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PACS (Picture Archiving and Communication System) Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques (pmarques@fmrp. PACS (Picture Archiving and Communication System) Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques ([email protected] usp. br) 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 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: PACS – Picture Archiving and Communication System DEFINIÇÕES (pela NEMA) Um PACS deve oferecer: üvisualização em estações de diagnóstico, de relatórios, de laudos e remotas; ü armazenamento em meios magnéticos ou ópticos usando equipamentos digitais para recuperação a curto e longo prazo. ü comunicação usando LAN or WAN ou outros serviços públicos de telecomunicação ü 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 Dinâmica de Processos Consistência de dados de cima para baixo (do sistema mais geral para o mais específico) Goldszal et al. , Journal of Digital Imaging, 2001 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 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 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 n n A meta inicial para o desenvolvimento de um padrão Fundamentos do DICOM n n 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 Lite. Box MAGN ETOM Recuperação Gerenciamento Recuperação/ Domínio de Aplicação do DICOM Armazenamento Arquivamento Lite. Box MAGN ETOM Recuperação Gerenciamento Recuperação/ Gerenciamento Informação Impressão

DICOM-um breve histórico n n n 1985: 1 a. publicação do padrão (ACR-NEMA 1. DICOM-um breve histórico n n n 1985: 1 a. publicação do padrão (ACR-NEMA 1. 0) 1988: 2 a. publicação do padrão (ACR-NEMA 2. 0) 1993: revisão profunda e substancial (DICOM 3. 0) 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 (0 x 0001) • Estrutura do DICOM File Meta information • Meta info version (0 x 0001) • 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 (Pat 2, Pat 3. . ) • Lower level dir (STUDY 1, STUDY 2. . . ) • Name • ID • Date of Birth • Sex . . Study 1 directory Record Study 2 Study 3 Study x • Pointer to other studies (Stud 2, Stud 3. . ) • Lower level dir (Series 1, Series 2. . . ) • Description • UID • Date and time • Study ID . . Image 1 directory Record Image 2 Image 3 Image x • Pointer to other studies (Image 1, Image 2. . ) • No lower level dir • File ID (Ex: XA 0001. 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 (Monochrome 2, . . . ) • Number of Rows, Columns, etc. . .

Tabela IMD- Information Module Definition • Cada módulo contém: • Nome do atributo; Data Tabela IMD- Information Module Definition • Cada módulo contém: • Nome do atributo; Data element tag; Definição do atributo • Ex 1: Patient Module Ex 2: Study Module

DICOM- estruturas de elementos e conjuntos de dados Conjunto de dados: Elemento 1 Elemento 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 n n n n Verification Sete classes de serviços DICOM relevantes Opcionais de Compra n n n n 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 CR Casa intranet C-Store MWM Central Unidade Exemplo de fluxo de Informação CT MRI CR Casa intranet C-Store MWM Central Unidade Commitment Juke. Box DVD Worklist server Internet DICOM Server Web Server Consultório médico RAID conexão– 2 Mbps 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. n Documentação técnica (Hardware e Software) com instrução para cada componente DICOM Conformance Statement. n Documentação técnica (Hardware e Software) com instrução para cada componente DICOM – Descreve os serviços DICOM suportados – Prever possíveis funcionalidades n n 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 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 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. . 10/1000 Mbps PACS DICOM HL-7 PACS/RIS Broker Modalidades de Exames • Resultados Laudo RIS

II. Subsistema de Arquivamento e Gerenciamento II. Subsistema de Arquivamento e Gerenciamento

É o nó central do PACS (hardware e software). • Controla o fluxo de 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 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) Tabela Alta Disponibilidade e Resiliência Tolerância a Falhas (tempo parado & tempo de recuperação) Tabela de tempo parado descontados manutenção e upgrades “Disaster Recovery” (HIPAA) e Migração de Dados HIPPA – Health Insurance Portability and Accountability Act

Arquitetura Centralizada (On-Demand PACS) (A) (B) Images from Modalities (C) Database Server (D) Long-Term 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 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 Definição da Capacidade de Armazenamento

Dimensionamento do “Storage” n n n Estimativa – Exames/tempo – Imagens por exame – Dimensionamento do “Storage” n n n 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 n n Componentes de exibição e manipulação de imagens Componentes III. Subsistema de Exibição n n Componentes de exibição e manipulação de imagens Componentes para impressão e geração de cópias de imagens (hardcopy). Diagnóstico: 2. 5 k, 1. 0 k (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 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 32 GB Backplane Full-Duplex 4 GB Backbone Firewall “Load-Balanced Fully-Redundant Meshed Network” Edge Switch 32 GB Backplane Full-Duplex 4 GB Backbone Firewall 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 Segurança e Confidencialidade SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO • Acesso inapropriado por usuário do próprio serviço • Acesso de usuários não autorizados • Perda ou adulteração de informação ÃO Mecanismos de segurança em uso: AÇ IC IF RT CE 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 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 n. Art. 1º Certificação e Aspectos Legais No Brasil: Resolução CFM nº 1. 638/2002 n. 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 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 - 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