Visualizador de Imagens DICOM para um Ambiente Hospitalar

Visualizador de Imagens DICOM para um
Ambiente Hospitalar
André Luiz Mendes Matos1, Luciana Torres Ribeiro1, Edilson Carlos Caritá1, Paulo
Mazzoncini de Azevedo Marques1
1
Centro de Ciências das Imagens e Física Médica (CCIFM) da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
(FMRP), Universidade de São Paulo (USP), Brasil.
Resumo – Este artigo apresenta a implementação de “toolkits” para visualização de imagens médicas no
padrão DICOM e uma revisão dos fundamentos e caracterização deste padrão. O trabalho apresenta o
VDTApplication para visualização de imagens locais e remotas e o VDTApplet para visualização das
imagens utilizando um navegador. O VDTApplet deverá ser integrado ao Sistema de Informação em
Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP) da
Universidade de São Paulo (USP) para possibilitar aos médicos um pronto acesso ao prontuário dos
pacientes e suas imagens.
Palavras-chave: PACS, HIS, RIS, DICOM, Visualizador de Imagens, Java.
Abstract –This work presents a toolkit implementation to visualize DICOM images and a review of the
foundations and characteristics of this pattern. This paper introduces the VDTApplication that is a local and
remote image visualize, and the VDTApplet similar to VDTApplication despite of works into a navigator on
Internet and Intranet. The VDTApplet will integrate into Radiology Information System of University Hospital
from Medical School of Ribeirão Preto (HCFMRP) at São Paulo State University (USP) Brazil, to aid doctors
to have medical record and images from patients.
Key-words: PACS, HIS, RIS, DICOM, Images Visualization, Java.
Introdução
Atualmente os hospitais de grande e médio
porte, visando melhorar a qualidade dos serviços
e o atendimento aos pacientes, estão integrando
seus sistemas de informação, para que estes
sigam os conceitos adotados mundialmente, que
são: Sistema de Informação Hospitalar (“Hospital
Information System – RIS”), Sistema de
Informação
em
Radiologia
(“Radiology
Information System – RIS”) e Sistema de
Comunicação e Arquivamento de Imagens
(“Picture Archiving and Communication System –
PACS”) (Bakker, 1991).
Essa integração possibilita a criação de
sistemas de gerenciamento de imagens e redes
locais de larga escala, permitindo que as
informações dos pacientes e as imagens sejam
compartilhadas e que seja feita à visualização
local e remota. Além disso, os dados podem ser
vistos em múltiplos locais simultaneamente.
Para que esses sistemas pudessem ter
êxito em seus propósitos foi definido, em 1993,
um padrão para transferência de imagens e
informações associadas, conhecido como DICOM
3.0 (“Digital Imaging and Communication in
Medicine”).
O DICOM é um padrão para comunicação
e armazenamento de imagens médicas e
informações associadas, atualmente utilizado por
quase todas as modalidades de imagens
médicas. O padrão DICOM contém uma
arquitetura para troca de informações entre
modalidades e também definições de protocolos
de comunicação.
O padrão foi desenvolvido por um comitê
de trabalho, formado por membros do “American
College of Radiology” (ACR) e da “National
Electrical Manufactures Association” (NEMA) que
iniciou os trabalhos em 1983, o qual foi
organizado com o intuito de desenvolver um
padrão para comunicação digital de informações
e imagens. O comitê publicou a primeira versão
em 1985, que foi chamada de ACR-NEMA 3001985 ou (“ACR-NEMA Version 1.0”), e a segunda
versão em 1988, chamada de ACR-NEMA 3001988 ou (“ACR-NEMA Version 2.0”). A terceira
versão do padrão, nomeada de DICOM 3.0,
apresentada
em
1993,
quando
foi
substancialmente enfatizado o conteúdo alterado,
discutidos alguns problemas da primeira e da
segunda versão e criados novos processos,
principalmente o protocolo de comunicação para
rede (Fritz, 1999).
