Imagenologia Digital e PACS

Ing. Daniel Geido

Trabalho realizado para o Núcleo de Engenharia BiomédicaFacultades de Ingeniería y Medicina

Universidad de la República

Adaptado e traduzido por Paulo R. Rades, cpTICS, HL7@interopera 1

Introdução

Por que digitalizar?

Radiologia digital vs Radiologia analógica

Beneficios obtidos:

Menores doses de radiação no paciente e no operador. Menores quantidades de materiais altamente contaminantes (Chumbo,

Reveladores e fixadores químicos). Econômicos: economia com as chapas radiográficas e rolos fotográficos,

economia com compra de reveladores e fixadores, compra e manutenção de processadores e equipamentos de revelação.

Redução do espaço físico para armazenar as imagens através de arquivos digitais.

Diagnóstico remoto e entrega de resultados por intranet hospitalar ou internet, proporcionando rapidez, praticidade e possibilidade de Inter consulta entre os profissionais instantaneamente.

Alto contraste das imagens digitais com uso de monitores especiais e softwares com ferramentas de processamento que auxiliam o médico, facilitando e melhorando o diagnóstico.

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Fluxo de trabalho na radiografia

convencional

Imagem latente

Reveladora

Película revelada

Diagnóstico

e

ArquivamentoMédico radiologista

Processadora

+

Chassis com película

virgem

Equipamentos de RX analógicos

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Técnicas de digitalização

Certos equipamentos (modalidades), como CT,

MR, NM, US, DSA, são mais propensos a serem

digitais (embora nem sempre).

Outros, como RX convencional ou portátil,

mamografia, fluoroscopia, etc.; normalmente não

são digitais.

Temos 2 maneras de fazer isto:

Forma direta.

Forma indireta.

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Digitalização de forma direta

• DR (Digital Radiography):

São utilizados detectores digitais do tipo "flat pannel" que convertem o Rx em luz (iodetode césio) que são capturados por pequenos elementos TFT.

DDR é uma opção na qual não há conversão para luz; diretamente do Rx para sinaiselétricos.

Equipamentosde RX digital

Identificação do paciente (entrada

manual - captura de datos)

Previsualização

Conexão com restante dos

serviços de imagenología

Terminal de diagnóstico

Arquivo

Impresora laser de

placas

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Digitalização de forma direta

CR (Computed Radiography):

Meio termo entre método direto e indireto.

A placa convencional é substituída por uma placa com capacidade dearmazenamento (memória): ex. dados paciente

Placa de fluorobromo de bário; o Rx faz com que os elétrons passem de um estado debaixa energia para um de maior, que após algum tempo retornam ao estado de repouso.

Esta placa é inserida no CR que realiza uma varredura ponto-a-ponto com um laser He-Ne de 633nm, causando a alteração dos elétrons e retornando ao estado de repousoemitindo uma luz de cor azul de cerca de 400nm. Essa luz é capturada e convertida emum sinal elétrico.

Para reutilização da placa, esta é apagada sendo submetida a luz intensa estando disponívelpara uso. Tem um ciclo de vida de 3000 ciclos.

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Fluxo de trabalho com radiografia

computadorizada, CR

Equipamentos de RX analógicos

Chassis Revelado

Imagem latente

Estação de

previsualização e

identificação do paciente

(entrada manual - captura

de datos)

Imagen digital

Chassis com película

apagada

Leitor de chassis, CR

Apaga a película

Estação de diagnóstico

Arquivo Impresora laser de

placas

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Digitalização de forma indireta

Digitalizador de placa:

Fotografar através de uma câmera, a placa em um negatoscópio de alta esuficiente intensidade.

Sistema CCD: é um scanner no qual a placa é iluminada e por meio de detectoresdo tipo Charged Coupled Device, a informação é capturada; é necessário iluminar aplaca de ambos os lados.

Tecnologia laser: o laser é usado para iluminar a placa e os fotomultiplicadorescapturam a imagem.

Apenas os dois últimos são aceitos pelo ACR (American College of Radiology)

Captura de video (frame grabbers):

As placas digitalizadoras capturam o sinal de vídeo proveniente doequipamento. Para equipamentos com saídas de vídeo do tipo PAL, oscaptores comuns NTSC são suficientes, mas para outros casos como o DSA,por exemplo, cartões especiais são necessários, dadas as características dosinal.

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Fluxo de trabalho por digitalizadores

indiretos

Equipamentos de RX analógicos

Chassis Revelado

Imagem latente

Imagem digital

Estação de diagnóstico

Arquivo Impresora laser de

placas

Película

revelada

Reveladora

Escanner de placas

Capturade video

Arco em C

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Normalização

Cada fabricante tinha seu próprio formato de imagem e protocolode comunicação. Isso tornou a interconexão impossível.

Iniciativa conjunta entre o ACR (American College of Radiology) e aNEMA (National Electrical Manufacturers Association):

Criar um padrão internacional, exclusivo para a troca de imagens entreequipamentos de diferentes fabricantes.

Foi assim que surgiu o DICOM (Digital Imaging and Communicationin Medicine).

É um padrão internacional projetado para o intercâmbio, armazenamento egerenciamento de imagens médicas e informações associadas

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DICOM

É um padrão internacional, como o 5G na telefonia móvel ou o VHS em vídeo, etc.

Implementa soluções em camadas superiores do modelo OSI e é executadosobre TCP/IP na camada 3.

Suas primeiras versões datam de 1985, DICOM 1.0 e em 1988 DICOM 2.0

Em 1993 surgiu o DICOM 3.0, que é a versão usada até hoje com váriasmelhorias implementadas.

