Система архивации изображений и связи

Изображение, хранящееся в системе архивации изображений и обмена данными (PACS)

То же изображение после тегов настройки контрастности, резкости и измерения, добавленных системой

Система архивации изображений и передачи изображений ( PACS ) - это технология обработки медицинских изображений, которая обеспечивает экономичное хранение и удобный доступ к изображениям из различных источников (типы исходных машин). ^[1] Электронные изображения и отчеты передаются в цифровом виде через PACS; это устраняет необходимость вручную архивировать, извлекать или транспортировать оболочки пленки, папки, используемые для хранения и защиты рентгеновской пленки. Универсальным форматом для хранения и передачи изображений PACS является DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) . Данные, не являющиеся изображениями, например отсканированные документы, могут быть включены с использованием стандартных промышленных форматов, таких какPDF (Portable Document Format) , когда-то инкапсулированный в DICOM. PACS состоит из четырех основных компонентов: средства визуализации, такие как простая рентгеновская пленка (PF), компьютерная томография (CT) и магнитно-резонансная томография (MRI), защищенная сеть для передачи информации о пациенте, рабочие станции для интерпретации и анализа изображения и архивы для хранения и поиска изображений и отчетов. В сочетании с доступными и развивающимися веб- технологиями PACS может предоставлять своевременный и эффективный доступ к изображениям, интерпретациям и связанным данным. PACS снижает физические и временные барьеры, связанные с традиционными кинопленками. поиск , распространение и отображение изображений.

Типы изображений [ править ]

Большинство PACS обрабатывают изображения с различных медицинских инструментов визуализации, включая ультразвук (US) , магнитный резонанс (MR) , визуализацию ядерной медицины , позитронно-эмиссионную томографию (PET) , компьютерную томографию (CT) , эндоскопию (ES) , маммограммы (MG) , цифровые рентгенография (DR) , рентгенография с люминесцентной пластиной , гистопатология , офтальмология и т. д. Всегда добавляются дополнительные типы форматов изображений. Клинические области за пределами радиологии; кардиология, онкология, гастроэнтерология и даже лаборатории создают медицинские образы, которые могут быть включены в PACS. (видетьОбласти применения DICOM ).

Использует [ редактировать ]

PACS имеет четыре основных применения:

• Замена бумажной копии: PACS заменяет бумажные средства управления медицинскими изображениями, такие как архивы фильмов. При снижении стоимости цифрового хранилища PACS обеспечивает растущее преимущество в стоимости и пространстве по сравнению с архивами фильмов в дополнение к мгновенному доступу к предыдущим изображениям в том же учреждении. Цифровые копии называются электронными копиями.
• Удаленный доступ: он расширяет возможности обычных систем, предоставляя возможность удаленного просмотра и отчетности ( дистанционное обучение , теледиагностика ). Это позволяет практикующим врачам, находящимся в разных местах, одновременно получать доступ к одной и той же информации для телерадиологии .
• Платформа интеграции электронных изображений: PACS предоставляет электронную платформу для взаимодействия рентгенологических изображений с другими системами медицинской автоматизации, такими как больничная информационная система (HIS), электронная медицинская запись (EMR), программное обеспечение для управления практикой и радиологическая информационная система (RIS).
• Управление рабочим процессом радиологии: PACS используется радиологическим персоналом для управления рабочим процессом обследования пациентов.

PACS предлагают практически все основные производители оборудования для медицинской визуализации, медицинские ИТ-компании и многие независимые компании-разработчики программного обеспечения. Базовое программное обеспечение PACS можно найти бесплатно в Интернете.

