PACS | Sistema di archiviazione e comunicazione immagini in ambito sanitario

Le tecniche organizzative che consentono ai piccoli reparti di funzionare in modo efficiente spesso falliscono man mano che i reparti diventano più grandi. Con la recente crescita della tecnologia di imaging, la capacità dei sistemi di archiviazione analogica di soddisfare le crescenti esigenze dei dipartimenti di radiologia è diminuita. I sistemi di acquisizione e comunicazione di immagini elettroniche (PACS) sono stati sviluppati nel tentativo di fornire storage economico, recupero rapido di immagini, accesso a immagini acquisite con modalità multiple e accesso simultaneo a siti multipli. L’ingresso a un PACS può provenire da fonti digitali o analogiche (quando queste ultime sono state digitalizzate).

Da cosa è formato un PACS?

Un PACS è costituito principalmente da un dispositivo di acquisizione di immagini (un gateway elettronico per il sistema), un sistema di gestione dei dati (un sistema informatico specializzato che controlla il flusso di informazioni sulla rete), dispositivi di archiviazione di immagini (sia a breve che a lungo termine) , rete di trasmissione (che serve locale su ampie aree), stazioni di visualizzazione (che includono un computer, monitor di testo, monitor di immagine e un’interfaccia utente) e dispositivi per produrre immagini cartacee (attualmente, una macchina fotografica multiformato o laser).

Quali sono gli obiettivi del PACS?

Gli obiettivi del PACS sono migliorare l’efficienza operativa mantenendo o migliorando le capacità diagnostiche.

La gestione tempestiva delle informazioni di imaging medicale è una delle maggiori sfide della medicina oggi. I pazienti con problemi medici complessi possono richiedere un gran numero di studi radiologici, che possono essere eseguiti in luoghi fisicamente separati; di conseguenza, gli studi preesistenti possono essere inavvertitamente duplicati.

L’accesso simultaneo alle immagini radiologiche può essere necessario per un’interpretazione accurata. Inoltre, più medici che si prendono cura di un paziente potrebbero voler rivedere le immagini. Man mano che i centri medici aumentano di dimensioni, le malattie aumentano di complessità e la richiesta di un rapido trasferimento di informazioni aumenta di conseguenza, la capacità dei sistemi radiologici analogici di soddisfare queste esigenze diminuisce.

I dati analogici sono spesso non disponibili o persi e i costi di archiviazione di questi sono relativamente alti. I sistemi progettati per memorizzare immagini nei computer e visualizzarli su monitor ad alta risoluzione sono stati sviluppati negli ultimi 10-12 anni. Questi sistemi di archiviazione e comunicazione di immagini (PACS) tentano di superare i limiti dei sistemi analogici fornendo archiviazione economica, recupero rapido di singole immagini, accesso a immagini acquisite con più modalità e accesso simultaneo alla stessa immagine su più siti. Tuttavia, l’accettazione di questa nuova tecnologia è stata limitata da costi di capitale elevati, risoluzione spaziale limitata dei monitor, risoluzione spaziale limitata delle modalità di digitalizzazione per radiografia di proiezione, visualizzazione dell’immagine lenta (rispetto a quella nei sistemi basati su pellicola) e necessità per la ridondanza del sistema per fornire il backup in caso di guasto del componente.

La maggior parte dei PACS attualmente utilizzati sono prototipi destinati alla ricerca, sebbene alcuni di essi siano stati incorporati in segmenti di reparti di radiologia più grandi. L’intensità e l’ampiezza della ricerca condotta in tutto il mondo per sviluppare questi sistemi sono semplificate dai numerosi simposi dedicati a questo argomento.

Adesso possiamo introdurre i concetti principali necessari per comprendere un PACS e descrivere brevemente i componenti principali che costituiscono un tale sistema.

Sistemi di archivio e comunicazione per immagini

L’input per questi sistemi può provenire da una modalità di imaging che crea l’immagine in un formato digitale (tomografia computerizzata, ultrasonografia, imaging a risonanza magnetica, medicina nucleare, su radiografia computerizzata) o da un’immagine analogica elaborata da un digitalizzatore. In entrambi i casi, il segnale potrebbe provenire da apparecchiature locali o da apparecchiature distanti tramite una rete di teleradiologia.

Un PACS comprende diversi sottosistemi e componenti: dispositivi di acquisizione di immagini, un sistema di gestione dei dati, dispositivi di memorizzazione dei dati, una rete di trasmissione, stazioni di visualizzazione di immagini e dispositivi per produrre immagini di copia a mano.

