INTRODUZIONE

Il miglioramento continuo della qualità (CQI = continuous quality improvement) in campo medico dipende anche dal miglioramento delle conoscenze scientifiche del team medico. La forma più comune di aggiornamento è quella delle riunioni scientifiche dello staff medico. Normalmente la diffusione della comunicazione e delle informazioni non è sempre soddisfacente e così capillare da raggiungere ogni singolo operatore (per es. impegnato in quel momento in altre attività, etc.). I recenti progressi nella tecnologia dei sistemi di videoconferenza e telecomunicazione, permettono oggi anche a piccoli gruppi di lavoro di realizzare delle conferenze interattive con partecipanti a distanza usando questi strumenti di comunicazione (1).
Infatti insegnamento teorico, pratica clinica e miglioramento della qualità delle cure sono componenti essenziali del livello qualitativo raggiunto da un dipartimento d’anestesia (1).
In generale dipartimenti d’anestesia e organizzazioni sanitarie che praticano un programma continuo di miglioramento della qualità hanno di solito più successo di pubblico nell’ambito delle strutture sanitarie (2). Un programma efficace di innalzamento continuo della qualità (CQI) raccoglie dati dall’attività quotidiana che vengono utilizzati come indici per eliminare i problemi che sorgono nella cura del paziente, ponendosi obiettivi da raggiungere (3). Una verifica periodica del raggiungimento degli obiettivi è un meccanismo essenziale del CQI. L’aggiornamento professionale è di sicuro un strumento basilare del CQI, poiché un operatore sanitario sempre aggiornato è più disponibile ad accettare nuovi protocolli che vadano meglio incontro alle necessità dei pazienti (4).

La videoconferenza può diventare uno strumento importante nel miglioramento della professionalità poiché può aumentare il numero di persone che usufruiscono delle riunioni di aggiornamento. Va, infatti, considerato che di solito non più del 30-40% dello staff prende parte alle riunioni interne d’aggiornamento. Questo fenomeno è da ascrivere, all’assenza dall’Ospedale (personale che ha avuto turni notturni, personale in ferie etc.) ed al fatto che anche il personale presente in Ospedale si trova in luoghi distanti dalla sala riunioni, e sebbene in grado di poter seguire la riunione non può abbandonare il luogo in cui trova (personale in sala risveglio, in terapia intensiva, etc.). La tecnica di videoconferenza è in grado di ovviare ad entrambi i problemi poiché registrando le riunioni di aggiornamento ne permette la visione al personale assente in un tempo differito, mentre la diffusione ad altri ambienti dell’Ospedale con l’uso di una rete, consente di raggiungere tutto il personale presente in Ospedale. I sistemi di videoconferenza utilizzati di solito sono molto costosi prevedono delle gestioni complesse o collegamenti con altre strutture. Sono in altre parole destinati a grosse strutture Ospedaliere-Universitarie, mentre proprio in piccole strutture con personale che è di solito al di fuori del circuito culturale, potrebbero essere di notevole aiuto nel promuovere l’aggiornamento e quindi il miglioramento della qualità. Verranno di seguito descritte le tecniche di videoconferenza diffuse in INTERNET ed i risultati ottenuti con la loro applicazione all’aggiornamento anestesiologico dell’Ospedale Buccheri La Ferla Fatebenefratelli di Palermo in un programma di CQI.

1 La videoconferenza

1.1 La videoconferenza con l’uso di un computer

Dai valori riportati in tabella si deduce, che solo riducendo o usando delle tecniche di compressione dei fotogrammi (frames) da inviare, si può utilizzare un collegamento telefonico per trasmettere immagini. Anche la trasmissione della voce necessita di tecnica di compressione. Infatti pochi minuti di conversazione registrate sotto forma di files audio (.wav) occupano MB di spazio. Complessivamente, quindi, per la videoconferenza sono impiegate tecniche di compressione video e audio

1.1.1 Compressione video

Le tecniche video utilizzano programmi in grado di comprimere la grandezza dei filmati agendo, oltre che su algoritmi di compressione simili allo "zipfile", principalmente su tre parametri: numero di frames per sec, grandezza del video, numero di colori.

