Einführung von rechnerunterstützten Bildarchivierungs- und Bildkommunikationssysteme (PACS)

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1 Praxis-Seminar 4: Einführung von rechnerunterstützten Bildarchivierungs- und Bildkommunikationssysteme (PACS) Alexander Koch MEDCONSULT GmbH

2 MEDCONSULT GmbH Krefeld Alexander T. Koch Managing Consultant Laufbahn 1994 Abschluss als Diplom Physiker 1995 Institut für klinische Radiologie, Uni Münster 1996 Siemens AG Med. Technik Produktspezialist PACS MEDCONSULT GmbH Campus Fichtenhain Krefeld Internet: Tel.: (02151) Fax: (02151)

3 Beratung Strategisch Operativ - Leistungsspektrum Kooperationen Organisation Aufbau Geräte Träger- Gesellschaften Partnerschafts- Modelle Engineering Informationstechnologie Medizintechnik Projekt-Management Realisierung Strahlentherapie Interventionelle Medizin Kardiologie Bildgebende Diagnostik

4 Funktionalität und Technik Praxisseminar 4 - KIS-Tagung 2005, Hamburg

5 PACS Picture Archiving and Communication System

6 Einordnung Früher: reines Abteilungssystem nur radiologische Bilder Heute: unternehmensweites System Bilder aus Radiologie, Kardiologie, Endoskopie,...

7 Integration mit anderen Systemen Arbeitsplatzlisten Bilderzeugung Leistungsdaten CT RIS Patientendaten Terminbuchungen Befunde Abrechnung PACS KIS MODALITÄTEN Bildverarbeitung und Archivierung

8 Grundfunktionen PACS Bildübernahme von der Modalität Bildbearbeitung Befundung Demonstration Verteilung / Kommunikation Dokumentation / Print Archivierung Integration mit dem RIS

9 Digitale Bildübernahme DFR DLR / Speicherfolie CT Kardiologie Direkt-Radiografie Ultraschall Filmdigitalisierer PACS Nuk / PET MR

10 CT und MR Direkte Übernahme über DICOM Aktuelle Geräte verfügen meisst über DICOM Send DICOM Print DICOM Worklist Problemfelder: Beschriftungen / Overlays (Osteo-CT, Mammo-MR,...) Aufteilung in Serien

11 Nuklearmedzin Direkte Übernahme über DICOM Aktuelle Geräte verfügen meisst über DICOM Send DICOM Print DICOM Worklist Problemfelder: Farbe! Oft keine Zusammenstellung der Bilder / Ergebnisse wie früher

12 Ultraschall DICOM nur bei neuesten und teuren Geräten verfügbar DICOM Send DICOM Print DICOM Worklist Alternativ: Framegrabber-Lösung mit DICOM Schnittstelle Problemfelder: Bedienung und Integration der Framegrabber Farbinformationen

13 Durchleuchtung / DSA / LHKM Direkte Übernahme über DICOM oder Framegrabbing Neue Geräte verfügen meisst über DICOM Send DICOM Print DICOM Worklist Problemfelder: Schnittstellen oft sehr teuer

14 Konventionelles Röntgen Digitalisierung über Speicherfoliensysteme (DLR) Direktradiographie

15 Speicherfoliensysteme Digitale Luminiszenz Radiographie (DLR) Phosphor -Folien in Kassetten + Auslesegerät Kompatibel mit vorhandenen Röntgensystemen Notwendig für Intensivabt. Bettaufnahmen

16 Direktradiographie Festkörperdetektoren und CCD-Lösungen Keine Kassetten mehr Systeme für alle Anwendungen außer Bettaufnahmen verfügbar

17 Filmdigitalisierer Röntgenfilmscanner mit DICOM Schnittstellen DICOM Send DICOM Worklist Durchlichtscanner mit Mehrblatteinzug für höheren Durchsatz

18 Bildformate Art Matrix Bit-Tiefe Größe in MB CT ,5 MR 256/ ,5 DLR (10) 8 DLR Mammo 4728* (10) 53,4 Direktradiografie ~ (12) 17 Durchleuchtung 512/ Angiografie US 1024*768/ 888*666 3*8 2,25 Nuklearmedizin 64/ ,02

19 DICOM Storage Query/Retrieve Basic Print Management Modality Worklist Management Media Exchange (MOD, CD-R, Floppy-Disk) Storage Commitment Study & Result Management ( Modality Performed Procedure Step) Verbreitung

20 PACS - Arbeitsplätze Betrachtungsworkstation (Review) QA/QC Workstation (Quality-Control) Befundworkstation (Report) Demonstrationsworkstation (Demo) Teleradiologie / Telekonferenz Spezialauswertung: Orthopädie, Kardiologie 3D, DLR, Image-Fusion

21 Befundarbeitsplatz Integrierter RIS-PACS-Arbeitsplatz 3 Monitore 1 Rechner, 1 Tastatur, 1 Maus Steuerung des Workflow von RIS oder PACS Digitales Diktat

22 Bilddarstellung Unterstützung aller Modalitäten Unterstützung von Farbe Verschiedene Bildschirmaufteilungen Darstellung mehrerer Studien gleichzeitig Fensterung (Window/Center) Cine-Modus (Stack) Hanging Protocols ( Hängeprotokolle ) Vordefinierte standardisierte Hängeordnungen für den Bildschirm abhängig von Modalitätstyp und Prozedur

23 Bildnachbearbeitung Lupenfunktion Bildvergrößerung, -verkleinerung Abstand, Winkel messen ROI (region of interest) Bilddrehung und -spiegelung 3D-Auswertungen Filter und Kantenanhebung...

