A imagiologia médica é uma das áreas de crescimento mais rápido nos cuidados de saúde. Nas últimas décadas, evoluiu para incluir múltiplas modalidades de imagem, incluindo tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética (RM), ultrassom e medicina nuclear, para citar algumas. Juntamente com os avanços no hardware e dispositivos usados para gerar imagens médicas, foi feito um enorme progresso com os diferentes tipos de software que lidam com essas imagens.
A introdução do padrão DICOM (Comunicação e Imagem Digital em Medicina) ajudou a garantir que a qualidade das imagens médicas seja mantida num nível elevado. A aquisição, armazenamento, recuperação e partilha de imagens médicas só podem ser feitos no formato DICOM para manter o mais alto padrão de qualidade, ou seja, o Padrão DICOM. Cada hospital precisa de ter uma estação de trabalho DICOM dedicada. Com o advento do PACS (Sistema de Comunicação e Arquivo de Imagens), que é uma área de espera virtual para imagens DICOM digitais, o armazenamento e a recuperação de tais imagens foram simplificados.
O mercado está inundado com diferentes tipos de software de imagiologia médica para visualizar imagens DICOM. Isto inclui software de imagiologia médica gratuito, bem como software premium que pode oferecer recursos mais avançados. À medida que os radiologistas se acostumam com o software de imagiologia médica mais recente para visualizar e armazenar imagens, os fabricantes estão a voltar a sua atenção para outras áreas do fluxo de trabalho de imagem, identificando problemas que precisam de ser resolvidos e vendo se conseguem apresentar soluções inovadoras para os mesmos. Neste artigo, revemos os diferentes tipos de software de imagiologia médica que foram concebidos para fazer mais do que apenas visualizar imagens médicas DICOM.
Qualquer software que possa 'analisar' dados obtidos a partir de imagens médicas é referido como software de análise de imagem médica. A análise pode assumir a forma de auxiliar o diagnóstico, comparando imagens entre pacientes ou dentro do mesmo paciente em diferentes momentos para avaliar o progresso da doença e avaliar o prognóstico. Em conjunto com a melhoria na tecnologia de imagem, grandes avanços estão a ser feitos no que diz respeito à capacidade analítica do software de imagiologia médica, no esforço de criar software capaz de detetar independentemente anomalias clínicas em imagens médicas.
A análise é geralmente uma função cognitiva realizada pelo radiologista ou médico que visualiza a imagem médica. Com os avanços na saúde, o número de exames solicitados para pacientes disparou. As saídas de exames médicos hoje estão disponíveis com maior detalhe e em múltiplas secções, levando a um maior número de imagens que precisam de exame. A interpretação de tantas imagens por um radiologista não só requer uma habilidade tremenda, como também é demorada e exaustiva. Embora a carga de trabalho para os radiologistas tenha multiplicado ao longo dos anos, o crescimento no número de radiologistas treinados apenas espelhou metade do aumento na carga de trabalho. O resultado é uma grave escassez de recursos humanos no contexto da carga de trabalho de radiologia. Uma solução proposta para este problema é o uso de máquinas para interpretar imagens médicas e detetar anomalias.
O software de análise de imagem médica usa algoritmos de aprendizagem profunda para ler e avaliar imagens. É capaz de filtrar centenas de imagens de cada vez e, portanto, pode lidar com grandes cargas de trabalho. Pode ser treinado para 'sinalizar' imagens com achados suspeitos, o que pode agilizar processos para radiologistas no sentido de que não precisam de passar por todas as imagens e focar apenas naquelas que são sinalizadas.
Aidoc: Aidoc, uma empresa sediada em Tel Aviv, desenvolveu um software de análise de imagem médica que fornece suporte de diagnóstico para tomografias de corpo inteiro. A aplicação analisa tomografias da cabeça, pescoço, tórax e abdómen, e é capaz de detetar anomalias visuais de alto nível. Um estudo de caso conduzido pela empresa demonstrou que o uso do Aidoc reduziu significativamente o tempo de resposta do relatório, particularmente para exames da cabeça e pescoço.
Arterys: Arterys é uma empresa sediada em São Francisco que combina algoritmos de IA de aprendizagem profunda com computação em nuvem. O software de análise de imagem médica demonstrou aumentar a velocidade e a precisão da análise. Inicialmente desenvolvido para ressonâncias magnéticas cardíacas, a Arterys desenvolveu agora aplicações semelhantes para ressonâncias magnéticas do fígado, pulmão e mamografias, e ajuda a identificar lesões patológicas nestas regiões.
