Please note that JavaScript and style sheet are used in this website,
Due to unadaptability of the style sheet with the browser used in your computer, pages may not look as original.
Even in such a case, however, the contents can be used safely.

NEC開發「現場影像傳送控制技術」以預測通信傳輸量為基礎 支援急救醫療現場傳達訊息

在分秒必爭的急救現場 即時傳送影像以拯救生命

在急救醫療現場上最重要的事,莫過於盡早將患者送往醫療院所接受適當治療。只要能多爭取幾秒的時間盡速治療,也許就能拯救更多的生命。

然而,從救護車或急救車(doctor car)進行通信時,由於受到公共行動通信網的使用限制,訊息的傳達是以聲音為主。因此以現狀來說,對於醫療院所(醫師)而言,難以掌握現場的詳細情況。急救患者時時刻刻都在變化的健康狀態、救護人員施行急救措施的程度,由於難以確認這些詳細內容,而使得院方在收容急救患者時必須多花時間準備。

為了能盡早正確掌握患者病情,即時傳送鮮明影像的需求因此日益升高。


 

預防影像中斷或干擾 回應醫療院所的高度需求

通信傳輸量(單位時間內可傳輸的資料量(data size))因電波環境或其他使用者的通信情況,而在短時間內降至5分之1以下的情況並不罕見。若在傳送即時影像中,發生這種大變動而使通信傳輸量驟降時,影像就會中斷或產生干擾。若是考量這種變動而傳送低解析度的影像,也無法因應院方想詳細掌握現場情況的需求。

201211月研發的「預測通信傳輸量技術」解決了此課題。只要使用這項技術,便可從1分鐘的通信傳輸量的測量結果中,以80%以上的準確率,預測3分鐘內的通信傳輸量的變動幅度。20154月,在NEC雲端系統研究所(現今的系統平台研究所)內組成專門負責應用這項預測技術,以因應急救醫療現場需求的開發小組。以「預測通信傳輸量技術」開發者之一的吉田裕志為中心所組成的開發小組,負責著手開發「急救醫療用現場影像傳送控制技術」。

小組首先開車行駛在大型醫療院所涵蓋的急救醫療區域內,並測量通信傳輸量的變動數據,從變動數據來著手研究,在傳送現場影像時如何設定與控制參數,才能順利傳送。

 

將系統與器材小型化 用途拓展至急救現場之外

最難的課題是,作成小型系統與器材。「預測通信傳輸量技術」原本是專為大型通信電信公司和通信服務供應商所開發,以提升視聽品質和分散伺服器的負載為目的,設想以大型伺服器進行運用。

另一方面,在急救現場上,坐在救護車或急救車(doctor car)裡快速移動的救護人員,需要簡單操作就能傳送現場影像的設備。於是,便新開發出智慧型手機適用的軟體。可安裝於智慧型手機的應用程式,是利用「預測通信傳輸量技術」預測1分鐘內的傳輸量,隨時控制影像參數,經過優化後再透過一般行動通信網傳送影像。負責接收的院方,只需在Windows等電腦裝置內安裝極為簡單的接收應用程式,便可透過大畫面收看影像。

隨著系統開發的腳步加快,到2015年底左右已能傳送高清晰度及穩定的現場影像。2016年初,在通信傳輸量會激烈變動的大規模活動中,成功完成本系統的驗證。在系統更加小型、輕量化後,未來可望能更加拓展運用領域。例如:活動維安、或遠端指示建築工地現場的作業員等各種情況。

以2Mbps、15fps為基準的參數優化

2012年所開發的「預測通信傳輸量技術」,是基於過去1分鐘所測量的數據,預測3分鐘內通信傳輸量的變動幅度。本次開發的「現場影像傳送控制技術」是預測1分鐘內的變動,且可配合通信傳輸量的變動,即時傳送已優化調整的影像數據。

影像參數取決於位元速率(bit rate;每單位播放時間的影像數據量)和幀率(frame rate;每單位時間的影像幀數=影像張數)的組合。位元速率一般皆以Mbps(Mega bit per second:表示1秒鐘可傳送多少Mb數據的單位)表示,此數値越大,影像越精細。幀率則以fps

(frame per second:每1秒的幀數)表示,此數値越大越能流暢播放影像。

為了開發「現場影像傳送控制技術」,與醫師溝通後,決定將急救醫療現場所需的2Mbps、15fps定為標準。當通信傳輸量下降時,仍可在維持1張影像品質的狀態下降低fps。由於急救醫療措施中並無過度快速的動作,要研判有無確實做好處置,並不需要非常流暢的畫面。另一方面,為了從氣色、眼球活動來判斷患者的狀態,盡可能達到高度清晰的畫質。此外,採取若將fps降到最低的3fps後仍無法傳送時,則降低1張畫質的架構。



研究者簡介

吉田裕志 NEC 系統平台研究所 資深研究員

©DAVID RODRIGUEZ, PHOTOGRAPHY 2010, GIBRALTAR

喜歡和擅長數學,甚至在大學碩士課程也以「微分方程式的穩定性分析」為研究主題。取得「數學檢定」最高階1級。進入NEC後,主要投入於研發多媒體傳送技術,2010年起則以預測通信傳輸量技術為研發核心。為了「預測」而學習數學技術精湛的金融工學,而在投入的「經濟時序分析」創下獨特業績。因本次的預測和影像傳送相關研究,而在2016年取得博士課程學位。興趣是從國高中時期便已涉入的足球,週末從早到晚皆參加五人制足球賽事。

甲斐夏季 NEC 系統平台研究所

大學主修資訊科學。碩士課程為Al智能資訊工學部結業。2014年進入NEC時分發至雲端系統研究所,投入影像傳送研究。在開發「現場影像傳送控制技術」中,負責開發傳送影像終端和接收裝置軟體。有鑑於這項技術已在急救醫療現場具實用性,未來的目標是希望能在網路領域上找到只有自己才能做到的研究。個人興趣為彈鋼琴,從小學開始上鋼琴教室,約1年就已經能彈奏蕭邦的「幻想即興曲」。

Contact