Для управления хранением и обработкой диагностических изображений вместо полноценных PACS-систем во многих лечебных учреждениях России до сих пор используются системы уровня рабочих станций. Такие системы могут обладать широким функционалом для обработки диагностических изображений, однако они не имеют инструментов управления базой данных пациентов свыше нескольких сотен единиц и архивом более нескольких сотен гигабайт (обычный жесткий диск). Данные одного и того же пациента оказываются распределенными по нескольким записям, усложняя их идентификацию.

Отсутствует веб-интерфейс, что делает невозможной одновременную работу с системой многих пользователей. Возникает необходимость регулярного неавтоматизированного резервного копирования и архивирования данных на оптические носители (CD или DVD-диски) в ручном режиме, что затрудняет поиск и воспроизведение данных, приводит к их потере. Более того, часто применяются небольшие программы просмотра диагностических изображений, не обладающие даже базовыми инструментами их обработки. Используемые в таких программах алгоритмы преобразования изображений во многих случаях не позволяют гарантировать сохранение диагностической ценности снимков.

В полноценных PACS используются специализированные алгоритмы, которые позволяют улучшать резкость изображения, снижая уровень шумов

Полноценные системы PACS оснащены алгоритмами сжатия изображений на основе вейвлет-преобразования, которые осуществляют сжатие с высокими коэффициентами (до 30 раз) практически без потери качества изображения (non-lossy), тогда как обычные алгоритмы не допускают коэффициентов более 4:1 с сохранением исходного качества. Применяются специализированные алгоритмы, которые позволяют улучшать резкость изображения, снижая уровень шумов. В США управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами США (FDA, Food and Drug Administration) осуществляет контроль за использованием подобных видов преобразования в PACS-системах, что гарантирует высочайший уровень диагностики.

АРМ диагностов

Важнейшей частью проектов PACS являются специализированные рабочие станции врачей-диагностов, оснащенные диагностическими мониторами высокого разрешения (от 2 до 5 млн точек и выше). Такие мониторы могут быть как монохромными (для общей рентгенологии и маммографии), так и цветными (для ядерной медицины и трехмерной реконструкции). Принято считать, что основное отличие подобных мониторов от обычных – в повышенном разрешении. Однако даже обычные мониторы уже способны предоставлять разрешение в несколько мегапикселей. Тем не менее, их использование не рекомендовано для диагностики.

Диагностические мониторы отображают больше оттенков серого при более гладком переходе между тонами

Наиболее важно, что специализированные мониторы поддерживают необходимые уровни яркости и контрастности, имеют функции калибровки в соответствии с нормами раздела 14 протокола DICOM 3.0, отображают больше оттенков серого цвета при более гладком переходе между тонами, обеспечивают высокую стабильность характеристик монитора в течение длительного периода времени и обладают другими параметрами, необходимыми для использования в области медицинской диагностики.

Профессиональная рабочая станция врача-диагноста обычно включает два специализированных монитора для снимков и один обычный для текстовой информации

Некоторые модели мониторов способны  производить автоматическую калибровку отдельных участков экрана в зависимости от типа отображаемого ни них снимка - монохромного или цветного. Использование специализированных мониторов обеспечивает максимальное качество изображения и его воспроизводимость в разное время и на разных мониторах, что играет ключевую роль в диагностике. Профессиональная рабочая станция врача-диагноста обычно включает два специализированных монитора для снимков и один обычный для текстовой информации. Это позволяет производить сравнение изображений в разных проекциях, полученных в разное время и на разных аппаратах.

Оптимизация процесса

Большое значение в диагностике имеют не только инструменты для обработки собственно снимков (например, аннотации, экранная лупа, коррекция яркости и контрастности и т.д.), но и для организации и автоматизации рабочего процесса врача, позволяющие оптимизировать временные затраты. Это достигается, в частности, за счет так называемых протоколов чтения, определяющих пользовательские настройки стандартной раскладки изображений на экране монитора в зависимости от типа исследования, автоматического вызова из архива предшествующих снимков для сравнения, а также последовательности шагов работы с изображениями, переход между которыми осуществляется простым нажатием одной клавиши.

Нельзя забывать и о том, что полный цикл диагностики включает регистрацию пациента, направление на обследование, получение цифрового изображения и его анализ, а также написание заключения. Это подразумевает внедрение одновременно как PACS-системы, так и радиологической информационной системы.

PACS-система в рабочем процессе отделения лучевой диагностики

Источник: Fujifilm, 2012

Одним из компонентов федеральной системы ЕГИС-Здрав должен стать телемедицинский сервис с использованием мобильных устройств. На сегодняшний день это означает поддержку протокола WADO – Web Access to Dicom Persistent Objects, позволяющего обмениваться Dicom-объектами через протокол HTTP/HTTPS и просматривать их в любом браузере (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Apple Safari). Ряд разработчиков PACS-систем предлагают решения, которые обеспечивают защищенный доступ к диагностическим изображениям с мобильных устройств на базе популярных Apple iOS (iPhone и iPad) или Android, предлагая мощные инструменты для 2D и 3D-диагностики, а также для совместной работы врачей с одним изображением в рамках телемедицинской консультации.

