Estudo de sistemas existentes 1 Sistema ToRM-

3.2.1.1.1 Introdução

O ToRM-005 foi uma das primeiras fontes de informação utilizadas para a aquisição de conhecimento na área de MRI e posterior levantamento dos requisitos para o sistema DataTORM. Paralelamente à revisão da literatura sobre os princípios físicos de RMN e sobre o funcionamento de sistemas de MRI, foi feito um estudo sobre este sistema utilizando técnicas de entrevistas, análise de protocolos e observação.

Na seção Sistemas de imagens por RMN da revisão da literatura, o sistema ToRM-005 é introduzido e os seus detalhes técnicos são apresentados no Apêndice I - Especificações técnicas do ToRM-005. A seguir são apresentadas informações específicas sobre este sistema que são pertinentes ao desenvolvimento do DataTORM. As atividades que compreenderam a elaboração do diagrama de contexto, o levantamento do léxico ampliado da linguagem, o levantamento da situação atual de armazenamento e gerenciamento de dados no ToRM-005 e o desenvolvimento do aplicativo PosProc proporcionaram uma visão geral do ToRM- 005 e serviram de aprendizado inicial para vários aspectos de deveriam ser levados em consideração no desenvolvimento do sistema de banco de dados.

O contexto do sistema refere-se ao ambiente no qual ele está inserido. Este é composto por diversas entidades do mundo real (pessoas, instituições, etc.) que comunicam entre si através de fluxos de informação (FI), ou interagem com o sistema através de interfaces com o sistema (IS).20

A definição do contexto do ambiente de operação do sistema ToRM-05 é importante para a especificação do DataTORM, pois este contém informações sobre as entidades do contexto deste sistema de MRI. Também são estas entidades que, diretamente ou não, irão interagir com o DataTORM, inserindo novos dados e consultando os dados existentes.

Para o sistema atual ToRM-005 foram identificados três níveis básicos de contexto:

• Sala de Tomografia (ST); • Grupo de Ressonância (GR); • Contexto Externo (CE).

O diagrama de contexto da Figura 28 representa estes três níveis, juntamente com as entidades de cada nível. As interfaces com o sistema são os únicos contatos diretos com o ToRM-005. Já os fluxos de informação são indiretamente relacionados com o sistema. Na Tabela 15 são resumidos os fluxos de informação e as interfaces com o sistema da Figura 28.

Operador Edson Engenheiros Mateus/Edson Técnicos ST GR Prof & Alu

Médicos & Hospitais Comunidade

ToRM-005 Diagrama de Contexto - Situação Atual

Médico Clovis F1 F2 F3 F5 F4 F8 F9 F7 I5 I4 I3 I2 I1 Fluxo de Informação Interface com o Sistema

F6

CE Figura 28 - Diagrama de contexto do ToRM-005.

Tabela 15 - Descrição dos fluxos de informações e interfaces com o sistema do diagrama de contexto do ToRM-005

Fluxos de Informação (FI) Interfaces com o Sistema (IS)

F1: A Comunidade interage com Médicos e Hospitais para consultas e tratamentos.

I1: Professores e Alunos operam diretamente o sistema ToRM-005.

F2: A Comunidade procura diretamente o Operador para entregar o pedido de exame, marcar o exame e pegar os resultados.

I2: O Médico visualiza as imagens na tela de visualização do sistema ToRM-005.

F3: Médicos e Hospitais requisitam serviços através do operador do sistema que orienta sobre como devem ser os procedimentos. Os resultados dos exames são entregues para os Médicos ou Hospitais que requisitaram.

I3: O Operador opera o sistema ToRM-005.

F4: O Médico instrui o Operador quanto às características do exame. O Operador entrega os resultados finais ao Médico para a sua interpretação.

I4: Os Engenheiros realizam atividades de manutenção e desenvolvimento de

equipamentos e programas do ToRM-005. F5: O Médico fornece opiniões sobre o

sistema (qualidade das imagens, etc.) aos Engenheiros.

I5: Os Técnicos realizam atividades sobre o sistema ToRM-005.

