Visualizador de Imagens DICOM para um
Ambiente Hospitalar
André Luiz Mendes Matos
1, Luciana Torres Ribeiro
1, Edilson Carlos Caritá
1, Paulo
Mazzoncini de Azevedo Marques
11Centro de Ciências das Imagens e Física Médica (CCIFM) da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
(FMRP), Universidade de São Paulo (USP), Brasil.
Resumo – Este artigo apresenta a implementação de “toolkits” para visualização de imagens médicas no
padrão DICOM e uma revisão dos fundamentos e caracterização deste padrão. O trabalho apresenta o VDTApplication para visualização de imagens locais e remotas e o VDTApplet para visualização das imagens utilizando um navegador. O VDTApplet deverá ser integrado ao Sistema de Informação em Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP) da Universidade de São Paulo (USP) para possibilitar aos médicos um pronto acesso ao prontuário dos pacientes e suas imagens.
Palavras-chave: PACS, HIS, RIS, DICOM, Visualizador de Imagens, Java.
Abstract –This work presents a toolkit implementation to visualize DICOM images and a review of the
foundations and characteristics of this pattern. This paper introduces the VDTApplication that is a local and remote image visualize, and the VDTApplet similar to VDTApplication despite of works into a navigator on Internet and Intranet. The VDTApplet will integrate into Radiology Information System of University Hospital from Medical School of Ribeirão Preto (HCFMRP) at São Paulo State University (USP) Brazil, to aid doctors to have medical record and images from patients.
Key-words: PACS, HIS, RIS, DICOM, Images Visualization, Java.
Introdução
Atualmente os hospitais de grande e médio porte, visando melhorar a qualidade dos serviços e o atendimento aos pacientes, estão integrando seus sistemas de informação, para que estes sigam os conceitos adotados mundialmente, que são: Sistema de Informação Hospitalar (“Hospital
Information System – RIS”), Sistema de
Informação em Radiologia (“Radiology
Information System – RIS”) e Sistema de
Comunicação e Arquivamento de Imagens (“Picture Archiving and Communication System –
PACS”) (Bakker, 1991).
Essa integração possibilita a criação de sistemas de gerenciamento de imagens e redes locais de larga escala, permitindo que as informações dos pacientes e as imagens sejam compartilhadas e que seja feita à visualização local e remota. Além disso, os dados podem ser vistos em múltiplos locais simultaneamente.
Para que esses sistemas pudessem ter êxito em seus propósitos foi definido, em 1993, um padrão para transferência de imagens e informações associadas, conhecido como DICOM 3.0 (“Digital Imaging and Communication in
Medicine”).
O DICOM é um padrão para comunicação e armazenamento de imagens médicas e
informações associadas, atualmente utilizado por quase todas as modalidades de imagens médicas. O padrão DICOM contém uma arquitetura para troca de informações entre modalidades e também definições de protocolos de comunicação.
O padrão foi desenvolvido por um comitê de trabalho, formado por membros do “American
College of Radiology” (ACR) e da “National Electrical Manufactures Association” (NEMA) que
iniciou os trabalhos em 1983, o qual foi organizado com o intuito de desenvolver um padrão para comunicação digital de informações e imagens. O comitê publicou a primeira versão em 1985, que foi chamada de ACR-NEMA 300-1985 ou (“ACR-NEMA Version 1.0”), e a segunda versão em 1988, chamada de ACR-NEMA 300-1988 ou (“ACR-NEMA Version 2.0”). A terceira versão do padrão, nomeada de DICOM 3.0, apresentada em 1993, quando foi substancialmente enfatizado o conteúdo alterado, discutidos alguns problemas da primeira e da segunda versão e criados novos processos, principalmente o protocolo de comunicação para rede (Fritz, 1999).
O padrão hoje está essencialmente completo, apesar das mudanças que ainda possam acontecer devido à evolução, pois ele é um padrão multi-partes, podendo ter suas
informações acrescidas quando necessário. Como um padrão estável e desenvolvido, ele está sendo implementado por diversas companhias tecnológicas e produtoras de equipamentos de imagens médicas. Estas implementações podem explicitar algumas falhas, que necessitarão ser corrigidas, podendo induzir a futuro desenvolvimento de um padrão melhor. Porém, o DICOM já é considerado adequado para o desenvolvimento e implementação de sistemas de radiologia sem filme (“Filmless”).
O padrão DICOM diferencia-se dos outros formatos de imagens tais como (JPEG, TIFF, GIF e outros), por permitir que as informações dos pacientes sejam armazenadas juntamente com a imagem, mas de forma estruturada. Isto é, elas são armazenadas contendo delimitadores, conhecidos como “tags”, que identificam e limitam as informações. A imagem propriamente dita no padrão DICOM é baseada no formato JPEG, com ou sem compressão, dependendo do equipamento que a gerou.
