PACS-IBM1048

PACS
(Picture Archiving and Communication System)
Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques
([email protected])
Centro de Ciências das Imagens e Física Médica – CCIFM
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – FMRP/USP
(http://www.fmrp.usp.br)
Gerenciamento de Imagens
Médicas
Estação de
visualização
Modalidade
de Imagem
PACS
DB
Reconhecimento de voz
RIS
DICOM
HL-7
DICOM
Rede de alta
velocidade
HIS/MIS
Firewall
RAID
PACS
Arquivamento
Web-based
RIS/PACS/EMR
PACS – Picture Archiving and Communication System
DEFINIÇÕES (pela NEMA)
Um PACS deve oferecer:
visualização em estações de diagnóstico, de
relatórios, de laudos e remotas;
 armazenamento em meios magnéticos ou
ópticos usando equipamentos digitais para
recuperação a curto e longo prazo.
 comunicação usando LAN or WAN ou outros
serviços públicos de telecomunicação
 sistemas com interfaces por modalidade e
conexões para serviços de saúde e informações
departamentais, oferencendo um sistema
integrado para o usuário final;
Dinâmica de Processos
Consistência de dados de cima para baixo
(do sistema mais geral para o mais específico)
HIS
DICOM
RIS
PACS
LAN/WAN
PEP
Firewall
Pré-requisitos
Core Switch A
FDDI Ring
Core Switch B
Router
DICOM - Digital Imaging and Communication in Medicine
n
n
n
ACR- American College of Radiology
NEMA-National Electrical Manufacturers Association
1983: formaram um comitê para desenvolver um padrão:
u
u
u
u
que promovesse a comunicação da informação de imagem
digital sem considerar o fabricante;
que facilitasse o desenvolvimento e expansão do PACS
(Picture Archiving & Communication System);
que permitisse a criação de bancos de dados para
informação de diagnósticos;
que interrogasse esses B.D. por muitos equipamentos
distribuídos geograficamente, local ou remotos.
Fundamentos do DICOM