24 Workflow-Unterstützung Arbeitslisten ( Worklist ) CT s von heute, Chirurgie Besprechung, VIPs Statusverwaltung neu, befundet, vidiert,...

25 Monitorbefundung Automatische Hängen der Bilder Synchrone Betrachtung ( auf dem Film asynchron) Einsatz von Echtzeit-3D Modulen MPR, MIP, Fusion Der Radiologe braucht anfangs mehr Zeit!

26 MTRA und PACS Qualitätskontrolle der Bilder Nachbearbeitung / Fensterung am Monitor Umsortierung von Bildern, Serien Digitales Versenden von Bildern an die Anfordernden Vorteile kein Suchen von Bildern/Tüten weniger Fehlbelichtungen (DLR) keine Archivierungstätigkeiten

27 Anforderungen an PACS - SW Betrachtungsworkstation (Review) Einfache Funktionalität QA/QC Workstation (Quality-Control) Einfache Funktionalität + Änderungen speichern + Drucken + Bildnachverarbeitung Befundworkstation (Report) Hohe Funktionalität + Hängeprotokolle + Änderungen speichern + Drucken + Bildnachverarbeitung + Arbeitslisten(+) Demonstrationsworkstation (Demo) Hohe Funktionalität + Hängeprotokolle + Änderungen speichern + Bildnachverarbeitung + Arbeitslisten(++)

28 Monitore Typische Ausstattung der Arbeitsplätze 1 Monitor für Bildverteilung 1 Monitor für QA 2 Monitore pro Befundworkstation 2 Monitore und Beamer für Demonstrationen

29 Anforderungen an die Monitore (Befundung) 1) Für die Befundung des Thorax und Schädels kann auch ein BWG mit einer im Vergleich zu den Werten in Spalte 5 kleineren Matrix eingesetzt werden unter der Bedingung, dass die Funktion Zoom 1 : 1 (pixeltreu) genutzt wird. 2) Der tatsächliche Wert der maximalen Leuchtdichte muss bei optimal vorgegebener Umgebungbeleuchtungsstärke so eingestellt werden, dass der maximale Bildkontrast gewährleistet ist.

30 Anforderungen an die Monitore (Betrachtung und Demo)

31 PACS Archiv mehrstufige hierarchische Struktur direkter Zugriff Online RAID leicht verzögerter Zugriff Nearline Jukebox / Library nach manuellem Eingriff Offline Regal Trend Alles Online SAN / NAS Nur noch erweiterbares RAID und Backup-Verfahren

32 PACS Archiv Medien: MOD, Tape, DVD, CD Kompression verlustfrei (bis zu Faktor: 3) verlustbehaftet Mandantenfähigkeit Migrierbarkeit Zugriffsrechteverwaltung Datensicherheit

33 Autorouting / Prefetching regelbasiertes Bewegen von Bilddaten abhängig von Status Organ Modalität Station, zuweisendem Arzt Vom Langzeitarchiv in den Online-Speicher (Prefetching) Vom Online-Speicher auf die Befundworkstation Vom Online-Speicher auf die Station, in den OP,...

34 On-Demand - Architektur Zentrale Datenhaltung Alle Bilder werden direkt vom Server geladen Keine lokale Datenhaltung auf den Workstations

35 Vergleich der Architekturen Lokale Datenhaltung Autorouting Nur Teilmenge direkt verfügbar Redundanz Viele Datentransfers Gefahr von Inkonsistenz Zentrale Datenhaltung Direkter Netzwerkzugriff Alles direkt verfügbar Single-Point-of-Failure Aufwendiges Ausfallkonzept für Server Hohe Anforderungen an Datennetz

36 Bildverteilung Unfallchirurgie Radiologie Allg.- Gefäß- Thoraxchir. Urologie Pulmonologie Bilder sind: sofort verfügbar mehrfach verfügbar gehen nicht verloren ohne Erzeugung von Filmen Innere Med Anästhesie Zugriff auf Voruntersuchungen Neurologie

37 Bildverteilung Anforderungen bzgl. Qualität der Information In OP s / Ambulanzen Monitore in Befundungsqualität Auf Stationen Review-Qualität Anforderungen bzgl. Datenschutz Zugriffsrechte Konzept Verwaltung

38 Bildverteilungstechnik Einzelne DICOM-Viewer Cluster von DICOM-Viewern Nutzung eines gemeinsamen Datenpools Web-Server Zugriff über Standard-Internet-Browser Java oder Active-X Technologie Gute Zugriffsrechteverwaltung