A grande vantagem dessa estrutura é permitir a leitura do arquivo e extração das informações necessárias para uma comunicação direta, ou seja, gerenciar as imagens e informações dos pacientes de forma coerente, mantendo sua integridade (NEMA, 2001).
Metodologia
O Centro de Ciências das Imagens e Física Médica (CCIFM) da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP/USP) adequando-se aos conceitos adotados mundialmente para a implementação de um Sistema de Radiologia “Filmless”, vem desenvolvendo aplicações para leitura e visualização de imagens no padrão DICOM.
O conceito de Radiologia “Filmless” refere-se a um hospital com um ambiente de rede amplo e integrado no qual o filme foi completamente ou em grande parte substituído por sistemas eletrônicos que adquirem, arquivam, disponibilizam e exibem imagens (Siegel and Kolodner, 1999).
A implantação de um serviço de radiologia “filmless” tem resultado em um grande número de avanços operacionais, incluindo melhoria no gerenciamento das imagens e leitura mais rápida possibilitando acessos quase que em tempo real, eliminação de um certo número de passos no processo de disponibilização das imagens, eliminação de exames perdidos e melhoria na produtividade do trabalho em grupo.
Uma das aplicações implementadas foi o VDTApplication (“Visual Dicom Toolkit
Application”) (Figura 1), que é um conjunto de
ferramentas que possibilita a recuperação, visualização, processamento e estudo de padrões em imagens médicas utilizando a linguagem Java da empresa SUN Microsystems. Utilizando as
bibliotecas e funções do VDTApplication juntamente com a tecnologia “Applet” da linguagem Java, foi criado o VDTApplet (“Visual
Dicom Toolkit Applet”) (Figura 2), com a finalidade
da visualização de imagens através de navegadores.
O recurso tecnológico “Applet” da linguagem Java possibilita a criação de programas que poderão ser executados remotamente em uma rede de computadores: Intranet ou Internet, não sendo necessária a instalação do sistema no computador de cada usuário. Para utilizá-lo deve-se acessar um determinado endereço através de navegadores, como por exemplo, Internet Explorer ou Netscape.
Figura 1 –VDTApplication.
O VDTApplication e o VDTApplet foram desenvolvidos a partir do programa “JBuilder”, da empresa Borland. O “Jbuilder” é voltado para desenvolvimento de programas baseado na linguagem Java “pura”. A linguagem Java possui diversas vantagens, como a portabilidade para outras plataformas e sistemas operacionais (Windows, Linux, Unix e MacOS), estabilidade e um conjunto de bibliotecas com recursos de comunicação e gráficos, como por exemplo, a JAI (“Java Advanced Imaging”) que foi utilizada no desenvolvimento destes visualizadores.
O VDTApplet possibilita a visualização de imagens nos padrões JPEG, GIF, TIFF, BMP, PNG, PNM e finalmente no padrão DICOM.
Durante o desenvolvimento do VDTApplication e VDTApplet para a visualização de imagens no padrão DICOM, foram consideradas as variações deste padrão, como por exemplo, se o delimitador das informações a serem gravadas em um arquivo DICOM é
“implícito” ou “explicito”, bem como se a sintaxe é “BigEndian” ou “LittleEndian”. Isto foi necessário tendo em vista possibilitar que o VDTApplet visualize uma maior variedade de imagens gravadas no padrão DICOM. Esta variedade de sintaxes se deve a flexibilidade incorporada ao DICOM para que os fabricantes de equipamentos possam utilizá-lo da maneira que lhes melhor atenda.
Figura 2 –VDTApplet.
O VDTApplet possui ferramentas, tais como: ajuste de brilho e contraste, visualização das informações das imagens como padrão de cores utilizado, dimensão da imagem, resolução e no caso de imagens no padrão DICOM, informações, tais como: equipamento que realizou o exame, tipo do exame, dados do paciente e outras.
O VDTApplet está sendo incorporado ao Sistema de Informação em Radiologia para permitir a visualização das imagens de exames realizados no serviço de radiologia do HCFMRP/USP, possibilitando aos médicos pré-autorizados que consultem além das informações do paciente e do exame, a(s) imagem(ns) deste.
O Sistema de Informação em Radiologia foi desenvolvido em parceria pelo Centro de Ciências das Imagens e Física Médica (CCIFM) e o Centro de Informações e Análises (CIA) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP), com o objetivo de minimizar o tempo no processo de disponibilização e consulta de laudos através da rede “ethernet” do hospital (Azevedo-Marques, Santos et al., 2000).
