PACS Picture Archiving and Communication System Prof Dr

PACS (Picture Archiving and Communication System) Prof. Dr. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques (pmarques@fmrp. 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 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: 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 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 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 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/ Gerenciamento Informação Impressão

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) • 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 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 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 - 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 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 – 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 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. . 10/1000 Mbps PACS DICOM HL-7 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) 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 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” 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 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 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 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 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 • • 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 - 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