A meta inicial para o desenvolvimento de um
padrão para a transmissão e armazenamento de
imagens digitais foi permitir a recuperação de
imagens e informações associadas de
equipamentos diversos em um formato específico,
que seria o mesmo para qualquer fabricante;
A essência do padrão DICOM é que ele prescreve
um conjunto uniforme e bem compreendido de
regras para a comunicação de imagens digitais.
Domínio de Aplicação do
DICOM
Armazenamento
Arquivamento
LiteBox
MAGN
ETOM
Recuperação
Gerenciamento
Recuperação/
Gerenciamento
Gerenciamento
Informação
Impressão
DICOM-um breve histórico
n
n
n
1985: 1a. publicação do padrão (ACR-NEMA 1.0)
1988: 2a. publicação do padrão (ACR-NEMA 2.0)
1993: revisão profunda e substancial (DICOM 3.0)
u
u
u
u
u
u
é aplicável em ambientes de rede;
especifica como os equipamentos DICOM devem reagir a
comandos e dados a serem trocados;
especifica níveis de conformidade para o fabricante;
estruturado em documentos de múltiplas partes para facilitar
evolução do padrão;
introduz Objetos de Informação não apenas para imagens e
gráficos, mas também para estudos e relatórios;
especifica e estabelece técnicas para identificação única de
qualquer Objeto de Informação.
Estrutura do DICOM
File Meta information
•Meta info version (0x0001)
•SOP class (DICOMDIR)
•Xfer Syntax (Ex: Little Endian Explicit)
Directory information
•Descriptor (Ex: README)
•First dir Record
•Last dir Record
Patient 1 directory Record
Patient 2
Patient 3
Patient x
•Pointer to other patients (Pat2, Pat3..)
•Lower level dir (STUDY1, STUDY2...)
•Name
•ID
•Date of Birth
•Sex
...
...
...
Study 1 directory Record
Study 2
Study 3
Study x
•Pointer to other studies (Stud2, Stud3..)
•Lower level dir (Series1, Series2...)
•Description
•UID
•Date and time
•Study ID
...
...
...
Image 1 directory Record
Image 2
Image 3
Image x
•Pointer to other studies (Image1, Image2..)
•No lower level dir
•File ID (Ex: XA0001.dcm)
•Xfer Syntax UID in file (Litle End., JPEG, etc..)
•Image Type (Original, Primary, Planes...)
•Image number (Ex: 102)
•Samples per pixel (1)
•Photometric interpretation (Monochrome2, ...)
•Number of Rows, Columns, etc...
...
...
...
Tabela IMD- Information Module Definition
•Cada módulo contém:
•Nome do atributo; Data element tag; Definição do
atributo
Attribute
Name
Tag
Attribute Description
•Ex1:
Patient
Module
Patient Name
(0010,0010)
Patient ID
(0010,0020)
Issuer of Pat. ID
(0010,0020)
Other Pat.IDs
(0010,1000)
Patient’s birth name
Patient’s mother’s birth name
Medical record locator
(0010,1005)
(0010,1060)
(0010,1090)
Nome completo e legal do
paciente
Identificação primária do hospital
ou código para o paciente
Nome da instituição que emitiu o
Pat. ID
Outros números ou códigos que
identificam o paciente
Nome de nascimento do paciente
Nome da mãe do paciente
Um identificador genérico que
localiza o registro para um
paciente
Ex2: Study Module
Attribute Name
Study Id
Tag
(0020,0010)
Study instance UID
Referenced Series sequence
(0020,000D)
(0008,1115)
Modality
(0008,0060)
Study description
(0008,1030)
Procedure Code Sequence
(0008,1032)
Performing physician’s name
(0008,1050)
Attribute Description
Identificador de estudo gerado pelo
usuário ou equipamento
Identificador único para o estudo
Sequencia de itens repetidos, onde
cada item inclue o atributo de zero
ou mais séries
Tipo do equipamento que adquiriu
os dados usados para criar as
imagens para este estudo
Descrição ou classificação do
estudo)
Sequência do tipo de procedimento
realizado
Nome do médico que realiza o
estudo
DICOM- estruturas de elementos e conjuntos de
dados
Conjunto de dados:
Elemento 1
Elemento
2
Elemento
3
......
Elemento
ordem de transmissão
Elemento de dado:
TAG
VR
Value
length
Value Field
Campo opcional- depende de Sintaxe de Transferência
negociada entre duas aplicações
x
Sete classes de serviços DICOM relevantes
Opcionais de Compra







Verification - Serviço para verificar uma comunicação DICOM
– DICOM Ping ou C-ECHO
MWM – Modality Worklist Management – Tráfego de informações
com o servidor Worklist (Ex. nome do paciente, tipo de estudo, data
de nascimento , numero de registro, etc.)
MPPS – Modality Performed Procedure Step – Monitora os passos do
exame e do paciente (ex. Exame agendado, exame realizado,
exame impresso, exame assinado, etc.).
C-Store – Envio do exame para outro local (Ex. Armazenamento no
DICOM Server e envio para Workstation).
Storage Commitment – Confirma se todas as imagens do exame
foram transferidas para o destino.
Print – Impressão das imagens em impressora DICOM.
Query/Retrive – Pesquisa no banco de dados e transferência do
arquivo.
Exemplo de fluxo de Informação
CT
MRI
CT
MRI
CR
Casa
intranet
C-Store
MWM
Unidade Central
Commitment
JukeBox
DVD
Worklist
server
Internet
DICOM
Server
Web Server
Consultório médico
RAID
conexão– 2Mbps
Workstations
Prefetch
Query/retrive
C-Store
Unidade Remota
Dicom
Print
Impressora
Mini
Server - RW
Impressora
Musc-Esq
Neuro
Abdome
Tórax
Pediatria
CR
CT
MRI
scanner
DICOM Conformance Statement.

