I sistemi AVoIP professionali NAV e di controllo di Extron supportano un insegnamento su larga scala delle scienze mediche nell'università di Thompson Rivers

Convalidare una progettazione protegge dall'utilizzo del progetto del cliente come piattaforma di prova e i sistemi AVoIP professionali NAV e di controllo serie Pro di Extron hanno superato il test, grazie a un supporto perfetto e affidabile degli scenari di formazione medica sulla rete convergente senza deterioramento dei segnali o latenza percepibili.

Criticità

Quando l'università di Thompson Rivers (TRU) si era trovata di fronte alla necessità di dotarsi di maggior spazio per accomodare il crescente programma di scienze infermieristiche, l'ateneo ha deciso di costruire e equipaggiare una nuova struttura con strumenti di insegnamento all'avanguardia. Di recente è stato completato l'edificio Chappell Family Building for Nursing and Population Health (NPH) nel polo universitario di Kamloops, British Columbia. Questa struttura dedicata alle scienze mediche è stata progettata per rispondere alle esigenze del programma di infermieristica attuale e per supportare l'ampliamento dei programmi formativi esterni di specializzazione post-laurea per paramedici e vigili del fuoco.

Oltre a un sistema di presentazione AV e funzionalità wireless in tutti gli spazi riunione e di lezione, TRU richiedeva un sistema di trasporto dei segnali completo in grado di distribuire HDMI e audio sull'intera superficie di 4.552 m² dell'edificio multidisciplinare. Fra le principali priorità si contavano integrazione e compatibilità ottimali con modalità, attrezzature e sistemi di insegnamento attuali e futuri. La progettazione sarebbe stata sottoposta a test durante un periodo di convalida della durata di un anno.

Soluzione

TRU ha collaborato con McSquared System Design Group, Inc. per realizzare un'installazione prototipo completamente funzionale. L'installazione pilota e i sistemi messi in campo comprendevano un sistema NAV® AV over IP professionale di Extron per distribuire i segnali e un sistema di controllo serie Pro programmato con Global Scripter^®, l'ambiente di sviluppo basato su Python di Extron.

La progettazione prototipo si estendeva su sale e piani multipli dell'edificio. Consisteva di un laboratorio formativo con due stazioni di simulazione, una sala di controllo adiacente con due stazioni, due aule didattiche utilizzate come overflow e due sale di debriefing. In ogni sala erano predisposti da uno a sei display professionali, a seconda della funzione dell'ambiente.

Le due stazioni del laboratorio erano completamente funzionali e fornivano tutte le apparecchiature specializzate usate in scenari medici formativi guidati dalle diverse modalità. Ogni stazione era dotata di un simulatore di paziente CAE®, un manichino-robot con tecnologie incorporate che simulano malattie e risposte realistiche a procedure mediche controllate dall'istruttore. Una delle due stazioni era allestita come unità ad alta fedeltà con telecamere PTZ multiple, input di contenuto, display professionali, gruppi di microfoni a soffitto Shure®, un altoparlante da soffitto, un sistema di formazione digitale, un sistema di monitoraggio con auricolare e un sistema di realtà aumentata/mista. Le sessioni venivano archiviate utilizzando un sistema dedicato di acquisizione delle lezioni mediche, in grado di registrare e riprodurre contenuti da un massimo di cinque canali distinti. La stazione forniva anche capacità audio necessarie per funzionalità formative sia del paziente standardizzato sia del confederato. La seconda stazione era un'unità dedicata a competenze di livello medio con funzionalità simili ma meno estese, come un sistema di registrazione dei contenuti a due canali.

Per comprovare il sistema prototipo e diversi altri sistemi sono stati sviluppati degli scenari formativi così da testare la stabilità dell'installazione e accertarne le prestazioni. Questi scenari prevedevano l'impiego dei singoli apparecchi AV e medici per convalidarne la funzione, la compatibilità e il funzionamento. Al pari di tutte le soluzioni AVoIP, per realizzare un sistema efficace erano essenziali una tipologia di rete appropriata e hardware attivo professionale.

Distribuzione AV

Ogni stazione era dotata di un sistema AVoIP professionale della serie NAV, di un gateway di presentazione wireless ShareLink Pro 500 e di input HDMI multipli nella trave testaletto e sulla relativa parete della stazione. Uno degli input della parete era riservato al laptop dell'istruttore. Gli altri input fornivano connettività per il simulatore, i visori per i sistemi di realtà aumentata/mista, i computer che registrano i segni vitali del paziente, anestesia e recupero dei dati sanitari e attrezzature mediche portatili come un carrello d'emergenza con un defibrillatore. I contenuti erano presentati su uno o più dei display montati a parete. Venivano inoltre acquisiti e/o trasmessi verso sedi le remote, fra cui una matrice di presentazione Extron serie DTP CrossPoint® 4K in ogni sala di debriefing. La maggior parte dei componenti AV era montata a rack all'interno del laboratorio.