Доступ к диагностическим изображениям возможен с iPhone и iPad или Android-устройств

Помимо хранения и обработки двухмерных изображений, системы PACS позволяют интегрировать внешние модули для экспертного анализа данных. Наиболее распространенными среди них являются системы трехмерной реконструкции. Сегодня практически каждый аппарат КТ, МРТ и ПЭТ, а в отдельных случаях и УЗИ, оснащены рабочими станциями с возможностями 3D-реконструкции. Однако подобные функции все чаще востребованы не только на отдельных рабочих местах при конкретном аппарате. Возникает необходимость комплексной диагностики с возможностью сравнения данных, получаемых на разных аппаратах. Результаты 3D-диагностики используются хирургами в ходе подготовки и планирования операций, а также онкологами и неврологами для уточнения диагноза.

Чтобы врачи имели возможность производить 3D-моделирование на своих рабочих местах, системы должны иметь архитектуру «клиент-сервер» с возможностью подключения всех диагностических аппаратов, что целесообразно делать посредством интеграции с единым PACS-архивом. Предпочтительной является также такая схема обработки, при которой все расчеты производятся на сервере, сводя к минимуму требования к отдельным рабочим станциям и позволяя многим специалистам одновременно работать с системой.

Результаты 3D-диагностики используются хирургами в ходе подготовки и планирования операций

Системы трехмерной реконструкции дают возможность не только строить трехмерные модели на основе данных КТ, МРТ, ПЭТ, гамма-камер, ОФЭКТ, но и проводить экспертную обработку с определением количественных параметров. В частности, является возможным определять ширину просвета сосудов и уровень стеноза, рассчитывать кальциевый индекс и количество жировой ткани, производить слияние данных различного типа (например, КТ, МРТ, ПЭТ) с целью более детального анализа, выделять отдельные органы и ткани, использовать режим виртуального скальпеля, а также многие другие виды диагностики. Трехмерные модели обладают высокой степенью наглядности, однако нельзя забывать, что они получаются в результате применения сложнейших математических алгоритмов, являющихся уникальными технологиями и разработками (ноу-хау) производителей программного обеспечения. При использовании 3D-моделирования необходимо быть уверенным, что данная система сертифицирована и прошла испытания в ведущих мировых центрах, а получаемые на ее основе результаты достоверны и воспроизводимы.

PACS в российских ЛПУ

В России информатизация здравоохранения находится в стадии активного развития, тогда как в большинстве стран Европы, США, Канаде, Японии этот процесс вышел на уровень насыщения. Большинство клиентов многие годы пользуются медицинскими информационными системами (в частности, PACS-системами), приобрели огромный опыт и имели возможность четко  формулировать собственные потребности. В связи с этим, раз в 3-5 лет происходит либо существенная модернизация имеющихся систем, либо их замена на новые, что повышает уровень эффективности взаимодействия поставщика и заказчика.

В российских же ЛПУ четких требований к PACS-системам пока не сформировано ни на уровне ЛПУ, ни на уровне региональных и федеральных органов управления здравоохранением. В отсутствие регламентированных требований каждому клиенту приходится формировать их самостоятельно на основании собственного опыта, который, чаще всего, достаточно ограничен. В результате, могут быть упущены существенные факторы. Например, возможность интеграции с другими системами или цифровым оборудованием с помощью стандартных интерфейсов типа HL7 и DICOM. В частности, даже при наличии цифрового оборудования, поддерживающего DICOM, требуется убедиться в том, что в комплект поставки входили как минимум лицензии DICOM Store SCU и Modality Worklist SCU, необходимые для обмена данными с PACS. В процессе постановки задачи редко учитываются критерии отказоустойчивости, надежности и производительности ПО и оборудования, защиты данных, наличие службы поддержки у поставщика. Однако, усилиями и опытом производителей и поставщиков систем, в последнее время наметились тенденции к изменению ситуации.

Системы архивирования и передачи медицинских диагностических изображений широко используются как непосредственно для диагностики, так и в полном цикле обслуживания пациента и позволяют эффективно формировать единую диагностическую историю пациента в процессе лечения, вне зависимости от того, в какой период времени, в каком ЛПУ и на каком диагностическом аппарате получены данные. Как врачи-диагносты, так и врачи-клиницисты получают возможность анализа максимально полной информации о пациенте. Таким образом, PACS-системы оказываются необходимыми и востребованными во всех областях медицины – как в рамках одной клиники, так и в целых сетях лечебных учреждений уровня региона или страны.

Михаил Переверзев