Архитектура [ править ]

Архитектура - это физическая реализация требуемой функциональности или того, что видно снаружи. Существуют разные представления, в зависимости от пользователя. Радиолог обычно видит станцию ​​для просмотра, технолог - рабочую станцию ​​QA, а администратор PACS может проводить большую часть своего времени в компьютерном зале с климат-контролем. Составное представление сильно различается для разных поставщиков. ^[2]

Обычно PACS состоит из множества устройств. Первый шаг в типичных системах PACS - это модальность. Обычно это компьютерная томография (КТ), ультразвук, ядерная медицина, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). В зависимости от рабочего процесса предприятия большинство модальностей отправляются на рабочую станцию ​​обеспечения качества (QA) или иногда называемую шлюзом PACS. Рабочая станция QA - это контрольная точка, позволяющая убедиться, что демографические данные пациента верны, а также другие важные атрибуты исследования. Если информация об исследовании верна, изображения передаются в архив для хранения. Центральное запоминающее устройство (архив) хранит изображения и, в некоторых случаях, отчеты, измерения и другую информацию, которая хранится вместе с изображениями. Следующим шагом в рабочем процессе PACS являются рабочие станции для чтения.Рабочее место для чтения - это место, где радиолог просматривает исследование пациента и формулирует свой диагноз. Обычно к рабочей станции для чтения прикреплен пакет отчетов, который помогает рентгенологу продиктовать окончательный отчет. Программное обеспечение для составления отчетов не является обязательным, и врачи предпочитают диктовать свои отчеты различными способами. В дополнение к упомянутому рабочему процессу, обычно существует программное обеспечение для создания CD / DVD, которое используется для записи исследований пациентов для распространения среди пациентов или направляющих врачей. На приведенной выше диаграмме показан типичный рабочий процесс в большинстве центров визуализации и больниц. Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Обычно к рабочей станции для чтения прикреплен пакет отчетов, который помогает рентгенологу продиктовать окончательный отчет. Программное обеспечение для составления отчетов не является обязательным, и врачи предпочитают диктовать свои отчеты различными способами. В дополнение к упомянутому рабочему процессу, обычно существует программное обеспечение для создания CD / DVD, которое используется для записи исследований пациентов для распространения среди пациентов или направляющих врачей. На приведенной выше диаграмме показан типичный рабочий процесс в большинстве центров визуализации и больниц. Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Обычно к рабочей станции для чтения прикреплен пакет отчетов, который помогает рентгенологу продиктовать окончательный отчет. Программное обеспечение для составления отчетов не является обязательным, и врачи предпочитают диктовать свои отчеты различными способами. В дополнение к упомянутому рабочему процессу, обычно существует программное обеспечение для создания CD / DVD, которое используется для записи исследований пациентов для распространения среди пациентов или направляющих врачей. На приведенной выше диаграмме показан типичный рабочий процесс в большинстве центров визуализации и больниц. Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Программное обеспечение для составления отчетов не является обязательным, и врачи предпочитают диктовать свои отчеты различными способами. В дополнение к упомянутому рабочему процессу, обычно существует программное обеспечение для создания CD / DVD, которое используется для записи исследований пациентов для распространения среди пациентов или направляющих врачей. На приведенной выше диаграмме показан типичный рабочий процесс в большинстве центров визуализации и больниц. Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Программное обеспечение для составления отчетов не является обязательным, и врачи предпочитают диктовать свои отчеты различными способами. В дополнение к упомянутому рабочему процессу, обычно существует программное обеспечение для создания CD / DVD, которое используется для записи исследований пациентов для распространения среди пациентов или направляющих врачей. На приведенной выше диаграмме показан типичный рабочий процесс в большинстве центров визуализации и больниц. Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.Обратите внимание, что в этом разделе не рассматривается интеграция с радиологической информационной системой, больничной информационной системой и другими подобными интерфейсными системами, имеющими отношение к рабочему процессу PACS.

