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DICOM de ECG para Telemedicina

María Alejandra Sánchez, Ms. Ing. Viviana I. Rotger, Ing. Pablo Solarz

Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Universidad Nacional de Tucumán,

Tucumán, Argentina

E-mail: [email protected]

Resumen. Toda red telemédica tiene por objetivo integrar los centros asistenciales

distribuidos en zonas rurales o periféricas mediante la presencia virtual de especialistas y

el aprovechamiento de los recursos existentes. En este sentido existe un proyecto para

generar una red de telemedicina en el Sistema Provincial de Salud de la Provincia de

Tucumán, el mismo involucra a la Universidad Nacional de Tucumán (UNT) y el Sistema

de Salud Pública de la Provincia. Se conoce que las enfermedades cardiovasculares (ECV)

constituyen la primera causa de muerte en el planeta, sin embargo, también es conocido

que la prevención es la mejor forma de revertir cualquier patología cardíaca; por ello, si

ante los primeros síntomas el paciente recibe tratamiento y controles adecuados, la

incidencia de las ECV y sus consecuencias pueden ser disminuidas. El presente trabajo

tiene como objetivo la realización de un prototipo de adquisición de datos de ECG y

conversión a formato DICOM para su posterior inclusión en un Sistema Web de telemedicina ya desarrollado y que se utiliza para otras especialidades.

1. Introducción

Existen múltiples definiciones de Telemedicina, pero todas coinciden en la vinculación del conocimiento médico altamente especializado con los avances de la Informática y las

telecomunicaciones para ofrecer nuevos servicios de salud. Con ella, disminuyen las limitaciones del

acceso de las personas a los servicios sanitarios, ya sea que estas limitaciones sean de tipo geográfico, baja dotación de recursos especializados en zonas de baja densidad demográfica, o bien se trate de

ciudadanos con circunstancias especiales que le impiden acceder a los servicios. Es así que muchas

prácticas médicas pueden ser realizadas aún cuando el paciente y el médico estén geográficamente separados. Dicha distancia puede ser tan pequeña como entre dos departamentos clínicos de un mismo

hospital, o tan grande como entre dos ciudades, países o incluso continentes. [1], [2], [3].

La provincia de Tucumán ubicada en la región noroeste de la República Argentina, se identifica por

su alta densidad poblacional y sus diferentes características geográficas, a lo largo de su territorio. En ella el Sistema Provincial de Salud posee 28 hospitales y 257 Centros de Atención Primaria de Salud

(CAPS) de complejidad variable. Casi todos ellos cuentan con consultas diarias de médicos

generalistas o clínicos y pediatras [4]. Sin embargo, las consultas de especialistas se llevan a cabo 1 ó 2 veces por quincena, razón por la cual se advierte un limitado aprovechamiento de los recursos físicos

y el equipamiento disponible. Esto genera un importante número de derivaciones a los centros de

mayor complejidad de la capital aumentando innecesariamente los gastos asociados. Por otro lado, las

prácticas médicas incluyen exámenes que, aunque son simples, constituyen parte esencial de un procedimiento de diagnóstico. Entre estos exámenes encontramos como primordiales aquellos que

XVIII Congreso Argentino de Bioingeniería SABI 2011 - VII Jornadas de Ingeniería Clínica Mar del Plata, 28 al 30 de septiembre de 2011

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pertenecen al dominio de la cardiología, siendo principalmente el estudio de la actividad eléctrica del

corazón uno de los exámenes por excelencia.

En cuanto a los sistemas telemédicos en la provincia, desde hace algunos años el Sistema

Provincial de Salud (SIPROSA), por iniciativa de la Fundación Garrahan (Buenos Aires), implementó Oficinas de Comunicación a Distancia (OCD) que funcionan en red uniendo diferentes Hospitales de

Pediatría del país. Esta red tiene al Hospital Garrahan como nodo central y al Hospital del Niño Jesús

de la capital tucumana como el nodo principal de la provincia, con 7 OCD en el interior que ya trabajan con el concepto de telemedicina. Por otro lado, actualmente existe implementado un prototipo

de aplicación web desarrollado conjuntamente por el Departamento de Bioingenieria de la facultad de

Ciencias Exactas y Tecnologías y el Instituto de Bioelectrónica de la Facultad de Medicina ambos de

la Universidad Nacional de Tucumán (UNT), que utiliza los servicios de Internet como soporte de comunicaciones entre el Servicio de Dermatología del Hospital de Ranchillos, ciudad del este de la

provincia y la Cátedra de Dermatología de la UNT que funciona en el Hospital Avellaneda, uno de los

cinco Centros de Referencia de la capital de Tucumán. Este último sistema incluye almacenamiento, adquisición, modificación, visualización e intercambio de imágenes con comunicación remota a través

de una página web.

