intel implementieren Display-Port als neuen Standard in ihren Chipsätzen und lösen dabei DVI und LVDS ab. Wie bei DVI werden die Daten hier auf „Lane“ genannten Kanälen auf differentiellen Leitungspaaren übertragen. Ebenso gibt es einen AUX genannten Seitenkanal, der durch seine höhere Bandbreite außer für die Übertragung von EDID und HDCP für weitere Steuer-Informationen verwendet werden kann. Anders als bei den Vorgängerschnittstellen gibt es keine feste Zuordnung der Grafiksignale zu einem bestimmten Leitungspaar, dafür kann eine minimale Verbindung auch mit nur einer einzigen Lane hergestellt werden.

Display-Port bietet Flexibilität, da allein die maximale Übertragungsbandbreite festgelegt ist, nicht aber Auflösung, Farbtiefe oder Bildwiederholfrequenz. Sie können frei gewählt werden, solange die maximale Kanalkapazität nicht überschritten wird.

Laut VESA muss ein Signal mit maximaler Bandbreite über eine Distanz von 2 m und ein Full-HD-Signal mit 1.080 Zeilen bei 24 Bit Farbtiefe und einer Wiederholrate von 60 Hz 15 m weit übertragen werden. Möchte man also ein Bildsignal mit einer Auflösung von UHD (3.840 x 2.160) bzw. 4k (4.096 x 2.304) über eine längere Distanz übertragen, setzt die Physik des Kupferkabels eine Grenze. Für die in der Medizintechnik typischen Distanzen kommen Strecken im Bereich mehrerer zehn Meter zustande, die für eine Glasfaserverbindung kein Problem darstellen. Deshalb werden elektrische Signale an der Bildquelle in optische gewandelt und an der Senke wieder ins elektrische Format konvertiert.

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