O núcleo do RIS é o exame, ao qual estão associados um número de identificação e outras informações referentes ao paciente, informações sobre sua realização e sobre o seu laudo. O sistema permite a emissão de relatórios de produtividade e técnicos, facilitando o gerenciamento e controle da qualidade do serviço (Azevedo-Marques, Santos et al., 2000).
O RIS trabalha sobre a plataforma do gerenciador de Banco de Dados ORACLE, com
interface ao usuário desenvolvida em DELPHI, permitindo consulta “on-line” de laudos através de microcomputadores conectados a rede “ethernet” do Hospital.
A consulta aos laudos contidos no RIS é feita através do fornecimento do número do registro do paciente ou nome, o resultado dessa consulta é a lista de todos os exames do paciente e suas condições (não laudados, laudados provisórios ou definitivos), bastando então selecionar o exame de interesse para visualizar seu laudo, pode-se também fazer uma busca por patologia, através de palavras chaves presentes nas descrições dos laudos.
De acordo com seus processos, o RIS pode ser dividido em quatro módulos básicos: 1 – Módulo de Exames, 2 – Módulo de Geração de Laudos, 3 – Módulo de Consultas de Laudos e 4 – Módulo de Gerenciamento (Figura 3), o acesso a cada módulo do sistema é restrito aos direitos atribuídos a cada um dos usuários cadastrados, sendo que cada usuário possui direitos específicos.
Os visualizadores desenvolvidos deverão aumentar a performance do RIS, pois agora além de poder consultar e verificar os laudos, os médicos também têm acesso às imagens dos exames de um determinado período.
Os “toolkit’s” desenvolvidos foram avaliados qualitativamente por médicos especialistas do HCFMRP/USP, que consideraram os seguintes parâmetros: interface do sistema, tempo de recuperação da imagem, qualidade das imagens e ferramenta de ajuste da imagem. Os médicos utilizaram as aplicações por um período determinado, com diferentes imagens que foram escolhidas aleatoriamente por eles.
A avaliação foi realizada seguindo os critérios da Tabela 1.
Tabela 1 – Índices para avaliação das aplicações
Índice Descrição 1 Muito Ruim 2 Ruim 3 Satisfatório 4 Bom 5 Muito Bom Resultados
As aplicações desenvolvidas foram testadas com imagens de duas modalidades: Tomografia Computadorizada (“Somaton
Siemens”) e Ressonância Magnética Nuclear
(“Magneton Vision Siemens”).
A avaliação foi realizada por médicos radiologistas e neurologistas do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP/USP).
Considerando a Tabela 1, os médicos avaliaram as aplicações, cujo resultado é apresentado na Tabela 2.
Como resultado da avaliação, pelos médicos especialistas, as aplicações foram consideradas boas, sugerindo apenas melhoria nas ferramentas para ajuste da imagem.
Tabela 2 – Resultado da avaliação pelos médicos especialistas
Processo Médico 1 Médico 2 Interface do sistema 4 5 Tempo de recuperação da
imagem 4 4
Qualidade das imagens 4 4 Ferramenta de ajuste da
imagem 3 3
Discussão e Conclusões
O padrão DICOM tem auxiliado bastante no desenvolvimento de sistemas para indexação e recuperação de imagens médicas, porém por ser um padrão que possui uma certa flexibilidade, isto eleva a complexibilidade para o desenvolvimento de ferramentas para manuseá-lo.
A idealização de uma aplicação via navegador contempla o propósito de que todo usuário já possui em seu computador um navegador, o que minimiza o tempo de instalação do sistema.
Outro aspecto relevante da utilização de um “Applet” em um navegador, é que as futuras atualizações do “toolkit” serão efetuadas somente no servidor, ou seja, não é necessário atualizar o “toolkit” de cada computador que realiza a visualização das imagens. Além disso, o tempo de treinamento também é reduzido, pois a grande maioria dos usuários já conhece a Internet e seus recursos.
Existem atualmente no mercado várias soluções para visualização de imagens no padrão DICOM, porém além do conhecimento adquirido durante o desenvolvimento de um visualizador próprio, temos um “toolkit” voltado para as reais necessidades do serviço de radiologia de nosso hospital.
Destacamos também que a integração do VDTApplet com o Sistema de Informação em Radiologia proporcionará ao usuário um acesso mais rápido ao prontuário do paciente e as imagens dos exames de Ressonância Magnética e Tomografia Computadorizada através de seu computador.
Agradecimentos
À FAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo apoio
financeiro oferecido a este projeto (processos: 00/03908-3 e 99/10875-5).
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Contato
André Luiz Mendes Matos.
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