39 Teleradiologie Radiologie ISDN Niederlassung Gemeinschaftspraxis Richtfunk DSL Arztwohnung Mitbehandelnde Klinik

40 Anforderungen an das Datennetz Modalitäten 10MBit/s, neuerdings 100MBit/s Workstation 100MBit/s Archiv und Clusterserver >= 100MBit/s Bildverteilung >= 10MBit/s (Web: MBit/s) Radiologie: >= 100 MBit/s geswitched, Fast-Ethernet Switches als zentral Komponenten Eigenes Subnetz für den Kernbereich der Radiologie Backbone: Gigabit Ethernet, ATM

41 Bilddokumentation Erstellung eines Filmes mittels Laser-Kamera Filmgröße, Formatunterteilung, Beschriftung, Kopienanzahl etc. einstellbar Anfertigung eines Papierausdrucks mittels Laserdrucker kostengünstig Brennen einer Patienten-CD ohne Spezialsoftware lesbar

42 Integration Arbeitsplatzlisten Bilderzeugung Leistungsdaten CT RIS Patientendaten Terminbuchungen Befunde Abrechnung PACS KIS MODALITÄTEN Bildverarbeitung und Archivierung

43 Kopplung zum RIS Übergabe von Patientendaten Arbeitsplatzlisten für die Modalitäten Steuerung von Prefetching und Autorouting Einheit von Bild und Befund über die Untersuchungsoder Aufnahmenummer Steuerung der Zugriffsrechte Auslösen der Bildanzeige vom RIS-Client aus

44 Digitale Röntgenabteilung MR Durchleuchtung DLR Buckyplätze CT KIS/RIS ISDN Laser-Kamera Qualitätssicherung Archiv + Jukebox Demonstration Befundung Web-Server Bildverteilung auf die Stationen

45 PACS-Konzept Anforderungen an Funktion, Workflow und Integration Einbindung der Modalitäten Direkt, via Framegrabber, etc. Gestaltung der Arbeitsplätze Software-Funktionalität Monitore Planung der Peripherie Drucker, Laserimager, Scanner, Beamer Archiv-Lösung Datenmengen Medien Planung und Gestaltung der Schnittstellen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung!

46 State of the Art PACS UNIX Archivserver Windows Arbeitsplätze Bildverteilung via PC Clients und Web-technologie DICOM Multimodalität Workflow-Orientierung Autorouting / Prefetching starke RIS-Integration

47 Hersteller PACS Agfa-GWI / Impax + Tiani Cerner-Image Devices / I.D.-PACS GE / Centricity (Radworks) Fuji / Synapse, Axion Kodak / DirectView Medos Philips / EasyAccess, Xcelera Sectra Siemens / SIENET Vepro Visus

48 Trends und Perspektiven Praxisseminar 4 - KIS-Tagung 2005, Hamburg

49 Trends PACS Funktionalität Auflösung der Systemgrenzen RIS/PACS Hänge-Protokolle Postprocessing Integration der Kardiologie, etc. ( Angiografie und EKG-Kurven ) Multimedia SAN / NAS als Archiv IHE (Integrated Healthcare Enterprise)

50 PACS Perspektiven Mobile Endgeräte PACS als Archiv aller Bilddaten Zentrale Langzeitarchivierung Kommunikation mit Zuweisern Multi-Site-PACS

51 Mobile Endgeräte Mobile Geräte PDA mit Funk-LAN Web-Pad

52 PACS als Archiv aller Bilddaten Web-basierte Bildverteilung Bildgebende Geräte Bilddaten senden Bilddaten senden ADT PACS Bilddaten holen Befunde bereitstellen Befunde bereitstellen Abteilungs-IS (Radiologie/Kardiologie/Gastroenterologie/...) ADT, Aufträge, Leistungen, Befunde Aufruf des Viewers aus Arzt-, Stations-, Ambulanz- Arbeitsplatz KIS

53 Zentrale Langzeitarchivierung Krankenhaus A Abteilung A Abteilung B Abteilung n RAID RAID RAID Kurzzeit-Archiv Kurzzeit-Archiv Kurzzeit-Archiv Langzeit-Archiv

54 Zentrale Langzeitarchivierung Krankenhaus A Abteilung A Abteilung B Abteilung n RAID RAID RAID Cache/Proxy Cache/Proxy Cache/Proxy v Langzeit-Archiv

55 Kommunikation mit Zuweisern Facharzt Klinik Krankenhaus Krankenhaus Reha Krankenhaus Hausarzt Facharzt

56 Multi-Site PACS Krankenhaus A Standort A Standort B. Knappenstr. KIS Nassauerstr. RIS RIS PACS PACS

57 Multi-Site PACS Krankenhaus A Standort A Standort B. Knappenstr. KIS Nassauerstr. RIS PACS

58 Multi-Site PACS Krankenhaus A Standort A Standort B. Krankenhaus B Knappenstr. KIS A Nassauerstr. KIS B RIS-Mandant A RIS-Mandant B PACS-Mandant A PACS-Mandant B Netzwerk Praxen Brustzentrum Gefäßzentrum weitere Krankenhäuser

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