Per distribuire i segnali AV all'interno e fra le sale si è utilizzato il sistema AVoIP professionale NAV di Extron. Gli encoder e i decoder permettono di estendere contenuto live dalle stazioni verso qualsiasi combinazione di sale a fini di overflow e analisi. Encoder NAV E 101 inviano video e audio in streaming verso i decoder sulla rete Ethernet 1 Gbps di TRU. Decoder NAV SD 101 scalano il video alla risoluzione nativa del display. Entrambi i modelli NAV integrano il codec PURE3®, una tecnologia di compressione basata sulla trasformata wavelet in grado di garantire il video conforme HDMI 2.0 fino a risoluzioni 4K e la latenza ultra bassa a un data rate video di 18 Gbps richiesti dall'università. Per l'audio, l'encoder supporta lo standard AES67 che assicura interoperabilità Audio over IP.

I dispostivi NAV erano alimentati tramite PoE+, che ha permesso di eliminare il ricorso ad alimentatori o iniettori locali in corrispondenza delle stazioni o dei display del laboratorio. In questo modo si sono rese disponibili ulteriori prese per l'utilizzo di apparecchiature mediche e sorgenti AV. Inoltre, le maggiori capacità di gestione della larghezza di banda offerte dal sistema NAV si sono rivelate vantaggiose per il controllo dei costi dell'infrastruttura di rete.

Controllo

Il sistema di controllo AV ha svolto un ruolo chiave durante le fasi di test e convalida dell'usabilità, affidabilità e sostenibilità operativa complessive dell'installazione pilota di TRU. Ogni stazione del laboratorio disponeva di un touchpanel TouchLink^® Pro TLP Pro 1025T di Extron da 10 pollici con montaggio su tavolo, di un tablet wireless con l'app Extron Control e di un processore di controllo IP Link^® Pro IPCP Pro 360 di Extron montato a rack. Lo stesso modello di touchpanel è stato posizionato in ogni stazione della sala di controllo.

A fini di test, il touchpanel e il tablet in ogni stazione fornivano la stessa interfaccia grafica e le stesse funzionalità del touchpanel nella sala di controllo. L'operatore o l'istruttore avevano la possibilità di avviare una registrazione e selezionare il caso clinico e lo scenario di simulazione dal pannello di controllo AV. Se lo scenario non includeva un operatore nella sala di controllo era possibile creare e gestire le registrazioni e operare i sistemi da un singolo pannello di controllo all'interno della sala o utilizzando un tablet.

L'interfaccia su misura offriva inoltre il routing dei segnali con separazione indipendente del segnale audio e regolazione del livello dell'audio principale e program, nonché gestione dei microfoni cablati e wireless. Il sistema di controllo messo in campo ha consentito la gestione dell'intero sistema dalla sala di controllo, inclusa la presentazione dei contenuti all'interno delle sale remote.

Il sistema di controllo serie Pro è stato programmato utilizzando Global Scripter (GS) di Extron. Secondo il programmatore, l'utilizzo di questo ambiente di sviluppo basato su Python ha reso il progetto dinamico e semplice da modificare in parallelo all'aggiunta di nuove caratteristiche e all'evoluzione delle esigenze. Un esempio è il supporto della funzionalità di overflow. Era necessario mantenere immagini sorgente di qualità elevata sul touch screen mentre venivano mostrate e nascoste ripetutamente in corso di distribuzione verso le sedi remote. GS ha permesso al programmatore di creare una "comunicazione prodotto-prodotto" che ha consentito il supporto della funzionalità di overflow. L'ambiente di programmazione ha inoltre reso più semplice reindirizzare o interrompere il collegamento una volta accettata la sorgente precedente.

La programmazione in GS si è tradotta in un sistema di controllo potente e affidabile e tuttavia facile da utilizzare che ha permesso di integrare alla perfezione sia apparecchiature mediche sia sorgenti AV di un'ampia gamma di produttori in un unico sistema uniforme e gestibile, che risponde all'esigenza di TRU di compatibilità di integrazione adesso e in futuro.

Risultati

Il sistema di routing AV realizzato sull'AVoIP professionale NAV in abbinamento al sistema di controllo serie Pro ha offerto la flessibilità e la solidità richieste per instradare i contenuti da qualsiasi combinazione di input a fini di acquisizione e distribuzione delle sorgenti all'interno dell'installazione pilota. La progettazione comprovata è stata messa in campo dagli esperti di AVI SPL® nell'intero edificio NPH.

L'installazione commissionata include modalità di funzionamento controllate multiple che si basano sulle credenziali e sulla sede in cui si trova l'utente. Queste modalità tengono in considerazione l'esperienza degli utenti e il livello di accessibilità/automazione per ogni tipologia di operatore. I sistemi NAV e di controllo, accanto agli altri prodotti Extron, supportano in maniera efficace i molti laboratori e le molte aule didattiche, oltre agli spazi dedicati a seminari, ricerca e studio collaborativo in tutto l'edificio NPH all'avanguardia dedicato alle scienze infermieristiche di TRU.

"Abbiamo indicato i sistemi AV over IP professionali NAV e i sistemi di controllo serie Pro di Extron come soluzione sostenibile per l'applicazione formativa di scienze mediche su larga scala di TRU", spiega Marcel Schoenenberger, consulente principale presso McSquared. "I sistemi NAV si sono dimostrati robusti e affidabili e grazie al supporto specifico di bassa latenza e bit rate ridotti hanno fornito un miglioramento nell'efficienza e nelle prestazioni di streaming".