No final do dia, o software de análise de imagem médica é tão bom quanto os algoritmos de computador nos quais é construído. Um computador não 'vê' coisas e não pode pensar, e a sua saída é baseada numa série de números e algoritmos. Os resultados gerados são, portanto, baseados nos algoritmos com que foi programado. Há, portanto, muito espaço para erro aqui, pois a tecnologia ainda é nascente. Embora o software de análise de imagiologia médica possa certamente reduzir a carga de trabalho do radiologista, ainda não está pronto para substituir completamente o radiologista. Ainda está na sua infância e não é usado tão frequentemente quanto o seu homólogo menos automatizado, o software de processamento de imagem médica.
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O software de processamento de imagem médica, em essência, transforma imagens depois de terem sido adquiridas. Embora alguns grupos considerem o software de processamento de imagem médica como parte do software de análise de imagem médica, ele não faz muito para analisar imagens. No entanto, o processamento torna o trabalho de análise manual mais fácil para o radiologista. O processamento de imagem médica é de três tipos—segmentação de imagem, registo de imagem e visualização de imagem.
A segmentação refere-se ao processo de dividir uma única imagem em pequenas partes ou segmentos. Idealmente, estes segmentos precisam de ser significativos, isto é, cada segmento deve representar uma estrutura ou órgão diferente.
O software de segmentação de imagem médica é capaz de executar as seguintes funções:
Localizar a região de interesse: O software pode identificar anomalias na região de interesse, incluindo tumores, nódulos e outras patologias.
Discernir limites anatómicos: O software de segmentação pode identificar os limites de estruturas corporais, tais como vasos sanguíneos.
Medir volumes: O software de segmentação de imagem médica pode ser usado para calcular os volumes de estruturas específicas, como cavidades anatómicas ou tumores. É particularmente útil monitorizar alterações no tamanho do tumor durante o curso do tratamento.
O registo de imagem é um processo que permite que as imagens sejam alinhadas da maneira correta. Nesta técnica, o computador é familiarizado com uma série de imagens 'alvo'. Quando é alimentado com uma nova imagem, esta nova imagem de 'fonte' é transformada para se tornar semelhante em alinhamento à imagem alvo. O registo de imagem pode ser alcançado usando três métodos—modelos de transformação, funções de similaridade e procedimentos de otimização.
Aplicações do registo de imagem através de software de processamento de imagem médica:
Fusão de imagens: Na fusão de imagens, os dados de imagem médica que vêm de diferentes fontes podem ser fundidos num único conjunto de dados. Isto é extremamente útil para entender como a anatomia se correlaciona com processos funcionais. Por exemplo, tomografias computadorizadas fornecem informações estruturais, enquanto exames PET fornecem informações metabólicas. Usando a fusão de imagens, ambos os conjuntos de informações podem ser obtidos através de um único conjunto de dados.
Estudar alterações ao longo do tempo: O registo de imagem pode ser usado para comparar uma série de imagens ao longo do tempo. Isto é útil para avaliar alterações dentro da mesma sessão de imagem, como movimentos cardíacos ou função respiratória. Também pode ser aplicado a alterações a longo prazo, como monitorizar a progressão de uma doença ao longo de alguns anos.
Caracterizar características anatómicas: O registo de imagem também pode comparar imagens entre diferentes sujeitos numa população. Isto pode ser usado para caracterizar características anatómicas numa dada população.
Procedimentos de intervenção: A cirurgia assistida por computador é tornada possível com o registo de imagem. Ao aplicar a imagem de TC ou RM pré-operatória ao ambiente intraoperatório, a cirurgia guiada por imagem torna-se possível.
O software de visualização de imagem médica altera a forma como o conjunto de dados original pode ser visualizado. Isto permite a análise de diferentes pontos de vista. A visualização é essencialmente o processo de explorar dados, transformá-los se necessário e, em seguida, visualizá-los com maior profundidade e clareza em comparação com o conjunto de dados original. Existem várias técnicas de pós-processamento que permitem a visualização de imagem médica.
