Determination of the acceptable MPEG-4 quality for clinical real-time tele-echocardiography services

Andrea Giordano, Fabio Comazzi, Francesco Scapellato, Ermanno Eleuteri, Pantaleo Giannuzzi, Giuseppe Minuco
2009 Annali dell'Istituto Superiore di Sanità  
the characteristics of Moving Picture experts Group (MPeG-4) video compression, in particular its adaptability to narrowband channels and the elevated degree of compression obtainable, make it of interest for services of telemedicine that require instantaneous video transmission and interpretation. In this study we faced the problem of the minimum quality of service (QoS) in specific applications of tele-echocardiography (t-e). In the specifics we evaluated the clinical adequacy of MPeG-4
more » ... ssion in the real time transmission of echocardiographic studies. Forty echocardiographic examinations consisting of standard projections of patients affected by ischemic heart disease were submitted to two observers expert in echocardiography, who made 4 separate evaluations as follows: 2 on the same equipment on which the original studies were performed; 1 after online MPeG-4 codification of the studies at 256 kb/s; 1 after online MPeG-4 codification of the studies at 128 kb/s. For each evaluation, the following data were collected: subjective opinion on the overall visual quality of the images; estimate of ejection fraction and level of impairment; wall Motion Score Index and percentage of asynergy; mitral failure. the results: 1) the subjective quality of the echocardiographic images was the same as that perceived in the video at Mpeg4/256 kb/s compression level while it was lower, as expected, in the video Mpeg4/128 kb/s; 2) the quality degradation did not produce a statistically significant difference in the evaluation of left ventricular function and regional wall motion impairments. these results confirm the feasibility of MPeG-4 compression for the transmission of echocardiographic studies for use in telemedicine and suggest that it is not necessary to seek transmission speeds higher than 256 kb/s for the semiquantitative reading of left venticular kinetics. Riassunto (Soglia minima di accettabilità di un servizio di tele-ecocardiografia digitale in real-time basata su MPEG-4 per alcune indagini cliniche cardiache). Le caratteristiche della compressione video MPeG-4, in particolare la sua adattabilità a canali a banda limitata e gli elevati fattori di compressione ottenibili, la rendono interessante per servizi di telemedicina che richiedano trasmissione ed interpretazione di video in tempo reale. In questo studio si è valutata l'adeguatezza clinica della compressione MPeG-4 nella trasmissione in tempo reale di studi ecocardiografici. Quaranta esami ecocardiografici composti dalle proiezioni standard di pazienti affetti da cardiopatia ischemica sono stati valutati da due operatori ecocardiografici esperti per 4 volte di cui: 2 sullo stesso apparecchio dove erano stati realizzati gli studi originali; 1 dopo codifica MPeG-4 online degli studi a 256 kb/s; 1 dopo codifica MPeG-4 online degli studi a 128 kb/s. Sono state raccolte, per ogni valutazione: un giudizio soggettivo sulla qualità visiva globale delle immagini, la frazione d'eiezione stimata ed il grado di compromissione, lo Wall Motion Score Index e la percentuale di asinergia, l'insufficienza mitralica. Per quanto riguarda i risultati: 1) la qualità soggettiva delle immagini rilevata sull'ecocardiografo è la stessa che viene percepita nel video Mpeg4/256 kb/s, con un prevedibile peggioramento nel video Mpeg4/128 kb/s; 2) il degrado in qualità non ha prodotto differenze statisticamente significative sul giudizio circa la funzionalità e le alterazioni regionali della cinetica del ventricolo sinistro. Parole chiave: ecocardiografia, telemedicina, compressione dati.
doi:10.1590/s0021-25712009000400005 pmid:20061657 fatcat:yu5sfmx7vbblrh2omhux5nsgma