Képarchiváló és kommunikációs rendszer - Picture archiving and communication system

Egy kép archiváló és kommunikációs rendszerben (PACS) tárolt
Ugyanez a kép a rendszer által hozzáadott kontraszt beállítás, élesítés és mérési címkék után

A képarchiváló és -kommunikációs rendszer ( PACS ) egy orvosi képalkotó technológia, amely gazdaságos tárolást és kényelmes hozzáférést biztosít a többféle módból (forrásgép típus) származó képekhez. Az elektronikus képeket és jelentéseket digitálisan továbbítják a PACS -en keresztül; ezáltal nincs szükség a filmköpenyek manuális reszelésére, visszakeresésére vagy szállítására, a röntgenfilm tárolására és védelmére használt mappákra . Az univerzális formátum a PACS képek tárolására és továbbítására a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) . A nem képi adatok, például a szkennelt dokumentumok beépíthetők a fogyasztói iparág szabványos formátumaiba, például a PDF (Portable Document Format) formátumba , ha a DICOM-ba vannak beágyazva. A PACS négy fő összetevőből áll: A képalkotási módszerek, mint például a röntgen-sima film (PF), a számítógépes tomográfia (CT) és a mágneses rezonancia képalkotás (MRI), egy biztonságos hálózat a beteginformációk továbbítására, valamint a munkaállomások az értelmezéshez és a felülvizsgálathoz képek, valamint archívum a képek és jelentések tárolására és visszakeresésére. Kombinált álló és a kialakulóban lévő webes technológia, PACS képes időben történő és hatékony hozzáférést biztosít a képek, ábrázolások, és a kapcsolódó adatokat. A PACS csökkenti a hagyományos film alapú képek visszakeresésével , terjesztésével és megjelenítésével kapcsolatos fizikai és időbeli korlátokat .

A képek típusai

A legtöbb PACS különböző orvosi képalkotó műszerek képeit kezeli, beleértve az ultrahangot (US) , a mágneses rezonanciát (MR) , a nukleáris medicina képalkotást, a pozitron emissziós tomográfiát (PET) , a számítógépes tomográfiát (CT) , az endoszkópiát (ES) , a mammográfiát (MG) , a digitális radiográfia (DR) , foszforlemez -radiográfia , szövettan , szemészet stb. Mindig további képformátumok kerülnek hozzáadásra. A radiológián túli klinikai területek; a kardiológia, az onkológia, a gasztroenterológia és még a laboratórium is készít orvosi képeket, amelyeket be lehet építeni a PACS -ba. (lásd DICOM Alkalmazási területek ).

Felhasználások

A PACS négy fő felhasználási módot kínál:

  • Nyomtatott példány cseréje: A PACS felváltja az orvosi képek kezelésének nyomtatott példányon alapuló eszközeit, például a filmarchívumokat. A digitális tárolás csökkenő árával a PACS növekvő költség- és térbeli előnyt biztosít a filmarchívumokkal szemben, az ugyanazon intézmény korábbi képeihez való azonnali hozzáférés mellett. A digitális másolatokat lágy másolatnak nevezik.
  • Távoli hozzáférés: Bővíti a hagyományos rendszerek lehetőségeit azáltal, hogy lehetővé teszi a helyszíni megtekintést és jelentést ( távoktatás , távdiagnózis ). Lehetővé teszi, hogy a különböző fizikai helyszíneken dolgozó orvosok egyidejűleg elérjék ugyanazokat az információkat a teleradiológia számára .
  • Elektronikus képintegrációs platform: A PACS elektronikus platformot biztosít a radiológiai képekhez, amelyek más orvosi automatizálási rendszerekkel, például kórházi információs rendszerrel (HIS), elektronikus orvosi nyilvántartással (EMR), gyakorlatkezelő szoftverrel és radiológiai információs rendszerrel (RIS) kapcsolódnak.
  • Radiológiai munkafolyamat -kezelés: A PACS -t a radiológiai személyzet használja a betegvizsgálatok munkafolyamatának kezelésére.

A PACS -t gyakorlatilag az összes nagyobb orvosi képalkotó berendezés -gyártó, orvosi informatikai vállalat és számos független szoftvercég kínálja. Az alapvető PACS szoftver ingyenesen megtalálható az interneten.