Se pretende ampliar en la provincia el campo de aplicación de la telemedicina a diversas especialidades, para esto se están desarrollando protocolos específicos e incorporando estándares,

según la especialidad que se trate.

De esta manera el presente trabajo está enmarcado en el campo de la Telecardiología y encaminado

a brindar el soporte necesario para que las entidades médicas de las distintas instituciones de salud pública de Tucumán, puedan contar en todo momento con asesoría altamente especializada para la

atención de consultas en el diagnóstico cardíaco, que toma como primera instancia el estudio de

electrocardiografía (ECG). Por lo tanto el sistema en el cual se está trabajando consiste en la implementación de un sistema de adquisición de datos de señales de ECG, para ser utilizado en

telemedicina como mecanismo de optimización de los recursos existentes en el área de la salud.

Se plantea la implementación de un sistema capaz de digitalizar la salida analógica de los

electrocardiógrafos, haciendo uso de una placa adquisidora y de un software que además la convierte a un formato estándar para su posterior almacenamiento e integración a una red de telemedicina. El

sistema planteado se muestra en la figura 1.

Figura 1.Diagrama de bloque del sistema propuesto.

Se considero importante establecer un prototipo de telecardiologia, dado que existen numerosos

estudios realizados [5] que demuestran la relevancia del ECG para la realización de un diagnóstico

clínico. A través de su correcta interpretación es posible revelar una gran cantidad de disfuncionalidades cardíacas que van desde una simple anormalidad en el ritmo hasta un infarto. Las

Enfermedades Cardiovasculares (ECV) constituyen en la actualidad, la primera causa de muerte en el

planeta. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), para 1.999, una de cada tres muertes en el mundo fue causada por las ECV [6].

Al considerar las zonas rurales de la provincia resulta evidente que los centros asistenciales de

salud existentes carecen en cierta medida de profesionales especializados en diferentes áreas de la

medicina. Si bien existe disponibilidad de equipamiento médico adecuado, este no va de la mano con la incorporación de recursos humanos en las instituciones, lo que lleva a que los servicios se utilicen


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en forma discontinua y algunas veces inadecuadamente. Por lo que plantear la adquisición y

almacenamiento de los registros de ECG para su futura transmisión, es considerado esencial [7].

A partir de la necesidad de intercambiar datos, surgen nuevos inconvenientes y problemas ya que

los sistemas distribuidos no siempre poseen arquitecturas de datos compatibles, generando la necesidad de interfaces entre sistemas, lo cual implica el desarrollo y el mantenimiento de cada

interfaz. Esto convierte en prioridad la utilización de un estándar capaz de proveer una uniformidad en

los componentes del sistema de salud, ya sean objetos, diagnósticos, personas, intervenciones, etc. En particular para las señales de un ECG se han propuesto una extensa variedad de protocolos y

estándares. Entre los más ampliamente usados encontramos a: SCP-ECG (Estándar europeo EN1064),

HL7 aECG (Estándar americano, ANSI), y DICOM Waveform Suplemento 30.

A continuación se detallan las diferentes etapas marcadas a lo largo del trabajo.

2. Adquisición de la señal electrocardiográfica

2.1. Obtención de la señal de ECG

Considerando la amplia gama de equipos electrocardiográficos que existen actualmente en funcionamiento en las instituciones de salud de la provincia, se realizó un análisis y estudio acerca de

las distintas posibilidades de adquirir el registro de ECG. Las mismas son nombradas a continuación.

2.1.1. Salida impresa: Tomar las señales directamente través de la salida impresa de los electrocardiógrafos. Se considera la presentación en papel como una característica común a estos tipos

de equipos, por lo que resulta viable el escaneo del ECG para su posterior manipuleo digital. En este

sentido ya existe un trabajo realizado en la provincia. Una desventaja es el hecho de tener que realizar

la conversión en diferentes etapas, puesto que supone primero la toma del registro, luego el escaneo y por último la conversión al formato estándar [8].

