Imagenología digital y PACS

núcleo de ingeniería biomédicafacultades de ingeniería y medicina

universidad de la república

Ing. Daniel Geido

Introducción

Por que digitalizar? Radiología digital vs Radiología analógica

Beneficios obtenidos:

Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador. Menor cantidad de material contaminante (Plomo, Químicos de

revelador y fijador). Ahorros económicos: placas radiográficas y rollos fotográficos,

ahorro en la compra de reveladores y fijadores, ahorro en la compra y mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado.

Disminución del espacio físico para guardar las imágenes, uso de archivos digitales.

Diagnóstico remoto y envío de resultados por intranet hospitalaria o internet, brindando rapidez, practicidad y posibilidad de interconsulta entre profesionales al instante.

Alto contraste de las imágenes digitales, uso de monitores especiales software con herramientas de procesamiento que ayudan al médico, facilitando y mejorado el diagnóstico.

Flujo de trabajo con radiografia convencional

Imagen latente

Reveladora

Película revelada

Diagnóstico

y

ArchivoMédico radiólogo

Identificadora

+

Chasis con película virgen

Equipos de RX

analógicos

Técnicas de digitalización

Ciertos equipos (modalidades), como ser CT, MR, NM, US, DSA es mucho mas común que posean salida digital (aunque no siempre).

Otros como RX convencional, portátiles, mamografía, radioscopía, etc no es común que la tengan y hay que digitalizarlos.

Tenemos 2 maneras de hacer esto: Forma directa. Forma indirecta.

Digitalización en forma directa

• DR (Digital Radiography):– Se utilizan detectores digitales directamente del tipo “flat pannel”

quienes convierten los Rx en luz (yoduro de cesio) y son captados por pequeños elementos del estilo TFT.

– DDR es una variante en la cual no hay conversión a luz, directamente pasan de Rx a señales eléctricas.

Equipos de RX digital

Identificación del paciente (ingreso manual o captura de datos)

Previsualización

Conexión con el resto del servicio de imaginología

Consola de diagnóstico

Archivo

Impresora laser de placas

Digitalización en forma directa

CR (Computed Radiography): Esta en el límite entre ser un método directo o indirecto. Se sustituye la placa convencional por una placa con

capacidad de memoria: Placa de fluorobromo de bario, los Rx hacen que electrones

pasen de un estado de baja energia a uno de mas alta. Al volver a su estado de reposo emitirían, pero esto es impedido mediante “trampas” existentes en la placa.

Dicha placa se coloca en el CR quien realiza un barrido punto a punto con un laser de He-Ne de 633nm, provocando la liberación de las “trampas” y volviendo a su estado de reposo emitiendo luz azul de aprox 400nm. Dicha luz es captada y convertida en una señal eléctrica.

Luego la placa se borra sometiendola a luz intensa quedando lista para un nuevo uso, llegan a durar alrededor de 3000 reusos.

Flujo de trabajo con radiografia computada, CR

Equipos de RX

analógicos

Chasis expuesto

Imagen latente

Estación de previsuaización e identificación de

paciente (ingreso manual o captura de datos)

Imagen digital

Chasis con película borrada

Lector de chasis, CR

Se borra la pelicula

Consola de diagnóstico

Archivo Impresora laser de placas

Digitalización en forma indirecta

Digitalizador de placa: Fotografiar, con una cámara montada en un soporte, la

placa sobre un negatoscopio de suficiente intensidad. Sistema CCD: es un escáner en el cual se ilumina la placa y

mediante detectores del tipo Charged Coupled Device se captura la información, es necesario iluminar la placa de ambos lados.

Tecnología láser: se utiliza luz láser para iluminar la placa y mediante fotomultiplicadores se captura la imagen.

Solo los dos ultimos son aceptados por la ACR (American College of Radiology)

Capturadoras de video (frame grabbers): Se utilizan tarjetas digitalizadoras para capturar la señal

de video proveniente del equipo. Para equipos con salidas de video tipo PAL, NTSC bastan capturadores comunes, pero para otros casos como DSA por ejemplo se requieren tarjetas especiales, dadas las características de la señal.

Flujo de trabajo con digitalizadores indirectos

Equipos de RX

analógicos

Chasis expuesto

Imagen latente

Imagen digital

Consola de diagnóstico

Archivo Impresora laser de placas

Película

revelada

Reveladora

Escáner de placas

Capturadorade video

Arco en C

Normalización

Cada fabricante tenía su formato de imagen y protocolo de comunicación propios. Esto imposibilitaba interconexión.

Surge una iniciativa conjunta entre ACR (American College of Radiology) y NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

Crear un estándar único internacional para el intercambio de imágenes entre equipos de diferentes fabricantes.

Asi surge DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine).

Es un estándar internacional diseñado para el intercambio, almacenamiento y gestión de imágenes médicas y su información asociada

DICOM Es un estándar internacional como lo es GSM en

telefonía móvil o VHS en video, etc. Implementa soluciones en capas superiores,

compatible con modelo OSI de capas y corre sobre TCP/IP de capa 3.

