Cyfrowe obrazowanie medyczne stało się integralną częścią radiologii. Dzisiejszy radiolog musi być zaznajomiony z technicznymi aspektami obrazowania medycznego. Na czele technologii obrazowania medycznego stoi standard DICOM. DICOM to skrót od Digital Imaging and Communications in Medicine (Cyfrowe Obrazowanie i Komunikacja w Medycynie). Jest to zestaw standardów opracowanych przez American College of Radiology we współpracy z National Electrical Manufacturers Association. DICOM zapewnia, że obrazy medyczne spełniają standardy jakości, dzięki czemu można zachować dokładność diagnozy. Wszystkie metody obrazowania, w tym tomografia komputerowa (CT), rezonans magnetyczny (MRI) i ultrasonografia, muszą być zgodne ze standardami DICOM. Obrazy w formacie DICOM muszą być dostępne i wykorzystywane za pomocą specjalnych aplikacji DICOM. Chociaż zrozumienie podstawowej koncepcji DICOM jest dość proste, proces faktycznego korzystania ze sprzętu i oprogramowania związanego z DICOM wymaga większej wiedzy technicznej. Ten artykuł bada różne etapy przepływu pracy z obrazami medycznymi DICOM.
Obrazy medyczne DICOM przechodzą przez różne procesy — akwizycję, przechowywanie, edycję, przetwarzanie wtórne, udostępnianie i drukowanie oraz odzyskiwanie. Wszystkie aspekty tego przepływu pracy są zarządzane przez centralny serwer, zwany PACS.
W sercu całego procesu przepływu pracy DICOM znajduje się PACS. PACS oznacza Picture Archiving and Communications System (System Archiwizacji i Komunikacji Obrazów). PACS zasadniczo działa jako host, który przechowuje dane obrazowania związane z DICOM i integruje funkcje związane z tymi obrazami. Należy myśleć o PACS jako o centralnym koordynatorze, w którym spotykają się i integrują liczne procesy. Idealne oprogramowanie PACS DICOM powinno być w stanie zintegrować sprzęt źródłowy, stacje robocze, sieci udostępniania oraz urządzenia do pobierania i drukowania.
Wcześniej obrazy medyczne pozyskiwane zarówno metodami manualnymi, jak i cyfrowymi, były drukowane jako klisze lub przechowywane na urządzeniach zewnętrznych, takich jak płyty CD i DVD. Rozwój PACS zaowocował szybszym i bardziej niezawodnym sposobem obsługi obrazów medycznych. Koszty radiologii spadły ze względu na zmniejszoną potrzebę drukowania klisz i twardej przestrzeni dyskowej. Chociaż pamięć cyfrowa była kiedyś droga, z biegiem lat jej koszt znacznie spadł. Dzięki PACS radiolog może lepiej zarządzać czasem, ponieważ obrazy mogą być dosłownie dostępne z dowolnego miejsca, w dowolnym momencie. Skraca się również czas potrzebny na odnalezienie poprzednich obrazów. Cyfrowe przechowywanie obrazów zmniejsza ryzyko nieumyślnych błędów, takich jak błędnie oznaczone pliki i uszkodzenie klisz. Czas oczekiwania na opis badania jest również krótszy, ponieważ przepływ pracy jako całość jest ulepszony. Wszystko to przyczynia się do lepszych wyników leczenia pacjentów.
PACS składa się z wielu elementów niezbędnych dla przepływu pracy DICOM. Są one opisane poniżej:
Źródłem wszystkich obrazów medycznych jest sprzęt, który je generuje. Detektor w urządzeniu obrazującym rozpoznaje obraz i przesyła go w formacie cyfrowym do komputera, na którym można go natychmiast obejrzeć lub zapisać do późniejszego wglądu. Wszystkie obrazy są pozyskiwane i przechowywane w formacie DICOM.
Po pozyskaniu obrazów ze źródła należy je bezpiecznie przechowywać. Oprogramowanie serwera DICOM działa jako system archiwizacji, przechowując wszystkie obrazy w uporządkowany sposób. Obrazy z serwera DICOM mogą być przesyłane do cyfrowej stacji roboczej w celu interpretacji lub mogą zostać wydrukowane. Niektóre zaawansowane aplikacje serwerowe DICOM umożliwiają również bezpośrednie przesyłanie i udostępnianie obrazów online.