2.1.2. Salida digital: utilizar directamente la salida digital de cada equipo. Considerando que es

frecuente encontrar equipos tecnológicamente modernos en el interior de la provincia, se puede recurrir a la adquisición directamente en formato digital lo que permite una rápida adquisición y

visualización en un monitor de PC. Sin embargo dicho método resulta ser limitado a la necesidad de

utilización del software privado de la empresa fabricante del equipo. Es decir, genera una dependencia

hacia una empresa o marca particular.

2.1.3. Salida analógica. Obtener la salida analógica capaz de servir como entrada a una placa

adquisidora la cual hará de interfaz hacia una PC donde la información podrá ser procesada y

acondicionada para su futura trasmisión

Considerando las opciones mencionadas y teniendo como base la experiencia de los trabajos anteriores realizados, se desarrolló un sistema de adquisición de señal de ECG que toma la salida

analógica y la digitaliza mediante el uso de una placa adquisidora.

2.2. Electrocardiógrafo Dado que el presente trabajo surge de aumentar la eficiencia en el uso de los equipos

electrocardiográficos disponibles en los centros asistenciales rurales de la provincia, fue necesario

indagar en las características y modelos de las unidades existentes. Ocurre que cuando se adquiere

nuevo equipamiento en los centros de referencia de la capital, los equipos de tecnología anterior son desplazados hacia los centros del interior. De acuerdo a información provista por personal

administrativo de instituciones de salud públicas, los equipos electrocardiográficos relevados en

instituciones pertenecientes a la capital, fueron reubicados en instituciones pertenecientes a áreas del interior de la provincia. En este sentido, existe una base de datos del Instituto de Maternidad y

Ginecología “Nuestra Señora de las Mercedes” que brinda información acerca de modelos y marcas


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que potencialmente encontramos en las instituciones rurales. Una característica común de estos

equipos es que, en su mayoría, corresponden a la generación de equipos analógicos, dado que carecen

de salida digital y están dotados, normalmente, con una salida analógica de alto nivel. Dicha salida

suele estar destinada a ser conectada a monitores cardíacos. Con los datos del equipamiento relevado se extrapoló y se hizo una aproximación de las características y modelos de los dispositivos existentes

en las áreas rurales. Por lo que, para realizar las pruebas en el Departamento, se escogió el

electrocardiógrafo DongJiang ECG-11B como aparato representativo. Sus características técnicas son: Electrocardiógrafo DongJiang ECG-11B: Posee un canal (inscriptor Stylus de Alta Definición, en

papel termosensible std. de 50 mm), de 12 derivaciones simultáneas, con parámetros programables,

dual (220/110 VCA – 50/60 Hz y batería recargable con indicador de nivel, asegurando 50 exámenes

completos), doble filtro habilitable a necesidad (Eléctrico-Muscular) protección contra Desfibrilador y Marcapasos. Salida y entrada analógica a través de conector tipo jack.

2.3. Placa de adquisición

La placa utilizada debe ser capaz de adquirir la señal de ECG cuyo rango de frecuencia según la American Hart Association es de 0.05 a 125 Hz. Según el criterio de Nyquist la frecuencia mínima de

muestreo debe cumplir con la ecuación 1. Esta condición permite garantizar una correcta adquisición

de la señal y evitar el fenómeno indeseado de aliasing. Se optó por utilizar la placa "Data Acquisition and Process Control uDAQ-Lite Remote Devices"[9]. Dicha unidad fue seleccionada por ser un

equipo con el que se tiene experiencia en ensayos anteriores dentro del Departamento y por cumplir

ampliamente con los requerimientos. Posee las siguientes características: 8 entradas analógicas, 8

entradas digitales, 8 salidas digitales y una frecuencia de muestreo de 49KHz. Su resolución de conversión es de 12 bit y está equipada con salida USB. Considerando que los equipos

electrocardiográficos incluyen entre su circuitería diversos filtros de artefactos para limpiar la señal y

una terminal de salida analógica de alto nivel (valores de Voltios), no es necesario incluir una etapa de acondicionamiento previa a la conversión.

ms ff *2

Ecuación 1

Donde: fs: frecuencia de muestreo y fm: frecuencia máxima de la señal a mustrear.

