Facoltà di Ingegneria Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica

Facoltà di Ingegneria

Laurea Magistrale in

Ingegneria Biomedica

Studio di fattibilità per un sistema di gestione

integrato di segnali multimediali

in aree critiche ospedaliere.

Candidato:

Giampiero Carbone

Relatori:

Prof. Andrea Ginghiali

Prof. Lorenzo Sani

3

Indice

Introduzione ... 7

CAPITOLO 1

1.1 Il cavo coassiale ... 14 1.2 Il Doppino ... 15 1.2.1 Il connettore RJ ... 19 1.3 Le fibre ottiche ... 20 1.3.1 I Connettori ... 27 1.4 Il segnale video ... 28

1.4.1 I segnali video analogici... 29

1.4.2 Il segnale video a componenti ... 32

1.4.3 Il video composito ... 35

1.4.4 I Connettori per segnali video analogico ... 36

1.5 Il video digitale ... 38

1.5.1 Il segnale, le sincronizzazioni e lo spazio dei colori ... 39

1.6 Le interfacce standard per i segnali video digitali ... 41

1.6.1 SDI, HD-SDI, 3G-SDI ... 45

1.6.2 DVI... 46

1.6.3 HDMI ... 47

1.6.4 DisplayPort ... 49

1.7 Le caratteristiche di un display video ... 50

1.8 Il formato dei segnali video e la compressione ... 55

1.8.1 I più diffusi: M-JPEG, MPEG, H.264 ... 56

1.9 L’audio digitale ... 59

4

1.9.2 La compressione audio ... 63

1.9.3 L’audio surround... 65

1.9.4 I Connettori audio più diffusi ... 67

1.10 L’interfaccia seriale RS-232 ... 69

1.11 Il modello ISO/OSI ... 72

1.12 Internet working ... 76

1.12.1 Internet Protocol, IPv4 ... 77

1.12.2 Internet Protocol, IPv6 ... 80

1.13 RTP/ RTCP, il protocollo per il multimediale ... 82

1.14 Il futuro multimediale: lo standard AVB ... 86

CAPITOLO 2

2.1 La sicurezza ed il rischio ... 93

2.2 La sicurezza sul lavoro: obblighi e responsabilità ... 96

2.3 La sicurezza in sala operatoria ... 99

2.3.1 La sicurezza elettrica in sala operatoria ... 101

2.3.2 Il sistema IT-M ... 105

2.3.3 Alimentazione dei servizi di sicurezza ... 110

2.3.4 Gli impianti di segnale ... 112

2.4 La classificazione degli apparecchi elettrici ed elettromedicali ... 114

CAPITOLO 3

3.1 La classificazione chirurgica e le linee guida ... 119

3.2 Tecnologia, salute ed economia in chirurgia ... 121

3.3 Valutazioni comparative tra tecniche chirurgiche ... 129

3.3.1 Il trattamento della colecisti ... 129

5

3.3.3 Il trattamento della tiroide ... 133

3.4 La chirurgia robotica ... 135

3.5 L’audio-video per la chirurgia: presente e futuro ... 138

3.5.1 La sala operatoria digitale... 140

CAPITOLO 4

4.1 Progettazione concettuale di sala operatoria ... 144

4.1.1 Descrizione delle caratteristiche tecnico-qualitative ... 147

4.1.2 Modello di sala operatoria: ottimizzazione ed ergonomia ... 152

4.2 Progettazione concettuale dei flussi di I/O multimediali ... 157

4.2.1 Modello di blocco operatorio ... 160

4.3 Design dei flussi multimediali ... 164

4.3.1 Considerazioni sul design ... 171

4.3.2 Composizione degli armadi e delle Equipment Room ... 173

CAPITOLO 5

5.1 Modello di centro per l’alta formazione chirurgica ... 178

5.2 Valutazioni globali per la realizzazione dello studio condotto ... 181

Conclusioni... 185

Bibliografia ... 189