Digitalizacion Informatica2

DIGITALIZACIÓN DE UN DEPARTAMENTO DE

DIAGNÓSTICO POR LA IMAGEN

- Conceptos sobre la Digitalización de Unidades de Imagen Médica Radiológica

- ¿Qué es DICOM?

- Sistemas de información

- Conclusiones

Contenido

Conceptos sobre la Digitalización de Unidades de Imagen Médica Radiológica

Introducción

Conceptos

Importancia de la informatización

La enorme cantidad de datos (TAC, PET, RMN…) se volverá inmanejable sin ayuda de la informática

La información almacenada de forma física sólo se puede acceder desde un sitio

Para poder acceder desde cualquier punto del mundo es necesaria realizar una estandarización de los protocolos

HL7: Estándar para el historial clínico DICOM: Estándar para almacenar imágenes médicas

Conceptos

Necesidades actuales

Integrar todos los servicios y ayudar a la dirección en el proceso de gestión

Gestionar una gran cantidad de datos e imágenes médicas

HIS (Integral)

RIS (Departamental)

PACS (Picture Archiving and Communication System)

+ Internet TELEMEDICINA

Conceptos

Requerimientos de la digitalización integral

Un proyecto de Digitalización Global de Unidad de Diagnóstico por Imagen Radiológica NO es:

-Un proyecto de equipamiento electromédico-Una aplicación clínica (de Imagen, …)

sino un Sistema de Información que debe evaluar de forma integrada y coherente todas sus infraestructuras

Conceptos

¿Qué es DICOM?

¿Qué es DICOM?

¿Qué es DICOM?

DICOM es el acrónimo de Digital Imaging and Communication in Medicine

Este protocolo de comunicación fue desarrollado en 1987 por el ARC (American College of Radiology) y la NEMA (National Electronics Manufactures Association)

Define un protocolo de transmisión de imágenes médicas y datos referentes al paciente

En la actualidad existen varias versiones pero la más utilizada es la 3.0

¿Qué es DICOM?

¿Cómo funciona DICOM?

DICOM utiliza una arquitectura orientada a objetos cliente/servidor:

SCU (Service class user) SCP (Service class provider)

Cada intercambio de datos entre el cliente y el servidor está compuesto de tres etapas:

Inicio de la comunicación Transferencia de datos Fin de la comunicación

¿Cómo funciona DICOM?

¿Qué es DICOM?

DICOM está basado en una comunicación TCP/IP

Formato de imagen DICOM

El protocolo DICOM crea un fichero de extensión .dcm con la siguiente información:

Información personal del paciente Datos del equipo utilizado Parámetros de la imagen (Profundidad, tamaño, contrastes…) Estudio realizado (Cráneo, Tórax, Resonancia…) Compresión aceptada: JPEG-LS y RLE

Todos estos datos se guardan en la parte inicial del fichero (cabecera) y posteriormente se incluyen los datos de la imagen

¿Qué es DICOM?

Sistemas de información

HIS

RIS

PACS

Relación entre HIS-RIS-PACS

HIS

RIS

PACS

HL7

DICOM

Sistemas de información

Relación entre HIS-RIS-PACS

RIS HIS

PACS

Modalidades

Datos de paciente y prueba

Resultado

Datos de paciente

Informes

Lista de trabajo y gestión de datos

Imágenes y datos de paciente

y estudio

Sistemas de información

HIS

Concepto:Hospital Information System

Algunas aplicaciones: Administrativas (nóminas, contabilidad…) Médico-Administrativas (Admisión, archivo…) Médicas (Peticiones y resultados de pruebas…)

Conexión exterior

Sistemas de información

Características de un HIS

Centraliza los procesos administrativos y médico-administrativos

Distribuido a nivel departamental

Arquitectura cliente-servidor

Para la comunicación dentro del centro se utiliza una intranet

Sistemas de información

Estándares utilizados por el HIS

Generales:TCP/IPSQL

Específicos: HL7 (Health Level 7)Define formatos de mensaje a alto nivel posibilitando la comunicación en los sistemas HIS/RIS

Sistemas de información

RIS

Concepto:Radiology Information System

Algunas aplicaciones:Registro del pacienteCitación InformesGestión del archivo de imagenGestión de la base de datos

Se comunican con el PACS a través del estándar DICOM (Modality Worklist Management)

Permite automatizar tareas del PACS

Sistemas de información

Relación entre RIS-PACS

APROBACIÓN INFORME

PACS

Objetivos

Diseño y arquitectura

Bases de datos

Tecnología de almacenamiento

Hardware necesario

-Estaciones de trabajo

- Redes de comunicación

Ventajas

Inconvenientes

PACS

Los primeros PACS comenzaron a usarse en los 80 en Estados Unidos.

Un PACS (Picture Archiving and Communication System) es un método de almacenamiento y comunicación de imágenes y datos médicos.

