Framsteg inom diagnostisk medicinsk avbildning som har förändrat sjukvården

För drygt hundra år sedan ansågs tillkomsten av röntgenstrålar vara ett betydande steg i medicinsk diagnos. Under det senaste århundradet, enkel radiografi har expanderat till ett specialiserat fält - diagnostisk medicinsk avbildning. Röntgenstrålar har utnyttjats med bättre teknik via digitaliserade CT-skanningar och nya diagnostiska medicinska bildtekniker, såsom MR och ultraljud, har dykt upp. Medicinska bildmetoder fortsätter att utvecklas och förfina. När själva bildprocessen fortskrider, det finns en parallell, och lika viktig, förbättring av hanteringen av medicinska bilder och tillhörande arbetsflöde. I den här artikeln, vi zoomar in på de viktigaste framstegen inom medicinsk diagnostisk avbildning som har förändrat hur läkare undersöker och behandlar patienter.

DICOM-standarden

Medicinsk avbildning används främst för att diagnostisera sjukdomar samt för att övervaka deras framsteg. Det är viktigt att de producerade bilderna är av högsta kvalitet eftersom de har en direkt inverkan på patientens resultat. För att upprätthålla kvaliteten utvecklades en uppsättning standarder för medicinska bilder gemensamt av American Society of Radiology och National Electrical Manufacturers Association. Det kallas DICOM-standarderna, som står för Digital Imaging and Communications in Medicine. Bilder som produceras av all maskinvara för medicinsk bildbehandling måste överensstämma med de egenskaper som beskrivs i denna standard. dessutom, det finns ett specifikt format tillgängligt för lagring och delning av medicinska bilder - kallat DICOM-formatet.

All medicinsk bildutrustning som tillverkas idag ska överensstämma med DICOM-standarderna. Visning av de sålunda producerade bilderna kan inte göras med vanliga bildprogram som finns tillgängliga på en vanlig dator. Ett speciellt diagnostiskt medicinskt bildprogram krävs, känt som en DICOM-arbetsstation. För kommersiellt bruk vid medicinsk diagnos måste sådana diagnostiska medicinska bildprogram godkännas av FDA och behöver en särskild licens. Dessa åtgärder säkerställer att alla applikationer som utvecklats för kliniska ändamål kan korrekt avbilda medicinska bilder av hög kvalitet.

PACS Arkivering

Med ankomsten av digitaliserad medicinsk diagnostisk avbildning har behovet av att utveckla röntgenfilmer minskat markant. Men digitala bilder omvandlas fortfarande till ”filmer” med hjälp av skrivare. Bildfilmer kräver korrekt lagring under rätt förhållanden för att förhindra skador över tid. Hämtning av dessa bilder från lagring kan vara en tidskrävande process och kräver dedikerad personal för journalföring.

PACS, som står för Picture Archiving and Communications System, undanröjer behovet av fysisk lagring och hämtning av filmer. Det är i grunden en plattform för virtuell lagring och hämtning av medicinska bilder. PACS gör det möjligt att hantera enorma mängder data relaterade till medicinska bilder. Varje dator som är ansluten till en specifik PACS-server kan hämta DICOM-bilder och visa och till och med ändra dem. Den senaste innovationen har varit införandet av molnbaserade PACS, där istället för lokal lagring, PACS är värd på internet och alla användare som är anslutna till internet, med rätt referenser, kan komma åt bilderna.

Inte bara har PACS förenklat lagring och hämtning, det har också gjort teleradiologi till verklighet. Idag behöver radiologer inte vara närvarande i samma område där bilder förvärvas. De kan visa bilder från olika geografiska platser och ge sitt expertutlåtande. Genom teleradiologi, en enda radiolog kan generera rapporter för bilder som kommer in från flera sjukhus. Detta sparar dyrbar tid och resurser, och hjälper till att minska sjukvårdskostnaderna.

Realtidsavbildning

Med behovet av att utveckla eller skriva ut filmer borta har arbetsflödesprocessen för att skaffa och visa medicinska bilder förbättrats. Realtidsavbildning är ett koncept där det inte finns någon tidsfördröjning mellan förvärvet av bilder från patienten och deras visning av läkaren. Radiologer kan bokstavligen se bilder medan patienten fortfarande är inne i skannern.

Den snabbare tolkningen av diagnostiska medicinska bilder leder till omedelbar diagnos, vilket i sin tur möjliggör snabb medicinsk intervention. Realtidsmedicinsk diagnostisk avbildning spelar en viktig roll i nödsituationer. Till exempel, hos traumapatienter, intra-abdominal skada bestämdes tidigare genom diagnostisk laparoskopi eller peritoneal sköljning, båda var invasiva procedurer. Idag är vårdstandarden dock att använda FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), som använder en ultraljud i realtid för att snabbt avgöra om en patient har drabbats av en intra-abdominal skada eller inte. Ultraljudsavbildning i realtid används också för att övervaka fostrets hälsa i livmodern och bedöma tillväxtparametrar.