Építészet

PACS munkafolyamat diagram.
PACS munkafolyamat diagram

Az architektúra a szükséges funkcionalitás fizikai megvalósítása, vagy amit kívülről látunk. A felhasználótól függően különböző nézetek léteznek. A radiológus általában látóállomást lát, a technológus QA munkaállomást, míg a PACS-rendszergazda az idő nagy részét a klímával vezérelt számítógépteremben töltheti. Az összetett nézet a különböző gyártók esetében meglehetősen eltérő.

A PACS általában sok eszközből áll. A tipikus PACS rendszerek első lépése a modalitás. A módszerek tipikusan számítógépes tomográfia (CT), ultrahang, nukleáris medicina, pozitron emissziós tomográfia (PET) és mágneses rezonancia képalkotás (MRI). A létesítmény munkafolyamatától függően a legtöbb modalitás minőségbiztosítási (QA) munkaállomásra küldi, vagy néha PACS átjárónak nevezik. A QA munkaállomás ellenőrző pont annak ellenőrzésére, hogy a betegek demográfiai adatai helyesek -e, valamint a vizsgálat egyéb fontos jellemzői. Ha a vizsgálati információk helyesek, a képeket tároljuk az archívumban. A központi tárolóeszköz (archívum) képeket, bizonyos esetekben jelentéseket, méréseket és egyéb, a képekhez tartozó információkat tárol. A PACS munkafolyamat következő lépése az olvasó munkaállomások. Az olvasó munkaállomáson a radiológus áttekinti a beteg vizsgálatát és megfogalmazza a diagnózist. Az olvasási munkaállomáshoz általában egy jelentéscsomag kapcsolódik, amely segíti a radiológust a végső jelentés diktálásában. A jelentéskészítő szoftver opcionális, és az orvosok többféleképpen diktálják a jelentésüket. Az említett munkafolyamathoz kapcsolódóan rendszerint létezik CD/DVD -készítő szoftver, amelyet a betegvizsgálatok írására használnak fel a betegek vagy a beutaló orvosok számára. A fenti ábra egy tipikus munkafolyamatot mutat a legtöbb képalkotó központban és kórházban. Ne feledje, hogy ez a szakasz nem foglalja magában a Radiológiai Információs Rendszerbe, Kórházi Információs Rendszerbe és más, a PACS munkafolyamathoz kapcsolódó front-end rendszerbe történő integrációt.

Egyre több PACS tartalmaz webalapú interfészeket, amelyek kommunikációs eszközként használják az internetet vagy a Wide Area Network hálózatot , általában VPN-en (Virtual Private Network) vagy SSL-n (Secure Sockets Layer) keresztül. Az ügyféloldali szoftver használhat ActiveX -et , JavaScriptet és/vagy Java kisalkalmazást . A robusztusabb PACS -ügyfelek teljes körű alkalmazások, amelyek kihasználhatják a számítógép teljes erőforrásait, amelyeken futnak, és nincsenek hatással a gyakori, felügyelet nélküli webböngésző- és Java -frissítésekre. Ahogy a képek és jelentések terjesztésének igénye egyre szélesebb körben elterjedt, a PACS -rendszerek nyomást gyakorolnak a DICOM szabvány 18. részének DICOM támogatására. A DICOM objektumokhoz való internetes hozzáférés (WADO) létrehozza a szükséges szabványt ahhoz, hogy a képek és jelentések valóban hordozható adathordozón keresztül jelenjenek meg az interneten. Anélkül, hogy kilépne a PACS architektúra fókuszából, a WADO megoldás lesz a platformok közötti képességre, és növelheti a képek és jelentések elosztását a beutaló orvosok és betegek számára.

A PACS képmentés kritikus, de néha figyelmen kívül hagyott része a PACS architektúrának (lásd alább). A HIPAA előírja, hogy a PACS képvesztése esetén a betegképekről biztonsági másolatot kell készíteni. A képek biztonsági mentésére több módszer is létezik, de ezek általában a képek másolatainak automatikus elküldését külön számítógépre tárolás céljából, lehetőleg a helyszínen kívülre.

