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Imagenología digital y PACS
núcleo de ingeniería biomédica
facultades de ingeniería y medicina
universidad de la república
Ing. Daniel
Geido
Introducción
Por que digitalizar? Radiología digital vs Radiología
analógica
Beneficios obtenidos:






Menor dosis de radiaciones para el paciente y el operador.
Menor cantidad de material contaminante (Plomo, Químicos de revelador
y fijador).
Ahorros económicos: placas radiográficas y rollos fotográficos, ahorro en
la compra de reveladores y fijadores, ahorro en la compra y
mantenimiento de procesadoras de placas y equipos de revelado.
Disminución del espacio físico para guardar las imágenes, uso de
archivos digitales.
Diagnóstico remoto y envío de resultados por intranet hospitalaria o
internet, brindando rapidez, practicidad y posibilidad de interconsulta entre
profesionales al instante.
Alto contraste de las imágenes digitales, uso de monitores especiales
software con herramientas de procesamiento que ayudan al médico,
facilitando y mejorado el diagnóstico.
Flujo de trabajo con radiografia
convencional
Identificadora
+
Chasis con película virgen
Diagnóstico
y
Imagen latente
Película revelada
Médico radiólogo
Reveladora
Equipos de
RX
analógicos
Archivo
Técnicas de digitalización



Ciertos equipos (modalidades), como ser CT, MR,
NM, US, DSA es mucho mas común que posean
salida digital (aunque no siempre).
Otros
como
RX
convencional,
portátiles,
mamografía, radioscopía, etc no es común que la
tengan y hay que digitalizarlos.
Tenemos 2 maneras de hacer esto:
 Forma directa.
 Forma indirecta.
Digitalización en forma directa
• DR (Digital Radiography):
– Se utilizan detectores digitales directamente del tipo “flat pannel”
quienes convierten los Rx en luz (yoduro de cesio) y son captados por
pequeños elementos del estilo TFT.
– DDR es una variante en la cual no hay conversión a luz,
directamente pasan de Rx a señales eléctricas.
Consola de diagnóstico
Impresora laser de
placas
Equipos de
RX digital
Identificación del paciente (ingreso
manual o captura de datos)
Previsualización
Conexión con el resto del
servicio de imaginología
Archivo
Digitalización en forma directa

CR (Computed Radiography):

Esta en el límite entre ser un método directo o indirecto.

Se sustituye la placa convencional por una placa con capacidad de
memoria:



Placa de fluorobromo de bario, los Rx hacen que electrones pasen de
un estado de baja energia a uno de mas alta. Al volver a su estado de
reposo emitirían, pero esto es impedido mediante “trampas” existentes
en la placa.
Dicha placa se coloca en el CR quien realiza un barrido punto a punto
con un laser de He-Ne de 633nm, provocando la liberación de las
“trampas” y volviendo a su estado de reposo emitiendo luz azul de
aprox 400nm. Dicha luz es captada y convertida en una señal eléctrica.
Luego la placa se borra sometiendola a luz intensa quedando lista para
un nuevo uso, llegan a durar alrededor de 3000 reusos.
Flujo de trabajo con radiografia computada,
CR
Impresora laser de
placas
Archivo
Chasis con película borrada
Chasis expuesto
Imagen digital
Imagen latente
Lector de chasis, CR
Equipos de
RX
analógicos
Estación de
previsuaización e
identificación de
paciente (ingreso manual
o captura de datos)
Se borra la pelicula
Consola de diagnóstico
Digitalización en forma indirecta

Digitalizador de placa:

Fotografiar, con una cámara montada en un soporte, la placa sobre
un negatoscopio de suficiente intensidad.

Sistema CCD: es un escáner en el cual se ilumina la placa y
mediante detectores del tipo Charged Coupled Device se captura la
información, es necesario iluminar la placa de ambos lados.

Tecnología láser: se utiliza luz láser para iluminar la placa y
mediante fotomultiplicadores se captura la imagen.
Solo los dos ultimos son aceptados por la ACR (American College of
Radiology)

Capturadoras de video (frame grabbers):

Se utilizan tarjetas digitalizadoras para capturar la señal de video
proveniente del equipo. Para equipos con salidas de video tipo
PAL, NTSC bastan capturadores comunes, pero para otros casos
como DSA por ejemplo se requieren tarjetas especiales, dadas las
características de la señal.
Flujo de trabajo con digitalizadores
indirectos
Arco en C
Archivo
Impresora laser de
placas
Capturadora
de video
Escáner de placas
Chasis expuesto
Película
Imagen latente
revelada
Reveladora
Equipos de
RX
analógicos
Imagen digital
Consola de diagnóstico
Normalización





Cada fabricante tenía su formato de imagen y protocolo de
comunicación propios. Esto imposibilitaba interconexión.
Surge una iniciativa conjunta entre ACR (American College
of Radiology) y NEMA (National Electrical Manufacturers
Association).
Crear un estándar único internacional para el intercambio
de imágenes entre equipos de diferentes fabricantes.
Asi surge DICOM (Digital Imaging and Communication in
Medicine).
Es un estándar internacional diseñado para el intercambio,
almacenamiento y gestión de imágenes médicas y su
información asociada
DICOM







Es un estándar internacional como lo es GSM en telefonía
móvil o VHS en video, etc.
Implementa soluciones en capas superiores, compatible
con modelo OSI de capas y corre sobre TCP/IP de capa 3.
Sus primeras versiones datan de 1985, DICOM 1.0 y en
1988 DICOM 2.0
En 1993 surge DICOM 3.0 que es la versión utilizada hasta
hoy en día con varias mejoras implementadas.
Cada fabricante debe tener un “Dicom Conformance
Statement”, donde se especifica que partes del estandar se
implementan y como se hace.
Un equipo será compatible DICOM solo si posee su DCS
asociado.
DICOM define el formato de una imagen y su información
DICOM

Formato de imagen:
DICOM

Estándar de comunicación:

Se definen Clases de Servicios: Verification, Storage, Query/Retrieve, Print,
Modality Worklist, etc.