O padrão hoje está essencialmente
completo, apesar das mudanças que ainda
possam acontecer devido à evolução, pois ele é
um padrão multi-partes, podendo ter suas
informações acrescidas quando necessário.
Como um padrão estável e desenvolvido, ele está
sendo implementado por diversas companhias
tecnológicas e produtoras de equipamentos de
imagens médicas. Estas implementações podem
explicitar algumas falhas, que necessitarão ser
corrigidas,
podendo
induzir
a
futuro
desenvolvimento de um padrão melhor. Porém, o
DICOM já é considerado adequado para o
desenvolvimento e implementação de sistemas
de radiologia sem filme (“Filmless”).
O padrão DICOM diferencia-se dos outros
formatos de imagens tais como (JPEG, TIFF, GIF
e outros), por permitir que as informações dos
pacientes sejam armazenadas juntamente com a
imagem, mas de forma estruturada. Isto é, elas
são armazenadas contendo delimitadores,
conhecidos como “tags”, que identificam e limitam
as informações. A imagem propriamente dita no
padrão DICOM é baseada no formato JPEG, com
ou
sem
compressão,
dependendo
do
equipamento que a gerou.
A grande vantagem dessa estrutura é
permitir a leitura do arquivo e extração das
informações necessárias para uma comunicação
direta, ou seja, gerenciar as imagens e
informações dos pacientes de forma coerente,
mantendo sua integridade (Nema, 2001).
ferramentas que possibilita a recuperação,
visualização, processamento e estudo de padrões
em imagens médicas utilizando a linguagem Java
da empresa SUN Microsystems. Utilizando as
bibliotecas e funções do VDTApplication
juntamente com a tecnologia “Applet” da
linguagem Java, foi criado o VDTApplet (“Visual
Dicom Toolkit Applet”) (Figura 2), com a finalidade
da visualização de imagens através de
navegadores.
O recurso tecnológico “Applet” da
linguagem Java possibilita a criação de
programas que poderão ser executados
remotamente em uma rede de computadores:
Intranet ou Internet, não sendo necessária a
instalação do sistema no computador de cada
usuário. Para utilizá-lo deve-se acessar um
determinado endereço através de navegadores,
como por exemplo, Internet Explorer ou
Netscape.
Metodologia
O Centro de Ciências das Imagens e Física
Médica (CCIFM) da Faculdade de Medicina de
Ribeirão Preto (FMRP/USP) adequando-se aos
conceitos adotados mundialmente para a
implementação de um Sistema de Radiologia
“Filmless”, vem desenvolvendo aplicações para
leitura e visualização de imagens no padrão
DICOM.
O conceito de Radiologia “Filmless” referese a um hospital com um ambiente de rede amplo
e integrado no qual o filme foi completamente ou
em grande parte substituído por sistemas
eletrônicos
que
adquirem,
arquivam,
disponibilizam e exibem imagens (Siegel et al,
1999).
A implantação de um serviço de radiologia
“filmless” tem resultado em um grande número de
avanços operacionais, incluindo melhoria no
gerenciamento das imagens e leitura mais rápida
possibilitando acessos quase que em tempo real,
eliminação de um certo número de passos no
processo de disponibilização das imagens,
eliminação de exames perdidos e melhoria na
produtividade do trabalho em grupo.
Uma das aplicações implementadas foi o
VDTApplication
(“Visual
Dicom
Toolkit
Application”) (Figura 1), que é um conjunto de
Figura 1 –VDTApplication.
O VDTApplication e o VDTApplet foram
desenvolvidos a partir do programa “JBuilder”, da
empresa Borland. O “Jbuilder” é voltado para
desenvolvimento de programas baseado na
linguagem Java “pura”. A linguagem Java possui
diversas vantagens, como a portabilidade para
outras plataformas e sistemas operacionais
(Windows, Linux, Unix e MacOS), estabilidade e
um conjunto de bibliotecas com recursos de
comunicação e gráficos, como por exemplo, a JAI
(“Java Advanced Imaging”) que foi utilizada no
desenvolvimento destes visualizadores.