Jak sama nazwa wskazuje, stacja robocza DICOM to obszar, z którego radiolodzy korzystają do przeglądania i interpretacji obrazów. Oprogramowanie stacji roboczej DICOM występuje w dwóch rodzajach. Pierwszy typ, zwany oprogramowaniem firmowym (zastrzeżonym), jest dostarczany wraz ze sprzętem źródłowym i jest zwykle tworzony przez tego samego producenta. To oprogramowanie stacji roboczej DICOM musi być koniecznie używane w tej samej lokalizacji co sprzęt źródłowy. Drugim rodzajem oprogramowania stacji roboczej DICOM jest oprogramowanie stron trzecich, które może być używane w lokalizacji zdalnej w stosunku do sprzętu źródłowego. Ten rodzaj oprogramowania jest szczególnie przydatny w szpitalach, w których występuje duży napływ pacjentów zgłaszających się na badania obrazowe. Obrazy mogą być szybko pozyskiwane dla każdego pacjenta, a radiolog może uzyskać do nich dostęp i zinterpretować je w późniejszym terminie. Aplikacja DICOM innej firmy musi być w stanie odbierać obrazy DICOM z serwera PACS. Dlatego wymagałoby to wbudowania w aplikację oprogramowania odbiorczego DICOM. Oprogramowanie odbiorcze DICOM pozwoli radiologowi uzyskać dostęp do obrazów z serwera PACS lub z dysków zewnętrznych, takich jak napędy CD/DVD.
Oprogramowanie stacji roboczej DICOM, oprócz możliwości otwierania i odbierania, może mieć dodatkowe funkcje, które mogą pomóc radiologowi poprawić dokładność diagnostyczną i śledzić postęp choroby. Niektóre z tych funkcji obejmują:
Poprawa jakości obrazu: Oprogramowanie stacji roboczej DICOM umożliwia radiologom poprawę jakości obrazów poprzez zmianę parametrów, takich jak jasność, kolor i kontrast. Ta funkcja jest zwykle dostępna nawet w najbardziej podstawowych przeglądarkach DICOM.
Modyfikacja i rekonstrukcja obrazu: Zaawansowane oprogramowanie stacji roboczej DICOM pozwala użytkownikom manipulować pierwotnie pozyskanymi obrazami, dzięki czemu można uzyskać nowe informacje z obrazów medycznych. Na przykład obrazy konkretnego obszaru anatomicznego, które zostały wykonane w trzech płaszczyznach (osiowej, koronalnej i strzałkowej), można połączyć w celu utworzenia trójwymiarowego zrekonstruowanego obrazu. Daje to radiologowi lepszą orientację anatomiczną. Zrekonstruowany obraz można również pociąć ponownie, pod różnymi płaszczyznami i kątami w porównaniu do pierwotnie pozyskanych obrazów. Technika ta określana jest jako Rekonstrukcja Wielopłaszczyznowa (MPR).
Lokalizacja obszaru zainteresowania: Obszary, które pochłaniają maksymalną lub minimalną ilość energii, można zidentyfikować jako Projekcje Maksymalnej Intensywności (MIP) i Projekcje Minimalnej Intensywności (MINIP). Identyfikacja tych obszarów może pomóc radiologowi w szybkim dostrzeżeniu nieprawidłowości.
Generowanie raportów: Kilka przeglądarek pozwala nawet radiologom generować raporty na podstawie ich ustaleń i eksportować je do procesorów tekstu.