Documentação técnica (Hardware e
Software) com instrução para cada
componente DICOM
– Descreve os serviços DICOM suportados
– Prever possíveis funcionalidades


Deve-se especificar os serviços DICOM na
proposta de compra, pois são vendidos
separadamente como opcionais
A compra de um equipamento não-DICOM
ou sem o serviço DICOM pode significar o
isolamento do equipamento no momento da
integração com outros sistemas.
PACS - Componentes
Subsistema de Aquisição de Imagem
II. Subsistema de Arquivamento e
Gerenciamento
III. Subsistema de Exibição e Processamento
IV. Subsistema de Rede e Segurança
I.
I. Subsistema de Aquisição de Imagem
DICOM MWL
DICOM MPPS
• Dados demográficos
DICOM SC
Pre-Fetches
Hanging
Protocol
• Dados do pedido
• Clinica solicitante,
•médico solicitante,
etc..
10/100/1000 Mbps
PACS
DICOM
HL-7
DICOM
PACS/RIS Broker
Modalidades de Exames
• Resultados
Laudo
RIS
II. Subsistema de Arquivamento e Gerenciamento
É o nó central do PACS (hardware e software).
• Controla o fluxo de dados.
• Gerencia o armazenamento das imagens.
É composto de:
• servidores de armazenamento;
• bases de dados;
• dispositivos de armazenamento de longo prazo (“jukebox”);
• dispositivos de backup;
• programas de gerenciamento e execução de tarefas
Funções:
• Recebimento de imagens
• Organização (empilhamento) de imagens
• Roteamento (distribuição) de imagens
• Armazenamento de imagens
• Agrupamento de imagens por estudo
• Comunicação com RIS e HIS
• Atualização da base de dados
• Recuperação de Imagens
• Recuperação agendada de imagens (prefetching)
Alta Disponibilidade e Resiliência
Tolerância a Falhas (tempo parado & tempo de recuperação)
Disponibilidade (%)
95%
98%
99%
99,9%
99,99%
99,999%
Média por ano (dias)
18,25
7,3
3,65
0,365
0,0365
0,00365
Média por mês (horas)
36,5
14,6
7,3
0,73
0,073
0,0073
Média por semana (horas)
8,42
3,37
1,69
0,17
0,017
0,0017
Tabela de tempo parado descontados manutenção e upgrades
“Disaster Recovery” (HIPAA) e Migração de Dados
HIPPA – Health Insurance Portability and Accountability Act
Média por dia (min)
72
28,8
14,4
1,44
0,144
0,0144
Arquitetura Centralizada
(On-Demand PACS)
(A)
(B)
Images from Modalities
(C)
Database
Server
(D)
Long-Term
Archive
RAID
(E)
Workstations
Goldszal et al., Journal of Digital Imaging,
Arquitetura Descentralizada
(Routed PACS)
Images from Modalities
Workstations
RAID
Database Server
Long-Term Archive
Goldszal et al., Journal of Digital Imaging,
Definição da Capacidade de Armazenamento
Dimensionamento do “Storage”






Estimativa
– Exames/tempo
– Imagens por exame
– Tamanho da Imagem
Conceito
– On-Line: Cache do Servidor
– Near-Line: Mídia - Jukebox
– Off-Line: Mídia na prateleira
Tendência tecnológica
– ↑ On-Line
Pacientes da TC e RM
– 80% retornam em 6 meses para um novo exame controle
– 90% em 1 ano
Quanto tempo deve-se guardar um exame ?
– Lei Americana - Instituição é responsável pela guarda dos exames por 5 anos
– No Brasil - Resolução CFM nº 1.639/2002- Art. 2º - Estabelece a guarda
permanente para os prontuários médicos arquivados eletrônicamente
em meio óptico ou magnético, e microfilmados.
Lei de Moore : Preço do armazenamento cai pela metade a cada 18 meses
III. Subsistema de Exibição