• Numero di frames
  • Un filmato produce un’accettabile sensazione di movimento da una velocità di 15-20 frames/sec. I filmati trasmessi in videoconferenza via computer di solito hanno una velocità tra i 3 ed i 10 frames/sec., il che spiega l’effetto "moviola" con cui spesso si vedono sul video
• Grandezza del video
  • Le dimensioni di un’immagine sul computer comportano una maggiore o minore trasmissione di Pixel (l’unità luminosa dello schermo dei computer). Generalmente uno schermo di computer è utilizzato ad una risoluzione di 640 in orizzontale per 480 in verticale pixel. Un ‘immagine trasmessa in videoconferenza come quelle mostrata in fig.1 con 16 milioni di colori (24 bit) ed una dimensione di 97x73 pixel occupa su disco 41.6 KBytes. La stessa immagine se viene visualizzata a 640x480 occuperà 1,7MBytes di spazio. Quest’enorme differenza spiega il perché le immagini vengano inviate con dimensioni così contenute.
• Numero di colori
  • Analogamente alle dimensioni, il numero di colori riveste una certa importanza nel ridurre la quantità di dati. La stessa immagine prima considerata con un numero di colori ridotti a 256 riduce la sua dimensione a 14 Kbytes. Tuttavia per la trasmissione di immagini quali radiografie, e riprese di avvenimenti è necessaria una risoluzione del video di 65536 colori (16 bit)

1.1.2 Compressione audio

La voce pone meno problemi per la sua trasmissione. Tuttavia un algoritmo di compressione è usato anche per la conversazione. Il più famoso e forse anche il più efficiente è il GSM (Global System for Mobile telecommunication), (6) nella recente versione 6.10. Questo algoritmo viene usato sulla rete telefonica omonima, che trasmette ad una velocità di 9600 bits/sec.. Un recente aggiornamento di questa tecnologia, basandosi su un protocollo standard di trasmissione, adottato da diversi programmi, chiamato H.323, permette anche una videoconferenza tra utenti che utilizzano programmi diversi. Utilizzando questo od altri compressori di suono simili, è possibile trasmettere un’accettabile qualità di voce anche con velocità molto basse.

1.2 Le attrezzature necessarie ad una videoconferenza via computer.

1.2.1 Il computer

Visto il largo uso di "compressioni" fatto dai programmi di videoconferenza, è indispensabile disporre almeno di un computer con microprocessore Pentium II 300 Mhz, con 64 MB di RAM., poiché il lavoro di tipo matematico, richiesto al microprocessore è notevole. Altro componente importante è la scheda video, che deve essere dotata di un buon acceleratore grafico e di almeno 8 MB di RAM. Al di sopra di questi valori non si ottiene un miglioramento critico, atteso che la trasmissione delle immagini avviene di solito attraverso le linee telefoniche con le limitazioni già esposte.

1.2.2 Scheda audio

Molta importanza riveste la scheda audio, le cui caratteristiche sono rappresentate soprattutto dalla possibilità di utilizzare software di compressione e di offrire una trasmissione "Full Duplex". Quest’ultima caratteristica è rappresentata dal far transitare la voce in arrivo su un canale differente, da quella in uscita. Si ottiene così la possibilità di parlare contemporaneamente all’interlocutore. E’ invece definita "Half Duplex" la trasmissione monocanale con possibilità di parlare od ascoltare. Le schede audio di ultima generazione sono fornite con un software "Full Duplex".

1.2.3 Telecamera

La parte video è quella che necessita di più risorse. Le soluzioni prospettabili devono prendere in considerazioni videocamere, che non sovraccarichino il lavoro del computer per la digitalizzazione delle immagini. Possono quindi essere usate due tipi di video camere: analogiche o digitali.