O VDTApplet possibilita a visualização de
imagens nos padrões JPEG, GIF, TIFF, BMP,
PNG, PNM e finalmente no padrão DICOM.
Durante
o
desenvolvimento
do
VDTApplication e VDTApplet para a visualização
de imagens no padrão DICOM, foram
consideradas as variações deste padrão, como
por exemplo, se o delimitador das informações a
serem gravadas em um arquivo DICOM é
“implícito” ou “explicito”, bem como se a sintaxe é
“BigEndian” ou “LittleEndian”. Isto foi necessário
tendo em vista possibilitar que o VDTApplet
visualize uma maior variedade de imagens
gravadas no padrão DICOM. Esta variedade de
sintaxes se deve a flexibilidade incorporada ao
DICOM para que os fabricantes de equipamentos
possam utilizá-lo da maneira que lhes melhor
atenda.
gerenciamento e controle da qualidade do serviço
(Azevedo-Marques et al., 2000).
O RIS trabalha sobre a plataforma do
gerenciador de Banco de Dados ORACLE, com
interface ao usuário desenvolvida em DELPHI,
permitindo consulta “on-line” de laudos através de
microcomputadores conectados a rede “ethernet”
do Hospital.
A consulta aos laudos contidos no RIS é
feita através do fornecimento do número do
registro do paciente ou nome, o resultado dessa
consulta é a lista de todos os exames do paciente
e suas condições (não laudados, laudados
provisórios ou definitivos), bastando então
selecionar o exame de interesse para visualizar
seu laudo, pode-se também fazer uma busca por
patologia, através de palavras chaves presentes
nas descrições dos laudos.
De acordo com seus processos, o RIS
pode ser dividido em quatro módulos básicos: 1 –
Módulo de Exames, 2 – Módulo de Geração de
Laudos, 3 – Módulo de Consultas de Laudos e 4
– Módulo de Gerenciamento (Figura 3), o acesso
a cada módulo do sistema é restrito aos direitos
atribuídos a cada um dos usuários cadastrados,
sendo que cada usuário possui direitos
específicos.
Figura 2 – VDTApplet.
O VDTApplet possui ferramentas, tais
como: ajuste de brilho e contraste, visualização
das informações das imagens como padrão de
cores utilizado, dimensão da imagem, resolução e
no caso de imagens no padrão DICOM,
informações, tais como: equipamento que
realizou o exame, tipo do exame, dados do
paciente e outras.
O VDTApplet está sendo incorporado ao
Sistema de Informação em Radiologia para
permitir a visualização das imagens de exames
realizados no serviço de radiologia do
HCFMRP/USP, possibilitando aos médicos préautorizados que consultem além das informações
do paciente e do exame, a(s) imagem(ns) deste.
O Sistema de Informação em Radiologia
foi desenvolvido em parceria pelo Centro de
Ciências das Imagens e Física Médica (CCIFM) e
o Centro de Informações e Análises (CIA) do
Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina
de Ribeirão Preto (HCFMRP), com o objetivo de
minimizar
o
tempo
no
processo
de
disponibilização e consulta de laudos através da
rede “ethernet” do hospital (Azevedo-Marques et
al., 2000).
O núcleo do RIS é o exame, ao qual
estão associados um número de identificação e
outras informações referentes ao paciente,
informações sobre sua realização e sobre o seu
laudo. O sistema permite a emissão de relatórios
de produtividade e técnicos, facilitando o
Figura 3 – Tela com os módulos do RIS.
Os visualizadores desenvolvidos deverão
aumentar a performance do RIS, pois agora além
de poder consultar e verificar os laudos, os
médicos também têm acesso às imagens dos
exames de um determinado período.
Os
“toolkit’s”
desenvolvidos
foram
avaliados
qualitativamente
por
médicos
especialistas
do
HCFMRP/USP,
que
consideraram os seguintes parâmetros: interface
do sistema, tempo de recuperação da imagem,
qualidade das imagens e ferramenta de ajuste da
imagem. Os médicos utilizaram as aplicações por
um período determinado, com diferentes imagens
que foram escolhidas aleatoriamente por eles.