Componentes de exibição e manipulação de imagens
Componentes para impressão e geração de cópias de imagens (hardcopy).
Diagnóstico: 2.5k, 1.5k, 1.0k
(5.0 MP, 3.0 MP, 2.0 MP)
Impressora
Direct Print
PACS
Laser
Impressora
Estação de revisão
cliente Web
Nó DICOM
IV. Subsistema de Rede e Segurança
•
•
•
•
Componentes necessários para manter a
conectividade entre os subsistemas de aquisição,
arquivamento e exibição;
Pode ser WAN/LAN, Ethernet/GB Ethernet/ATM
Digital Communications in Medicine (DICOM 3.0)
– Segue o padrão Open Systems Integration (OSI)
– Suporta TCP/IP e ACR/NEMA
Deve estar em conformidade com o padrão legal
– Regras de Privacidade
– Regras de Segurança
“Load-Balanced Fully-Redundant Meshed Network”
Edge Switch
Edge Switch
32 GB Backplane
Full-Duplex
4 GB Backbone
Firewall
Core Switch
Core Switch
Router
FDDI Ring
OC-12
Goldszal et al., Journal of Digital Imaging, 2001
Segurança e Confidencialidade
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
• Acesso inapropriado por usuário do próprio serviço
• Acesso de usuários não autorizados
• Perda ou adulteração de informação
Mecanismos de segurança em uso:
Controle de acesso por login e senha
Assinatura Eletrônica
Certificados Digitais
Biometria
Firewall, Criptografia, uso de padrões
Políticas e práticas
Backups e Log de Auditoria
Nos USA:
Security… Must Be HIPAA-Compliant
HIPPA – Health Insurance Portability and Accountability Act
•
•
•
•
•
•
•
Redundant Gigabit Firewall
VPN Encryption
Secure ID (authentication) Servers
Intrusion Detection System
Control/Audit of ‘Access Level’ in PACS and RIS Apps
Automated log out of users based on time of non-activity
– 30 sec for systems located in hallways/public access areas
– 5 min for systems located in examination rooms
– 10 min for systems located in private offices
Operating procedures and continuous training complement the
deployed hardware and software security solutions.
Certificação e Aspectos Legais
No Brasil:
Resolução CFM nº 1.638/2002
Art.
1º - Definir prontuário médico como o documento único
constituído de um conjunto de informações, sinais e imagens
registradas, geradas a partir de fatos, acontecimentos e situações
sobre a saúde do paciente e a assistência a ele prestada, de caráter
legal, sigiloso e científico, que possibilita a comunicação entre
membros da equipe multiprofissional e a continuidade da
assistência prestada ao indivíduo.
Certificação e Aspectos Legais
No Brasil:
Resolução CFM nº 1.638/2002
Dever de Execução - dever de elaborar um prontuário por paciente
(artigo 69 do CEM).
Dever de Confidencialidade - O médico deve manter sigilo quanto as
informações confidenciais de que tiver conhecimento no desempenho
de suas funções. O mesmo se aplica ao trabalho em empresas,
exceto nos casos em que seu silêncio prejudique ou ponha em risco a
saúde do trabalhador ou da comunidade (artigo 11 do CEM).
Dever de Guarda - É do médico assistente e dos demais profissionais
que compartilham do atendimento; É da hierarquia médica da
instituição nas suas respectivas áreas de atuação.
Certificação e Aspectos Legais
No Brasil:
Resolução CFM nº 1.638/2002
Art. 1º - Aprova as “Normas Técnicas para o Uso de Sistemas Informatizados
para a Guarda e Manuseio do Prontuário Médico”, anexas a esta resolução,
possibilitando a elaboração e arquivamento do prontuário em meio eletrônico.
Art. 2º - Estabelece a guarda permanente para os prontuários médicos
arquivados eletrônicamente em meio óptico ou magnético, e microfilmados.
Art. 7º - Estabelece que o Conselho Federal de Medicina (CFM) e a
Sociedade Brasileira de Informática em Saúde (SBIS), mediante convênio
específico, expedirão, quando solicitados, a certificação dos sistemas para
guarda e manuseio de prontuários eletrônicos que estejam de acordo com as
normas técnicas especificadas no anexo a esta resolução.
www.sbis.org.br