PA

CS

PA

CS

Objetivos de un PACS

Almacenar las imágenes

Evitar la pérdida o la no disponibilidad de los exámenes

Recuperar imágenes en el menor tiempo posible

Posibilidad de poder usar las imágenes desde otros puntos del servicio/hospital

Poder emplear diversos estudios de imagen simultáneamente

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Visión general de un PACS

TC

P-I

P

D

ICO

M

Dicomizador

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Diseño y arquitectura

Un PACS debe ser de confianza, actualizable, expandible

El sistema de almacenamiento debe ser tolerante a posibles fallos, por este motivo se emplea RAID, en algunos casos es imprescindible tener un DR

Se deben tener en cuenta en el diseño: Volumen de datos Recuperación de datos de acceso rápido (cercanos en el

tiempo) Recuperación de datos de acceso lento (lejanos en el

tiempo)

Arquitecturas posibles: Centralizada Distribuida Distribuida múltiple

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Arquitectura centralizada

Un único servidor

Estaciones de trabajo con poca capacidad de almacenamiento, los datos se obtienen del servidor, NO se almacenan localmente

Ventajas: Todos datos disponibles en cualquier

estación Administración del sistema de archivos

más sencilla

Inconvenientes: La red de comunicaciones y el servidor de

archivos deben de ser muy rápidos para recuperar las imágenes en tiempos razonables

Si falla el servidor, no funcionará nada en el sistema

Uso de líneas dedicadas

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Arquitectura distribuida

Sistemas de información

Los datos se almacenan en varios lugares de la red, en el servidor y en los discos de las estaciones de trabajo

Los estudios mostrados en pantalla se encuentran almacenados localmente

Ventajas: El ancho de banda de red necesario

es menor que en el caso anterior El fallo total del sistema es poco

probable

Inconvenientes: La administración de los archivos es

algo más compleja

Estaciones de trabajo con disco local

PA

CS

PA

CS

Varios servidores

Los datos se distribuyen de tal forma que se eviten cuellos de botella

No hay fallo total

En todos los casos presentados se podrían configurar los PACS otorgando permisos en función del tipo de usuario

Arquitectura distribuida múltiple

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Base de datos

Una base de datos es una colección de información organizada para optimizar el almacenamiento y la recuperación

Se utiliza DBMS (Data Base Management System) para programarlas

La rapidez en la recuperación de las imágenes depende de la base de datos

Requiere un mantenimiento preventivo

Es necesario realizar una copia de seguridad periódica

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Base de datos

Las bases de datos relacionales son las más utilizadas debido a su robustez, facilidad de entender y optimización.

Las consultas se realizan a través de SQL

En la base de datos se almacena voz, datos e imágenes.

Inconveniente: El tamaño de las imágenes es muy elevado por lo que podría ser necesario utilizar una BD con varios disco o servidores Complejo

Solución: utilizar un puntero en lugar de la imagen

Deben incluir un sistema de búsqueda inteligente (prefetch) para localizar imágenes con rapidez

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Tecnología de almacenamiento

En las horas siguientes a la adquisición de una imagen, esta se consulta con mayor probabilidad

Almacenamiento a corto plazo: Discos locales y memoria

Almacenamiento a medio plazo: En el servidor (Compresión reversible)

Almacenamiento a largo plazo: debe ser permanente (Compresión irreversible)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Sistemas de información

Tecnología de almacenamiento

Almacenamiento a largo plazo:

Medios impresos: coste elevado y muchos inconvenientes (espacio, tiempo de recuperación, visualización localizada…)

Tecnología óptica - ODJ: Compuesto por 150 – 1000 discos de 14 Gb

Cada disco sólo se puede grabar una vez Este método es muy utilizado

- 5 ¼” MOD: Tienen capacidad de 5.2 Gb (3-4 Mb/s) Se pueden reutilizar

- CD-R, CD-RW, DVD (0,6 Mb/s)

Cintas magnéticas: es el método más barato. Son capaces de realizar búsquedas

aleatorias en cintas de 20 Gb en 15-30 seg

PA

CS

PA

CS

Hardware necesario en un PACS

Equipos para adquirir las imágenes CR, CT, MRI, US…

Servidor en el que almacenar las imágenes (Tbytes)

Estaciones de trabajo

Red informática con ancho de banda elevado

Impresoras

Digitalizadores

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

ESTACIONES DE ESTACIONES DE TRABAJO (PACS)TRABAJO (PACS)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (1/9)

Están compuestas por un ordenador con unos monitores para diagnóstico médico y el software de la aplicación

Los monitores de diagnóstico médico tienen una resolución mucho mayor. Algunos ejemplos de monitores estándar:

SVGA: 800 x 600 0,48 Mpixels XVGA: 1024 x 768 0,78 Mpixels WXGA: 1280 x 800 1,024 Mpixels

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (2/9)

Resolución monitor diagnóstico médico 5Mpixels

Resolución de contraste: 2N

Resolución del monitor: X x Y x N

También es muy importante la luminosidad del monitor (LUT).