Eksportowanie plików: Obrazy medyczne mogą być wykorzystywane do celów dydaktycznych i edukacyjnych. Czasami obrazy medyczne mogą być również wykorzystywane w publikacjach książkowych i czasopismach. Obrazy medyczne w formacie DICOM są ogromne i często nie mogą być używane bezpośrednio. Konieczne jest skompresowanie pliku i przekonwertowanie go na inny format obrazu. Dostępnych jest kilka formatów plików graficznych. Najczęściej używany jest format JPEG, a pliki DICOM można skompresować do bardzo małego rozmiaru przy użyciu tego formatu. Jednak kompresja JPEG pozwala na utratę danych i oryginalnego pliku DICOM nie można odzyskać. Inne formaty plików, takie jak TIFF i PNG, umożliwiają odzyskanie oryginalnego pliku, ale mogą kompresować pliki tylko w ograniczonym stopniu. JPEG jest przydatny, gdy chce się wykorzystać obrazy w nauczaniu, prezentacjach przypadków lub do prezentowania przypadków w Internecie. Formaty TIFF i PNG lepiej nadają się do publikacji książkowych i czasopism.
Anonimizacja plików: Jeśli obrazy medyczne są przeznaczone do badań lub mają zostać opublikowane na otwartym forum, takim jak strona internetowa, etycznie konieczne jest zanonimizowanie plików, aby obraz medyczny nie mógł zostać powiązany z konkretnym pacjentem. Niektóre aplikacje DICOM umożliwiają anonimizację poprzez usunięcie informacji o pacjencie z nagłówka pliku.
Chociaż drukowanie obrazów medycznych DICOM jest powoli wycofywane, nadal zdarzają się przypadki, w których drukowane klisze mogą być przydatne. Na przykład, gdy zabiegi chirurgiczne są wykonywane w odległych lokalizacjach (gdzie blok operacyjny nie ma dostępu do serwera PACS), pomocne może być posiadanie klisz na widoku. W takich przypadkach oprogramowanie drukarki DICOM może być używane do pomocy w drukowaniu klisz z przechowywanych obrazów DICOM. Oprócz oprogramowania do drukowania DICOM może być również wymagana drukarka zdolna do drukowania obrazów DICOM.
1. System PACS oparty na sieci Web
Wraz z nadejściem pamięci masowej w chmurze, internetowy system PACS stał się rzeczywistością. PACS nie musi ograniczać się do konkretnego szpitala lub kliniki. Wszystkie obrazy medyczne pozyskane u źródła można przesłać do Internetu i przechowywać w chmurze. Doprowadziło to do rozwoju nowej gałęzi radiologii — teleradiologii. Teleradiologia umożliwia radiologom przeglądanie obrazów i stawianie diagnoz w odległych ośrodkach.
2. Integracja innych systemów informatycznych z PACS
Oprócz PACS w szpitalach stosuje się kilka innych systemów informatycznych. Radiologiczny System Informatyczny (RIS) jest przeznaczony do przyjmowania zleceń na badania obrazowe, generowania rachunków za nie oraz dostarczania ostatecznego raportu zinterpretowanego przez radiologa. Szpitalny System Informatyczny (HIS) zazwyczaj zawiera pełną elektroniczną dokumentację medyczną pacjenta i informacje rozliczeniowe. Bardziej zaawansowane systemy oprogramowania umożliwiają integrację wszystkich powyższych systemów informatycznych z PACS. Pozwala to na przechowywanie i udostępnianie lekarzowi pełnego rekordu informacji o pacjencie, który może następnie podejmować lepsze, bardziej świadome decyzje dotyczące opieki medycznej nad pacjentem.
