IVEU. Kostenfreie Software zur Auswertung von Bild Metadaten (Schwerpunkte Dosis und QM)

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1 IVEU Kostenfreie Software zur Auswertung von Bild Metadaten (Schwerpunkte Dosis und QM) Walz M, Hermen J, Kolodziej M, Madsack B, Borowski M, Bressel S, Bender T, Simmler R. Fiebich M, Richter C, Kolder R, Hmaidat R, Weisser G Ärztliche Stelle für Qualitätssicherung in der Radiologie, Nuklearmedizin und Strahlentherapie Hessen und Partner Gefördert vom BMU und fachlich / administrativ betreut vom BfS (Projekt 3611S40008)

2 IVEU Projektpartner IVEU = IT-gestütztes Verfahren zur Erfassung von Untersuchungsparametern Software und System - Entwickler Centre de Recherche Public Henri Tudor, Luemburg, Technische Hochschule Mittelhessen, Klinikum Braunschweig, Universitätsmedizin Mannheim (Institut für Klinische Radiologie) Ärztliche Stellen des Landes Brandenburg, Niedersachsen / Bremen, Nordrhein, Westfalen Lippe, Referenzzentrum Mammographie Münster Krankenhäuser / Praen Medizinische Hochschule Hannover, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg Universität Mainz, Universitätsklinikum Freiburg, Gemeinschaftsprais im Kapuzinerkarree, Aachen, Klinikum Nürnberg 2

3 Installation IVEU = IT-gestütztes Verfahren zur Erfassung von Untersuchungsparametern Betriebssystem: programmiert in JAVA Als Serverbetriebssystem für Datenbank: Uni, Windows, Apple Als Einzelbetriebssystem oder für Clients: primär Windows (wegen Ecel-Anbindung) Hauptnutzung: Win 7 / 8, auch 10 Datenbank: PostgreSQL Zugangs- und Rechtemanagement: nur als Basisfunktionalität IVEU soll in einer geschützten Umgebung betrieben werden. 3

4 IVEU Kern DICOM Importer IVEU Database Templates DICOM Viewer PACS CSV- Eport

5 IVEU Kern DICOM Importer IVEU Database Templates DICOM Viewer PACS CSV- Eport

6 IVEU Kern DICOM Importer IVEU Database Templates DICOM Viewer PACS CSV- Eport

7 IVEU Funktionen und Workflow 7

8 IVEU - Module - Zuordnung zu Untersuchungsarten Klassifikationsmodul - Festlegung des Modalitätentyps - Markierung dosisrelevanter Serien Dosismodul - Auslesen von Dosis-Reports und Dose-SR - Ergänzung neuer Geräte Austauschmodul Stammdatenmodul - Präsentation von Dateien und Daten - Workflow Unterstützung (z. B. IVEU - Aktionen) - Verwaltung von Personen und Geräten 8

9 Datenimport und Geräte Datenimport per DICOM Protokoll (Send) / Query und Retrieve DICOM Medien / Dateien aus anderen Systemen: XML, CSV / XLS Dateneport (inkl. Filterfunktionen) per CSV / XLS, XML + IVEU-Format (XML, zip) 9

10 Datenimport und Geräte IVEU = IT-gestütztes Verfahren zur Erfassung von Untersuchungsparametern Modalitäten / Geräte CT Projektionsradiographie (DR / CR, DX, MG) Durchleuchtung (XA, RF) andere (mit Einschränkungen bei Auswertungen und Bearbeitungsfunktionen)

11 Datenimport: Besondere Funktionen Automatisiertes Klassifikationsmodul Zuweisung zu RadLe Playbook - und DRW angepassten Untersuchungsartenkatalog Handling von technischen Qualitätssicherungsbildern, Topogrammen usw. Korrekte Zuordnungen in % (geräte- / institutionenabhängig) Template Editor (XML) modalitätenspezifische Importanpassungen (Filterungen, Sortierungen, Eports ) optimierte Datenmengen bei begrenzten Ressourcen ergänzende automatisierte Berechnungen und Plausibilitätsprüfungen Umfangreiche selektive Datenübernahme sowie Gesamt-Header-Speicherung Basis für vielfältige, frei konfigurierbare Auswertungen nachträgliche Änderungen und Neuberechnungen möglich 11

