quarta-feira, 12 de agosto de 2009

Sistemas Digitais em Diagnóstico por Imagem


Estamos vivendo a terceira era da radiologia. Com esta afirmação o dr. David Channin , chefe do Departamento de Informática Médica do Departamento de Radiologia da Nortwestern University Medical School de Chicago descreveu o estágio em que nos encontramos hoje dentro do setor de radiodiagnóstico.
A primeira era vai desde a descoberta dos RX até aproximadamente a II Guerra Mundial e pode ser considerada legendária. É conhecida como "radiology information systems (RIS) e nada mais é do que o sistema de administração de um serviço de diagnostico pôr imagem , com manipulação das imagens através das técnicas conhecidas , revelação de filmes planos , uso de processadoras convencionais etc...

A Segunda , define Chanin ,compreendida entre a II Guerra Mundial e Incidente em New York , é a era das modalidades radiológicas onde imperou e impera o surgimento do conceito do PACS ( Picture Arquives and Communication Systems ) e que , segundo Channin ,se aproxima do seu final.
Esta nova era na qual estamos adentrando , trata da convergência destes métodos , associados ao conceitos de grandes redes se conectando , com a disponibilização dos dados de imagem para centros distantes de onde as mesmas são produzidas , integrados pelos sistemas de informação hospitalar e clínica ( HIS e CIS respectivamente).

O florescimento ou degeneração do setor de imagem dependerá , desde então ,da capacidade em administrar e gerenciar a disponibilização das imagens que conseguiremos produzir.

De fato, como lembra o médico , estamos já no 4o ano do processo conhecido como IHE ( Integrating the Healthcare Enterprise) , que segundo este especialista define o "modus operandi" da futura radiologia e é estratégico na incorporação das novas tecnologias.

A associação do desenvolvimento dos equipamentos , os novos conhecimento gerados em radiodiagnóstico , a evolução dos sistemas de informática e internet, criam uma nova perspectiva e estabelecem novos paradigmas para a especialidade.

Dentro deste processo a radiologia brasileira engatinha. O contato que a maior parte dos profissionais médicos de imagem têm com esta realidade futura em nosso País , são as workstations de alguns equipamentos de CT e RM , com maior ou menor capacidade de gerenciamento de imagens e as reconstruções em 3D ainda surpreendem alguns ( até as de má qualidade). Pôr isso mesmo , justifica-se o estudo acurado destas novas tendências e a divulgação das mesmas em nosso meio .

Sempre houve entre os profissionais que operam equipamentos de Ultra-som , Ressonância e Tomografia uma intuição de que a digitalização seria o próximo, passo. Como fazer ? - a pergunta esta cada vez mais presente em todas as clínicas de imagem do País que antevêem uma nova necessidade estabelecida pelos profissionais que solicitam exames , com benefícios inegáveis ao diagnóstico para maior parte das patologias.

Para entender estes processo é preciso conceituar alguns sistemas e mecanismos desenvolvidos específicamente para este fim qual seja digitalização , armazenamento e distribuição de imagens em radiodiagnóstico.

Dentro desta ótica é que surgiram os PACS ( Picture Archiving and Comunication System). Os PACS não são recentes; existem há mais de 20 anos e têm sido utilizados em larga escala nos centros médicos dos países mais desenvolvidos. Trata-se de um sistema de arquivamento e comunicação voltado para o diagnóstico pôr imagem que permite o pronto acesso , em qualquer setor do hospital ou clinica , de imagens médicas em formato digital , de acordo com alguns autores , podendo ser dividida em quatro subsistemas : setor de aquisição de imagens , exibição , disponibilização e armazenamento . Na verdade o terceiro sub-sistema - disponibilização - compreende um outro menor , porém, não menos importante que é o da distribuição das imagens produzidas.

Os PACS foram criados originalmente para serem utilizados dentro de uma estrutura hospitalar sem preocupação específica com a disponibilização das imagens para a clientela externa ao Hospital ou Serviço. Entretanto , como evolução natural e revolucionária , temos o PACS Internet que estabelece essa conexão utilizando-se dos recursos web.