• Analogiche
  • Qualunque videocamera per uso amatoriale può essere usata per la videoconferenza, tuttavia sarà necessario inserire una scheda di conversione analogica-digitale all’interno del computer. Questa soluzione permette di convertire in formato analogico i filmati presenti sul computer e di registrarli su video videocassette. E’ quindi possibile riversare su videocassette filmati digitalizzati o registrati in CD. L’uso di una videocamera analogica è evidentemente la scelta più costosa, ma anche di migliore qualità. Va infine notato che anche le telecamere analogiche possono trovare impiego su computer portatili, essendo ormai disponibili schede in formato carta di credito (PCMCIA) per uso su computer portatili.
• Digitali
  • Sono quelle più usate per la videoconferenza. Queste telecamere sono di dimensioni contenute (fig.2) e richiedono pochissime risorse al microprocessore, giacché inviano al computer immagini già digitalizzate. Vengono commercializzate in kit multimediali contenenti anche schede audio e relativo microfono oppure da sole come nel caso della famosa Quickcam della Connectix prodotta oggi dalla Logitech (7). Le versioni più usate di queste telecamere non necessitano di alimentazione autonoma e sfruttano l’alimentazione elettrica della tastiera o della porta USB del computer. Nella versione con alimentazione dalla tastiera le immagini sono inviate attraverso la porta parallela (porta stampante) mentre nella versione per USB attraverso questa porta vengono fornite, sia le immagini al computer quanto l’alimentazione elettrica alla videocamera. La qualità è inferiore a quella delle videocamere analogiche tradizionali, ma è più che accettabile per una videoconferenza. Il costo di queste telecamere è di circa duecentomila lire e sono ideali per computer portatili.

1.3 I programmi

I programmi usati per le videoconferenze sono largamente diffusi nel mondo INTERNET. Si possono distinguere programmi che consentono un’interattività tra gli utenti, ossia una modalità di connessione tra un utente ed un altro con caratteristiche simili ad un videotelefono ed un altro gruppo che consentono di supportare la connessione di più utenti ad una videoconferenza senza possibilità d’intervento ma solo in qualità di spettatori. 

Per semplicità chiameremo i primi interattivi ed i secondi server di videoconferenza.

1.3.1 Programmi di videoconferenza interattivi

1.3.1.1 Programmi Multipunto

Sono programmi che consentono di far partecipare alla stessa videoconferenza diversi utenti. Il principio utilizzato prevede l’uso di un computer server che funzionando da "riflettore" riceva i dati inviati da più utenti e che sia in grado di ritrasmetterli agli utenti stessi. Utilizzando questa modalità l’utente si collega al computer "reflector", che conterrà la lista e le immagini degli utenti connessi in quel momento, consentendo di scegliere uno o più partecipanti con cui iniziare la videoconferenza (fig.3). Un esempio di questa modalità di videoconferenza è il programma "Cuseeme" (http://www.wpine.com. Il programma è MeetingPoint conference server (8)

fig.3 White Pine CU-SeeMe (CU) :Esempio di videoconferenza multipunto (con più di un partecipante). Il 100% di velocità è ottenuto usando il programma su una rete locale (INTRANET).

1.3.1.2 Programmi " punto a punto"

Due utenti possono collegarsi con una connessione diretta tra i due computer e trasmettersi immagini e suoni. Diversi programmi sono disponibili in Internet per utilizzare una videoconferenza "punto a punto" i più usati sono Microsoft Netmeeting e CU-SeeMe

• Microsoft Netmeeting
  Microsoft Netmeeting (MN) è un componente del browser Internet Explorer. MN è scaricabile gratuitamente dal sito Microsoft (9) . Il programma presenta funzioni di videoconferenza con solo due partecipanti contemporaneamente e funzioni di "telecommuting". E’ cioè possibile condividere programmi (per es. scrivere un documento a "4 mani") mentre si è in videoconferenza. Queste funzioni sono molto importanti per presentazioni in videoconferenza. E’ possibile far visualizzare sullo schermo dell’altro partecipante una presentazione, preparata con il nostro programma di grafica abituale e allo stesso tempo illustrarla. L’altro partecipante può anche intervenire sul nostro computer per rivedere una diapositiva già esposta o per disegnare qualcosa sul nostro schermo. Questo tipo di videoconferenza interattiva è largamente usato in ambiente aziendale. I limiti di questo programma sono rappresentati dall’impossibilità di far vedere più di un partecipante alla volta. Per ciò che riguarda INTERNET in effetti questo è un problema trascurabile, atteso che, alle velocità di connessione dell’utente privato, è molto difficile realizzare una conferenza con più di due partecipanti.
• White Pine CU-SeeMe
  White Pine CU-SeeMe (CU) è stato uno dei primi programmi per videoconferenza (vedi fig.3). CU offre la possibilità di una multiconferenza, che tuttavia è possibile realizzare con affidabilità, solo su una linea di comunicazione veloce come per esempio una rete INTRANET. Tuttavia anche per videoconferenza tra due persone CU offre un’elevata qualità d’immagini e di suoni. Cu nella versione "PRO" possiede le stesse caratteristiche di "telecommuting" di MN è così possibile utilizzare un suo componente chiamato whiteboard per scrivere e disegnare grafici durante la videoconferenza. La White Pine ha inoltre sviluppato un altro programma chiamato "Class-Point " che raccoglie molte caratteristiche di "telecommuting" offerte da NM estendendole però alla multiconferenza. Questo programma nasce per l’insegnamento attraverso una INTRANET. I programmi della White Pine possono essere scaricati dall’indirizzo: http://www.wpine.com/Products/index.html