Все больше и больше PACS включают веб-интерфейсы для использования Интернета или глобальной сети в качестве средств связи, обычно через VPN (виртуальная частная сеть) или SSL (уровень защищенных сокетов). Программное обеспечение на стороне клиента может использовать ActiveX , JavaScript и / или Java-апплет . Более надежные клиенты PACS - это полные приложения, которые могут использовать все ресурсы компьютера, на котором они выполняются, и на них не влияет частый автоматический веб-браузер.и обновления Java. По мере того, как потребность в распространении изображений и отчетов становится все более распространенной, системы PACS стремятся поддерживать DICOM, часть 18 стандарта DICOM. Веб-доступ к объектам DICOM (WADO) создает необходимый стандарт для предоставления изображений и отчетов через Интернет с помощью действительно портативных носителей. Не выходя за рамки архитектуры PACS, WADO становится решением для кроссплатформенности и может увеличить распространение изображений и отчетов среди направляющих врачей и пациентов.

Резервное копирование образа PACS является важной, но иногда игнорируемой частью архитектуры PACS (см. Ниже). HIPAA требует создания резервных копий изображений пациентов на случай потери изображений из PACS. Существует несколько методов резервного копирования изображений, но обычно они включают автоматическую отправку копий изображений на отдельный компьютер для хранения, предпочтительно за пределами предприятия.

Запрос (C-FIND) и получение изображения (экземпляра) (C-MOVE и C-GET) [ править ]

Связь с сервером PACS осуществляется через сообщения DICOM, похожие на «заголовки» изображений DICOM, но с другими атрибутами. Запрос (C-FIND) выполняется следующим образом:

• Клиент устанавливает сетевое соединение с сервером PACS.
• Клиент подготавливает сообщение запроса C-FIND, которое представляет собой список атрибутов DICOM.
• Клиент заполняет сообщение запроса C-FIND ключами, которые должны быть сопоставлены. Например, для запроса идентификатора пациента атрибут идентификатора пациента заполняется идентификатором пациента.
• Клиент создает пустые атрибуты (нулевой длины) для всех атрибутов, которые он хочет получить от сервера. Например, если клиент желает получить идентификатор, который он может использовать для получения изображений (см. Получение изображений), он должен включить атрибут SOPInstanceUID (0008,0018) нулевой длины в сообщения запроса C-FIND.
• Сообщение с запросом C-FIND отправляется на сервер.
• Сервер отправляет обратно клиенту список сообщений ответа C-FIND, каждое из которых также является списком атрибутов DICOM, заполненных значениями для каждого совпадения.
• Клиент извлекает интересующие атрибуты из объектов ответных сообщений.

Изображения (и другие составные экземпляры, такие как состояния представления и структурированные отчеты) затем извлекаются с сервера PACS посредством запроса C-MOVE или C-GET с использованием сетевого протокола DICOM. Извлечение может быть выполнено на уровне исследования, серии или изображения (экземпляра). Запрос C-MOVE указывает, куда должны быть отправлены извлеченные экземпляры (с использованием отдельных сообщений C-STORE в одном или нескольких отдельных соединениях) с идентификатором, известным как заголовок целевого объекта приложения (заголовок AE). Чтобы C-MOVE работал, сервер должен быть настроен с отображением заголовка AE на адрес и порт TCP / IP, и, как следствие, сервер должен заранее знать все заголовки AE, которые он когда-либо будет запрошен для отправки. изображения в. C-GET, с другой стороны, выполняет операции C-STORE в том же соединении, что и запрос,и, следовательно, не требует, чтобы «сервер» знал «клиентский» TCP / IP-адрес и порт, и, следовательно, также более легко работает через брандмауэры и с преобразованием сетевых адресов, среды, в которых входящие TCP-соединения C-STORE требуются для C- MOVE может не пройти. Разница между C-MOVE и C-GET в некоторой степени аналогична разнице между активным и пассивным FTP. C-MOVE чаще всего используется на предприятиях и объектах, тогда как C-GET более практичен между предприятиями.Разница между C-MOVE и C-GET в некоторой степени аналогична разнице между активным и пассивным FTP. C-MOVE чаще всего используется на предприятиях и объектах, тогда как C-GET более практичен между предприятиями.Разница между C-MOVE и C-GET в некоторой степени аналогична разнице между активным и пассивным FTP. C-MOVE чаще всего используется на предприятиях и объектах, тогда как C-GET более практичен между предприятиями.