2.4. PC utilizada

Las exigencias de la PC están determinadas por los requerimientos de la placa adquisidora uDAQ-Lite y por el programa de interface utilizado. En cuanto a la primera, los requerimientos son básicos, lo que

garantiza que las computadoras disponibles los cumplirán ampliamente. Las características son:

Sistema operativo Windows 2000/98/ME/XP, puerto USB. Los requerimientos del programa de adquisición de datos, NI LabVIEW: Pentium III, 512 MB RAM y 500 MB de memoria disponible

3. Análisis de los estándares existentes para transmisión del estudio de ECG

3.1. Revisión de los diferentes estándares para transmisión electrocardiográfica

Durante las últimas décadas se han desarrollado y estandarizado una amplia variedad de protocolos de almacenamiento y transmisión de señales electrocardiográficas. A continuación se enumeran y

detallan brevemente los más importantes en esta área médica.

3.1.1. aECG. El formato “annotated ECG” fue creado conjuntamente entre el Health Level 7 (HL7) y la Food and Drug Administration (FDA) de EEUU en 2001, y tres años después, fue aceptado como

un estándar por la American National Standards Institute (ANSI). Constituye un formato de registro

médico para almacenar y recuperar datos del ECG de un paciente. A través de dicho estandar, la FDA

es capaz de recolectar y revisar los registros de ECG originados durante los ensayos y pruebas de


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diferentes medicamentos. Su ventaja es que es una forma muy general para representar formas de onda

y anotaciones sobre los ECG usando lenguaje XML. Ejemplos de anotaciones en el formato aECG

son: aparición del QRS, duración del intervalo QT, interpretación y ubicación de complejos

ventriculares prematuros. También incluye información especial de ensayos clínicos de drogas como eventos de referencia, tiempos relativo e información del grupo en tratamiento como así también del

sujeto grupo de tratamiento. A pesar de esto, el formato aECG no cumple con los requerimientos

mínimos necesarios para convertirse en un estándar médico general de salud, ya que carece de campos importantes como por ejemplo aquel para referirse a información del clínico o del departamento/lugar

donde el ECG fue adquirido. Además el modelo de información de HL7 no es ampliamente usado en

comunicaciones con modalidades de adquisición de imágenes

3.1.2. SCP_ECG. Siglas de “Standard Communications Protocol for Computer-Assisted Electrocardiography”. Surge en 1989 como proyecto de la AIM (Advanced Informatics in Medicine).

Se define en el empalme ANSI/AAMI EC71 estándar: 2001 y en CEN EN estándar 1064:2005.

Creado para el almacenamiento e intercambio de ECGs incluyendo parte de los datos como ser los resultados de la interpretación del ECG o información relativa al paciente. Especifica el contenido y la

estructura de la información para el intercambio entre electrocardiógrafos digitales y sistemas de

gestión o almacenamiento de ECG computarizados. Es un estándar ampliamente usado dentro de la Comunidad Europea, incluye tanto datos demográficos y administrativos como así también

mediciones y resultados de interpretación. Todos estos pudiendo ser almacenados con la señal de

ECG. Además permite una compresión lossless y lossy del ECG con las cuales los errores en la

reconstrucción de la señal son mantenidos dentro de límites descriptos en el estándar mismo, garantizando de esta manera una correcta re-interpretacion del ECG. A pesar de que existen

manufacturadores de electrocardiógrafos que hacen uso de dicho estándar, su utilización ha

demostrado principalmente las siguientes dos desventajas: es específico para registros cortos de ECG y solo permite anotaciones en cantidad limitada

3.1.3. DICOM-ECG. El estándar DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) es el

estándar creado por ACR_NEMA y reconocido mundialmente para el intercambio de imágenes

médicas. Está pensado para el manejo, almacenamiento, impresión y transmisión de imágenes médicas. Desde el año 2000 concentra también normas para la adquisición de bioseñales, es decir,

atiende el intercambio de información en serie de tiempo de una dimensión y lo hace a partir del

Suplemento 30. Sin embargo aún hoy sólo pocos manufacturadores poseen equipos con soporte al estándar DICOM para formas de onda. Por medio de dicho Suplemento se especifica cómo incluir

toda la información necesaria en un único archivo, y como interpretarla en sistemas compatibles con

DICOM, pero este estándar no define como visualizar en las estaciones de trabajo. Se trata de un estándar abierto que incluye el soporte de información de un registro de ECG de 12 derivaciones

incluyendo anotaciones y sincronización en el contexto de imágenes medica. Maneja datos del ECG

independientemente de la frecuencia de muestreo, la amplitud y la sensibilidad del sistema.