Sus primeras versiones datan de 1985, DICOM 1.0 y en 1988 DICOM 2.0

En 1993 surge DICOM 3.0 que es la versión utilizada hasta hoy en día con varias mejoras implementadas.

Cada fabricante debe tener un “Dicom Conformance Statement”, donde se especifica que partes del estandar se implementan y como se hace.

Un equipo será compatible DICOM solo si posee su DCS asociado.

DICOM define el formato de una imagen y su información asociada pero también la forma en que interactuan los equipos.

DICOM

Formato de imagen:

DICOM

Estándar de comunicación: Se definen Clases de Servicios: Verification, Storage,

Query/Retrieve, Print, Modality Worklist, etc.

Se definen objetos: CT, MR, CR, etc.

Sumando ambos se tienen las SOP (Service Object Pair) = Servicio + Objeto.

Ejemplos de SOP: Verification. Basic Film Session. CT Image Storage. MR Image Storage. Query/Retrieve. Etc.

Se definen dos tipos diferentes de actores: SCU (Service Class User), es quien realiza la petición, por ejemplo

quiero imprimir o quiero consultar por un estudio. SCP (Service Class Provider), es quien otorga el servicio, por

ejemplo la impresora, o el archivo.

HL7

Organización fundada en 1987 por proveedores de soluciones clínicas

Establece un mecanismo de mensajería para intercambio de información clínica Registro de datos de paciente Gestión de contactos clínicos Gestión de peticiones y resultados Programación de actividades Observaciones clínicas

HL7 Características

El estándar clínico más importante (65% según HIMSS) Aprobación ANSI Más de 450 miembros en la organización

Inconvenientes No es una solución plug’n’play, requiere un proceso de

análisis de las soluciones a integrar No tiene semántica que especifique el significado de los

campos No contempla información compleja (imágenes,

informes), por eso es necesario combinarlo con DICOM. Utilizando DICOM Y HL7 tengo la solución completa

para la administración del departamento de imagenología y su interacción con el resto del hospital.

Necesidades

• Gran complejidad en los sistemas de generación de imagen– Radiología convencional - tomografía– Ecografía - Doppler– Resonancia magnética– Emisión de partículas

• Los equipos de hoy en día y los volúmenes de imágenes utilizados en cada estudios abren la necesidad de utilizar sistemas dedicados para administrar dicha información.

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

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

Necesito Sistemas de Gestión

REGISTRO DE PACIENTES

GENERADOR DE PETICIONES

EJECUCIÓNDE PETICIONES

GESTOR DEPROCEDIMIENTO

CREACIÓNDE IMAGEN

GESTORDE IMÁGENES

ARCHIVODE IMÁGENES

MODALIDAD DEADQUISICIÓN

VISUALIZADORDE IMÁGENES

Registro depaciente

Registro depaciente

Ejecución deprocedimiento

Ejecución deprocedimiento

Listas detrabajo

Almacenamientode imágenes

Consultade imágenes

VISUALIZACIÓNDE INFORMES

REPOSITORIODE INFORMES

GESTIÓNDE INFORMES

CREACIÓNDE INFORMES

RIS

HIS

PACSHIS – Hospital Information SystemRIS – Radiology Information SystemPACS – Picture Archiving and Communication System

Interfaces para comunicación

PACS

Tomógrafo

Impresora de placas

Servidor de archivo centralServidor webEstación de respaldos

Estaciones de Diagnóstico dentro del hospital

Equipo de RXdigital

Distribución Web

Escáner de placas

Capturadorade video

Equiposde RXanalógicos Mamógrafo

Equiposde RXportátiles

Utilizado para acceso desde estaciones dentro o fuera del hospital

Arco en C

ResonanciaMagnética

Otras modalidades

Estaciones de diagnóstico

Fácil de utilizar, solo visualización sin mucho procesamiento, costo bajo

Estaciones convencionales

Hardware especializado, herramientas avanzadas, doble monitor grado médico, reconstrucciones 3D, costo elevado

Estación específica

Mas compleja, mas herramientas específicas para ciertas modalidades, monitores grado médico, costo medio

Estación avanzada

Servidor de archivo y web Almacenamiento central utilizando hardware

redundante RAID. Grabación de CDs o DVDs. Respaldos de varios GigaBytes online o nearline, DAS

(Direct Attached Storage, CD, DVD, cinta, JukeBox, etc), NAS (Network Attached Storage, uso de la LAN), otros.

Mantener base de datos de pacientes y estudios realizados sin guardar imágenes pero sabiendo donde fueron almacenadas para respaldo, respaldos offline.

Servidor web o servidor de teleradiología para distribución de imágenes fuera del hospital, médicos que ven en su casa, estudios enviados a otras clínicas u hospitales, cuidado con el monitor que se usa. Puede ser usado dentro del mismo hospital.