В дополнение к традиционным сетевым службам DICOM, особенно для использования в разных компаниях, DICOM (и IHE) определяют другие механизмы поиска, включая WADO, WADO-WS и совсем недавно WADO-RS.

Архивирование и резервное копирование изображений [ править ]

Цифровые медицинские изображения обычно хранятся локально в системе PACS для поиска. Важно (и это требуется в Соединенных Штатах в соответствии с разделом HIPAA «Административные меры безопасности» Правил безопасности ), чтобы объекты имели средства восстановления изображений в случае ошибки или аварии. Хотя все объекты разные, цель резервного копирования образов - сделать его автоматическим и максимально простым в администрировании. Есть надежда, что копии не понадобятся; однако планирование аварийного восстановления и обеспечения непрерывности бизнеса требует, чтобы в планы входило сохранение копий данных даже в случае временной или постоянной потери всего сайта.

В идеале копии образов должны храниться в нескольких местах, в том числе за пределами предприятия, чтобы обеспечить возможность аварийного восстановления. В целом данные PACS ничем не отличаются от других критически важных для бизнеса данных и должны быть защищены несколькими копиями в разных местах. Поскольку данные PACS могут считаться защищенной медицинской информацией (PHI), могут применяться правила, в частности требования HIPAA и HIPAA Hi-Tech. ^[3]

Изображения могут храниться как локально, так и удаленно на автономных носителях, таких как диск, лента или оптический носитель. Использование систем хранения с использованием современных технологий защиты данных становится все более распространенным явлением, особенно для крупных организаций с большими требованиями к емкости и производительности. Системы хранения могут быть настроены и подключены к серверу PACS различными способами: как хранилище с прямым подключением (DAS), хранилище, подключенное к сети (NAS), так и через сеть хранения данных (SAN). Независимо от того, какое хранилище подключено, в корпоративных системах хранения обычно используется RAID.и другие технологии для обеспечения высокой доступности и отказоустойчивости для защиты от сбоев. В случае, если необходимо частично или полностью восстановить PACS, требуются некоторые средства быстрой передачи данных обратно в PACS, предпочтительно, пока PACS продолжает работать.

Современные технологии репликации хранилищ данных могут быть применены к информации PACS, включая создание локальных копий посредством копирования на определенный момент времени для локально защищенных копий, а также полных копий данных в отдельных репозиториях, включая системы на дисках и магнитных лентах. Следует создавать удаленные копии данных, физически перемещая ленты за пределы предприятия или копируя данные в удаленные системы хранения. Всякий раз, когда данные, защищенные HIPAA, перемещаются, они должны быть зашифрованы, что включает отправку с помощью физической ленты или технологий репликации по глобальным сетям (WAN) во вторичное расположение.

Другие варианты создания копий данных PACS включают съемные носители (жесткие диски, DVD-диски или другие носители, на которых могут храниться изображения многих пациентов), которые физически передаются за пределы учреждения. HIPAA HITECH требует шифрования хранимых данных во многих случаях или других механизмов безопасности, чтобы избежать штрафов за несоблюдение. ^[4]

Инфраструктура резервного копирования также может поддерживать перенос образов на новую систему PACS. Из-за большого объема изображений, которые необходимо заархивировать, многие центры рад переводят свои системы на облачную PACS .

Интеграция [ править ]

Полная PACS должна обеспечивать единую точку доступа для изображений и связанных с ними данных. То есть он должен поддерживать все цифровые методы во всех отделах предприятия.

Однако до тех пор, пока внедрение PACS не будет завершено, отдельные участки цифрового изображения, еще не подключенные к центральной PACS, могут существовать. Они могут принимать форму локализованной, зависящей от модальности сети модальностей, рабочих станций и хранилищ (так называемая «мини-PACS») или могут состоять из небольшого кластера модальностей, напрямую связанных с рабочими станциями чтения без длительного хранения или управление. Такие системы также часто не подключены к ведомственной информационной системе. Исторически сложилось так, что лаборатории УЗИ, ядерной медицины и кардиологии катетеризации часто применяют такой подход.