3.2. Comparación Considerando lo expuesto anteriormente se decide descartar el estándar aECG de HL7 como candidato

a ser utilizado en el presente trabajo. Por lo que se profundiza en el análisis de los demás protocolos

propuestos. En la tabla 1 se muestra una comparación cualitativa entre dichos estándares. DICOM presenta como característica la utilización de una jerga propia con orientación al objeto,

basada en un modelo del mundo real denominado Modelo de Información DICOM. En él, todos los

datos del mundo real como ser pacientes, estudios, dispositivos médicos, entre otros, son vistos por DICOM como objetos con sus respectivas propiedades y atributos. La definición de estos objetos y

atributos están estandarizadas de acuerdo a los IODs (Information Object Definition). Además el

mencionado protocolo posee un diccionario de datos para asegurar la consistencia en la definición y


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procesamientos de los atributos. Por otro lado SCP-ECG también especifica el contenido y la

distribución de la información, sin embargo lo hace con una estructura más sencilla.

Para el año 1993, año en que fue creado el estándar SCP-ECG, la compresión de la imagen era una

característica clave buscada para el almacenamiento y transmisión de información dado lo costoso que resultaban las memorias y la baja velocidad de comunicación. Por otro lado, la experiencia práctica ha

demostrado la gran utilidad de dicho estándar para aplicaciones telemétricas como así también para el

almacenamiento y envío de información. Aun considerando que el avance tecnológico incrementó la capacidad y velocidad de transmisión actual, todavía se precisa de datos en volumen reducido. Esto se

convierte en una necesidad cuando, por ejemplo, se hace referencia a la transmisión de datos por

medio de la red telefónica (práctica actualmente implementada en países desarrollados). Las razones

de ello son en primer lugar la disminución en la memoria necesaria para almacenar los datos del paciente en un sistema informático; y en segundo lugar la reducción del tiempo y consecuentemente

del gasto telefónico que en que incurre la transmisión telefónica. Esto resulta actualmente en una

ventaja frente a DICOM en cuanto a la capacidad del estándar europeo de soportar compresión con y sin pérdida de información. Por su parte DICOM solo permite compresión .zip.

El suplemento 30 sigue la pauta general de la norma DICOM y fue creado en una primera instancia

para soportar señales unidimensionales cardiológicas, en las cuales estaban incluidas las señales de ECG como así también las de hemodinámia. Actualmente dicho estándar pretende ser aplicable a una

amplia gama de formas de onda adquiridas en un entorno de imágenes médicas, incluyendo estudios

de Holter cardíaco como así también registros de audio en el caso de un reporte oral del médico. Por

otro lado, el protocolo SCP-ECG posee la desventaja de estar referido solamente a estudios de ECG de corta duración (aproximadamente 1 minuto). Dicho protocolo no fue creado para la transmisión de

otros tipos de señales ni tampoco para soportar estudios de monitoreo cardiaco.

Tabla 1. Comparación de protocolos SCP-ECG y DICOM

Capacidades de los estándares SCP-ECG DICOM

Modelo de información X √

Sintaxis de representación √ √

Mecanismo de transferencia √ √

ECG de reposo de larga duración X √

Anotación específica de ECG Limitado √

Capacidad de soportar una

compresión lossless y lossy

√ X

Manejo de imagen X √

3.3. Elección del estándar a utilizar Vale destacar que aun no hay un consenso claro en la industria acerca de adoptar algún formato

determinado, de hecho parece haber muy poco apoyo por parte de los vendedores a adoptar una

norma. Para la realización de este desarrollo se eligió el estándar DICOM ECG. Entre las premisas que

se tuvieron en cuenta para su elección, la más destacada es la característica que tiene el estándar DICOM para resolver la necesidad de un protocolo común de trabajo para gran parte de los equipos

médicos, brindando un formato común a los estudios e información asociada y permitiendo diálogos

normalizados entre equipos. De esto, surge el beneficio de poder revisar cualquier registro de ECG de 12 derivaciones, en formato DICOM, en una estación de trabajo para tal fin. De esta manera es factible

observar en conjunto imágenes típicas del mismo formato como ser una angiografía cardiovascular de


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rayos X, ultrasonido cardíaco o RMN cardíaca entre otras, de manera de permitir al clínico tomar una

decisión más completa e idónea al tener mayor cantidad de información en que apoyar sus decisiones

y realizar la evaluación de los pacientes.

