Diagnostisen lääketieteellisen kuvantamisen kehitys, joka on muuttanut terveydenhuoltoa

Hieman yli sata vuotta sitten röntgensäteiden tuloa pidettiin merkittävänä harppauksena lääketieteellisessä diagnoosissa. Viime vuosisadan aikana, yksinkertainen radiografia on laajentunut erikoistuneeksi alaksi - diagnostinen lääketieteellinen kuvantaminen. Röntgensäteitä on valjastettu paremmalla tekniikalla digitalisoitujen CT-skannausten ja uusien diagnostisten lääketieteellisten kuvantamistekniikoiden avulla, kuten MRI ja ultraääni, on syntynyt. Lääketieteelliset kuvantamistavat kehittyvät ja tarkenevat edelleen. Varsinaisen kuvantamisprosessin edetessä, lääketieteellisten kuvien käsittelyssä ja siihen liittyvässä työnkulussa on rinnakkainen, ja yhtä tärkeä, parannus. Tässä artikkelissa, lähentämme lääketieteellisen diagnostisen kuvantamisen tärkeimpiä edistysaskeleita, jotka ovat muuttaneet tapaa, jolla lääkärit tutkivat ja hoitavat potilaita.

DICOM-standardi

Lääketieteellistä kuvantamista käytetään ensisijaisesti sairauksien diagnosointiin ja niiden etenemisen seuraamiseen. On olennaista, että tuotetut kuvat ovat korkealaatuisia, koska niillä on suora vaikutus potilaan tuloksiin. Laadun ylläpitämiseksi, American Radiology Society ja National Electrical Manufacturers Association kehittivät yhdessä joukon lääketieteellisiä kuvia koskevia standardeja. Sitä kutsutaan DICOM-standardeiksi, joka tarkoittaa digitaalista kuvantamista ja viestintää lääketieteessä. Kaikkien lääketieteellisten kuvantamislaitteiden tuottamien kuvien on oltava tässä standardissa kuvattujen ominaisuuksien mukaisia. Lisäksi lääketieteellisten kuvien tallentamiseen ja jakamiseen on käytettävissä erityinen muoto, jota kutsutaan DICOM-muodoksi.

Kaikkien tänään valmistettujen lääketieteellisten kuvantamislaitteiden on tarkoitus olla DICOM-standardien mukaisia. Näin tuotettujen kuvien katselua ei voida tehdä tavallisella tietokoneella saatavilla olevilla tavallisilla kuvankäsittelyohjelmilla. Tarvitaan erityinen diagnostinen lääketieteellinen kuvantamisohjelma, joka tunnetaan DICOM-työasemana. Kaupalliseen käyttöön lääketieteellisessä diagnoosissa, tällaisten diagnostisten lääketieteellisten kuvantamisohjelmien on oltava FDA: n hyväksymiä ja tarvitsevat erityislisenssin. Näillä toimenpiteillä varmistetaan, että kaikki kliinisiin tarkoituksiin kehitetyt sovellukset kykenevät kuvaamaan tarkasti korkealaatuisia lääketieteellisiä kuvia.

PACS-arkistointi

Digitalisoidun lääketieteellisen diagnostisen kuvantamisen myötä tarve kehittää röntgenelokuvia on vähentynyt huomattavasti. Digitaalisia kuvia muutetaan kuitenkin edelleen ”elokuviksi” tulostimien avulla. Kuvantamiskalvot vaativat asianmukaista säilytystä oikeissa olosuhteissa vahingoittumisen estämiseksi ajan myötä. Näiden kuvien hakeminen tallennustilasta voi olla aikaa vievä prosessi ja vaatii omistautunutta henkilökuntaa kirjanpitoon.

PACS, joka tarkoittaa Picture Archiving and Communications System -järjestelmää, poistaa elokuvien fyysisen varastoinnin ja haun tarpeen. Se on pohjimmiltaan foorumi lääketieteellisten kuvien virtuaaliseen varastointiin ja hakemiseen. PACS mahdollistaa valtavien määrien lääketieteelliseen kuvaan liittyvän datan käsittelyn. Mikä tahansa tietokone, joka on liitetty tiettyyn PACS-palvelimeen, pystyy noutamaan DICOM-kuvia ja tarkastelemaan ja jopa muokkaamaan niitä. Viimeisin innovaatio on ollut pilvipohjaisen PACS-järjestelmän käyttöönotto, jossa paikallisen tallennustilan sijaan, PACS: ää isännöidään Internetissä ja kaikki Internetiin yhteydessä olevat käyttäjät, oikeilla tunnistetiedoilla, voivat käyttää kuvia.