Совсем недавно в цифровой маммографии с полным полем зрения (FFDM) использовался аналогичный подход, в основном из-за большого размера изображения, узкоспециализированного рабочего процесса чтения и требований к отображению, а также вмешательства регулирующих органов. Быстрое развертывание FFDM в США после исследования DMIST привело к тому, что интеграция цифровой маммографии и PACS стала более распространенной.

Все PACS, независимо от того, охватывают ли они все предприятие или локализованы в отделении, также должны взаимодействовать с существующими информационными системами больниц : информационной системой больницы (HIS) и информационной системой радиологии (RIS). Несколько данных поступают в PACS в качестве входных данных для следующих процедур и обратно в HIS в качестве входных данных, соответствующих результатам:

В: Идентификация пациентов и заказы на обследование. Эти данные отправляются из HIS в RIS через интерфейс интеграции, в большинстве больниц по протоколу HL7. Идентификатор пациента и заказы будут отправлены в Modality (CT, MR и т. Д.) Через протокол DICOM (рабочий список). Изображения будут созданы после сканирования изображений и затем отправлены на сервер PACS. Отчет о диагностике создается на основе изображений, полученных для представления с сервера PACS врачом / радиологом и затем сохраненных в системе RIS.
Из:Отчет о диагностике и изображения созданы соответственно. Отчет о диагнозе обычно отправляется обратно в HIS через HL7, а изображения отправляются обратно в HIS через DICOM обычно, если в больницах есть средство просмотра DICOM, интегрированное с HIS (в большинстве случаев клинический врач получает напоминание о поступлении отчета о диагнозе, а затем запрашивает изображения из Сервер PACS).

Взаимодействие между несколькими системами обеспечивает более согласованный и надежный набор данных:

• Меньший риск ввода неверного идентификатора пациента для исследования - методы, поддерживающие рабочие списки DICOM, могут извлекать идентифицирующую информацию о пациенте (имя пациента, номер пациента, регистрационный номер) для предстоящих случаев и представлять ее технологу, предотвращая ошибки ввода данных во время сбора данных. После завершения сбора данных PACS может сравнить данные встроенного изображения со списком запланированных исследований из RIS и может пометить предупреждение, если данные изображения не соответствуют запланированному исследованию.
• Данные, сохраненные в PACS, могут быть помечены уникальными идентификаторами пациентов (такими как номер социального страхования или номер NHS), полученными от HIS. Обеспечение надежного метода объединения наборов данных из нескольких больниц, даже если разные центры используют разные системы идентификации внутри компании.

Интерфейс также может улучшить шаблоны рабочего процесса:

• Когда радиолог сообщил об исследовании, система PACS может пометить его как прочитанное. Это позволяет избежать ненужного двойного чтения. Отчет может быть прикреплен к изображениям и доступен для просмотра через единый интерфейс.
• Улучшено использование онлайн-хранилища и оперативного хранилища в архиве изображений. PACS может получать списки встреч и посещений заранее, что позволяет предварительно загружать изображения из автономного хранилища или оперативного хранилища в онлайн-дисковое хранилище.

Признание важности интеграции побудило ряд поставщиков разработать полностью интегрированные RIS / PACS. Они могут предлагать ряд дополнительных функций:

• Диктовку отчетов можно интегрировать в единую систему. Интегрированное программное обеспечение для распознавания речи для преобразования речи в текст может использоваться для создания и загрузки отчета в карту пациента в течение нескольких минут после сканирования пациента, или врач-докладчик может продиктовать свои выводы в телефонную систему или диктофон. Эта запись может быть автоматически отправлена ​​на рабочую станцию ​​составителя стенограммы для набора, но она также может быть сделана доступной для врачей, чтобы избежать задержек при вводе срочных результатов, или сохранена в случае опечатки.
• Предоставляет единый инструмент для контроля качества и аудита. Отклоненные изображения могут быть помечены, что позволит провести последующий анализ (как это может потребоваться в соответствии с законодательством о радиационной защите). Рабочие нагрузки и время оборачиваемости могут сообщаться автоматически для целей управления.