F6: Operador informa aos Engenheiros dados e opiniões sobre a operação e funcionamento do sistema.

F7: Os Engenheiros determinam aos Técnicos as atividades a serem feitas sobre o sistema ToRM-005.

Fluxos de Informação (FI) Interfaces com o Sistema (IS)

F8: Professores e Alunos instruem o Operador quanto às características da atividade.

F9: Professores e Alunos informam aos Engenheiros dados e opiniões sobre a operação e funcionamento do sistema.

O diagrama de contexto acima descreve um ambiente pouco usual para uma instalação médica, pois reflete várias características específicas de um ambiente de pesquisa e desenvolvimento existente em uma universidade. Neste ambiente, existem diversos usuários que interagem diretamente com o sistema, como professores, alunos, engenheiros e técnicos, e que executam diversas atividades, como desenvolvimento de equipamentos e programas para MRI, experimentos acadêmicos e exames clínicos. O médico que trabalha em parceria com o grupo de ressonância é responsável por avaliar a viabilidade da execução de exames clínicos que são requisitados e por acompanhar estes exames, mas ele não emite laudos baseado nos resultados.

A utilização do diagrama de contexto serviu para organizar uma primeira visão superficial do ambiente de operação do ToRM-005. Através de um maior detalhamento do conteúdo dos FI e IS seria possível elaborar um modelo mais completo do contexto do sistema, modelo este que forneceria uma descrição detalhada dos dados e dos aspectos funcionais deste sistema. Como pretendia-se utilizar outros tipos de modelos de dados para descrever o sistema em profundidade, optou-se por limitar a utilização dos diagramas de contexto apenas para proporcionar uma descrição geral inicial.

3.2.1.1.3 Léxico Ampliado da Linguagem

Uma das metodologias utilizadas no levantamento de informações sobre o sistema ToRM-005 foi a análise do léxico utilizado no contexto de operação do sistema. O Léxico Ampliado da Linguagem (LAL) é uma forma de representação simples da linguagem utilizada em determinado contexto e ambiente. Ele se baseia na idéia de que coisas observáveis em um ambiente têm sua semântica definida neste mesmo ambiente.20

O esquema de representação do LAL possui três estruturas básicas: símbolo, noção e impacto. O símbolo é uma palavra-chave existente no vocabulário usado no ambiente. A noção descreve o significado geral do símbolo, e o impacto descreve o efeito do uso ou ocorrência do símbolo. Tanto as noções quanto os impactos são descrições semânticas dos símbolos e estas descrições seguem os princípios de circularidade e vocabulário mínimo.20

Foi desenvolvido um pequeno aplicativo, o Lex,* _{para auxiliar a criação do}

LAL para o sistema ToRM-005. Este programa, desenvolvido utilizando Microsoft® Visual Basic®,† versão 3.0, implementa um pequeno banco de dados de símbolos, noções e impactos. A circularidade do vocabulário é implementada na forma de hipertexto, onde as palavras-chave são indicadas entre colchetes. A figura a seguir mostra a janela principal do programa, com os campos para inserir os símbolos e as respectivas noções e impactos.

* _{O programa Lex, cujo nome é uma abreviação da palavra léxico, e as demais atividades}

relacionadas com o levantamento do LAL do sistema ToRM-005 foram desenvolvidos no Grupo de Ressonância do IFSC pelo mestrando Rodrigo Villares Portugal e pelo autor desta dissertação no segundo semestre de 1994.

Figura 29 - Janela principal do programa Lex.

Baseado na observação do sistema e em entrevistas com vários especialistas que o operam, foram feitos três textos de descrição do sistema: um com a descrição dos diversos equipamentos que compõe o tomógrafo; outro com figuras esquemáticas dos equipamentos indicados no primeiro texto; e um último com descrições detalhadas do protocolo de operação.