Se prefiere un monitor luminoso de 2Mpixel que uno poco luminoso de 5 Mpixel. El cambio de 2 a 5 Mpixel es poco apreciable

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (3/9)

Funciones de la estación de trabajo

Preparación del casoRecogida de todas las imágenes relevantes al estudio de un paciente

Image arrangementHerramientas para ordenar y buscar las imágenes:

- Por fecha- Por modalidad (CT, US, CR, MRI…)- Por nombre- Por departamento solicitante- Pacientes que faltan por emitir informe-…

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (4/9)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Interpretación:Herramientas de medida para diagnosticar

- Voltear imágenes- Rotaciones- Zoom- Recortes- Medidas lineales- Medidas angulares- Realizar movimientos en la ventana de

niveles de grises (W L)- Aplicar filtros (Resaltar puntos, pseudo 3D,

realce, perfilado…)

Estaciones de trabajo de un PACS (5/9)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (6/9)

Positivado, contrastado de la región de interés y medida lineal

Rotación, zoom y realce de la región de interés

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Documentación:Herramientas para anotar las imágenes y generación de informes escritos o dictados

Estaciones de trabajo de un PACS (7/9)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (8/9)

Otras herramientas de uso general:

- Importar imágenes DICOM de otros medios (USB, DVD…)

- Exportar imágenes

- Enviar a imprimir

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Estaciones de trabajo de un PACS (9/9)

Dinámica seguida por el radiólogo

1. Seleccionar un paciente 2. Revisar el examen y comprobar que dispone de toda la

información necesaria

3. Revisión del paciente comparando con estudios anteriores

4. El radiólogo responde las preguntas de la orden procedente del especialista con la información disponible

5. Finaliza el informe y lo firma.

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

REDES DE COMUNICACIÓNREDES DE COMUNICACIÓN

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Redes de comunicación para PACS

La red de comunicaciones es un aspecto vital enla eficiencia de un PACS por varios motivos:

El tamaño de los archivos a transmitir es elevado- Un archivo de texto ocupa unos 100 kb – 2 Mb- Un estudio típico de rayos ocupa unos 18 Mb

Transmisión de una gran cantidad de archivos

La velocidad es determinante

Debe ser dimensionada para evitar la congestión del servicio

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Redes de comunicación - Tamaño de los archivos

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Consideraciones de la red

Topología de la red

Red fiable. Se debe tener una red secundaria

Seguridad en la transmisión

Capacidad de las líneasLAN (Local Area Network)

- - Ethernet (10 Mbps)- - Fast Ethernet (100 Mbps)- - Gigabit Ethernet (1 Gbps)-

WAN (Wide Area Network)- DS-3 (45 Mbps)- ATM (155 – 622 Mbps)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Ejemplo de cálculo de los requisitos de la red

Supongamos que en un hospital se adquieren a lo largo del año 2Tbytes. Si suponemos que cada examen se mueve de media 20 veces al año después de ser adquirido y que el tiempo de trabajo al día son 10 horas ¿Qué capacidad debería tener la línea utilizada?

Información que se mueve al año: (20+1)·2=44 Tb

44Tb / (52 semanas · 70 horas / semana) = 12,37 Gb/h

12,37 Gb/h / 3600 = 3,52 Mb/s de información

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Ventajas de los PACS (I)

El espacio físico necesario para archivar todas imágenes se reduce considerablemente

Las imágenes pueden ser recuperadas rápidamente

Las imágenes se pueden consultar simultáneamente desde varios sitios

Facilita el postproceso de las imágenes médicas

Facilidad para realizar backups

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Ventajas de los PACS (II)

Se reducen costes al no necesitar películas ni químicos

Reducción de la dosis del paciente y del tiempo en espera

Mejora de la productividad de los técnicos

Posibilita la utilización de la telemedicina

Reducción al mínimo del riesgo de pérdida de archivos (RAID, copias de seguridad)

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Inconvenientes de los PACS

No se pueden tolerar periodos largos de caída puesto que el PACS gestiona y muestra información vital del paciente

Es necesaria una gran inversión económica inicial

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Conclusión

Red informática

Sistemas de informaciónP

AC

SP

AC

S

Conclusiones

Conclusiones

Actualmente vivimos en la era de la información y la tecnología

Este exceso de información en el campo de la medicina, hace imprescindible el uso de la tecnología para poder abordar tal cantidad de datos de forma ordenada y eficiente

Por ello en los departamentos de radiología se está optando por incluir el sistema PACS el cual tiene infinidad de ventajas frente a los sistemas actuales

Existen distintos tipos de configuraciones para el PACS y otros sistemas de información como HIS y RIS, pero la finalidad de todos ellos se reduce en: MEJORAR LA ORGANIZACIÓN DEL CENTRO Y LA ATENCIÓN AL PACIENTE

Muchas gracias por su atención

Zaragoza, 13 de Febrero del 2008

Roberto Sanjuan (s.tecnico@cedyt.com)