* Para descrição do PACS recorremos ao artigo publicado pelo Engenheiro Paulo Azevedo na Revista de Radiologia Brasileira de jul/ag 2001 (págs. 221-224) falando sobre a implantação de um Mini-PACS no Hospital Universitário da USP de Ribeirão Preto.


Formas de Aquisição de Imagens

Segundo dados disponíveis , apesar do incremento acentuado no uso de modalidades de imagens que permitem a realização de cortes seccionais , tais como Tomografia Computadorizada ( CT ) , ultra-som , (US ) e a Ressonância Magnética (RM), as quais em geral já produzem as imagens em formato digitalizado , os exames de radiologia convencional ainda são maioria: cerca de 70 % tanto no Brasil como no exterior.

Este fato pode constituir-se num obstáculo importante para implantação de um PACS ou MiniPACS numa estrutura hospitalar , pois eventualmente o custo de digitalização das imagens geradas de forma convencional possam interferir como fator negativo no desenvolvimento do projeto.

Para que as imagens possam ser de fato digitalizadas existem duas formas básicas de aquisição : uma e utilização de sistema convencional tela/filme e a posterior digitalização da imagem pôr intermédio de um "scanner".
Existem muitos tipos de aparelhos digitalizadores de filmes, incluindo sistemas com CCD ( "charge-couple devices") e varredura pôr feixe de "laser". Tais digitalizadores podem ser introduzidos sem grandes alterações na rotina do serviços , possibilitando , segundo Azevedo uma transição suave para um sistema baseado em imagem digital. Ressalta limitações importantes neste sistema : não há redução do tempo ou trabalho , continuam existindo problemas de sobre e sub exposição e acrescenta-se ainda maior risco de erros associados à digitalização. Ainda ; o custo da implantação do equipamento sem economia correspondente em outros setores..

A outra solução mencionada pelo pesquisador seria a utilização de sistemas de radiografia computadorizada ( "computed radiography" - CR ), introduzidos em 1983 pela Companhia Fuji ( Kanagawa , Japão ) , que oferecem uma alternativa ao uso dos sistemas tela/filme e "scanner". Nesses sistemas as imagens digitais são diretamente produzidas em uma placa de imagem à base de fósforo ( "imaging plate") , podendo na seqüência , serem visibilizadas em monitores ou convertidas para imagens analógicas em filme pôr uma processadora "laser". Os sistemas CR são compatíveis com a maioria dos sistemas de RX fixos e portáteis , possuindo latitude de exposição bastante larga. Isso resulta em imagens com densidade adequada em uma faixa de níveis de exposição ampla, eliminando os problemas de sobre exposição e sub exposição das imagens.


Disponibilização e Distribuição das Imagens

A outra questão importante do PACS refere-se a como disponibilizar as mesmas ao restante do sistema. Refere-se basicamente ao "problema de mover uma imagem e seus dados associados de uma localização para outra ". As imagens , num PACS , devem ser transferidas do local de aquisição , ou do sistema de armazenamento ( banco de dados e imagens) , para a estação de visibilização.

Nos primeiros sistemas de imagem baseados em computador ( TC e RM , pôr exemplo ) , o problema da distribuição de imagens era particularmente irrelevante ou estava atrelado a soluções especificas formatadas pôr cada fabricante. Com a implantação generalizada de redes de computadores ficou evidente a necessidade de uniformização da metodologia de transferência.

Em meados dos anos 70 , um comitê coordenado pelo ACR - American College of Radiology e pela NEMA - National Eletrical Manufactures Association - , iniciou trabalhos voltados para esta padronização. Atualmente utiliza-se a versão 3.0 do modelo ACR - NEMA , mais conhecido como DICOM ( "Digital Imaging and Communication in Medicine) e , praticamente todos os fabricantes voltaram-se para desenvolvimento de sistemas baseados neste modêlo..