Nestes textos foram indicadas entre colchetes as principais palavras-chave do vocabulário utilizado. Estas palavras foram inseridas no programa Lex na forma de símbolos. Noções e impactos dos símbolos foram extraídos dos textos ou através de consultas a manuais ou especialistas. Baseado nesta primeira versão do LAL do ToRM-005, os textos de descrição de equipamentos e de protocolos foram editados para utilizar apenas os símbolos do léxico ao invés de sinônimos. Ao final, foram identificados 181 símbolos, cujas noções e impactos foram especificados. Os textos finais ficaram mais concisos e com um vocabulário autoconsistente. (Os textos utilizados como fonte para o levantamento do léxico e o LAL propriamente dito estão no Apêndice V).

Foram duas as principais contribuições do levantamento do léxico do sistema ToRM-005. Primeiramente, esta atividade serviu como um dos primeiros contatos com o sistema, possibilitando o aprendizado sobre as suas partes, seu funcionamento e sua operação. Em segundo lugar, o desenvolvimento do programa Lex foi uma primeira experiência com a programação de um aplicativo de banco de dados e a utilização do MS Visual Basic 3.0.

3.2.1.1.4 Armazenamento e gerenciamento de dados no ToRM-005

Os dados de operação são armazenados em arquivos digitais. Nos casos de exames clínicos, também existem fichas de pedidos de estudo, preenchidas pelo médico responsável, e fichas de exame, para identificação e acompanhamento, preenchidas pelo médico que acompanha o estudo. Todos os arquivos correspondentes aos dados de operação e resultados ficam em diretórios no computador microVAX. As imagens também são armazenados no computador Macintosh em diretórios correspondentes a cada paciente ou voluntário, ocorrendo assim duplicação das imagens. Estes arquivos são armazenados também em cópias de segurança. Toda manutenção destes arquivos é manual e fica a cargo do operador.

Os dados de manutenção do sistema são armazenados, quando o são, pelos técnicos e engenheiros responsáveis. O controle desta atividade, como no caso do desenvolvimento, não é sistematizado de forma que os dados de manutenção fiquem estruturados a ponto de se poder fazer um histórico destas atividades.

Os dados de operação são principalmente: • arquivos de parâmetros de aquisição;

• dados de aquisição; • imagens no formato PAC; • imagens no formato TIFF; • dados de pacientes.

São gerados, em média, 1,6 Mbytes de imagens tomográficas por semana, além de respectivos 6,4 Mbytes de dados de aquisição.

Os arquivos digitais são armazenados em diretórios nos discos rígidos dos computadores microVAX e Macintosh. Os arquivos de parâmetros, os dados de aquisição e os arquivos de imagens PAC ficam no disco do microVAX. Para o Macintosh são copiadas as imagens PAC que são convertidas para o formato TIFF para visualização. Os dados ficam no disco do computador enquanto houver espaço disponível. Em seguida, são feitas cópias de segurança que são armazenadas em fitas magnéticas.* _{Um conjunto especial de imagens TIFF, usadas para demonstrações, são}

mantidas no disco do Macintosh. Os dados dos pacientes são escritos em fichas de exame, que são armazenados em arquivos manuais, e em um caderno de exames, que contem a lista de todos os exames.

O gerenciamento dos dados é feito manualmente pelo operador do sistema através do sistema de gerenciamento de arquivos dos sistemas operacionais. As principais operações são:

• inserção: ocorre com a realização de aquisições. Durante a aquisição, os dados de

aquisição são escritos diretamente no disco do microVAX. À partir destes dados, são calculadas as imagens tomográficas que são armazenadas em formato PAC; • consulta e atualização: os dados, identificados pelo nome do arquivo e sua

localização, são consultados utilizando programas específicos como editor de texto, programa de visualização, programa de edição de parâmetros, etc. A atualização é feita através destes mesmos programas. Fica a cargo do operador cuidar se o dado será substituído ou será criada uma nova versão usando um nome de arquivo diferente. Não existe um controle de versões automático;

• eliminação: a eliminação de qualquer arquivo, seja de imagem, dados de aquisição

ou de parâmetros, é feita pelos comandos de apagar arquivos dos sistemas operacionais. Todo o controle fica a cargo do operador.