Aplicações da visualização de imagem através de software de processamento de imagem médica:
Reconstrução 3D: O software de imagiologia médica 3D está quase sempre incorporado em programas regulares de software de processamento de imagem médica. A reconstrução 3D envolve a adição de todas as secções adquiridas num único conjunto de dados e combiná-las numa única imagem. Isto permite que os operadores interpretem facilmente anomalias, pois há uma melhor orientação anatómica em comparação com secções individuais. O software de imagiologia médica 3D também ajuda na identificação mais rápida de anomalias. Maior detalhe pode então ser visualizado com visualização 2D, se necessário.
Visualização 2D: Este é um inverso da técnica de reconstrução 3D. Pode ser usado para exibir os dados de imagem originais de reconstruções 3D ou 4D, ou pode ser usado para visualizar diferentes secções do conjunto de dados original. Um exemplo de visualização 2D é a reformatação multiplanar (MPR), que permite que novas secções sejam feitas a partir de reconstruções 3D e 4D, em planos que são diferentes dos planos originais. A MPR encontra aplicação na visualização de estruturas curvilíneas, incluindo o canal espinhal e vasos sanguíneos. A maioria dos tipos de software de imagiologia médica 3D também permite a MPR.
O aumento simultâneo no número de pacientes submetidos a imagiologia médica de diagnóstico e na qualidade das imagens médicas a serem adquiridas, o que significa enormes ficheiros de dados, levou a volumes massivos de conjuntos de dados a serem geridos por centros de saúde e hospitais. O armazenamento, recuperação e manuseio deste enorme volume de dados de imagem pode ser um desafio em si mesmo. O software de gestão de imagem médica torna este processo mais fácil ao organizar e integrar tais conjuntos de dados.
O software de gestão de imagem médica consiste num servidor PACS que pode ser integrado com uma estação de trabalho DICOM regular. Um software padrão de gestão de imagem médica deve ter os seguintes recursos:
Substitui o arquivo físico armazenando todos os conjuntos de dados de imagem médica digitalmente de forma organizada.
Permite aos radiologistas o acesso a dados de imagiologia médica de qualquer localização geográfica e permite que vários utilizadores visualizem dados ao mesmo tempo em diferentes sistemas.
Permite a exportação de imagens para outros formatos de ficheiro, para que possam ser usadas para ensino, aprendizagem ou para divulgar imagens através de publicações e sites.
Permite a integração de dados de imagem médica com dados do paciente noutros registos, como o registo de saúde eletrónico, sistema de informação de saúde e sistema de informação de radiologia (RIS).
Uma grande desvantagem da imagiologia médica é a exposição à radiação. Medir a dose de radiação envolvida durante a aquisição do exame é agora possível com software de rastreio.
Com o uso crescente de diagnóstico e intervenção guiados por TC, incluindo exames baseados em medicina nuclear e angiografia, tem havido um aumento constante na exposição à radiação tanto de pacientes quanto de médicos. Órgãos estatutários notaram isso e tornaram obrigatório rastrear a quantidade de radiação que os pacientes recebem e inserir isso nos seus registos de saúde. Também é necessário rastrear a quantidade de radiação a que os médicos são expostos durante o curso do seu trabalho.
Para ajudar no rastreio de dose, vários desenvolvedores de software de gestão de imagem médica criaram soluções. Por exemplo, a GE oferece um programa chamado DoseWatch. Ele rastreia a dose de radiação administrada aos pacientes numa determinada instituição. Os dados podem ser classificados de acordo com o dispositivo individual, o protocolo ou o operador, para que se torne fácil identificar valores discrepantes de dose. Outras aplicações como a Sectra oferecem rastreio de dose baseado na web. A Sectra é certificada pelo Colégio Americano de Radiologistas e pode submeter dados de dose de um hospital diretamente para o seu Registo de Índice de Dose.
A PostDICOM integra as funções de software de imagiologia médica que descrevemos acima num programa repleto de recursos. É um software sofisticado de gestão de imagem médica que permite o armazenamento e recuperação de imagens médicas baseados na nuvem. A PostDICOM é compatível com múltiplos sistemas operativos, incluindo Windows, Linux, Mac OS e Android. Este software de imagiologia médica gratuito oferece opções avançadas de visualização e está integrado com software de segmentação de imagem médica. Armazenamento adicional pode ser adquirido a um custo nominal. Visite postdicom.com para saber mais sobre esta prática peça de software.
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