Funktionell avbildning

De flesta diagnostiska medicinska bildsystem är utformade för att diagnostisera anatomiska eller strukturella abnormiteter. Modern medicinsk diagnostisk avbildning, utöver det, kan också bedöma avvikelser i vävnads- och organfunktion. Detta inkluderar detektering av abnormiteter i fysiologiska processer såsom metabolism och blodflöde. Funktionell avbildning uppnås till stor del genom nuklearmedicin. Nukleärmedicin är en specialitet inom radiologi som innebär injektion av molekyler som ”märks” radioaktivt i kroppen. Dessa radioaktiva molekyler kan företrädesvis tas upp av specifika organ för olika fysiologiska processer. Efter upptagning kan organen avge strålning, som plockas upp av externa skannrar som ”hot spots”. Exempelvis återspeglar positronemissionstomografi (PET) upptagningen av radiomärkt glukos av celler. Celler som har ökad metabolisk aktivitet, särskilt cancerceller, tenderar att ta upp mer glukos. Denna teknik används därför för att identifiera områden av metastaser i kroppen. En annan funktionell bildteknik är användningen av sköldkörtelskanningar, som används för att detektera hypertyreoidism. Dessa skanningar beror på upptaget av radioaktivt jod av sköldkörtelceller.

De flesta funktionella bildtekniker, när den används ensam, kan vara svårt att tolka. Detta beror på att även om de upptäcker områden med onormal fysiologisk aktivitet, det kan vara svårt att orientera dessa områden anatomiskt. Detta kan övervinnas av en teknik som kallas bildfusion. Moderna diagnostiska medicinska bildprogram möjliggör fusion av två eller flera diagnostiska tekniker. Till exempel, fusion av en PET-skanning med en CT-skanning kan hjälpa till att identifiera om det finns metastaser eller inte, och kan också exakt identifiera de anatomiska zoner där metastaser har inträffat.

Tekniker för efterbehandling

Efterbehandlingstekniker avser ingrepp som tillämpas på diagnostiska medicinska bilder efter att bilderna har förvärvats från patienten. Efterbehandlingstekniker görs vanligtvis med hjälp av ett avancerat diagnostiskt medicinskt bildprogram. De ger radiologen information som inte är tillgänglig genom att bara titta på originalbilderna. Några av de mest användbara efterbehandlingsteknikerna som används vid medicinsk diagnostisk avbildning är följande:

• 3D-rekonstruktion: En kritisk nackdel med medicinsk diagnostisk avbildning är att den är tvådimensionell till sin natur. Ändå, den senaste tekniken gör att bilder kan ses som tredimensionella objekt, genom att ta flera bildskivor och stapla dem ihop. Detta möjliggör bättre anatomisk orientering och är lättare att tolka. Det hjälper också till att förstå förhållandet mellan olika strukturer. En annan form av 3D-rekonstruktion är multiplanar rekonstruktion. I detta kan radiologen ta 3D-objektet, rotera det efter behag och skiva i vilken vinkel som helst, annorlunda än de ursprungligen förvärvade skivorna. Dessa tekniker hjälper radiologen att praktiskt taget se den anatomiska strukturen som om de fysiskt höll och skivade den, vilket ger dem en oöverträffad nivå av noggrannhet.

• Intensitetsprojektioner: Detta är baserat på förutsättningen att olika strukturer i kroppen kommer att absorbera och återspegla olika mängder strålning, vilket skulle återspeglas i deras CT-nummer. I maximiintensitetsprognoser (MIP) visas endast regioner som har högst CT-nummer. MIP är mest användbar vid CT-angiografi, där det hjälper till att skilja stora blodkärl från andra anatomiska strukturer. I minimiintensitetsprognoser (MINIP) visas endast de regioner som har lägst CT-nummer. MINIP är extremt användbar vid lungparenkymasjukdomar, som presenteras som hypodämpade CT-värden. Till exempel, hos patienter med konstriktiv obstruktiv bronkiolit, CT-förändringar är extremt subtila. Att använda MINIP kan göra dessa förändringar mer iögonfallande.