Además como ya se mencionó, posee una sección de anotaciones que puede ser consultada desde el archivo .dcm, lo que da la posibilidad de realizar una búsqueda amplia, por ejemplo dentro de un

hospital, de pacientes con un cierto tipo de diagnostico particular o característica deseada.

En la figura 2 se ilustra la situación actual en un hospital con un sistema informático implementado que hace uso de DICOM para las diferentes modalidades de imagen. Paralelo a este se muestra el

sistema de gestión de ECG que corresponde a un subsistema propietario. Se utiliza como conexión el

servidor estándar HL-7 y para la visualización se precisa de visores privados. Por otro lado, la figura 3

modela la posible ventaja de usar la modalidad DICOM ECG. En ella se observa como los equipos de ECG ensamblan perfectamente en el sistema DICOM existente en un hospital. Además posee la

ventaja que la visualización y presentación de informes se realiza en las estaciones de trabajo

existentes.

Figura 2. Sistema de gestión informático

DICOM con subsistema propietario de

ECG en un hospital

Figura 3. Sistema de gestión informático

DICOM para todas las modalidades en un

hospital

3.3.1. Limitaciones y solución adoptada Una vez definido el estándar a usar el segundo paso corresponde a profundizar la manera de

implementar el diseño de un archivo DICOM ECG.

Dada la limitada existencia de herramientas libres para la creación de un archivo de señal de ECG y

considerando que durante el avance y desarrollo de este proyecto se avanzó paralelamente en las necesidades y preferencias de los médicos que serán actores de esta aplicación, se optó en el presente

trabajo por la creación de un archivo de imagen DICOM con la información del registro

electrocardiográfico. Esta decisión se basó principalmente en la urgencia y apoyo del personal de la salud para la utilización de la aplicación, quienes preferentemente escogieron que la forma de

visualización del registro de ECG sea similar a la convencional, en tanto que sugirieron poder

visualizar el estudio como una imagen y con una grilla de fondo que asemeje el papel milimetrado. Con este objetivo en mente se profundizó en llevar a cabo esta solución y se tuvo en cuenta las

consideraciones del estándar acerca del uso de modalidades no nativas de DICOM. Para la utilización

del estándar es necesario lógicamente que la señal se encuentre en formato digital. Existe una

modalidad conocida como Captura Secundaria (SC) que especifica acerca de dispositivos analógicos y de modalidades no DICOM. A través de dicha modalidad es factible introducir aquellos equipos qué

originalmente no poseen salida DICOM al sistema de digital de archivos .dcm. Archivos de imágenes

que hayan sido digitalizados en segunda instancia (por ejemplo por un digitalizador o un escáner pueden ser transformados a formato DICOM por medio de la modalidad SC.


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Vale resaltar que aun contemplando otro tipo de estructura del archivo DICOM para registros de

ECG (imagen en vez de señal), las ventajas y características mencionadas anteriormente siguen

vigente. Es decir los atributos y cualidades de cualquier archivo DICOM permanecen presentes. La

información del paciente, del estudio, de la institución, de todos los datos pertinentes al registro y el registro mismo pueden ser correctamente interpretados y visualizados.

4. Estudio y comparación de herramientas de conversión

Se realizó una búsqueda intensiva de herramientas libres para la conversión y manipuleo de archivos dcm. El conjunto de librerías, aplicaciones y toolkits encontrados se detallan en la tabla II. Sus

utilidades y características relevantes se encuentran también enumeradas. Para la conversión a formato

DICOM se desea utilizar una aplicación por líneas de comando que pueda embeberse en la aplicación

principal.