Приемочные испытания [ править ]

Процесс установки PACS сложен и требует времени, ресурсов, планирования и тестирования. Установка не завершена, пока не пройдут приемочные испытания . Приемочные испытания новой установки - жизненно важный шаг для обеспечения соответствия пользователя требованиям, функциональности и особенно клинической безопасности. Возьмем, к примеру, Therac-25 , радиационное медицинское устройство, участвовавшее в авариях, в которых пациенты получали огромные дозы радиации из-за непроверенного программного управления. ^[5]

Приемочное испытание определяет, готова ли система PACS к клиническому использованию, и отмечает сроки гарантии, одновременно выступая в качестве этапа оплаты. Процесс тестирования варьируется в зависимости от требований по времени в зависимости от размера объекта, но условия контракта о 30-дневном сроке не являются необычными. Это требует детального планирования и разработки критериев тестирования до написания контракта. Это совместный процесс, требующий определенных протоколов тестирования и тестов.

Тестирование выявляет недостатки. Исследование показало, что наиболее часто упоминаемые недостатки являются наиболее дорогостоящими компонентами. ^[6] Сбои, отсортированные от наиболее распространенных к наименее распространенным, включают: рабочая станция ; Брокерские интерфейсы HIS / RIS / ACS; РИС; Компьютерные мониторы ; Интернет-система распространения изображений; Интерфейсы модальности; Архивные устройства; Обслуживание; Подготовка; Сеть; DICOM; Телерадиология; Безопасность; Пленочный дигитайзер .

История [ править ]

Одна из первых базовых систем PACS была создана в 1972 году доктором Ричардом Стеккелем. ^[7]

Принципы PACS были впервые обсуждены на собраниях радиологов в 1982 году. Различные люди приписывают использование термина PACS . Сердечно-сосудистый радиолог доктор Андре Дуеринкс сообщил в 1983 году, что он впервые использовал этот термин в 1981 году. ^[8] Доктор Сэмюэл Дуайер, тем не менее, благодарит доктора Джудит М. Превитт за введение этого термина. ^[9]

Доктор Гарольд Гласс, медицинский физик, работавший в Лондоне в начале 1990-х годов, заручился финансированием правительства Великобритании и на протяжении многих лет руководил проектом, который превратил больницу Хаммерсмит в Лондоне в первую больницу без пленки в Соединенном Королевстве. ^[10] Доктор Гласс умер через несколько месяцев после запуска проекта, но считается одним из пионеров PACS.

Первая крупномасштабная установка PACS была произведена в 1982 году в Канзасском университете в Канзас-Сити. ^[2] Эта первая установка стала больше опытом обучения тому, что не следует делать, а не тому, что делать при установке PACS.

Нормативные вопросы [ править ]

В США PACS классифицируются как медицинские устройства и, следовательно, в случае продажи регулируются USFDA . В целом они подлежат контролю класса 2 и, следовательно, требуют 510 (k) , хотя отдельные компоненты PACS могут подлежать менее строгому общему контролю. ^[11] Некоторые конкретные приложения, такие как использование для интерпретации первичной маммографии, дополнительно регулируются ^[12] в рамках Закона о стандартах качества маммографии .

Общество информатики изображений в медицине (SIIM) - всемирная профессиональная и торговая организация, которая проводит ежегодные собрания и публикует рецензируемый журнал для продвижения исследований и образования по PACS и связанным с ней цифровым темам.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

Источники [ править ]

• Хуанг, Гонконг (2004). PACS и информатика изображений: основные принципы и приложения . Нью-Джерси: Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-471-25123-1.

Внешние ссылки [ править ]

• Веб-сайт истории PACS
• Исследовательская статья USC IPILab о резервном копировании