Se definen objetos: CT, MR, CR, etc.

Sumando ambos se tienen las SOP (Service Object Pair) = Servicio +
Objeto.

Ejemplos de SOP:


Verification.

Basic Film Session.

CT Image Storage.

MR Image Storage.

Query/Retrieve.

Etc.
Se definen dos tipos diferentes de actores:


SCU (Service Class User), es quien realiza la petición, por ejemplo quiero
imprimir o quiero consultar por un estudio.
SCP (Service Class Provider), es quien otorga el servicio, por ejemplo la
HL7


Organización fundada en 1987 por proveedores
de soluciones clínicas
Establece un mecanismo de mensajería para
intercambio de información clínica





Registro de datos de paciente
Gestión de contactos clínicos
Gestión de peticiones y resultados
Programación de actividades
Observaciones clínicas
HL7

Características




Inconvenientes




El estándar clínico más importante (65% según HIMSS)
Aprobación ANSI
Más de 450 miembros en la organización
No es una solución plug’n’play, requiere un proceso de
análisis de las soluciones a integrar
No tiene semántica que especifique el significado de los
campos
No contempla información compleja (imágenes, informes),
por eso es necesario combinarlo con DICOM.
Utilizando DICOM Y HL7 tengo la solución completa
para la administración del departamento de
imagenología y su interacción con el resto del
hospital.
Necesidades
• Gran complejidad en los sistemas de generación de imagen
–
–
–
–
Radiología convencional - tomografía
Ecografía - Doppler
Resonancia magnética
Emisión de partículas
• Los equipos de hoy en día y los volúmenes de imágenes utilizados
en cada estudios abren la necesidad de utilizar sistemas dedicados
para administrar dicha información.
Tipo
Cód
Resolución
Radiología convencional
Ecógrafos
TAC
Resonancia magnética
Telemando digital
Angiógrafo
Digitalizador (para mamógrafo)
Cardiografía RX
Emisión de positrones
Medicina nuclear
CR
US
CT
MR
RF
XA
SC
XC
PET
NM
1760 x 2140 x 16
640 x 480 x 8
512 x 512 x 16
256 x 256 x 16
1024 x 1024 x 16
1024 x 1024 x 16
2048 x 2048 x 16
1024 x 1024 x 16
Varias
Varias
Imagen
(Mbits)
57,47
2,3
4
1
16
16
64
16
0,35
0,25
Imágenes/
Estudio
2
30
63
61
50
10
1
600
250
750
Estudio
(MBytes)
14,36
8,79
31,5
7,62
100
20
8
1.200
10,93
23,43
Necesito Sistemas de Gestión
VISUALIZACIÓN
DE INFORMES
REGISTRO
DE PACIENTES
Registro de
paciente
HIS
GENERADOR
DE PETICIONES
Registro de
paciente
EJECUCIÓN
DE PETICIONES
REPOSITORIO
DE INFORMES
GESTIÓN
DE INFORMES
CREACIÓN
DE INFORMES
RIS
CREACIÓN
DE IMAGEN
Ejecución de
procedimiento
GESTOR DE
PROCEDIMIENTO
Listas de
trabajo
Ejecución de
procedimiento
GESTOR
DE IMÁGENES
Almacenamiento
de imágenes
MODALIDAD DE
ADQUISICIÓN
HIS – Hospital Information System
RIS – Radiology Information System
PACS – Picture Archiving and Communication System
ARCHIVO
DE IMÁGENES
Consulta
de imágenes
VISUALIZADOR
DE IMÁGENES
PACS
Interfaces para comunicación
PACS
Resonancia
Magnética
Tomógrafo
Equipo de RX
digital
Arco en C
Equipos
de RX
analógicos
Otras
modalidades
Equipos
de RX
portátiles
Mamógrafo
Escáner de placas
Capturadora
de video
Distribución
Web
Servidor de archivo central
Servidor web
Estación de respaldos
Utilizado para
acceso desde
estaciones dentro o
fuera del hospital
Estaciones de
Diagnóstico dentro
del hospital
Impresora de
placas
Estaciones de diagnóstico
Estaciones
convencionales
Fácil de utilizar, solo visualización sin
mucho procesamiento, costo bajo
Mas compleja, mas herramientas específicas para ciertas
modalidades, monitores grado médico, costo medio
Estación específica
Hardware especializado, herramientas avanzadas, doble
monitor grado médico, reconstrucciones 3D, costo elevado
Estación avanzada
Servidor de archivo y web

Almacenamiento central utilizando hardware redundante RAID.

Grabación de CDs o DVDs.



Respaldos de varios GigaBytes online o nearline, DAS (Direct
Attached Storage, CD, DVD, cinta, JukeBox, etc), NAS
(Network Attached Storage, uso de la LAN), otros.
Mantener base de datos de pacientes y estudios realizados sin
guardar imágenes pero sabiendo donde fueron almacenadas
para respaldo, respaldos offline.
Servidor web o servidor de teleradiología para distribución de
imágenes fuera del hospital, médicos que ven en su casa,
estudios enviados a otras clínicas u hospitales, cuidado con el
monitor que se usa. Puede ser usado dentro del mismo
hospital.