Sistemas PACS

Novos sistemas de arquivo e comunicação de imagens médicas –uma abrangência cada vez maiorAntónio Cardoso Martins (acmartins@hal.min-saude.pt)

Resumo

Desde o arranque há 7 anos atrás dos sistemas PACS dos Hospitais do Divino Espírito Santo emPonta Delgada e de S. Teotónio em Viseu, muitos outros hospitais têm apostado nas novastecnologias para arquivar e distribuir as imagens médicas produzidas em imagiologia / radiologia,uma vez que estas representam 70% do total de exames médicos baseados em imagem de umhospital. Numa primeira instância, o grosso dos objectivos pareciam ser atingidos, mas hoje em dia,levantámos a nossa fasquia, e desejamos alcançar um sistema electrónico de gestão clínica total(EPR), capaz de suportar todo o tipo de informação relacionada com o paciente. Assim sendo, ossistemas PACS deverão evoluir para o armazenamento de 100% das imagens médicas de umaunidade de saúde, terão também de se integrar e comunicar de forma eficaz com outros sistemas,por forma a contribuir para a futura substituição do processo clínico clássico em papel.

Palavras chave

Sistemas de arquivo e comunicação de imagens médicas, PACS, normalização DICOM, modalidadesde imagem, integração de sistemas médicos, processo clínico electrónico PCI, interligaçãoaplicacional por HL7, gestão de contexto clínico CCOW

Abstract

Since the first implementations of PACS systems in Portugal, mainly Hospital do Divino EspíritoSanto - Ponta Delgada, and S. Teotónio - Viseu, that many other hospitals have bet on newtechnologies, to archive and distribute the medical images produced in radiology departments,since they represent as much as 70% of all image based medical exams made in a hospital. Initially,the main objectives seemed to be achieved, but nowadays, we want more, so we desire anElectronic Patient Record (EPR) capable of supporting all kinds of information regarding thepatient. PACS systems shall evolve to store 100% of medical images of an healthcare institution, aswell as being able to integrate and communicate with many other systems, to contribute effectivelyto the vanishing of the classic paper based clinical process.

Keywords

Picture archive and communication systems, PACS, DICOM standard, imaging modalities, medicalsystems integration, electronic patient record EPR, HL7 interfaces, clinical context managementCCOW

Introdução

Os sistemas de arquivo e comunicação deimagem digital (PACS) constituem, naactualidade, uma das iniciativas prioritárias dasInstituições de Saúde, no que toca à utilizaçãodas tecnologias de informação e comunicação emprol da melhoria da eficiência na prestação deserviços na saúde.

Mais especificamente, os PACS são sistemas dearquivo e distribuição de imagem digital,baseados em redes informáticas e decomputadores, utilizados, em primeira análise,nas áreas de radiologia / imagiologia para

arquivo de imagens, de equipamentos de imagemmédica digital (tomografia computorizada (TC),radiologia computorizada (CR), ressonânciamagnética (MR), etc.). As imagens adquiridaspelos equipamentos podem ser armazenadas emformato digital, pós-processadas com recurso aferramentas específicas e distribuídas com umrelatório imagiológico, para qualquer local dainstituição de saúde ou mesmo para o exteriordesta.

Vantagens a obter com a implementaçãode um sistema PACS:

● Melhoria na acessibilidade dos médicos aosresultados dos meios complementares dediagnóstico, uma vez que é possível a consultanum vasto número de pontos de acessodistribuídos pelo hospital;

● Disponibilização de ferramentas deprocessamento de imagem que permitem aomédico um diagnóstico mais fácil e preciso;

● Redução radical no espaço físico gasto para oarmazenamento das imagens médicasassociadas a cada utente;

● Economia de consumo de películas, compoupanças ecológicas associadas;

● Possibilidade de partilha de informação deimagens médicas por qualquer via de dados,onde se inclui a rede de informação da saúde(RIS);

● Redução do tempo geral de execução deexames, principalmente de radiologiaconvencional, pela melhoria do fluxo detrabalho e de informação da radiologia e dosserviços que incorporem a captura de imagemmédica para PACS em complemento com umsistema de gestão de radiologia (RIS);

