Цифрова ультразвукова діагностика без меж: проблеми збереження зображень

 

Динник Олег Борисович, к.м.н., заслужений лікар України

Завідувач науковим лікувально-діагностичним відділом (НЛДВ) МНПО "Медбуд"

Завідувач Лабораторії телемедицини НДМІЦ "НОРТ" НАНУ

Пройшов стажування в Учбових центрах з телемедицини Університетів штатів Меріленд та Вірджінія (США).

Президент благодійної організації "Український допплерівський клуб".

Член Правління Української Ассоціації фахівців з ультразвукової діагностики.

Автор близько 70 наукових праць.

Кориченський Олександр Миколайович

Завідувач групою ультразвукової діагностики НЛДВ МНПО "Медбуд"

Науковий співробітник Лабораторії телемедицини НДМІЦ "НОРТ" НАНУ

Пройшов стажування в Учбових центрах з телемедицини Мерілендського та Йельського Університетів (США).

Секретар благодійної організації "Український допплерівський клуб".

Автор близько 30 наукових праць.

 

Реферат

В статті освітлено проблему збереження зображень як один з аспектів проекту ЛТМ по створенню єдиного медичного інформаційного простору в сфері ультразвукової діагностики в Україні через впровадження в життя концепції автоматизованого робочого місця лікаря-сонолога, як клієнта телемедицини. Як результат поширення телесонології є інтеграція лікарів України у світовий інформаційний простір.

Головною метою проекту є поява в кожному кабінеті сонографії програмно-апаратного комплексу для двонаправленого обміну цифровою інформацією між ультразвуковим сканером будь-якого покоління та інформаційними комп'ютерними мережами для підвищення якості медичного обслуговування населення України, підвищення кваліфікації медперсоналу та доказовості ультразвукових досліджень.

Ключові слова: телемедицина, єдиний медичний інформаційний простір, сонологія.

"Навіть самий великий шлях бере початок з першого кроку". Китайська мудрість.

Вступ

На межі тисячоліть в Україну прийшла цифрова ультразвукова діагностика (УЗД) світового рівня. Ультразвукові сканери експертного та преміум класів закуповуються сотнями на рік.

Принципи цифрової архітектури УЗ сканерів та обробки інформації вміщують в себе декілька технологічних напрямків.

Перше - це управління процесами випромінення та прийому ультразвуку ще на рівні п'єзокристалів.

Друге - комп'ютерна обробка первинного сигналу (збільшений динамічний діапазон, сумація кадрів, спеціальні алгоритми паралельного аналізу широкої смуги частот, посил та фільтрація асиметричних та гармонічних коливань, адаптивний ультразвуковий сигнал, виділення допплерівського зрушення частот у широкому діапазоні швидкостей, високоспецифічна фільтрація сигналів від контрастів, математичне управління механічним індексом при скануванні та тригерне випромінення).

Третє - просторове представлення ультразвукової інформації (панорамне, тривимірне та матричне сканування, в тому числі і в реальному часі, багатопроменеве сканування зі змінним кутом - SonoCT TM , алгоритми пред- і постобробки та впорядкування піксельної структури ехограми - Xres TM, eСom TM, iScan TM, TEQ TM).

Четверте - збереження зображень в цифрових форматах (bmp, pcx, tiff, gif, jpeg, avi, mpeg) в архіві інтегрованої в сканер робочої станції (поодинокі та серійні єхограми, кінопослідовності, тривимірні блоки).

П'яте - готовність сканерів до інтеграції у лікарняні комп'ютерні мережі (використання міжнародного радіологічного стандарту збереження та передачі інформації - DICOM, побудова DICOM-сумісних архівів зображень (Picture Archive and Communication Systems - PACS), використання Windows-орієнтованих програм та Internet-протоколів (електронна пошта та Web-навігатори) для доступу до робочих станцій сканерів і передачі зображень через мережу Internet, як у межах одного лікувального закладу, так і глобально [1].

Телесонологія - веління часу.

Ульразвукова діагностика в Україні стала високотехнологічною. Це відкрило практично необмежені перспективи обміну діагностичною інформацією в середовищі спеціалістів. Сучасна, повністю комп`ютеризована, УЗД як найповніше відповідає вимогам медичної телематики - галузі, що поєднує діяльність, послуги і системи, пов'язані з наданням медичної допомоги на відстані через інформаційно-комунікаційні технології та спрямовані на сприяння розвитку охорони здоров'я, якості медичної допомоги, навчання медперсоналу, управління системою охорони здоров'я, проведення наукових досліджень в сфері медицини [1]. Побудова єдиного інформаційного простору для фахівців з ультразвукової діагностики на основі комплексу нормативно-правових, організаційних, технічних і наукових заходів, що забезечують інформаційну підтримку в межах їх інтересів стане основою української телесонології.

