Imagenologia Digital e PACS
Ing. Daniel Geido
Trabalho realizado para o Núcleo de Engenharia Biomédica Facultades de Ingeniería y Medicina
Universidad de la República
Adaptado e traduzido por Paulo R. Rades, cpTICS, HL7
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.
Fluxo de trabalho na radiografia
convencional
Imagem latente Reveladora Película revelada Diagnóstico e Arquivamento Médico radiologista Processadora+
Chassis com película virgem
Equipamentos de RX analógicos
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.
Digitalização de forma direta
• DR (Digital Radiography):
São utilizados detectores digitais do tipo "flat pannel" que convertem o Rx em luz (iodeto de césio) que são capturados por pequenos elementos TFT.
DDR é uma opção na qual não há conversão para luz; diretamente do Rx para sinais elétricos.
Equipamentos de 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 @interopera 5
Digitalização de forma direta
CR (Computed Radiography):
Meio termo entre método direto e indireto.
A placa convencional é substituída por uma placa com capacidade de armazenamento (memória): ex. dados paciente
Placa de fluorobromo de bário; o Rx faz com que os elétrons passem de um estado de baixa 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 repouso emitindo uma luz de cor azul de cerca de 400nm. Essa luz é capturada e convertida em um sinal elétrico.
Para reutilização da placa, esta é apagada sendo submetida a luz intensa estando disponível
para uso. Tem um ciclo de vida de 3000 ciclos.
Fluxo de trabalho com radiografia
computadorizada, CR
Equipamentos de RX analógicos Chassis Revelado Imagem latente Estação de previsualização e identificação do paciente (entrada manual - capturade datos)
Imagen digital Chassis com película
apagada
Leitor de chassis, CR Apaga a película
Estação de diagnóstico Arquivo Impresora laser de
placas
Digitalização de forma indireta
Digitalizador de placa:
Fotografar através de uma câmera, a placa em um negatoscópio de alta e
suficiente intensidade.
Sistema CCD: é um scanner no qual a placa é iluminada e por meio de detectores
do tipo Charged Coupled Device, a informação é capturada; é necessário iluminar a placa de ambos os lados.
Tecnologia laser: o laser é usado para iluminar a placa e os fotomultiplicadores
capturam 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 do equipamento. Para equipamentos com saídas de vídeo do tipo PAL, os captores comuns NTSC são suficientes, mas para outros casos como o DSA, por exemplo, cartões especiais são necessários, dadas as características do
Fluxo de trabalho por digitalizadores
indiretos
Equipamentos de RX analógicos Chassis Revelado Imagem latente Imagem digital Estação de diagnóstico Arquivo Impresora laser deplacas Película revelada Reveladora Escanner de placas Captura de video Arco em C @interopera 9
Normalização
Cada fabricante tinha seu próprio formato de imagem e protocolo
de comunicação. Isso tornou a interconexão impossível.
Iniciativa conjunta entre o ACR (American College of Radiology) e a
NEMA (National Electrical Manufacturers Association):
Criar um padrão internacional, exclusivo para a troca de imagens entre equipamentos de diferentes fabricantes.
Foi assim que surgiu o DICOM (Digital Imaging and Communication
in Medicine).
É um padrão internacional projetado para o intercâmbio, armazenamento e gerenciamento de imagens médicas e informações associadas
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 executado
sobre 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 várias
melhorias implementadas.
Cada fabricante deve ter uma "Declaração de Conformidade Dicom", que
especifica 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 a
forma como os equipamentos interagem.
DICOM
Formato da imagem:
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 quero
consultar um estudo.
SCP (Service Class Provider), é quem realiza o serviço, Ex: impressora, um
arquivo.
HL7
Organização fundada em 1987 por provedores
de 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
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.
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 utilizados
em cada estudo tem necessidade de sistemas dedicados para
administração 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
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 detrabalho Armazenamentode imagens de imagensConsulta VISUALIZAÇÃO DE LAUDOS REPOSITORIO DE LAUDOS GESTÃO DE LAUDOS CRIAÇÃO DE LAUDOS RIS HIS PACS
HIS – Hospital Information System RIS – Radiology Information System
Interfaces para comunicação
PACS
Tomógrafo
Impressora de placas
Servidor de arquivos central Servidor web Estação de backup Estações de Diagnóstico dentro do hospital Equipo de RX digital Distribuição Web Escanner de placas Equipos de RX analógicos Mamógrafo Equipos de RX portáteis Utilizado para acceso por estações dentro ou fora do hospital Arco en C Ressonancia Magnética Outras modalidades @interopera 19
Estações de diagnóstico
Fácil de utilizar, somente visualização, sem muito processamento, baixo custo
Estações 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
Servidor de arquivo e web
Armazenamento central usando hardware RAID redundante.
Gravação em CDs ou DVDs.
Backups de vários GigaBytes online ou nearline, DAS (Direct
Attached 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.