● Redução do tempo de diagnóstico, que pormétodos automáticos de processamento,facilitam o trabalho do médico e simplificam oprocesso de diagnóstico;

● Redução significativa do tempo total desde arequisição do exame até à suadisponibilização junto do médico;

● Aumento da segurança, uma vez que onúmero de pessoas envolvidas nos processosde realização dos exames se reduz, para alémde que a informação fica armazenada deforma mais segura que o papel ou películaconvencional;

● Possibilidade de obter cópias de segurança dainformação, permitindo a recuperação dedados após eventuais catástrofes;

Desvantagens da implementação de umsistema PACS:

● Os custos de investimento são bastanteelevados e a maioria das vezes não se faz umaaferição clara entre o que se investe e o quese pode recuperar;

● Dificuldade na operação de sistemasinformáticos, por parte de alguns profissionais

de várias classes envolvidas nos processos deexecução de exames, diagnósticos erelatórios, assim como na posterior consultade resultados;

Reunidas as vantagens e com a predisposição daUnião Europeia para o financiamento deiniciativas desta área fez com que, em Portugal,tenha havido um crescimento apreciável desoluções na área de PACS levando osfabricantes, em 2004, a apresentar soluçõesescaladas às verdadeiras necessidades doshospitais, mais económicas, e fáceis de

História da norma DICOM

Com o aumento das modalidades de imagemdigital, ou seja, exames médicos nos quais oarquivo de imagens médicas é feito com oauxílio de computadores, como sendo atomografia por emissão de positrões (PET), aressonância magnética (MRI) ou as maiscomuns tomografias computorizadas (CT),mas que agora produzem mais e melhoresimagens, como é o caso de um TC de 64cortes, capaz de produzir milhares deimagens médicas em escassos segundos,assim como reconstruções 3D, incapazes deser visualizadas em outros suportes que não oinformático, houve a necessidade deformalizar uma norma para o arquivo etransmissão de imagens médicas, o standardDICOM.

Em 1985, o American College of Radiology(ACR) e a National Electrical ManufacturersAssociation (NEMA) publicaram uma normaque visava o formato e a transmissão dedados de imagens médicas, independentesdos fabricantes de produtos médicos. Umaversão revista da norma foi publicada em1988. Em ambas as versões, as transferênciasde dados eram definidas para ligações ponto-a-ponto, ou seja que um ambiente decomunicação de rede não se encontravadefinido. O ACR e a NEMA completaramrecentemente a terceira versão da norma, àqual foi dado o nome de DICOM v3.0 [1]. Estaúltima versão tem sido a que se encontraamplamente em uso desde 1993.

Com a melhoria significativa das capacidadesde armazenamento dos sistemas informáticose das redes de distribuição de informaçãotornou-se possível o arquivo histórico e adistribuição de imagens médicas utilizando asnormas DICOM, constituindo assim os jáconhecidos sistemas PACS.

implementar.

Este ano será, provavelmente, o de maiordisseminação de soluções PACS em Portugal,existindo actualmente (1º semestre de 2004)cerca de 20 sistemas PACS em funcionamento.

A progressão dos PACS

As tendências tecnológicas apontam para que ossistemas PACS passem a servir de suporte a ummais vasto leque de exames, para além daquelesque os serviços de radiologia dos hospitaisactualmente proporcionam. Afinal, o esforçofinanceiro significativo e um tal desdobramentode tecnologia num hospital, para dar suporteapenas aos meios complementares dediagnóstico (MCD) realizados nos departamentosde radiologia, não abrangendo outros quetambém produzem imagem, é uma inconsciência,à qual os fabricantes e os hospitais não se vãopoder alhear por muito mais tempo.

O principal motivo para aumentar a abrangênciados sistemas PACS é o de alcançar um sistemaelectrónico de gestão clínica total (EPR) (figura1), também designado por processo clínicoinformatizado (PCI), capaz de suportar todo otipo de informação relacionada com um paciente.Dificilmente esta tarefa caberá apenas a umabase de dados ou aplicação. Assim sendo, ossistemas PACS continuarão a ser uma peçanecessária no EPR, junto com outras peçasimprescindíveis, mas a sua abrangência terá deevoluir para o armazenamento de 100% dasimagens médicas de uma Unidade de Saúde,sejam estas provenientes de qualquer tipo deexame, e de qualquer unidade dentro daorganização.