Dispositivi di acquisizione di immagini

Un dispositivo di acquisizione di immagini è un gateway elettronico per il PACS e può essere un convertitore analogico-digitale o un dispositivo che trasmette informazioni digitali da un dispositivo di imaging digitale. Il numero di moduli di acquisizione necessari per il funzionamento di un PACS varia a seconda del sistema e si basa sulle sue dimensioni e sul mix di dispositivi di input analogici e digitali.

Sistema di gestione dei dati

Il sistema di gestione dei dati è un computer specializzato che controlla la rete, i dispositivi di archiviazione delle immagini e i dispositivi di acquisizione delle immagini al fine di mantenere ordinato il flusso di traffico nel sistema. Questo computer gestisce le informazioni e le immagini dei pazienti nonché i relativi report. Il sistema di gestione dei dati deve fornire capacità di archiviazione a breve e lungo termine. Di solito, l’archivio a breve termine utilizza supporti magnetici e l’archivio a lungo termine utilizza supporti ottici. L’archivio a breve termine ha una capacità bassa ma viene frequentemente utilizzato (ad esempio, un elevato utilizzo), mentre l’archivio a lungo termine ha un’elevata capacità e un basso utilizzo.

Rete di trasmissione

I dati per immagini, testo e comandi di sistema sono trasmessi su reti che coprono aree locali o estese. Il mezzo di rete potrebbe essere un filo per torsione, un cavo coassiale, su cavo a fibre ottiche. Sono disponibili numerose tipologie di rete, ciascuna con i suoi vantaggi e svantaggi. Inoltre, esistono diversi protocolli di comunicazione (ad esempio, protocollo di controllo della trasmissione / protocollo internet [TCP / IP]) per la gestione delle informazioni sulla rete. Questi protocolli forniscono istruzioni su come i dati verranno spostati sulla rete.

Stazioni di visualizzazione delle immagini

Le stazioni di visualizzazione delle immagini sono l’area principale dell’interfaccia medico con un PACS. Una stazione di visualizzazione include un computer con memoria locale, un monitor di testo, un numero variabile di monitor di immagine e un’interfaccia utente. Una stazione di visualizzazione che può duplicare l’intera gamma di compiti, la velocità di visualizzazione e la risoluzione spaziale disponibile con i sistemi di pellicola non è stata ancora costruita. In effetti, il costo per creare una tale stazione sarebbe enorme. Per ridurre al minimo i costi potenziali, sono stati intrapresi studi per determinare la risoluzione spaziale e di contrasto minima necessaria per eseguire una serie di attività di imaging. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate per creare una serie di workstation con diversi livelli di sofisticazione, in modo da poter selezionare l’attrezzatura appropriata per il compito da svolgere.

Dispositivi hard-copy

Sebbene la modalità principale di archiviazione e visualizzazione con un PACS sia elettronica, è necessario eseguire anche la procedura per la creazione di un’immagine convenzionale su pellicola a raggi X. Le telecamere multiformato su fotocamere laser sono attualmente il modo più comune per soddisfare questa domanda.

Interfacce ad altri sistemi

Per funzionare correttamente, il sistema di gestione delle immagini deve interfacciarsi con altri sistemi di gestione dell’assistenza ai pazienti. Questi includono, ma non devono essere limitati, un sistema informativo radiologico (RIS) e un sistema informativo ospedaliero (HIS). Gli obiettivi dell’interfaccia del PACS con un RIS e un HIS sono di mantenere l’integrità dei dati attraverso il sistema globale e di ottimizzare le prestazioni di ciascun sistema componente utilizzando solo i dati specifici necessari per ciascuno. La HIS gestisce gli standard demografici e distribuisce le informazioni sull’assistenza ai pazienti in tutto il centro medico.

Conclusioni

La pratica della radiologia è un sistema complesso che include la generazione di immagini con modalità multiple, visualizzazione di immagini, interpretazione e reporting di immagini e gestione di file di immagini. I sistemi organizzativi che consentono un funzionamento efficiente in piccoli reparti spesso falliscono man mano che i reparti diventano più grandi. Sebbene lo sviluppo di sistemi per soddisfare esigenze sempre più complesse sarà difficile, la promessa di un PACS è la sua capacità di migliorare l’efficienza operativa, pur mantenendo il miglioramento delle capacità diagnostiche.

Fonte: RadioGraphics