Необхідність інформатизації системи охорони здоров'я задекларовано кілька років тому провідними вітчизняними вченими. "Система охорони здоров'я стоїть перед дилемою: або повторити дослідження по створенню стандартизованої історії хвороби [2, 3], або ж закупати дорогі лікарняні інформаційні системи за рубежем" [2]. В Україні прийнята програма інформатизації медичної галузі, створена Асоціація комп'ютерної медицини та сформульована концепція створення єдиного медичного інформаційного простору [4].

Головні принципи єдиного протоколу системі в охорони здоров'я [2, 4]:

1. Єдність структури медичної документації.
2. Єдність медичної мови.
3. Єдність класифікацій, категорій медичного опису.
4. Діагностичні та лікувальні стандарти.
5. Стандарти дій в процесі розпізнання захворювань і проведення лікувальних процедур.
6. Оцінка стану пацієнта, ризику захворювання і лікувально-діагностичних процедур, ступеню діагностичної травми.
7. Оцінка якості роботи лікувально-профілактичних закладів.
8. Структурування медичної інформації.
9. Селективний доступ до медичної інформації, безпека і охорона таємниці особи.
10. Сувора відповідальність медичного персоналу за використання медичної інформації для прийняття рішень в діагностиці і лікуванні.
11. Забезпечення достовірності і валідності інформації про стан пацієнта, інформаційна підтримка прийняття рішень в медицині.
12. Збереження всієї інформації на протязі всього життя пацієнта.
13. Витримання наступності обстеження та лікування.

Що дасть інформатизація охорони здоров'я практикуючому лікарю:

1. Вивільнення від паперової рутини. Відомо, що 50% часу лікар витрачає на оформлення медичної документації. Автоматизоване робоче місце лікаря (АРМ) дозволяє виконати автоматизоване формалізоване введення стандартних даних за короткий час з мінімумом помилок.
2. Повну і систематизовану інформацію про пацієнта. Це позбавляє пацієнта від повторних і небгрунтованих обстежень. Очевидна економія медичних ресурсів.
3. Оперативність отримання інформації, скорочення допоміжного медперсоналу. Знижується ризик лікарських помилок.
4. Створення єдиного медичного інформаційного простору, що забезпечує централізоване обслуговування, зберігання, корекцію, аналіз інформації з багатьох медичних закладів, територіально віддалених один від одного.
5. Економію часу на отримання даних про пацієнта незалежно від відстані [2].

Але постає питання хто, де, коли, як і завдяки яким ресурсам навчить лікарів-сонологів користуватись телемедичними ресурсами, що притаманні сучасним ультразвуковим сканерам? На сьогодні відповіді немає, бо не існує в системі пілядипломної освіти лікарів питань, пов`язаних з цифровою візуалізацією. Крім того, не має достаньої кількості інженерів, обізнаних в мережевих медичних системах типу PACS [6] .

Мета

Метою науково-дослідної роботи Лабораторії телемедицини НДМІЦ "НОРТ" НАН України за проектом Науково-технологічного центру України (НТЦУ) стала саме розробка автоматизованого робочого місця лікаря ультразвукової діагностики (сонолога) як клієнта телемедицини для створення єдиного медичного інформаційного простору в цій сфері діагностики в Україні.

Інформаційні потоки в ультразвуковій діагностиці.

Для створення єдиного медичного інформаційного простору в ультразвуковій діагностиці ми дослідили потоки інформації, яка циркулює в цій сфері.