1.3.2 Server di videoconferenza.

L’interattività tra gli utenti non è sempre necessaria. In molti casi la videoconferenza è costituita dalla presentazione di un oratore cui assistono alcuni partecipanti senza che vi sia la necessità di un’interazione tra partecipanti ed oratore se non alla fine della presentazione per delle domande. E’ questo il caso delle presentazioni di carattere medico, per cui l’interattività tra relatore e partecipanti è limitata a poche domande alla fine della presentazione. Tuttavia in questi casi diviene importante far assistere quanti più partecipanti possibili, al fine di evitare la ripetizione delle relazioni. Sfruttando le tecniche già impiegate per i collegamenti in rete, in cui più computer possono prendere dati da un unico computer (server), lo stesso modello è stato impiegato per realizzare dei programmi server di videoconferenza. Il modello impiegato è esposto nella figura 4.

Fig.4. Schema d’uso di un server di videoconferenza.

Il relatore (fig.4) utilizza un computer su cui sono installati la telecamera ed un scheda audio. Sullo stesso computer viene lanciato il programma che cattura le immagini e l’audio ed elabora una codifica di compressione (ENCODER). Il file elaborato viene quindi inviato in maniera continua e sincronizzata ad un altro computer su cui è in funzione il programma server di videoconferenza (streaming) che produce un file contenente video e voce, memorizzato sul disco fisso del computer stesso. I partecipanti si collegano al server di videoconferenza utilizzando un programma (DECODER) per leggere il file di streaming che è continuamente prodotto sul server. Analogamente a qualunque connessione tra un computer server e client la lettura dei file è sincronizzata sulle rispettive velocità per evitare interruzioni nel trasferimento dei dati, che in questo caso interromperebbero la visone della videoconferenza.

I programmi più diffusi in INTERNET, di cui sono scaricabili delle versioni gratuite, sono Microsoft Windows Media Tools e Real Network Tools

1.3.2.1 Microsoft Windows Media Tools (fig.5)

Fig.5 Microsoft Windows Media Tools software

Il set per la videoconferenza della microsoft prevede l’uso di tre programmi (10):