Lekérdezés (C-FIND) és kép (példány) visszakeresése (C-MOVE és C-GET)

A kommunikáció a PACS szerverrel olyan DICOM üzeneteken keresztül történik, amelyek hasonlóak a DICOM kép "fejléceihez", de eltérő attribútumokkal rendelkeznek. A lekérdezés (C-FIND) a következőképpen történik:

  • Az ügyfél létrehozza a hálózati kapcsolatot a PACS szerverrel.
  • Az ügyfél C-FIND kérési üzenetet készít, amely a DICOM attribútumok listája.
  • Az ügyfél kitölti a C-FIND kérési üzenetet a megfelelő kulcsokkal. Például a páciens azonosítójának lekérdezéséhez a páciensazonosító attribútum kitöltésre kerül a beteg azonosítójával.
  • Az ügyfél üres (nulla hosszúságú) attribútumokat hoz létre a kiszolgálótól kapott összes attribútumhoz. Pl. Ha az ügyfél olyan azonosítót szeretne kapni, amellyel képeket fogadhat (lásd a kép visszakeresését), akkor tartalmaznia kell egy nulla hosszúságú SOPInstanceUID (0008,0018) attribútumot a C-FIND kérési üzenetekben.
  • A C-FIND kérési üzenetet elküldi a szervernek.
  • A szerver visszaküldi az ügyfélnek a C-FIND válaszüzenetek listáját, amelyek mindegyike egyben a DICOM attribútumok listája is, minden egyes mérkőzés értékeivel feltöltve.
  • Az ügyfél kivonja az érdeklődő attribútumokat a válaszüzenet objektumokból.

A képeket (és más összetett példányokat, például a prezentációs állapotokat és a strukturált jelentéseket) ezután a DICOM hálózati protokoll használatával lekérik a PACS szerverről, akár C-MOVE, akár C-GET kéréssel. A visszakeresés elvégezhető tanulmány, sorozat vagy kép (példány) szinten. A C-MOVE kérés meghatározza, hogy hová kell küldeni a letöltött példányokat (külön C-STORE üzenetek használatával egy vagy több különálló kapcsolaton), azonosítóval, amelyet cél-alkalmazás-entitás címeként (AE-címként) ismerünk. A C-MOVE működéséhez a szervert úgy kell konfigurálni, hogy az AE cím TCP/IP címre és portra legyen leképezve, és ennek következtében a szervernek előre tudnia kell minden olyan AE címet, amelyet el kell küldeni. képeket ide. A C-GET ezzel szemben ugyanazon a kapcsolaton hajtja végre a C-STORE műveleteket, mint a kérés, és ezért nem igényli, hogy a "szerver" ismerje az "ügyfél" TCP/IP-címét és portját, és ezért működik könnyebben a tűzfalakon keresztül és a hálózati címfordítással olyan környezetek, ahol a C-MOVE-hoz szükséges bejövő TCP C-STORE kapcsolatok nem jutnak be. A C-MOVE és a C-GET közötti különbség némileg analóg az aktív és a passzív FTP közötti különbséggel. A C-MOVE-t leggyakrabban a vállalkozásokon és létesítményeken belül használják, míg a C-GET praktikusabb a vállalkozások között.

A hagyományos DICOM hálózati szolgáltatások mellett, különösen a vállalatok közötti használatra, a DICOM (és az IHE) más visszakeresési mechanizmusokat határoz meg, beleértve a WADO, a WADO-WS és a legutóbbi WADO-RS szolgáltatásokat.

Képek archiválása és biztonsági mentése

PACS-kiszolgáló 35 terabájtos RAID archívummal és nagy sebességű száloptikai kapcsolóval

A digitális orvosi képeket általában helyileg tárolják egy PACS -en, hogy visszakereshessék őket. Fontos (és ezt az Egyesült Államokban megköveteli a HIPAA Biztonsági Szabály adminisztratív védelmi szakasza ), hogy a létesítményeknek lehetőségük legyen a képek helyreállítására hiba vagy katasztrófa esetén. Bár minden létesítmény más, a képek biztonsági mentésének célja, hogy az automatikus és a lehető legegyszerűbben kezelhető legyen. A remény az, hogy a másolatokra nem lesz szükség; a katasztrófa utáni helyreállítás és az üzletmenet -folytonossági tervezés azonban azt írja elő, hogy a terveknek tartalmazniuk kell az adatok másolatának megőrzését akkor is, ha egy teljes webhely ideiglenesen vagy véglegesen elveszik.