• Ідентифікація пацієнта перед дослідженням. Отримання паспортних та деяких антропо-фізіологічних даних особи і занесення їх до електронної картотеки/бази даних, а також до картотеки сучасних цифрових УЗ приладів (ID - idintification).
• Отримання та передача даних (ехограми, кінопослідовності ехограм, 3D/4D зображення, звук, числові таблиці, підписи) з ультразвукового приладу до програмно-апаратного комплексу на базі персонального комп'ютера (АРМ УЗД) з метою архівування та цифрової обробки зображень (стиснення, обчислення, фільтрація, колоризація, виміри), та передачі їх по мережам (в межах відділення, лікарні, адміністративної території чи глобально) [6, 7, 8].
• Протоколювання результатів дослідження та формулювання висновків (формалізований опис та заключення, а також рекомендації щодо подальшого алгоритму обстеження, чи лікування) у відповідності до стандартного протоколу [9, 10, 11].
• Отримання передової інформації щодо новітніх технологій УЗД та методик їх прикладного використання через комп'ютерні мережі та мультимедійні засоби [12].
• Освіта та самоосвіта фахівця-сонолога та середнього персоналу через ресурси мережі Internet [www.ultrasound.net.ua, 7].
• Віддалене консультування діагностичного випадку, використовуючи переваги підготовленого в АРМі УЗД електронного документу пацієнта (ID, ехограми, рух, звук, формалізований протокол) в реальному часі (on-line) або в відстроченому (off-line) режимі. Телеконсультування в УЗД завжди розглядається не тільки як вирішення діагностичних питань, а й як підвищення кваліфікації і впевненості фахівця в цій сфері [1, 12, 13] .

Головні труднощі, з якими стикаються лікарі-радіологи при впровадженні телемедичних технологій в повсякденну практику (світовий досвід).

• Рішення про впровадження телемедицини приймає найчастіше адміністрація, а не лікарі-сонологи. Думки та потреби кінцевих користувачів не завжди враховуються в повній мірі. На першому ж етапі залучається широке коло фахівців-консультантів. При цьому формулюються численні правила та рекомендації, що утруднює сприйняття їх лікарями - бар'єр нового. Центральне керівництво активно демонструє могутність проекту. Але конкретним користувачам часто це лише зайвий клопіт.
• Побудова виділених центрів телемедицини призводить до надмірної централізації і адміністрування. Саме до них лікарі, в тому числі й сонологи, повинні приводити (транспортувати!) свого пацієнта або надсилати матеріали для консультації, спеціально їх оброблюючи. Відстань від центру ТМ до робочого кабінету УЗД - бар'єр відстані. Тобто, ідея ТМ, як ідея усунення саме цього бар'єру, лишається сенсу і відлякує потенційних користувачів. Справа в тому, що лікарі, як правило, люди зайняті і в своїй роботі звикли користуватися інструментами або послугами негайно. Якщо лікарям для телемедичних консультацій потрібно буде ходити в спеціальні кімнати, та ще й у виділений час, приводити туди своїх пацієнтів та колег, то скоріш за все, вони цього робити не будуть.
• Великим каменем на дорозі телесонології (ТС) стала десинхронізація процесів, які виконють під час діагностики лікар-сонолог-донатор інформації та лікар-сонолог-реціпієнт цієї інформації. Як один, так і другий повинні спеціально виділити час на телеконсультування on-line. Але як що практикувати тільки off-line телеконсультації, то втрачається реальний контакт колег.
• Ще одне суттєве питання. Якщо це не система страхової медицини, а межі однієї лікарні, то хто буде платити за додаткову роботу лікаря-сонолога-реціпієнта?
• Хибними є сподівання на те, що лікарі та їх асистенти (середній медичний персонал) самотужки опанують та будуть обслуговувати телемедичні системи без спеціального тренінгу. Поруч завжди повинен бути обізнаний інженерний персонал (інженер з комп'ютерної медичної техніки). Сюди ж можна віднести і бар'єр нового. У піонерів ТМ в УЗД часто відсутні позитивні приклади сусідів. Немає психологічних мотивів перегонів за лідером ТМ.
• Нарешті, є технічні та економічні проблеми. Відсутність комп'ютерів, засобів телекомунікацій, каналів зв'язку [1, 4, 6, 13].

Складові проекту створення єдиного медичного інформаційного простору фахівців УЗД.

• Ідентифікація пацієнта.
• Робота з зображеннями (локалізація радіологічного стандарту DICOM 3.0 для України).
• Формалізація протоколу ультразвукового дослідження.
• Електронна бібліотека та портал для корисних посилань в мережах, зокрема в Internet.
• Атлас цікавих випадків.

Практично, мають бути побудовані декілька баз даних - картотека пацієнтів, архів зображень та архів формалізованих протоколів, які будуть узгоджуватись через вже сформульовані поля міжнародних стандартів DICOM-3 та HL7. Головною є база даних пацієнтів, яка містить в собі розгорнуту паспортну частину (ID). [6, 7, 13, 14, 15]

Ідентифікація пацієнта.