Apresentação e exibição das imagens

A principal característica requerida pôr uma estação de apresentação ( ou exibição) de imagens -,as conhecidas "workstations"e a capacidade de recuperar imagens de forma rápida e fácil , possibilitando uma navegação intuitiva na base de dados , com o objetivo de facilitar a recuperação e comparação de dados relevantes relacionados ao exame.

A definição de uma configuração ideal para este sistema não é tão simples . Existem , porém alguns requisitos mínimos para montagem da mesma : deve possuir pelo menos dois monitores de alto brilho com 1024 X 1024 pixels no mínimo, apresentar base de dados de forma otimizada , o tempo de espera entre a seleção de imagens e a sua exibição deve ser o mais curto possível ( <= 5 s ) , possuir programas básicos de processamento de imagem ( ajuste , brilho e contrate, zoom , inversão de escala de cinza , rotação , rolagem e inversão de imagens, possibilidade de reconstrução em 3 D , etc...) Aspectos ergonômicos relacionados a montagem da "workstation" devem ser considerados - distância do observador em relação ao monitor , altura da mesa de trabalho , posição em que o mesmo examinará a tela ( sentado ou em pé ) , facilidade no manuseio de botões e controles , etc... Banco de Dados (Armazenamento) Finalmente para constituir um PACS é necessária uma central ( ou várias centrais) de armazenamento. Armazenar é a função de reter as imagens até que elas sejam requisitadas para visibilização. O armazenamento pode ser realizado em duas áreas distintas : armazenamento rápido ( "short term") incluindo armazenamento ( magnético) local , e armazenamento longo ( "long term") , o qual envolve outros meios de armazenamento óticos. O armazenamento local ( ou magnético ) , geralmente refere-se ao disco rígido ( HD) do computador ; armazena as informações de imagem digital em um disco magnético possibilitando uma recuperação rápida das mesmas. Geralmente , as imagens são mantidas armazenadas nesse meio pôr cerca de uma semana , devido ao grande volume de dados e alto custo dos sistemas magnéticos de alta capacidade. Uma imagem armazenada neste sistema pode geralmente ser acessada em menos de cinco segundos. O armazenamento local é utilizado tanto nas estações de visibilização como nos servidores do sistema. O armazenamento pôr longo prazo refere-se geralmente a discos óticos não regraváveis , podendo chegar a capacidade de 10 GB*( atualmente existem hds com até 60 GB) cada , discos ótico-magnéticos regraváveis , que permitem armazenar as informações pôr um período de tempo específico e então apagá-las , arquivos em fita magnética , em CD-ROMS e , mais recentemente , em DVDs . Embora o PACS venha se tornando rapidamente uma opção tecnológica preferida para tarefas de transmissão , armazenamento , recuperação , visibilização e interpretação de grandes volumes de dados , sua implantação é bastante cara e complexa sendo necessário um planejamento bem organizado e inteligente para sua execução. Existem , na literatura referente , uma série de artigos apresentando soluções e estratégias para implantação de redes PACS em hospitais e serviços de saúde , e outros discutindo componentes e interfaces do sistema. Em geral as soluções propostas estão vinculadas a componentes comerciais desenvolvidos pôr uma determinada empresa , associados ou customizadas com soluções desenvolvidas pela instituição local , sendo muitas vezes implantado de forma modular. Neste caso , uma das estratégias recomendadas é iniciar a implantação do sistema pelo chamado mini-PACS , que pode ter sua capacidade aumentada de acordo com a disponibilização de recursos para este fim se adequando modularmente as necessidades da instituição , hospital ou clínica envolvida.

Referências: 1 - Marques , P A ; Trad , C S. ; Elias Jr. , Jorge ; Santos,A Carlos - Implantação de um Mini-PACS em Hospital Universitário - Radiol Bras 2001;34 ( 4 ) 221-224 2 - Siegel EL , Reiner BI . Challenges associated with the incorporation of digital radiography into a picture achival and communicatrtion system. J Digit Imaging 1999;12, 6-8) 3 - Channin D . The Importance of Integration . Imaging Economics 2002 feb.15 ; 6 4 - Gropper A . The Internet as a Disruptive Technology . Imaging Economics sup 2001 dec ;3

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