3.2.1.1.5 Aplicativo PosProc

A impressão das imagens obtidas no ToRM-005 era feita em uma impressora térmica através de um microcomputador IBM/PC compatível. As imagens no formato TIFF

* _{A partir de janeiro de 1997 as cópias de segurança passaram a ser armazenadas em discos de CD-}

ROM com capacidade de armazenamento de até 650 Mbytes. Os dados são transferidos para um microcomputador IBM/PC compatível onde se encontra instalado o gravador de CD-ROM.

eram transferidas por rede através de FTP a partir do computador Macintosh II-FX, onde eram realizadas as edições e marcações nas imagens, para o microcomputador, onde eram então impressas. O processo total de preparação e impressão das imagens era bastante demorado, principalmente devido a etapa de marcação das imagens posicionadoras, que era manual e realizado com um editor de imagens simples.

Desta forma foi desenvolvido o programa PosProc com dois objetivos principais:

1. entender o sistema de coordenadas utilizado no sistema ToRM-005, que é usado para definir a região em que as imagens são adquiridas e que, conseqüentemente, define as coordenadas das marcações na imagem posicionadora;

2. facilitar o processo de marcação e impressão das imagens.

O programa PosProc, cujo nome é uma abreviação de pós-processamento, foi desenvolvido no Grupo de Ressonância do IFSC pelo mestrando Rodrigo Villares Portugal, responsável pela interface com o usuário, pelo engenheiro Mateus José Martins, que programou a importação e impressão dos dados, e pelo autor desta dissertação, que criou os módulos de cálculo das coordenadas das marcações e de preparação das demais informações que devem ser impressas com as imagens. Este programa prepara as imagens geradas pelo ToRM-005 para serem impressas ou armazenadas em disco. Ele importa as imagens no formato PAC, efetua as marcações automaticamente à partir dos parâmetros de aquisição, mostra as imagens para o usuário e permite imprimi-las na impressora térmica e\ou salvá-las em disco no formato BMP.

A figura a seguir mostra a janela principal de interface com o usuário do programa PosProc com uma imagem posicionadora processada.

Figura 30 - Janela principal do aplicativo PosProc. 3.2.1.2 Sistemas comerciais

Foram visitados três departamentos de MRI de instalações médicas diferentes: na Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP), no INCOR (USP) e no hospital Beneficência Portuguesa. Nestes locais foram feitas entrevistas com médicos e operadores de sistemas de MRI e foi observada a operação típica nos sistemas comerciais instalados. Na ocasião das visitas (março/1995), estas instalações médicas estavam equipadas com os equipamentos apresentados na tabela a seguir.

Tabela 16 - Equipamentos de MRI visitados

Instalação médica Quantidade Modelo Fabricante

Botucatu 1 MRMAX (0,5T) General Eletric

INCOR 1 1 Gyroscan 85 (0,5T) Gyroscan 515 (0,5T) Philips Philips Beneficência Portuguesa 1 2 MRMAX (0,5T) Signa (1,5T) General Eletric General Eletric

Do ponto de vista de PACS e de sistemas de banco de dados, as visitas às instalações médicas acima permitiram observar as seguintes características:

• as imagens resultantes são impressas em filmes para serem avaliadas e arquivadas em arquivos tradicionais;

• alguns sistemas armazenam os resultados na forma digital em repositórios de longo prazo, mas apenas com o objetivo de possuir cópias de segurança;

• os sistemas de MRI não se comunicam com os RIS e/ou HIS das instalações hospitalares;

• o INCOR está implementando algumas características de PACS em seus sistemas de imagens médicas, sendo que a proposta para o sistema final abrange inclusive os equipamentos de MRI. O padrão DICOM 3.0 está sendo usado como modelo de armazenamento e comunicação dos dados.21

Baseado nas características observadas, as visitas a estas instalações médicas permitiram chegar às seguintes conclusões:

• a implementação de sistemas PACS no Brasil está apenas começando;

• a cultura médica no Brasil ainda não está completamente receptível a realização de diagnóstico através de imagens digitais, sendo a impressão em filmes, então, um requisito indispensável a ser proporcionado pelo sistema de MRI ou pelo SBD que armazena os resultados.