Tabla 2. Análisis de librerías

Librería Plataforma/

Lenguaje

Formato entrada Formato salida

Descripción

dcm4che2 DICOM toolkit

Multiplataforma/JAVA, XML

DICOM, JPG, txt, pdf, XML

DICOM, txt, XML

Aplicación jpg2dcm para

conversión

DCMTK W,L,M / C++ DICOM DICOM Librería, Cmd line

Dicom3tools W,L,M / Linux DICOM, formatos propietarios

DICOM Cmd line

GDCM Grassroots DICOM Library

W / C++ RAW, JPEG, RLE, DICOM, XML

Librería

Plugin Clear Canvas (Stewart

Bright)

W / C# PNG, JPEG, BMP DICOM Pluguin para conversión a

DICOM

XMedCon W,L,M / C PNG, NEMA,

DICOM, Interfile

PNG,

NEMA, DICOM,

Interfile

Librería, Cmd line

y GUI

W: Windows, L: Linux, M: Mac, SDK: Software Development Kit, GUI: Graphic User Interface

5. Interfaz con el usuario, software

5.1. Elección del entorno de programación Al estudiar la configuración de los sistemas de adquisición de datos modernos DAQ (Data Acquisition

System), basados en equipos PC (Personal Computer), se pudo apreciar que una de las partes que

componen dichos sistemas, es el software que controla y administra los recursos del computador, presenta los datos y participa en el análisis. Por ello se debe tener especial cuidado al escoger el

software a utilizar. Se prioriza de un software de instrumentación flexible para futuros cambios y de

fácil manejo, siendo lo más poderoso e ilustrativo posible. Programas y lenguajes de programación que cumplan con lo dicho existen en gran número en el

mercado actual, como por ejemplo el Visual Basic, el C, el C++, el Visual C++, Pascal, LabWindows


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CVI, LabVIEW y Daisylab entre otros. Para elaborar el algoritmo de control y toma de datos en el

presente proyecto se consideró como lenguaje más apto a LabVIEW (Laboratory Virtual Engineering

workbench), justificando las razones:

• Simplicidad de manejo, debido a que se basa en un sistema de programación gráfica (lenguaje G) •Enfoque hacia la instrumentación virtual, por lo que cuenta con numerosas herramientas de

presentación (gráficas, botones, indicadores y controles), los que serían complicados de realizar en

bases como c++ donde el tiempo para lograr el mismo efecto sería muchas veces mayor •Disponibilidad de librerías, se cuenta con librerías especializadas para manejos de DAQ, Redes,

Comunicaciones, Análisis Estadístico, Comunicación con Bases de Datos.

De lo anteriormente citado, LabVIEW de National Instruments © fue la herramienta gráfica utilizada

para la adquisición, manejo y presentación de la señal de ECG.

5.2. Interfaz con el usuario

Debido a que para hacer uso de una bioseñal como lo es el registro de ECG, no solo es necesario tener

los datos de dicha forma de onda, sino también información asociada, como ser nombre del paciente y operario, identificación, forma en la que se registro la señal, lugar, etc., se considero necesario crear

distintos paneles frontales (forma en la que se ve un instrumento virtual de LabVIEW) para tener una

medida de control en cuanto a los datos que se ingresan y también en cuanto a quien puede ingresar y modificar los mismos.

En primera instancia fue necesario instalar la librería EDR Enhanced Software Development Kit

provista por el fabricante de la placa Eagle y luego configurar el programa NI LabVIEW de manera

que la placa adquisidora uDAQ-Lite sea reconocida, considerando que no se trata de un dispositivo de

National Instrument. A partir de allí, se pudo poner énfasis en la programación de la interfaz, de donde

surgieron diferentes etapas a tener en cuenta.

5.2.1. Etapa 1: Identificación del usuario y lugar de prueba. Se comienza con el pedido de

identificación del usuario que pretende utilizar el sistema de conversión de ECG a formato DICOM. Las instituciones que hacen uso de esta aplicación deben estar declaradas previamente, al igual que

sus usuarios, cada uno con su clave personal, razón por la que a través de un ingreso con contraseña es

posible identificar ambos.

5.2.2. Etapa 2: Carga de pacientes y características de adquisición. Se busca el paciente en una base de datos. Si el mismo no está registrado en el sistema, se ingresan sus datos e información relevante

como ser nombre, apellido, sexo, dirección y teléfono, que permiten identificar una señal particular de

ECG. Una solapa opcional también se despliega para llenar con información acerca de las condiciones actuales del paciente frente a factores de riesgos, como ser, si es fumador, si presenta hipertensión,

dislipemia, obesidad, entre otros. Todos los anteriores considerados datos importantes a la hora de

interpretar un registro de ECG. Aquí, se consideró además, un lugar destinado a observaciones que

permitirán al especialista en la institución de salud remota, tener más herramientas al momento de emitir su opinión. En esta instancia se ingresa también información referente a las características de

adquisición y programación del equipo electrocardiográfico como velocidad, formato y sensibilidad.

