外科和醫療造影應用的超低延遲串流器

即時通訊和資料傳輸在醫療保健領域已不可或缺，尤其是在手術和醫學造影應用中。在內視鏡等手術過程中擷取、分享和分析高解析度即時影像的能力，已經改變了醫療專業人員診斷疾病、規劃手術和訓練未來專業人才的方式。近期的技術突破更促成了超低延遲的串流能力，能以無與倫比的即時性達到高品質、互動且沉浸式的即時資料交換，因此在病患護理方面達到重大進展。

為了配合這些進展，iWave 推出超低延遲 (ULL) 串流器與記錄器，此尖端解決方案這可整合即時通訊和資料傳輸，並達到最小延遲。超低延遲串流器專為滿足日益增加的即時數據流需求而設計，能以極低的「鏡頭到螢幕」延遲進行視訊串流，因此醫療照護人員能在整個複雜的醫療過程中進行監測、評估和協作，並達到流暢的同步化。

(圖片來源：iWave)

傳統的造影方法，包括 X 光、電腦斷層掃描 (CT)、正子斷層造影 (PET) 和磁振造影 (MRI)，通常會在視訊串流期間遭遇幾百毫秒的延遲。這段延遲在需要當機立斷的手術中可能會變成重大阻礙。相較之下，iWave 的超低延遲串流器就可在 Wi-Fi 5 上將端對端延遲降低至僅有 66 毫秒，因此非常適合互動式應用。因此就可即時傳輸高解析度 (HD) 視訊，以便本地和遠端的專業人員進行監測並立即決策。若要視覺化呈現與分析，超低延遲串流器能與 Apple Vision Pro 整合；透過這款結合擴增實境 (AR) 和虛擬實境 (VR) 功能的混合實境頭戴式裝置，為使用者提供完全身臨其境的體驗，並增進多個醫療團隊之間的協作。

超低延遲串流器與記錄器的主要特點

• 超高解析度視訊：支援 60 Hz 的 4K UHD 視訊，且可同時壓縮和解壓縮以保持高畫質
• 多功能輸入和輸出：搭載 12G-SDI 和 HDMI 2.0 輸入／輸出，可靈活整合多種造影裝置
• 高效即時編碼：來自 12G-SDI/HDMI 2.0 輸入端的視訊經過編碼，以便即時串流或直接錄製到 M.2 SSD 或 USB 儲存裝置中，以確保即時觀看和有效儲存
• Wi-Fi 5 串流功能：可透過 Wi-Fi 網路達到可靠、低延遲的串流、降低對有線連接的依賴並增強行動性
• 安全的資料傳輸：採用 AES 加密以保護敏感的醫療資料，為視訊串流提供安全的管路
• 零延遲直通：支援零延遲的迴路模式，因此適用於本地裝置的串流和即時顯示

超低延遲串流器由高效能的 FPGA 提供支援，包括 HDMI 接收 (RX) 和傳送 (TX) 功能，以及 Wi-Fi 5 功能，因此非常適合處理同步資料接收和傳輸。超低延遲串流器的核心採用 Zynq UltraScale+ MPSoC，其中含有一個整合式 H.264/H.265 視訊編解碼器單元。此功能可確保硬體加速式視訊編碼和解碼，能讓高解析度視訊串流應用發揮最佳化效能，且對系統資源的影響降至最低。

在醫療環境中整合進階視訊編解碼器

超低延遲串流器的進階編解碼器整合可在醫療環境中帶來顯著優勢，方法是直接從造影裝置開始，就促成更高效率且更有效的視訊處理管路。從內視鏡等裝置擷取原始視訊後，可在 FPGA 的可編程邏輯中進行處理，並在其中套用必要的影像增強效果。雜訊減少等增強功能可確保達到清晰、高解析度的影像，而顏色校正和影像穩定功能則可提供更準確一致的樣貌。這些最佳化效果相當重要，因為可增進直播串流的清晰度，讓外科醫生和醫療專業人員查看精確且即時的影像，這對手術而言相當關鍵。整合式的 H.264/H.265 編解碼器可有效壓縮這些高畫質視訊串流，在維持視覺傳真度的同時降低頻寬要求，進而在複雜的醫療保健網路中達到順暢的資料傳輸。

超低延遲串流器經過最佳化，可將視訊品質維持在超低低延遲，確保視訊經過即時處理並傳輸到顯示器、遠端系統或儲存裝置，而不會出現延遲。這個流暢的工作流程不僅可提高醫療環境中的運作效率，還可讓醫療保健專業人員同時查看、分析來自多個來源的即時視訊內容並加以應對。此外，壓縮後的視訊能在無延遲下傳輸給遠端專家或顧問，因此可在高風險的醫療場景中提供流暢的協作和決策。這種即時能力再加上低延遲和高畫質影像，可確保超低延遲串流器滿足現代化醫學造影和手術支援的嚴格要求，提供其講究的精度和計時。

醫療應用中的超低延遲串流器工作流程

超低延遲串流器的編碼流程，首先會從 12G-SDI 或 HDMI 2.0 來源以高達 4K 的解析度和每秒 60 畫格 (fps) 的速率擷取高畫質視訊。在外科手術中，視訊內容會編碼成更小、更有效率的數據封包，並透過 Wi-Fi 5 進行串流。可支援像是 UDP、SRP、RTMP 和 RTSP 等通訊協定，因此有利於與多種串流平台達到相容性。編碼後的資料由解碼器接收，再顯示在高速顯示器和 Apple Vision Pro 等裝置上。為了提高靈活性，視訊還可串流到 YouTube 和 Wowza 等 Web 平台，更可自訂，以滿足特定的使用者需求。為了確保資料安全，超低延遲串流器可針對擷取自 12G-SDI 或 HDMI 2.0 來源的視訊和音訊資料提供加密和解密，進而在醫療串流期間保護病患的機密性。

超低延遲串流器在醫療保健領域的使用案例

1. 手術中的即時資料整合：超低延遲串流器可達到流暢的即時資料整合，能讓外科醫生即時存取重要資訊，提高對情境的感知並支援決策。
2. 遠端醫療和遠端手術：遠端專業人員可以透過超低延遲串流加入手術，達到現場和遠端團隊之間的同步通訊，這對複雜和專業的手術來說相當重要。
3. 醫學培訓與模擬：向學生或實習生直播外科手術或醫學模擬可提供身臨其境的互動式學習環境，可促成即時回饋並對技術有更深入的探討。
4. ICU 監測：超低延遲串流器可將即時視訊和重要的資料從加護病房 (ICU) 傳輸到遠端監測中心，藉此支援快速、明智的病患照護決策。
5. 即時診斷：即時傳輸診斷影像 (如超音波或內窺鏡錄影) 就可快速諮詢專家，以便其解讀結果並立即提供指導，進而縮短診斷時間。
6. 緊急應變協調：在重症照護情況下，超低延遲串流器可以提供來自緊急場域的即時視訊內容給應變團隊或醫院，有利於達到協調一致且立即的醫療處置。

透過 Wi-Fi 已可順利部署超低延遲串流，因此超低延遲串流器有潛力可大幅改善手術結果、加強培訓，並將拯救生命的手術技術擴大到全球。

iWave：嵌入式系統的創新

憑藉數十年的經驗，iWave 的工程團隊精通設計可符合最嚴格的機械、環境和法規要求的解決方案，可提供經過認證、可擴充的產品，且可針對效能、可靠性和長期部署進行量身打造。與 iWave 合作，企業就可從靈活的客製化解決方案中獲益、儘早取得最新的 i.MX 技術，更可透過新一代產品在市場中搶先商機。

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