As normas DICOM são bastante extensas eabrangentes. Para além das modalidades járeferidas, existem muitas outras, que têmdefinido o seu formato nas normas DICOM, comosendo Angiografia (XA), Ultrasonografia (US), ouSecondary Capture (SC) para equipamentos quenão proporcionam imagens directamente emformato DICOM, mas que são posteriormenteconvertidas para DICOM, como sendo imagensdermatlógicas, endoscópicas ou outras (lista em[2]). Fica assim afastada a limitação tecnológicae científica da componente PACS, para aimplementação de um “EPR total”.

Identifica-se, que tem havido falta de procuradestas soluções, assim como oferta clara dasmesmas por parte dos fabricantes. O argumentode que a Radiologia já é suficiente temconvencido até agora. No entanto, verifica-seque quem tem PACS procura rentabilizá-lo ao

máximo e, cumulativamente, já se encontra nafase de estudo ou implementação de um EPR,que permite a integração de todos os exames

Figura 1 : Os principais componentes de um"EPR total"

MCD que integram o PACS do HospitalAmato Lusitano:

● Radiologia (exames de radiologiaconvencional, TC, ecografias gerais emamárias, mamografias e CPRE)

● Cardiologia (ecocardiografias eelectrocardiografias – tanto em exames derepouso como em prova de esforço emonitorização prolongada – Holter’s) (embase de dados separada)

● Gastrenterologia (ecografias, endoscopias eCPRE)

● Obstetrícia (ecografias fetais)

● Dermatologia (imagens dermatológicas)

● Urgência (ecografias)

● Arquivo Clínico (históricos de exames jáarquivados em formato de película médica)

Os exames realizados por estas especialidadesmédicas, assim como os respectivos relatórios,estão disponíveis globalmente à instituição,em qualquer um dos postos de trabalhoinformáticos disponíveis no hospital.

Análises laboratoriaisAnálises laboratoriais

EPR - dados gerais dos pacientesEPR - dados gerais dos pacientes(numéricos ou textuais)(numéricos ou textuais)

Dados de Cuidados IntensivosDados de Cuidados Intensivos

Informação terapêutica (medicamentos...)Informação terapêutica (medicamentos...)

EPR TotalEPR Total

Imagens médicas - PACSImagens médicas - PACS

Sinais médicos (ECG's, ...)Sinais médicos (ECG's, ...)

Dados de Anatomia PatológicaDados de Anatomia Patológica

Outros dados gráficos ou audíveisOutros dados gráficos ou audíveis

Gestão de técnicas de diagnósticoGestão de técnicas de diagnóstico

médicos baseados em imagem no seu PACS,evitando o crescimento dos processos em papel,e dando consistência real ao EPR.

Pretende-se que um médico, a partir dos dadosclínicos electrónicos de um paciente, seja capazde consultar todos os meios complementares dediagnóstico realizados ao paciente, e para o casodos MCD de imagem, visualizá-los de uma formasimples e transparente, ainda que estejamarquivados num PACS. Para que este processoseja uma realidade em breve, levantam-seproblemas de integração, referidos mais adiante.

Integração do PACS com outros sistemasde Informação

Para que seja possível a correcta integração deum sistema PACS com as restantes aplicaçõesconstituintes do sistema de informaçãohospitalar (HIS) é necessário salvaguardar a

correcta existência dos seguintes pontosestruturantes de integração:

1. Existência de um sistema externo àsaplicações, que permita a autenticação egestão dos utilizadores dos vários sistemasnum único ponto;

2. Todos os sistemas devem comunicar dados eeventos, eficazmente, utilizando interfacesnormalizadas e não proprietárias. Tome-se oexemplo da identificação de um paciente quepode chegar a ser necessária digitar em todasas aplicações existentes, por não haver umaforma eficaz de partilha de informação entreos sistemas;

3. Sincronização entre aplicações queproporcionam informação diferente acerca deum mesmo paciente, mas desta vez ao níveldo utilizador (alto nível). Por exemplo, queseja possível interagir com dois sistemas queproporcionem dados de exames médicos edados laboratoriais, simultaneamente, sem terde “fazer login” e procurar o paciente emambas;