5.2.3. Etapa 3: Visualización y conversión a DICOM. Una vez ingresados los datos, se continúa con la adquisición de la señal. Esta tiene lugar presionando el botón adquirir de la pantalla y encendiendo

el equipo electrocardiógrafo. La modalidad de adquisición está definida bajo dos formas. La primera

registrando bajo modo ESTANDAR (DI DII DIII, aVR aVL aVF, V1 V2 V3, V4 V5 V6) las 12 derivaciones en forma continua y la segunda forma, que es opcional y ocurre luego de realizado el

primer registro, es adquiriendo una única derivación durante un periodode 10 segundos. Especialistas

en cardiología acuerdan que la derivación DII es la más aconsejable y representativa, por lo que en

este trabajo se adoptó que el segundo registro sea de dicha derivación. Una vez realizado el registro se continúa con su visualización. En ésta pantalla cada derivación se muestra en un gráfico individual con


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el eje x en valores de tiempo (entre 0 y 5 segundos) y el eje y en valores de amplitud en Voltios. Cada

derivación se grafica junto a su pulso de calibración. Es posible realizar en cada gráfico un zoom de la

señal. Lo que se visualiza en esta pantalla es la imagen que luego será convertida a formato dcm.

Para la conversión a DICOM se utilizó la librería GDCM (Grassroots DICOM), desarrollada por Mathieu Malaterre, que permite convertir una imagen jpeg a formato dcm. Como se mencionó

anteriormente se utilizará la modalidad Captura Secundaria cuyo valor de Identificador Único de SOP

Class, de acuerdo al estándar, es: 1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7. También se utilizó la librería DCMTK que posee una herramienta llamada dcmodify que permite

modificar las etiquetas del archivo DICOM. De esta manera fue posible almacenar en el archivo

DICOM toda la información antes ingresada respecto al paciente, al estudio y a la institución donde se

realizó el examen. La ejecución de las líneas de comando de ambas librerías fue posible usando la función “System Exec.vi” de LabVIEW que permite ejecutar aplicaciones por líneas de comando

basadas en Windows o Linux.

6. Conclusiones Una decisión importante es la elección de un estándar adecuado para el almacenamiento y transmisión

de registros de ECG. Términos como interconectividad, uniformidad y multi-modalidad resultan

primordiales. La aplicación desarrollada se muestra como una primera aproximación de una herramienta para la integración de estudios de electrocardiografía analógicos a una plataforma digital.

La utilización del estándar DICOM deja la puerta abierta a una futura ampliación o integración con

otros tipos de modalidades de imágenes. Vale destacar que actualmente se encuentra en desarrollo un

trabajo similar destinado al almacenamiento y transmisión de estudios ecográficos en formato DICOM con vista futura de ser insertado en el programa de telemedicina del cual ya se hizo mención.

Nos encontramos por otro lado frente a un sistema simple de implementar, de interfaz gráfica

sencilla, la cual permite un fácil manejo por parte del usuario que entrega al sistema telemédico un archivo DICOM capaz de ser transmitido y visualizado por especialistas en instituciones de salud de

referencia ubicadas en la capital de la provincia.

De esta manera se puede ampliar el campo de atención médica incorporando nuevas modalidades a

través de recursos existentes y maximizando la calidad y eficacia del sistema de salud.

Referencias

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Subregión Andina: Telemedicina Organismo Andino de Salud Lima Convenio Hipólito Unanue 2da. Ed. pp 8-10

[2] IN SALUD PLAN DE TELEMEDICINA. Ministerio de Sanidad y Consumo. MADRID 2000

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[4] Sitio oficial del Ministerio de Salud Pública de la Provincia de Tucumán

http://www.msptucuman.gov.ar/

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[6] OPS. 2004. La Seguridad Vial no es accidental. Dia Mundial de la Salud [7] “Telemedicina en el Sistema Provincial de Salud de Tucumán” 2ª Jornadas de Ciencia y

Tecnología de las Facultades de Ingeniería del NOA. 19 y 20 de Octubre de 2006

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