Paitsi että PACS on yksinkertaistanut tallennusta ja hakua, se on myös tehnyt teleradiologiasta todellisuuden. Nykyään radiologien ei tarvitse olla läsnä samalla alueella, jolla kuvia hankitaan. He voivat katsella kuvia eri maantieteellisistä paikoista ja antaa asiantuntijalausuntonsa. Teleradiologian avulla, yksi radiologi voi tuottaa raportteja kuvista, jotka tulevat useista sairaaloista. Tämä säästää arvokasta aikaa ja resursseja, ja auttaa vähentämään terveydenhuollon kustannuksia.

Reaaliaikainen kuvantaminen

Elokuvien kehittämisen tai tulostamisen tarpeen myötä lääketieteellisten kuvien hankkimisen ja katselun työnkulkuprosessi on parantunut. Reaaliaikainen kuvantaminen on käsite, jossa potilaan kuvien hankkimisen ja lääkärin katselun välillä ei ole viivettä. Radiologit voivat kirjaimellisesti katsella kuvia, kun potilas on vielä skannerissa.

Diagnostisten lääketieteellisten kuvien nopeampi tulkinta johtaa välittömään diagnoosiin, mikä puolestaan mahdollistaa nopean lääketieteellisen toimenpiteen. Reaaliaikaisella lääketieteellisellä diagnostisella kuvantamisella on merkittävä rooli hätätilanteissa. Esimerkiksi, traumapotilailla, vatsan sisäinen vamma määritettiin aiemmin diagnostisella laparoskopialla tai peritoneaalisella huuhtelulla, molemmat olivat invasiivisia toimenpiteitä. Tänään, kuitenkin, hoidon taso on käyttää FAST (Kohdennettu vatsan sonografia traumassa), joka käyttää reaaliaikaista ultraääntä selvittääkseen nopeasti, onko potilas kärsinyt vatsan sisäisestä vammasta vai ei. Reaaliaikaista ultraäänikuvausta käytetään myös sikiön terveyden seurantaan kohdussa ja kasvuparametrien arviointiin.

Toiminnallinen kuvantaminen

Useimmat diagnostiset lääketieteelliset kuvantamisjärjestelmät on suunniteltu diagnosoimaan anatomisia tai rakenteellisia poikkeavuuksia. Nykyaikainen lääketieteellinen diagnostinen kuvantaminen, sen lisäksi, voi myös arvioida poikkeavuuksia kudosten ja elinten toiminnassa. Tähän sisältyy poikkeavuuksien havaitseminen fysiologisissa prosesseissa, kuten aineenvaihdunnassa ja verenkierrossa. Toiminnallinen kuvantaminen saavutetaan suurelta osin isotooppilääketieteen avulla. Isotoalääketiede on radiologian erikoisala, johon sisältyy radioaktiivisesti merkittyjen molekyylien injektio kehoon. Erityiset elimet voivat ensisijaisesti ottaa nämä radioaktiiviset molekyylit erilaisiin fysiologisiin prosesseihin. Oton jälkeen elimet voivat lähettää säteilyä, jonka ulkoiset skannerit ottavat ”kuumiksi paikoiksi”. Esimerkiksi positroniemissiotomografia (PET) heijastaa radioaktiivisesti leimatun glukoosin ottoa soluihin. Solut, jotka ovat lisänneet metabolista aktiivisuutta, erityisesti syöpäsolut, yleensä vievät enemmän glukoosia. Tätä tekniikkaa käytetään siksi tunnistamaan metastaasien alueet kehossa. Toinen toiminnallinen kuvantamistekniikka on kilpirauhasen skannausten käyttö, joita käytetään kilpirauhasen liikatoiminnan havaitsemiseen. Nämä skannaukset riippuvat radioaktiivisen jodin ottamisesta kilpirauhassoluihin.

Useimmat toiminnalliset kuvantamistekniikat, kun sitä käytetään yksin, voi olla vaikea tulkita. Tämä johtuu siitä, että vaikka ne havaitsevat epänormaalin fysiologisen aktiivisuuden alueet, näiden alueiden suuntaaminen anatomisesti voi olla vaikeaa. Tämä voidaan voittaa tekniikalla, jota kutsutaan kuvan fuusioksi. Nykyaikaiset diagnostiset lääketieteelliset kuvantamisohjelmat mahdollistavat kahden tai useamman diagnostisen tekniikan fuusion. Esimerkiksi, PET-skannauksen fuusio CT-skannauksella voi auttaa tunnistamaan, onko metastaasia vai ei, ja voi myös tunnistaa tarkasti anatomiset alueet, joissa etäpesäkkeitä on esiintynyt.