12 Herausforderung Bezeichnungen Viele verschiedene Institutionen und Geräte - sehr breite Datenbasis, hohe Repräsentativität Unterschiedliche Einträge und Füllungsgrade - Interpretationen und Plausibilitätsprüfungen erforderlich - sehr heterogene Struktur - strukturelle und regelbasierte Lösungen sinnvoll - erschwerte Erzeugung eines korrekten Ausgangsdatensatzes für lernende Systeme Keine bzw. differente - kein passendes nationales oder internationales Klassifikationssystem (nur Teilbereiche / -aspekte) Klassifikationssysteme - Zuordnung in eigenes Klassifikationssystem erforderlich (z. B. bzgl. Modalität und Untersuchungsarten) 12

13 IVEU: Katalog der Untersuchungsarten CT => basiert auf - Deutschen DRW - Begriffen - Studie zu Begriffen in DICOM tags - DICOM - SNOMED - Playbook / Radle - Typischen radiolog. Begriffen IVEU = DICOM = SNOMED CT Untersuchungsbereich (übliche Bezeichnungen) Hirnschädel Gesichtsschädel Felsenbein NNH Dental Hals Kopf und Hals HWS Carotis Angio Hals und Thora DICOM Body Part Eamined alt [CS:0018,0015] SKULL SKULL SKULL SKULL SKULL NECK SKULL/NECK CSPINE k.a. NECK / CHEST DICOM Body Part eamined neu[cs:0018,0015] SKULL MAXILLA/JAW/ORBIT SKULL SKULL SKULL NECK HEADNECK CSPINE CAROTID NECKCHEST Anatomic Sequences Code Meaning (0008,0104) Hals,Thora und Abdomen Hals,Thora, Abdomen und Becken BWS LWS Osteo-CT Sacrum PRT Becken Hüfte Knie NECK / CHEST/ABDOMEN NECK / CHEST/ABDOMEN/PELVIS TSPINE LSPINE LSPINE SSPINE LSPINE/SSPINE PELVIS HIP KNEE NECKCHESTABDOMEN NECKCHESTABDPELV TSPINE LSPINE LSPINE SSPINE LSSPINE PELVIS HIP KNEE Neck, Chest and Abdomen Skull Mailla / Jaw region / Orbital structure Mastoid bone Mailla Jaw Region Neck Head and Neck Cervical spine Carotid Artery Neck and Chest Neck, Chest, Abdomen and Pelvis Thoracic spine Lumbar spine Lumbar spine Sacrum Lumbo-sacral spine Pelvis Hip joint Knee Version 2014 => Besteht aus - Untersuchungsbereich - Untersuchungstechnik - Einfacher Synta (z.b. Erweiterungen) 13

14 DRW, IVEU und Playbook Regelbasiertes Klassifikationsmodul Untersuchungsbereich (IVEU) IVEUAuswertung Playbook Short Name DRW Deutschland Kopf BRN, HEAD Gesichtsschädel FACE / FACL BNS Felsenbein TMP BON NNH FACE SINUSES Hals NECK HWS C SPINE Carotis CAR ART Thora CHST Herz HEART BWS T SPINE LWS L SPINE Abdomen ABD Oberbauch Pankreas PANC Oberbauch Leber LIVER Oberbauch Nieren KIDNEY Harntrakt URO Becken PELVIS Hirnschädel Gesichtsschädel (Tumordiagnostik) Gesichtsschädel (Sinusitis) Thora Lendenwirbelsäule Abdomen Oberbauch Becken 14