Aby odpowiednio pokryć cały przepływ pracy DICOM-PACS, potrzebują Państwo oprogramowania, które pomoże odbierać obrazy DICOM ze źródła (oprogramowanie odbiorcze DICOM), oprogramowania, które pomoże przeglądać i edytować obrazy (przeglądarka DICOM), oprogramowania, które pomoże przechowywać wszystkie dane obrazu i odzyskiwać je w dowolnym momencie (oprogramowanie serwera DICOM) oraz oprogramowania, które pomoże udostępniać i drukować obrazy medyczne (oprogramowanie eksportujące DICOM i oprogramowanie drukujące DICOM). Zamiast korzystać z wielu aplikacji do tych celów, istnieją programy, które spełniają dwie lub więcej z powyższych potrzeb. Istnieją zasadniczo dwa rodzaje aplikacji, które wszyscy radiolodzy muszą uzyskać:
To oprogramowanie pozwala przede wszystkim użytkownikom przeglądać pozyskane obrazy DICOM. Zazwyczaj jest wyposażone w funkcje pobierania i drukowania, a niektóre przeglądarki obsługują również eksportowanie plików. Zaawansowane przeglądarki DICOM mają dodatkowe funkcje stacji roboczej, które umożliwiają edycję i rekonstrukcję obrazów. Kilka popularnych obecnie dostępnych przeglądarek DICOM to:
Horos: Horos to przeglądarka DICOM typu open source, która działa z systemem Mac OS. Oprogramowanie umożliwia nie tylko przeglądanie, ale także zaawansowaną diagnozę przy użyciu MPR, MIP i renderingu objętościowego. Posiada również narzędzia do manipulowania obrazami i wykonywania pomiarów. Horos posiada również wtyczkę umożliwiającą przesyłanie obrazów do Radiopaedia, zasobu internetowego z dużą liczbą przypadków referencyjnych i artykułów. Horos nie może jednak integrować się z PACS bezpłatnie. Jest dobry dla studentów i rezydentów. Radiolodzy mogą korzystać z wersji komercyjnej o nazwie Osirix MD.
RadiANT: Przeglądarka obrazów DICOM RadiANT to prosta, szybka platforma kompatybilna z systemem Windows. Posiada wiele funkcji, w tym MPR, MIP i fuzję obrazów. Obrazy można eksportować do formatów JPEG, PNG i innych formatów graficznych. Można je również kopiować i wklejać bezpośrednio do prezentacji i dokumentów tekstowych. Aplikacja jest tylko przeglądarką i nie oferuje miejsca do przechowywania. Jest jednak przydatna dla studentów i rezydentów, zarówno do nauki, jak i badań.
Nazywa się je również oprogramowaniem DICOM-PACS i jak sama nazwa wskazuje, ma zdolność przechowywania i pobierania plików DICOM. Oprogramowanie DICOM-PACS może mieć własną przeglądarkę lub może być zintegrowane z innymi przeglądarkami DICOM. Kilka przykładów darmowych przeglądarek PACS DICOM to:
Dicoogle: Dicoogle to archiwum PACS typu open source, które obsługuje przechowywanie i pobieranie plików DICOM. Posiada silnik indeksowania/zapytań, który pozwala użytkownikom wyszukiwać i pobierać badania DICOM. Może działać na wielu platformach, w tym Windows, Linux i Mac OS.
Orthanc: Orthanc to kolejna lekka aplikacja DICOM typu open source. Działa na wielu platformach, w tym Windows, Mac OS i Linux, i może przekształcić każdy komputer korzystający z jednego z tych systemów operacyjnych w mini serwer PACS. Może również eksportować dane DICOM do formatu PNG.
SonicDICOM: Jest to oprogramowanie serwera DICOM, które jest również wyposażone w przeglądarkę DICOM opartą na przeglądarce internetowej. Można je również zintegrować z innymi przeglądarkami DICOM. Wersja darmowa jest wersją próbną i pozwala na zapisanie do trzydziestu badań, przy czym jednocześnie może być aktywnych nie więcej niż pięć połączeń internetowych lub DICOM. Jest kompatybilna z systemem Windows.
Warto zauważyć, że istnieją bardzo przydatne aplikacje, które łączą zarówno przeglądarkę DICOM, jak i PACS w jedno oprogramowanie. Wśród nich PostDICOM zajmuje czołową pozycję. Posiada potężną, łatwą w użyciu przeglądarkę DICOM, która oferuje wszystkie zaawansowane funkcje obrazowania, w tym MPR, MIP, MINIP i rendering objętościowy. PostDICOM jest jedną z pierwszych aplikacji oferujących internetowy system PACS do przechowywania obrazów DICOM. Umożliwia eksportowanie do wielu formatów, a udostępnianie obrazów jest łatwiejsze dzięki przechowywaniu w chmurze. Jeśli więc chcą Państwo uprościć swój przepływ pracy DICOM, proszę wypróbować PostDICOM!