Post-käsittely tekniikoita

Jälkikäsittelytekniikoilla tarkoitetaan diagnostisiin lääketieteellisiin kuviin sovellettavia toimenpiteitä sen jälkeen, kun kuvat on hankittu potilaalta. Jälkikäsittelytekniikat tehdään yleensä käyttämällä edistynyttä diagnostista lääketieteellistä kuvantamisohjelmaa. Ne tarjoavat radiologille tietoja, joita ei ole saatavana katsomalla vain alkuperäisiä kuvia. Jotkut hyödyllisimmistä jälkikäsittelytekniikoista, joita käytetään lääketieteellisessä diagnostisessa kuvantamisessa, ovat seuraavat:

• 3D-rekonstruktio: Lääketieteellisen diagnostisen kuvantamisen kriittinen haittapuoli on, että se on luonteeltaan kaksiulotteinen. Siitä huolimatta viimeaikainen tekniikka mahdollistaa kuvien katselun kolmiulotteisina objekteina ottamalla useita kuvaviipaleita ja pinoamalla ne yhteen. Tämä mahdollistaa paremman anatomisen suuntautumisen ja on helpompi tulkita. Se auttaa myös ymmärtämään eri rakenteiden välistä suhdetta. Toinen 3D-jälleenrakennuksen muoto on monitasoinen jälleenrakennus. Tässä radiologi voi ottaa 3D-objektin, kiertää sitä haluamallaan tavalla ja viipaloida missä tahansa kulmassa, erilainen kuin alun perin hankitut viipaleet. Nämä tekniikat auttavat radiologia käytännössä näkemään anatomisen rakenteen ikään kuin he pitäisivät fyysisesti ja viipaloivat sitä, antaen heille vertaansa vailla olevan tarkkuuden.

• Intensiteetinennusteet: Tämä perustuu oletukseen, että kehon erilaiset rakeneet absorboivat ja heijastavat erilaisia säteilymääriä, mikä heijastuisi niiden CT-lukuihin. Maksimiintensiteetin ennusteissa näytetään vain alueet, joilla on korkeimmat tietokonemäärät. MIP on hyödyllisin CT-angiografiassa, jossa se auttaa erottamaan suuret verisuonet muista anatomisista rakenteista. Pienimmän intensiteetin ennusteissa (MINIP) näytetään vain alueet, joilla on pienimmät CT-numerot. MINIP on erittäin hyödyllinen keuhkojen parenkyymisairauksissa, jotka esiintyvät hypo-heikennettyinä CT-arvoina. Esimerkiksi potilailla, joilla on konstriktiivinen obstruktiivinen keuhkoputkentulehdus, CT-muutokset ovat erittäin hienovaraisia. MINIP: n käyttö voi tehdä näistä muutoksista näkyvämpiä.

Jotkut häiritsevät tekniikat lääketieteellisen kuvantamisen tulevaisuudelle

Tekoäly

Tekoäly (AI) on jännittävä rintama, joka tunkeutuu hitaasti lääketieteelliseen diagnostiseen kuvantamiseen. Tekoäly on koneiden kykyä tehdä kognitiivisia päätöksiä, kuten oppimista ja ongelmanratkaisua. Syöttämällä tietokoneille syvällisiä oppimisalgoritmeja, he voivat oppia erottamaan erilaiset digitaaliset mallit ja voivat siten auttaa diagnoosissa. Tutkijaryhmä Stanfordin yliopistossa, esimerkiksi, on kehittänyt tällaisen algoritmin rintakehän röntgensäteille. Tutkijat väittävät, että käyttämällä tätä algoritmia tietokoneet tunnistavat keuhkokuumeen läsnäolon tai puuttumisen paremmin kuin radiologit. UCSF: n radiologiatiimi on tällä välin yhteistyössä GE: n kanssa kehittääkseen sarjan algoritmeja, jotka voivat auttaa erottamaan normaalit ja epänormaalit rintakehän röntgenkuvat. Toinen lääketieteellinen sovellus, nimeltään Viz, auttaa seulontaan useita kuvia useissa sairaalan tietokannoissa suurten alusten esteiden (LVO) varalta, jotka viittaavat välittömään aivohalvaukseen. Jos havaitaan LVO, ohjelmisto voi varoittaa sekä aivohalvauksen asiantuntijaa että potilaan perusterveydenhuollon lääkäriä varmistaakseen, että potilas saa nopean hoidon.