Ideális esetben a képek másolatait több helyen is meg kell őrizni, beleértve a helyszínen kívül is, hogy katasztrófa utáni helyreállítási lehetőségeket biztosítsanak. Általánosságban elmondható, hogy a PACS -adatok nem különböznek a többi üzleti szempontból kritikus adattól, és több példányban kell védeni őket több helyen. Mivel a PACS-adatok védett egészségügyi információnak (PHI) tekinthetők, előírások vonatkozhatnak, különösen a HIPAA és a HIPAA Hi-Tech követelményei.

A képek helyben és távolról is tárolhatók off-line adathordozón, például lemezen, szalagon vagy optikai adathordozón. A modern adatvédelmi technológiákat használó tárolórendszerek használata egyre gyakoribbá vált, különösen a nagyobb kapacitású és teljesítményigényű nagyobb szervezetek esetében. A tárolórendszerek különböző módon konfigurálhatók és csatlakoztathatók a PACS szerverhez, akár közvetlen csatolt tároló (DAS), akár hálózathoz csatlakoztatott tároló (NAS), akár tárolóterületi hálózat (SAN) segítségével. Bármennyire is van csatlakoztatva a tároló, a vállalati tárolórendszerek általában RAID -t és más technológiákat használnak a magas rendelkezésre állás és hibatűrés biztosítására a hibák elleni védelem érdekében. Abban az esetben, ha részben vagy egészben rekonstruálni kell a PACS -t, szükség van néhány eszközre, amellyel gyorsan vissza lehet vinni az adatokat a PACS -be, lehetőleg addig, amíg a PACS tovább működik.

A modern adattárolási replikációs technológiák alkalmazhatók a PACS-információkra, beleértve a helyi másolatok létrehozását a helyben védett példányok időpontban történő másolásán keresztül, valamint az adatok teljes másolatát külön tárolókon, beleértve a lemez- és szalagos rendszereket. Az adatok távoli másolatait létre kell hozni, vagy a szalagok fizikai áthelyezésével a helyszínen kívül, vagy az adatok távoli tárolórendszerekbe történő másolásával. Amikor a HIPAA védett adatokat áthelyezi, azokat titkosítani kell, beleértve a fizikai szalagon vagy a replikációs technológiákon keresztül történő elküldést széles körű hálózatokon (WAN) keresztül egy másodlagos helyre.

A PACS adatok másolatainak létrehozására szolgáló egyéb lehetőségek közé tartozik a fizikailag a helyszínen kívül átvitt cserélhető adathordozó (merevlemez, DVD vagy más, sok beteg képét tároló adathordozó). A HIPAA HITECH számos esetben előírja a tárolt adatok titkosítását vagy más biztonsági mechanizmusokat, hogy elkerülje a be nem tartás miatti szankciókat.

A biztonsági mentési infrastruktúra képes lehet a képek új PACS rendszerbe való áttelepítésére is. A nagy mennyiségű archiválandó kép miatt sok rad központ áttelepíti rendszereit egy felhőalapú PACS rendszerre .

Integráció

A PACS -en keresztül megjelenített mellkasi kép

A teljes PACS -nek egyetlen hozzáférési pontot kell biztosítania a képekhez és a hozzájuk tartozó adatokhoz. Vagyis támogatnia kell az összes digitális modalitást, minden osztályon, a vállalat egészében.

A PACS behatolásának befejezéséig azonban létezhetnek olyan digitális képalkotó szigetek, amelyek még nem kapcsolódnak a központi PACS -hez. Ezek lehetnek egy helyi, modalitásspecifikus modalitás-, munkaállomás- és tárolóhálózat (ún. "Mini-PACS"), vagy állhatnak egy kis modulcsoportból, amely közvetlenül kapcsolódik az olvasóállomásokhoz hosszú távú tárolás vagy menedzsment. Az ilyen rendszerek gyakran nem kapcsolódnak a tanszéki információs rendszerhez. Történelmileg az ultrahang, a nukleáris medicina és a kardiológiai Cath Labs gyakran olyan osztályok, amelyek ilyen megközelítést alkalmaznak.