Några störande tekniker för framtiden för medicinsk bildbehandling

Konstgjord intelligens

Artificiell intelligens (AI) är en spännande front som långsamt gör inbrott i medicinsk diagnostisk avbildning. Artificiell intelligens är maskinernas förmåga att fatta kognitiva beslut, såsom lärande och problemlösning. Genom att mata datorer djupinlärningsalgoritmer, de kan lära sig att skilja mellan olika digitala mönster och kan därmed hjälpa till vid diagnos. Ett forskargrupp vid Stanford University, till exempel, har utvecklat en sådan algoritm för röntgenstrålar i bröstet. Forskarna hävdar att genom att använda denna algoritm kan datorer känna igen närvaron eller frånvaron av lunginflammation bättre än radiologer. Radiologiteamet vid UCSF samarbetar under tiden med GE för att utveckla en serie algoritmer som kan hjälpa till att skilja mellan normala och onormala röntgenstrålar i bröstet. En annan medicinsk applikation, kallad Viz, hjälper till att screena flera bilder över flera sjukhusdatabaser för stora fartygsobstruktioner (LVO), vilket är ett tecken på överhängande stroke. Om en LVO upptäcks kan programvaran varna både strokespecialisten och patientens primärvårdsläkare för att säkerställa att patienten får snabb behandling.

Integration av bildsystem

Medan PACS lagrar medicinska bilder lagras annan medicinsk information i olika system. Till exempel lagrar hälsoinformationssystem (HIS) information relaterad till patientens medicinska historia, kliniska detaljer och laboratorieundersökningar. Radiologiinformationssystem (RIS) hanterar bilddata förutom de faktiska bilderna, såsom hänvisningar, rekvisitioner, faktureringsdetaljer och tolkningar. Alla dessa informationssystem är separata från varandra. Än, i att hantera en patient, en läkare måste ofta ha alla dessa detaljer tillsammans till hands för att ställa en diagnos och planera behandling. Att integrera alla informationssystem i en enda journal som kan nås via en enda server kan hjälpa till att effektivisera arbetsflödet och förbättra både noggrannhet och genomströmning.

Vilka är utmaningarna när medicinsk diagnostisk avbildning fortsätter att utvecklas?

• Stigandesjukvårdskostnader: Eftersom diagnostisk medicinsk avbildning fortsätter att gå framåt, varje ny utveckling kostar. Kostnaden för själva tekniken, kostnaden för forskning och kostnaden för implementering återspeglas slutligen som en parameter - de ökade kostnaderna för vård för patienten. Kanske, det är därför utvecklingsländer fortfarande förlitar sig på manuell röntgenavbildning och manuellt utvecklade filmer för diagnos av grundläggande sjukdomar, och reservera avancerade bildtekniker för mer komplexa hälsotillstånd. Fortfarande, om alla ska kunna dra nytta av framstegen inom diagnostisk medicinsk avbildning, måste ansträngningar göras för att hålla kostnaderna för ny medicinsk teknik på överkomliga nivåer.

• Skyddav patientdata och integritet: Eftersom diagnostisk medicinsk avbildning är mer beroende av webbaserad teknik, patientinformation laddas upp och lagras online. Det finns ett visst grundläggande skydd på plats, genom att endast specifika användarkonton som ägs av läkare och sjukhus kan komma åt PACS-servrar. När bilder exporteras för undervisnings- eller forskningsändamål finns det ett alternativ att anonymisera data som kan användas för att identifiera patienter. Ändå, det har varit oro över dataintrång och förlust av patientens integritet. Det finns ett brådskande krav på politiska åtgärder som ska säkerställa skydd av medicinsk bilddata på PACS-servrar.

Avancerad diagnostisk medicinsk avbildning till hands - med PostDICOM!

PostDICOM hjälper dig och din övning att hålla jämna steg med det ständigt föränderliga landskapet med avancerad diagnostisk avbildning. Detta robusta, men ändå lättanvända diagnostiska medicinska bildprogram är en modern DICOM-bildvisare med flera avancerade funktioner. PostDICOM erbjuder en molnbaserad PACS-plattform och stöds på flera operativsystem inklusive Windows, Mac OS, Linux och Android. Det låter dig komma åt dina DICOM-filer var som helst, från vilken enhet som helst. PostDICOM har sofistikerade efterbehandlingsverktyg som möjliggör överlägsen diagnos och behandlingsplanering. Medan vår PACS är molnbaserad är patientdata helt säker. Vi håller patientdata åtskilda av geografiska regioner, all data är krypterad och säkra SSL-system används för kommunikation. Bilder kan anonymiseras innan de laddas upp till PACS-servern. PostDICOM är gratis att prova med alla funktioner under begränsad tid! Lagring kan uppgraderas till en nominell kostnad. För att utnyttja kraften i avancerad medicinsk bildbehandling, besök postdicom.com och prova din kostnadsfria tittare idag!