Для узгодження роботи бази даних зображень (БДЗ) та формалізованої бази даних протоколів УЗД (БДП) має існувати однозначна ознака. Такою ознакою є унікальний порядковий номер пацієнта (код пацієнта, ID-код) у формалізованій базі даних. Актуальність ID-коду означена тим, що в DICOM-3 стандарті, дані про пацієнта, що отримуються автоматично із зображенням, зазвичай мають параметри, в тому числі і паспортні дані, на англійській мові. Масова русифікація або українізація імпортних сучасних УЗ-приладів мало вірогідна. Виникає семантична проблема. Прізвище пацієнта різними фахівцями-сонологами може бути записано по-різному як у кирилиці, так і в латиниці. Наприклад, Кориченський - Korychenskyy, Korychensky, Korichensky, Korichenskiy та ін. Крім того, зазвичай у великих БД є значна кількість пацієнтів, що мають однакове прізвище. ID-код пацієнта є унікальним і різними системами розцінюється однозначно. І ще одне, передача даних відкритими мережами потребує суворої таємниці в інтересах хворого. Ідентифікація пацієнта перед дослідженням, крім ідентифікатора (прізвище, ім'я, по-батькові), включає й частину антропо-фізіологічних даних особи: вік, стать, стан організму (наприклад, вагітність), вага, зріст, площа тіла, температура тіла, артеріальний тиск, моніторування ЕКГ, ФоноКГ, дихання, характер лікування, поза, в якій проведено дослідження.

Всі ці параметри стають особливо важливими при дистанційному аналізі УЗ дослідження засобами комп'ютерних комунікацій. Інформація в таких випадках повинна бути вичерпною для віддаленого експерта.

Робота з зображеннями та локалізація радіологічного стандарту DICOM-3 для України.

DICOM-стандарт (Digital Image and Communication in Medicine) створено для регламентації передачі медичних зображень та супровідної інформації. На основі цього стандарту розвиваються системи архівування та передачі зображень (PACS), забезпечується взаємодія PACS та внутрішньолікарняних медичних інформаційних систем, створюються бази даних, які вміщують у собі діагностичну інформацію, що отримана за допомогою широкого спектру географічно віддалених пристроїв [5,6].

Отримання та передача даних з ультразвукового приладу в комп'ютер.

Робота із зображеннями в сучасних цифрових ультразвукових приладах, які працюють в рамках вимог міжнародних стандартів (DICOM-3), не створює суттєвих проблем щодо отримання, передачі та архівування зображень. Зображення на цих приладах є цифровими графічними файлами, які вже готові для передачі в комп'ютер. Форматами зображень можуть бути tiff, gif, bmp, jpeg. Деякі прилади дозволяють зберігати кінопетлі (cineloop) в форматі avi-файлів. При збереженні зображення з відеовиходу приладу використовуються додаткові ком'ютерні пристрої - плати захвату зображень та відео (frame-grabber, відео-тюнер). Ця ж проблема виникає при роботі з ультразвуковими приладами, які працюють не в DICOM-3 стандарті. В будь-якому випадку, передане в комп'ютер зображення має бути збережено в єдиному стандарті для можливого подальшого обміну. Таким міжнародним стандартом в променевій, і зокрема ультразвуковій діагностиці, обрано DICOM-3. Локалізація цього програмного продукту для широкого застосування в Україні є важливою метою нашого проекту.

Варіанти режимів вводу зображень з сонографа в ПК.

Ми передбачаємо, що лікарі-сонологи в різних медичних закладах в Україні будуть працювати з ультразвуковими приладами різних фірм, генерацій, віку, різних технічних можливостей. Тому розглянули практично всі можливі режими роботи з приладами.

Існують кілька шляхів збереження зображень з ультразвукового приладу в ПК [6, 7, 13]:

• через мережевий адаптер (мережевий адаптер, DICOM-порт, USB-порт);
• через попередній запис на тверді носії в спеціальних приводах УЗ приладу (дискета, магніто-оптичний чи лазерний диск);
• через відео-вихід (з використанням frame grabber або відеотюнера).

Збереження зображень через мережевий інтерфейс.

Найчастіше для підключення використовується мережевий адаптер. В сучасних сканерах встановлюються мережеві картки зі швидкістю передачі даних 10Мб/с або 100Мб/с. Картку з такою ж швидкістю бажано встановити і в комп`ютері робочої станції. Через мережевий адаптер можливі наступні сценарії роботи:

• Автоматично з використанням спеціальних програм, типу DICOM-server
• Через прямий доступ до каталогу зображень жорсткого диску сонографа (hard-drive інтегрованих робочих станцій приладу).
• Пряме збереження зображень на ПК без збереження на hard-drive приладу.