15 IVEU: Klassifikationsmodul DICOM Header tags Etrahierte Information (e. g. scan length) IVEU Katalog: definierte Untersuchungsbegriffe Modality CT kann sein: - CT - XA - CBCT / DVT - Klassifikation IVEU Database / Templates Strahlenerzeug. System Technische Optionen Rekonstruktionsmeth. Untersuchungsbereich Thesaurus der verwendeten Begriffe in DICOM tags Modality? Untersuchungsart? Röntgentagebuch Untersuchungstechnik Räumliche Orientierung Dosisrelevante Daten Dosisabschätzung? Regelbasiertes System (Kombinierte Untersuch.) 15

16 Auswertungen Auswertbare Objekte DICOM Header Felder (grundsätzlich alle, vorkonfiguriert: mehrere hundert) Dose SR (RDSR) Dose reports (per OCR) KM Daten aus DICOM Header vielfältige Dateneport Funktionen (s. vorne) Mitarbeit in NAR AG zum Datenaustauschformat

17 Rapid Miner Data Mining Tool RapidMiner Version 5.3 OpenSource In Java programmiert, somit auf allen gängigen Betriebssystemen anwendbar Universelle Schnittstelle Datenverarbeitungsgröße nur durch den eigenen Speicher begrenzt Über 500 Operatoren Import/Eport mit verschiedenen Dateiformaten möglich Ermöglicht 2D- und 3D Visualisierungen mittels Report -Erweiterung Datenanalysen mit Rapid Miner - Statistik und Datendarstellungen mit Tabellen und Grafiken - neue Muster + Beziehungen, neues Wissen wird durch Anwender etrahiert Präsentation, Einbindung und Bearbeitung verschiedener Datenbestände - anwenderbezogene Workflowoptimierung + Datenbewertung und -steuerung 17

18 CTDI pro Untersuchungsart 18

19 Q-Studie (CT): Untersuchungsarten Krankenhaus Prais 19

20 CTDI Verteilung (Abdomen) 20

21 Mammografie (ÄSH Prüffall)

22 Patienten, Prozesse, Protokolle (Angio) Registrierung in RIS Zeitraum zwischen study time und acquisition (series) time

23 Dual Source CT - Modulation Dosisprotokoll: mas (A): 108 (bei 100 kv) mas (B): 80 (bei 140 kv) Abdomenbereich Dosisprotokoll: Nur 1 CTDI-Wert: 8,31 mgy Thora

24 Plausibilitätsbetrachtung zum DFP dgycm²

25 Röntgentagebuch

26 Q-Studie (PR): Tag: Hersteller 26

27 Weitere Funktionen Interaktionen und Automatismen Ergänzungen und Korrekturen mit Neuberechnungen kriterienabhängige Aktionen einstellbare Log-Mechanismen Integrierte Geräte-, Betreiber- und Falldatenbank optimiert für Prüfungen Ärztlicher Stellen verwendbar für institutionenübergreifende Verwaltung und Auswertung Studien Einfache Verbindung mit eternen Systemen Aufruf von Aktionen in anderen Systemen Präsentation von Daten aus anderen Systemen Datenschnittstelle (CSV) 27

28 Eingesetzte Frameworks / Bibliotheken Eclipse als Entwicklungsumgebung Java 1.6 mit Swing als Oberflächentoolkit Datenbank: HSQL für Stand-Alone Posgresql für größere Installationen Hibernate Object / Relational Mapping als Verbindung Java/DB TUDOR-DICOM-Toolkit zum Lesen von DICOM-Dateien und DICOMNetzwerkoperationen Apache POI/JACOB zum Lesen/Schreiben/Ansteuern von MS-Ecel 28

29 Lizenzmodell Kostenfrei unter Lizenz / Registrierung: Die Themen Weiterentwicklung, Updates, Support und Schulung / Training sind gerade in Planung und Absprache mit mehreren Interessenten. Herzlichen Dank! 29