4. Todos os sistemas do HIS (Sistema deInformação Hospitalar) sejam executáveis emambiente multi-plataforma, ou seja em tiposdiferentes de computadores e de sistemasoperativos;

Figura 2 : O sistema PACS do Hospital Amato Lusitano de Castelo Branco

No Hospital Amato Lusitano de CasteloBranco, o alargamento da abrangência doseu sistema PACS ao suporte de mais examesrealizados num maior número de serviçosclínicos foi uma evolução implementada desdeo início, tendo-o posicionado como o primeirosistema a nível Nacional, com umaabrangência mais vasta (figura 2).

ArquivoPACS

Radiologia

Consulta Externa(25 pontos)

Serviços Internamento(115 pontos)

Bloco Operatório(3 pontos de

acesso)

Urgência(7 pontos)

Obstetrícia

Cardiologia

Gastrenterologia

SONHO

RIS

Exa

mes

méd

ico

s (b

asea

do

s em

imag

em)

CIS

GIS

Serviços Clínicos Sistemas informáticos Serviços Clínicos

SONHO = Sistema de Gestão de DoentesRIS = Sistema de informação de RadiologiaCIS = Sistema de informação de Cardiologia

GIS = Sistema de informação de Gastrenterologia

Consultas web (internet browser)

Dermatologia

Urgência

Arquivo Clínico

Sistema único de autenticação

A autenticação dos utilizadores, por parte de umsistema externo, permite que um dado utilizadordigite o seu nome de utilizador e passwordapenas uma vez, podendo a partir desse pontoaceder de forma transparente a computadores eaplicações constituintes do HIS, aos quais temdireito. Do ponto de vista de quem tem de geriros vários sistemas, estas tarefas sãotremendamente simplificadas, uma vez que umutilizador é registado apenas uma vez no sistemade autenticação, assim como todos os seusdireitos de acesso aos vários sistemas. Quando outilizador pretende mudar uma password falo-áapenas uma vez, alterando esta passwordglobalmente. Esta função é habitualmentedesignada por “single sign-on” (SSO).

As soluções disponibilizadas pelos fabricantes desoftware para as áreas médicas quase nunca têmeste sistema em consideração, e quando dizemque têm apenas funciona entre aplicações domesmo fabricante, o que na verdade nãocorresponde ao conceito de SSO, considerandoque o HIS tenha mais do que um fabricante paraas várias soluções de tecnologias de informação(TI). A solução correcta passa por um “directóriode propriedades de utilizadores e recursos”, deonde se destacam os sistemas LDAP(Lightweight Directory Access Protocol). Existemvárias implementações de LDAP, como sendo oOpenLDAP [3], mas algumas delas são desviadasdo standard como o Active Directory doWindows, que inviabiliza algumas subtilezas depormenor, para que as plataformas “nãoWindows” fiquem incompatíveis.

Comunicabilidade entre aplicações da áreada saúde (ao baixo nível)

É a necessidade de interacção entre aplicaçõesdiferentes, de fabricantes diferentes, formandoum ambiente consistente. Para responder a estanecessidade foi criado um standard, denominadoHL7 (Health Level 7) [4], e que permite a duasaplicações permutar mensagens relacionadascom os eventos mais comuns das unidades desaúde, como sendo uma admissão, transferênciaou alta de um paciente (mensagens ADT).Existem mais de 2000 mensagens normalizadas.Qualquer solução moderna na área da saúdedeverá suportar HL7, por forma a integrar-seconvenientemente com as restantes, e dispensaro desenvolvimento de um número exponencial deinterfaces de ligações inter-aplicacionais, comcustos e debilidades associados.

O grande problema que se prende com esta área,

para os Hospitais em Portugal, está associado aofacto da maior aplicação de Gestão de Doentesexistente em mais de 120 Hospitais edesenvolvida pelo IGIF (Instituto de GestãoInformática e Financeira do Ministério da Saúde)[5], denominada SONHO, não suportar este tipode mensagens. A falta desta componente temafastado drasticamente as soluções de outrosfabricantes da sua fácil integração nos ambientesHIS e tem atrasado de forma significativa assoluções de TI em funcionamento em Portugal.