A avaliação foi realizada seguindo os
critérios da Tabela 1.
Tabela 1 – Índices para avaliação das aplicações
Índice
1
2
3
4
5
Descrição
Muito Ruim
Ruim
Satisfatório
Bom
Muito Bom
Resultados
As
aplicações
desenvolvidas
foram
testadas com imagens de duas modalidades:
Tomografia
Computadorizada
(“Somaton
Siemens”) e Ressonância Magnética Nuclear
(“Magneton Vision Siemens”).
A avaliação foi realizada por médicos
radiologistas e neurologistas do Hospital das
Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão
Preto (HCFMRP/USP).
Considerando a Tabela 1, os médicos
avaliaram as aplicações, cujo resultado é
apresentado na Tabela 2.
Como resultado da avaliação, pelos
médicos especialistas, as aplicações foram
consideradas boas, sugerindo apenas melhoria
nas ferramentas para ajuste da imagem.
Tabela 2 – Resultado da avaliação pelos médicos
especialistas
Processo
Interface do sistema
Tempo de recuperação da
imagem
Qualidade das imagens
Ferramenta de ajuste da
imagem
Médico 1
4
Médico 2
5
4
4
4
4
3
3
Discussão e Conclusões
O padrão DICOM tem auxiliado bastante no
desenvolvimento de sistemas para indexação e
recuperação de imagens médicas, porém por ser
um padrão que possui uma certa flexibilidade, isto
eleva a complexibilidade para o desenvolvimento
de ferramentas para manuseá-lo.
A idealização de uma aplicação via
navegador contempla o propósito de que todo
usuário já possui em seu computador um
navegador, o que minimiza o tempo de instalação
do sistema.
Outro aspecto relevante da utilização de
um “Applet” em um navegador, é que as futuras
atualizações do “toolkit” serão efetuadas somente
no servidor, ou seja, não é necessário atualizar o
“toolkit” de cada computador que realiza a
visualização das imagens. Além disso, o tempo
de treinamento também é reduzido, pois a grande
maioria dos usuários já conhece a Internet e seus
recursos.
Existem atualmente no mercado várias
soluções para visualização de imagens no padrão
DICOM, porém além do conhecimento adquirido
durante o desenvolvimento de um visualizador
próprio, temos um “toolkit” voltado para as reais
necessidades do serviço de radiologia de nosso
hospital.
Destacamos também que a integração do
VDTApplet com o Sistema de Informação em
Radiologia proporcionará ao usuário um acesso
mais rápido ao prontuário do paciente e as
imagens dos exames de Ressonância Magnética
e Tomografia Computadorizada através de seu
computador.
Agradecimentos
À FAPESP – Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo apoio
financeiro oferecido a este projeto (processos:
00/03908-3 e 99/10875-5).
Referências
Azevedo-Marques,
P.M.,
et
al.
(2000),
“Implantação de um Sistema de Informação
em Radiologia em Hospital Universitário”,
Radiologia Brasileira, v. 33, p. 155-160.
Bakker, A.R. (1991), “HIS an RIS and PACS”,
Nato Ansi Series – Picture Archiving and
Communications System (PACS) in Medicine,
Spring-Verlag, p. 157-162.
Fritz, S.L.. (1999), “DICOM Standardization”,
Filmless Radiology, Spring-Verlag, p. 311321.
Nema
(2001),
“Digital
Imaging
Communications in Medicine DICOM”.
and
Siegel,
E.L.,
et
al.
(1999),
“Filmless
Radiology:Sate of the Art and Future Trends
– in Filmless Radiology”, Siegel and Kolodner
eds, Spring-Verlag, p. 3-20, 177 e 208.
Contato
André Luiz Mendes Matos.
[email protected] ou [email protected]
Travessa Atíllio Poli, 25 – apto 23 – Vila Monte
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