• Windows Encoder
  Questo programma va utilizzato sul computer utilizzato dallo speaker e funziona con il sistema operativo Microsoft Windows 98. Supporta diverse schede analogiche-digitali per l’uso con telecamere analogiche ed anche telecamere digitali su porta USB. Tuttavia è consigliabile il suo uso con un computer dotato di una sua propria scheda di cattura immagine, atteso che le risorse del computer sono molte usate dall’ENCODER e quindi l’elaborazioni dell’immagini è meglio vengano affidate ad una scheda di cattura video già dotata di microprocessore. Il file prodotto è di tipo mpeg.
• Windows Media Server
  Il componente server va installato su un sistema operativo Windows NT 4.0 o Windows 2000. Si tratta di un programma server che riceve il file codificato dall’ENCODER, lo memorizza su una directory dell’Hard Disk, scelta dall’utente, permettendo la creazione di un tradizionale file di INTERNET (HTM), nel cui contesto viene creato uno shortcut alla video conferenza. Il client potrà utilizzare un browser per caricare la pagina HTM e attivare la visione della videoconferenza cliccando sullo shortcut.
• Windows Media Player
  E’ questo il componente usato sul computer client per visualizzare la videoconferenza. Le modalità di collegamento possono essere di due tipi:
  • Via Browser
    Se sul server è stata preparata una pagina HTM, utilizzando l’indirizzo della pagina sul computer client questa sarà visualizzata con l’uso del browser. Sulla pagina sarà possibile inserire una descrizione della videoconferenza l’orario etc. Cliccando sullo shortcut verrà in realtà attivato il Windows Media Server che stabilirà una connessione diretta con il Windows Media Player del client e permetterà di visualizzare la videoconferenza.
  • Utilizzando direttamente il Player
    E’ possibile utilizzare direttamente Windows Media Player per vedere la videoconferenza.In questo caso dal menu file si può inserire l’indirizzo completo del filmato, che sarà visualizzato senza il caricamento del browser. La videoconferenza può essere anche registrata su un file AVI con compressione mpeg per rivederla off-line. Lo spazio necessario è di circa 2 Mbytes per ogni minuto di un filmato con le seguenti caratteristiche:
    • grandezza:240x180 pixels
    • colori: 24 bit (16 milioni)
    • velocità: 10 frames al secondo
    • audio : 11Hz 8 bit mono.

Il programma ENCODER e server possono essere utilizzati sullo stesso computer. Tuttavia è necessario utilizzare un computer con almeno 128 MB di RAM ,processore Pentium III 450 e sistema operativo Windows NT o 2000.

1.3.2.2 Real Network Tools (fig.6) (11)

Fig.6  Strumenti di videoconferenza della RealNetworks company

I programmi della Real comprendono:

• Real producer
  Questo programma è l’ENCODER delle immagini e dell’audio della videoconferenza. E’ utilizzato sul computer dello speaker e funziona con Windows 98. Supporta diverse schede analogiche digitali per l’uso con telecamere analogiche ed anche digitali su porta USB. Il file prodotto è un file di tipo compresso con caratteristiche proprietarie della Real Network..
• Real Server
  Il componente Server esiste per diversi sistemi operativi compreso Windows 98 consentendone l’uso anche su computer che non hanno caratteristiche di server di rete. E’ possibile utilizzare sullo stesso computer sia il "producer" quanto il "server". Tuttavia in questo caso è necessario utilizzare almeno un Pentium II 300 con 128 MB di Ram. Il funzionamento del server comprende la possibilità di visualizzare on line la videoconferenza e di registrarla per una visualizzazione off-line. Il programma è offerto gratuitamente nella versione "basic" che consente la connessione di 25 utenti. E’ possibile utilizzare una pagina HTM, in cui inserire lo shortcut alla videoconferenza ed usare il browser per INTERNET o direttamente il programma di visualizzazione real player. I file prodotti per la visualizzazione off-line hanno estensione rm e presentano dimensioni di circa 1,1 Mbytes/min, quando memorizzati con le caratteristiche esposte precedentemente (paragrafo 1.3.2.1 ).
• Real Player
  Il programma per la visualizzazione della videoconferenza è il Real Player. Il suo funzionamento è analogo al Windows Media Player precedentemente descritto.

 

Note bibliografiche

1. Hinkle AJ: What you need to know about total Quality Management techniques. ASA refresher courses 24:111-126,1996

2. Lubarky DA: Using an anesthesia information management system as a cost containment tool. Anesthesiology :86,1161-9 1997.

3. Nolan TW,Provost LP: Understanding variation. Quality progress ,May 1990

4. Grant J, Stanton F. The effectiveness of continuing professional development. Joint Centre for Education in Medicine,  1998:21-24

5. Remote Computing White Papers http://www.symantec.com/ibm/can.html/eng/product/pcanywhere/remotecomm.html

6. GSM (Global System for Mobile Telecommunications) http://kbs.cs.tu-berlin.de/~jutta/toast.html

7. Digital cameras (http://www.logitech.com/

8. Videoconferencing software "Cu-seeme" http://www.wpine.com/Products/index.html

9. Videoconferencing software "Netmeeting" http://www.microsoft.com/windows/netmeeting/

10. Microsoft Windows Media Tools http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia/EN/default.asp

11. RealNetworkss Tools http://www.realnetworks.com/

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