Kuvantamisjärjestelmien integrointi

Vaikka PACS tallentaa lääketieteellisiä kuvia, muut lääketieteelliset tiedot tallennetaan eri järjestelmiin. Esimerkiksi terveystietojärjestelmät (HES) tallentavat potilaan sairaushistoriaan, kliinisiin yksityiskohtiin ja laboratoriotutkimuksiin liittyviä tietoja. Radiologian tietojärjestelmät (RIS) hallitsevat kuvantamistietoja varsinaisten kuvien lisäksi, kuten viittauksia, ehdotuksia, laskutustietoja ja tulkintoja. Kaikki nämä tietojärjestelmät ovat erillään toisistaan. Vielä, tekemisissä potilaan kanssa, lääkärillä on usein oltava kaikki nämä yksityiskohdat yhdessä diagnoosin tekemiseksi ja hoidon suunnittelemiseksi. Kaikkien tietojärjestelmien integrointi yhteen potilastietueeseen, johon pääsee yhden palvelimen kautta, voi auttaa virtaviivaistamaan työnkulkua ja parantamaan sekä tarkkuutta että suoritustehoa.

Mitkä ovat haasteet, kun lääketieteellisen diagnostiikan kuvantaminen kehittyy edelleen?

• Terveydenhuollonkustannusten nousu: Kun diagnostinen lääketieteellinen kuvantaminen etenee edelleen, jokainen uusi kehitys maksaa. Itse tekniikan kustannukset, tutkimuksen kustannukset ja toteutuskustannukset heijastuvat lopulta yhtenä parametrina - terveydenhuollon kohonneet kustannukset potilaalle. Kenties, siksi kehitysmaat luottavat edelleen manuaaliseen röntgenkuvaukseen ja manuaalisesti kehitettyihin elokuviin perussairauksien diagnosointiin, ja varaa edistyneitä kuvantamistekniikoita monimutkaisempiin terveysolosuhteisiin. Edelleen, jos kaikki haluavat hyötyä diagnostisen lääketieteellisen kuvantamisen edistymisestä, on pyrittävä pitämään uuden lääketieteellisen teknologian kustannukset kohtuuhintaisella tasolla.

• Potilastietojenja yksityisyyden suoja: Koska diagnostinen lääketieteellinen kuvantaminen perustuu voimakkaammin verkkopohjaisiin tekniikoihin, potilastiedot ladataan ja tallennetaan verkkoon. Siellä on jonkin verran perussuojaa, siinä, että vain tietyt lääkäreiden ja sairaaloiden omistamat käyttäjätilit voivat käyttää PACS-palvelimia. Kun kuvia viedään opetus- tai tutkimustarkoituksiin, on mahdollisuus anonymisoida tietoja, joita voitaisiin käyttää potilaiden tunnistamiseen. Jopa niin, tietoturvaloukkauksista ja potilaan yksityisyyden menettämisestä on ollut huolta. On kiireellisesti toteutettava poliittisia toimenpiteitä, joilla varmistetaan lääketieteellisten kuvantamistietojen suojaaminen PACS-palvelimilla.

Advanced Diagnostic Medical Imaging käden ulottuvilla - PostDICOM!

PostDICOM auttaa sinua ja harjoitteluasi pysymään edistyneen diagnostisen kuvantamisen alati kehittyvän maiseman tahdissa. Tämä vankka, mutta helppokäyttöinen diagnostinen lääketieteellinen kuvantamisohjelma on moderni DICOM-kuvankatseluohjelma, jossa on useita edistyneitä ominaisuuksia. PostDICOM tarjoaa pilvipohjaisen PACS-alustan, ja sitä tuetaan useissa käyttöjärjestelmissä, kuten Windows, Mac OS, Linux ja Android. Sen avulla voit käyttää DICOM-tiedostojasi missä tahansa, millä tahansa laitteella. PostDICOM tarjoaa hienostuneita jälkikäsittelytyökaluja, jotka mahdollistavat erinomaisen diagnoosin ja hoidon suunnittelun. Vaikka PACS on pilvipohjainen, potilastiedot ovat täysin turvallisia. Pidämme potilastiedot erillään maantieteellisistä alueista, kaikki tiedot salataan ja turvallisia SSL-järjestelmiä käytetään viestintään. Kuvat voidaan anonymisoida ennen lataamista PACS-palvelimelle. PostDICOM on ilmainen kokeilla kaikkia ominaisuuksia rajoitetun ajan! Varastointi voidaan päivittää nimellishintaan. Voit hyödyntää kehittyneen lääketieteellisen kuvantamisen voimaa osoitteessa postdicom.com ja kokeile ilmaista katsojaasi tänään!