A közelmúltban a Full Field digitális mammográfia (FFDM) hasonló megközelítést alkalmazott, elsősorban a nagyméretű kép, a speciális olvasási munkafolyamat és megjelenítési követelmények, valamint a szabályozók beavatkozása miatt. Az FFDM gyors telepítése az Egyesült Államokban a DMIST tanulmányt követően a digitális mammográfia és a PACS integrációjává vált.

Minden PACS -nek, függetlenül attól, hogy az egész vállalatot lefedi, vagy egy osztályon belül lokalizálják, kapcsolódnia kell a meglévő kórházi információs rendszerekhez is: Kórházi információs rendszer (HIS) és Radiológiai Információs Rendszer (RIS). Számos adat áramlik a PACS -be, mint bemenet a következő eljárásokhoz, és vissza a HIS -be, mint eredmények, amelyek megfelelnek a bemeneteknek:

In: Beteg azonosítása és rendelések vizsgálatra. Ezeket az adatokat a HIS -ből a RIS -be integrációs interfészen keresztül továbbítják, a legtöbb kórházban, a HL7 protokollon keresztül. A páciensazonosítót és a rendeléseket a DICOM protokollon (Worklist) keresztül elküldik a modalitásnak (CT, MR, stb.). A képek a képek beolvasása után jönnek létre, majd továbbítják a PACS szerverre. A diagnosztikai jelentés az orvos/radiológus által a PACS szerverről bemutatott képek alapján jön létre, majd menti a RIS rendszerbe.
Kimenet: Diagnosztikai jelentés és ennek megfelelően létrehozott képek. A diagnosztikai jelentést általában a HL7 -en keresztül küldik vissza a HIS -hez, a képeket pedig a DICOM -on keresztül küldik vissza rendszerint, ha a kórházakban van integrált DICOM Viewer (A legtöbb esetben a klinikai orvos emlékeztetőt kap a diagnosztikai jelentésről, majd lekérdezi a képeket a PACS szerver).

A több rendszer közötti interfész következetesebb és megbízhatóbb adatkészletet biztosít:

  • Kisebb a kockázata annak, hogy egy vizsgálathoz helytelen betegazonosítót adjon meg - a DICOM munkalistákat támogató módszerek lekérhetik az azonosító betegadatokat (páciens neve, betegszáma, csatlakozási száma) a közelgő esetekhez, és bemutathatják azokat a technológusnak, megelőzve az adatbeviteli hibákat a beszerzés során. Amint az adatgyűjtés befejeződött, a PACS össze tudja hasonlítani a beágyazott képadatokat a RIS -ből származó ütemezett vizsgálatok listájával, és figyelmeztetést jelezhet, ha a képadatok nem egyeznek egy ütemezett vizsgálattal.
  • A PACS -be mentett adatok egyedi betegazonosítókkal (például társadalombiztosítási számmal vagy NHS -számmal) címkézhetők a HIS -től. Robusztus módszer biztosítása több kórházból származó adatkészletek összevonására, még akkor is, ha a különböző központok különböző azonosító rendszereket használnak belsőleg.

Az interfész javíthatja a munkafolyamatokat is:

  • Ha egy radiológus beszámolt egy vizsgálatról, a PACS olvasottként jelölheti meg. Ezzel elkerülhető a szükségtelen kettős olvasás. A jelentés csatolható a képekhez, és egyetlen felületen tekinthető meg.
  • Az online tárhely és a közelvonalas tároló továbbfejlesztett használata a képarchívumban. A PACS előzetesen beszerezheti a találkozók és a felvételi listákat, lehetővé téve a képek előhívását az off-line tárhelyről vagy a soron kívüli tárolóról az online lemeztárolóra.

Az integráció fontosságának felismerése számos beszállítót teljesen integrált RIS/PACS kifejlesztésére késztetett. Ezek számos speciális funkciót kínálhatnak:

  • A jelentések diktálása egyetlen rendszerbe integrálható. Integrált beszéd-szöveg beszédfelismerő szoftver használható jelentés készítésére és feltöltésére a páciens diagramjára a páciens szkennelését követő perceken belül, vagy a jelentést készítő orvos diktálhatja megállapításait egy telefonrendszerbe vagy hangrögzítőbe. Ezt a felvételt automatikusan elküldhetjük az átiratíró munkaállomására gépelés céljából, de az orvosok is hozzáférhetővé tehetik, elkerülve a gépelés késedelmét a sürgős eredményekért, vagy megőrizhetők gépelési hiba esetén.
  • Egyetlen eszközt biztosít a minőség -ellenőrzéshez és az auditáláshoz. Az elutasított képek címkézhetők, lehetővé téve a későbbi elemzést (amint azt a sugárvédelmi jogszabályok előírhatják). A munkaterhelések és az átfutási idő felügyelet céljából automatikusan jelenthetők.