Sincronização entre aplicações (num altonível)

Na prática, o que se pretende a este nível é queum profissional de saúde possa consultar váriasinformações relacionadas com um paciente, semque tenha o esforço de aceder às váriasaplicações onde esta informação está acessível,mas que efectivamente as utilize de uma formasimples.

Com o objectivo de facilitar a integração deaplicações ao nível da utilização, o CCOW(Clinical Context Object Workgroup) [6] é umstandard focado no utilizador final, quecomplementa o ênfase do HL7 na troca de dadose fluxo de informação empresarial. Utilizandouma técnica designada gestão de contexto, aexperiência do utilizador clínico é a de interagirapenas com uma aplicação, mesmo quando naverdade esteja a utilizar várias aplicaçõesindependentes em vários sistemas, cada qualcom a sua interface nativa.

A sincronização e coordenação das aplicaçõespermite-lhes seguir automaticamente o contextodo utilizador, pelo que a norma CCOW serve debase para garantir um acesso seguro econsistente a informações dos pacientes,provenientes de fontes heterogéneas. Osbenefícios traduzem-se em aplicações que sãomais fáceis de usar e numa melhoria dautilização da informação disponível. A normaCCOW pode também permitir a implementaçãode soluções de “single sign-on” (SSO)anteriormente referidas.

Em Portugal ainda não existem soluçõesimplementadas com recurso às normas CCOW,pelo que as tecnologias de informação que oshospitais actualmente disponibilizam são cadavez mais uma amálgama de aplicações,representando um verdadeiro quebra-cabeçaspara os seus utilizadores.

Suporte das soluções para múltiplosambientes de computadores

O conceito de multiplataforma é um tema ourequisito cada vez menos apresentado, uma vezque aproximadamente 95% dos computadores nomundo executam sistemas Windows. Destaforma, não há motivos para querer que umconjunto de aplicações seja executável noutrosistema operativo. Esta realidade deverá mudarprogressivamente para o bem de todos nós e pormotivos que não serão abordados nestedocumento. Nos próximos anos, assistiremos àafirmação final das soluções “Open-Source” [7] eà emergência de novos sistemas operativos comargumentos válidos de segurança, fiabilidade,transparência e custo, de onde se destaca osistema operativo Linux, que terá um aumentoanual de utilização na ordem dos 25% ao níveldos computadores de secretária (desktops) [9].

Em muitos países já se consideram as vantagensreferidas e a colocar como requisitos dassoluções informáticas a portabilidade destaspara múltiplos sistemas operativos. Osfabricantes estão agora a encontrar as formas deviabilizar os seus negócios [8] assentando assuas soluções em plataformas de “Open-Source”,também designadas de ”licenciamento gratuito”.

Neste momento, e em Portugal, os fabricantes eas próprias Instituições de saúde encontram-secompletamente à margem deste facto. Se nãoforem tomadas precauções assistiremoscertamente aos Países mais arrojados a tirarempartido destas novas tendências, “sentados” apartir das nossas dispendiosas soluções “nãoportáveis”.

Conclusão

Os sistemas PACS estão em franco crescimento e

são mais uma peça de elevado custo, a juntar aogrande puzzle dos sistemas de informaçãohospitalares, na construção do “EPR Total”, peloque a sua correcta escolha e integração no HISfará certamente a diferença.

Não olhando para as tendências dos próximosanos corremos o risco de continuar a utilizarplataformas muito onerosas, não integráveis, ecom fraca adaptabilidade às necessidades dosprofissionais de saúde e longe do “EPR total”,que tanto se deseja.

Se não forem tomadas precauções, podemosficar “na cauda” das soluções de TI comoferramentas para a melhoria da qualidade deprestação de cuidados de saúde na Europa.

Referências

[1] http://www.dicom-analyser.co.uk/html/dicom.htm

[2]http://www.leadtools.com/SDK/Medical/DICOM/DCmodal.htm

[3] http://www.openldap.org

[4] http://www.hl7.org

[5] http://www.igif.min-saude.pt

[6] http://www.hl7.org.au/CCOW.htm

[7]http://www.opensource.org/docs/definition.php

[8] http://www-1.ibm.com/linux/files/healthcare.pdf

[9]http://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=30053