Cada fabricante deve ter uma "Declaração de Conformidade Dicom", queespecifica quais partes da norma são implementadas e como ela é executada.

Um dispositivo será compatível com DICOM somente se tiver seu DCS associado.

O DICOM define o formato da imagem, informações associadas e também aforma como os equipamentos interagem.

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DICOM

Formato da imagem:

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DICOM

Padrão de comunicação:

Define Classes de Serviços: Verification, Storage, Query/Retrieve, Print,Modality Worklist, etc.

Define objetos: CT, MR, CR, etc.

Somando ambos temos as SOP (Service Object Pair) = Serviço + Objeto.

Exemplos de SOP:

Verification.

Basic Film Session.

CT Image Storage.

MR Image Storage.

Query/Retrieve.

Etc.

Define dois tipos diferentes de atores:

SCU (Service Class User), é quem faz o pedido, Ex: quero imprimir ou queroconsultar um estudo.

SCP (Service Class Provider), é quem realiza o serviço, Ex: impressora, umarquivo.

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HL7

Organização fundada em 1987 por provedoresde soluções clínicas

Establece um mecanismo de mensagens para intercambio da informação clínica

Registro dos dados de pacientes

Gestão de contatos clínicos

Gestão ordens e resultados

Agendamentos Diversos

Observações clínicas

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HL7

Características

É o padrão clínico mais importante e implementado

Aprovado pela ANSI

Milhares de membros na organização

Inconvenientes

Não é uma solução plug’n’play, requer processos de analises das aplicações a integrar

Não tem semântica que defina o significado dos campos

Não contempla informação compleja (imagens, laudos), por isto é necessario combina-lo com o DICOM.

Utilizando DICOM e HL7 temos uma solução completa para a administração do departamento de imagenología e sua interação com o restante do hospital.

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Necessidades

• Grandes complexidades dos sistemas de geração de imagens

– Radiología convencional - tomografía

– Ecografía - Doppler

– Ressonancia magnética

– Emissão de partículas

• Os equipamentos atuais e os altos volumes de imagens utilizadosem cada estudo tem necessidade de sistemas dedicados paraadministração da informação.

Tipo Cód Resolución Imagen (Mbits)

Imágenes/ Estudio

Estudio (MBytes)

Radiología convencional CR 1760 x 2140 x 16 57,47 2 14,36

Ecógrafos US 640 x 480 x 8 2,3 30 8,79

TAC CT 512 x 512 x 16 4 63 31,5

Resonancia magnética MR 256 x 256 x 16 1 61 7,62

Telemando digital RF 1024 x 1024 x 16 16 50 100

Angiógrafo XA 1024 x 1024 x 16 16 10 20

Digitalizador (para mamógrafo) SC 2048 x 2048 x 16 64 1 8

Cardiografía RX XC 1024 x 1024 x 16 16 600 1.200

Emisión de positrones PET Varias 0,35 250 10,93

Medicina nuclear NM Varias 0,25 750 23,43

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Necessito de Sistemas de Gestão

REGISTRO

DE PACIENTES

GERADOR

DE ORDENS

EXECUÇÃO

DAS ORDENS

GESTOR DE

PROCEDIMIENTO

CRIAÇÃO

DE IMAGEM

GESTOR

DE IMAGENS

ARQUIVO

DE IMAGENS

MODALIDADE

UTILIZADA

VISUALIZADOR

DE IMAGENS

Registro de

paciente

Registro de

paciente

Executa o

procedimento

Executa o

procedimiento

Listas de

trabalhoArmazenamento

de imagens

Consulta

de imagens

VISUALIZAÇÃO

DE LAUDOS

REPOSITORIO

DE LAUDOS

GESTÃO

DE LAUDOS

CRIAÇÃO

DE LAUDOS

RIS

HIS

PACSHIS – Hospital Information System

RIS – Radiology Information System

PACS – Picture Archiving and Communication System@interopera 17

Interfaces para comunicação

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PACS

Tomógrafo

Impressora de placas

Servidor de arquivos centralServidor webEstação de backup

Estações de Diagnóstico dentro do hospital

Equipo de RXdigital

DistribuiçãoWeb

Escanner de placas

Equiposde RXanalógicos Mamógrafo

Equiposde RXportáteis

Utilizado para acceso por estações dentro oufora do hospital

Arco en C

Ressonancia

Magnética

Outras

modalidades

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Estações de diagnóstico

Fácil de utilizar, somente visualização, sem

muito processamento, baixo custoEstações

convencionais

Hardware especializado, ferramentas avançadas, duplo

monitor de grau médico, reconstruções 3D, alto custo

Estações específicas

Mais complexas, mais ferramentas específicas para certas

modalidades, monitores de grau médico, médio custo

Estações avançadas

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Servidor de arquivo e web

Armazenamento central usando hardware RAID redundante.

Gravação em CDs ou DVDs.

Backups de vários GigaBytes online ou nearline, DAS (DirectAttached Storage, CD, DVD, fita, JukeBox, etc), NAS (Network Attached Storage, uso de LAN), outros.

Mantenha o banco de dados de pacientes e dos estudos realizados sem salvar as imagens, mas sabendo onde estas estão armazenadas para backup; são os backups offline.

Um servidor web ou para teleradiologia serve para distribuição de imagens para fora do hospital, para que os médicos possam consultar de onde estejam, enviarem para outras clínicas ou hospitais, ATENÇÂO com o monitor a ser utilizado para visualização. Também acessível no próprio hospital.

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interOpera

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