Elfogadási teszt

A PACS telepítési folyamata bonyolult, időt, erőforrásokat, tervezést és tesztelést igényel. A telepítés nem fejeződik be, amíg az elfogadási teszt nem teljesül . Az új telepítés elfogadási tesztje elengedhetetlen lépés a felhasználók megfelelőségének, működésének és különösen a klinikai biztonságnak a biztosításához. Vegyük például a Therac-25 , a sugárzás orvosi eszköz balesetet, amelyben a betegek kaptak masszív túladagolás sugárzás miatt nem ellenőrzött szoftver ellenőrzés.

Az elfogadási teszt meghatározza, hogy a PACS készen áll -e a klinikai használatra, és jelzi a jótállási határidőt, miközben fizetési mérföldkőként szolgál. A vizsgálati folyamat a létesítmény méretétől függően változik az időigényben, de a szerződés 30 napos határideje nem szokatlan. A szerződés megírása előtt részletes tervezést és tesztelési kritériumok kidolgozását igényli. Ez egy közös folyamat, amely meghatározott tesztprotokollokat és referenciaértékeket igényel.

A vizsgálat feltárja a hiányosságokat. Egy tanulmány megállapította, hogy a leggyakrabban hivatkozott hiányosságok a legköltségesebb összetevők. A legtöbb-legkevésbé gyakori hibák a következők: Munkaállomás ; HIS/RIS/ACS bróker interfészek; RIS; Számítógépes monitorok ; Web-alapú képelosztó rendszer; Modalitás interfészek; Archiváló eszközök; Karbantartás; Kiképzés; Hálózat; DICOM; Teleradiológia; Biztonság; Film digitalizáló .

Történelem

Az egyik első alapvető PACS -t 1972 -ben hozta létre Dr. Richard J. Steckel.

A PACS elveit először a radiológusok 1982 -es találkozóin vitatták meg. Különböző embereknek tulajdonítják a PACS kifejezés megalkotását . Dr. Andre Duerinckx szív- és érrendszeri radiológus 1983 -ban számolt be arról, hogy először 1981 -ben használta ezt a kifejezést. Dr. Samuel Dwyer azonban elismeri Dr. Judith M. Prewitt -et a kifejezés bevezetéséért.

Dr. Harold Glass, az 1990 -es évek elején Londonban dolgozó orvosfizikus biztosította az Egyesült Királyság kormányzati finanszírozását, és hosszú évekig irányította a projektet, amely a londoni Hammersmith Kórházat az Egyesült Királyság első film nélküli kórházává változtatta. Dr. Glass néhány hónappal a projekt élő közvetítése után meghalt, de a PACS egyik úttörője.

Az első nagyszabású PACS telepítés 1982-ben volt a Kansas City-i Kansas Egyetemen. Ez az első telepítés inkább tanítási tapasztalattá vált, hogy mit nem szabad csinálni, nem pedig mit kell tenni egy PACS telepítésben.

Szabályozási aggályok

Az USA -ban a PACS -t orvosi eszközöknek minősítik, és ezért az USFDA szabályozza, ha eladásra kerülnek . Általában a 2. osztályú ellenőrzések alá tartoznak, és ezért 510 (k) értéket igényelnek , bár az egyes PACS -összetevőkre kevésbé szigorú általános ellenőrzések vonatkozhatnak. Néhány speciális alkalmazást, például az elsődleges mammográfiai értelmezés használatát, ezenkívül a mammográfiai minőségi szabványokról szóló törvény is szabályozza .

A Society for Imaging Informatics in Medicine (SIIM) a világszerte tevékenykedő szakmai és kereskedelmi szervezet, amely éves találkozót és lektorált folyóiratot biztosít a PACS-ről és a kapcsolódó digitális témákról szóló kutatás és oktatás népszerűsítésére.

Lásd még

Hivatkozások

Idézetek

Források

Külső linkek