Технологія Net Link. Використання спеціальних програм - DICOM-server.

Існує ряд комерційних програм DICOM-server: MedArchive, eFilm, Digital Jacket, SieNet, Q Lab, Image Arena, LeadTools та ін. Ми маємо досвід роботи з такими програмами. Принцип роботи такого серверу полягає в тому, що програма-резидент постійно завантажена і через локальну мережу тестує DICOM-сумісні прилади на наявність в них зображень для скачування та збереження на спеціально виділеному сервері зображень. Може відбуватися і захват відеороликів (cine-loop). Такі сервери і мережі мають назву PACS (Picture Archive and Communication System). Після збереження на жорсткому диску УЗ-приладу зображення автоматично ідентифікується та підхоплюється програмою DICOM-server, передається і зберігається на сервері. При цьому формується певне логічне дерево каталогів бази даних зображень. Воно не зрозуміле при перегляді звичайними засобами операційних систем, наприклад, провідником OS MS Windows, або програмами для роботи з зображеннями, такими, як ACDSee. Але ця структура каталогів зрозуміла при використанні спеціальних програм перегляду - DICOM-viewer, як, наприклад, ROGAN medical system.

Мал.1. Зображення інтерфейсу програми - DICOM-viewer компанії ROGAN medical system

Головною перевагою баз даних цифрових зображень у DICOM-форматі є стандартність, висока розрізнююча здатність та відсутність деградації якості зображення. Архіви баз даних зображень на CD-ROM можна розглядати як дешеву і високоякісну альтернативу друку на папері чі плівці.

Для широкого використання лікарями та пацієнтами зображень без DICOM-сумісних програм перегляду можна з успіхом використовувати програми конвертації DICOM-зображень у загальні графічні формати - tiff, gif, bmp, jpeg.

Мал.2. Фрагмент службової інформації DICOM файлу, отриманого з УЗ-приладу

Головною проблемою в роботі з такими системами є узгодження бази даних зображень, що формується DICOM-сервером англійською мовою, та формалізованої бази даних на національній мові. Детально це стає зрозумілим після розгляду реальних сценаріїв роботи кабінету ультразвукової діагностики. Не слід забувати про мовний бар'єр для українських медиків і про те, що значну частину рутинної роботи (в тому числі збереження зображень та оформлення протоколів) веде не лікар, а середній медперсонал. До того ж, такі DICOM-орієнтовані програми досить коштовні. В своїй більшості вони не представлені на ринку України. Якщо такі програми і потрапляють до лікарів, то вони ідуть в поставках комплексу УЗ-прилад плюс робоча станція (така комплектація буває рідко, тому що адміністрація витрачає кошти на компьютерну техніку по залишковому принципу). Але, навіть при наявності таких програм, пройти спеціальне стажування по опануванню і всебічному використанню DICOM-орієнтованих програмних комплексів медичний персонал не в змозі. Самостійно розібратися в повноцінній роботі програм не вистачає ні часу, ні спеціальних знань.

Мал.3. Схема підключення УЗ-сканера в мережу через Net Link (DICOM).

Український допплерівський клуб спільно з Лабораторією ТМ НДМІЦ "НОРТ" НАНУ на базі МНПО "Медбуд" створив умови для навчання широкому повсякденному використанню лікарями-сонологами мережевих технологій в ультразвуковій діагностиці на приладах різних генерацій. Важливими психологічними моментами навчання лікарів є: "роби як ми", "це ви можете", "що може робити медсестра, те може опанувати лікар", "Internet-технології це повсякденна практика сонолога". Подолання психологічного бар'єру є головним у формуванні мережевого мислення, мережевого світогляду лікарів-сонологів в Україні.

Робота кабінету УЗД з використанням DICOM-серверу

При використанні стандартних програм, що входять в поставку робочої станції та комплектуються (або рекомендуються) виробниками ультразвукової техніки, можливості зміни в роботі таких програм обмежені. DICOM-сервер зберігає зображення, використовуючи свою логіку побудови бази даних, дерева та імен файлів.

Ми відпрацювали можливі сценарії роботи з такою конфігурацією. Відпрацювання сценаріїв відбувалося на базі внутрішньолікарняної мережі МНПО "Медбуд". Як модель формалізованої бази даних використовувалася реально працююча в МНПО "Медбуд" на протязі більше 10 років мережева система формалізованого протоколювання ультразвукових протоколів IxBASE. В якості DICOM-сервера використали програми Digital Jacket, eFilm (демонстраційні версії з обмеженням тільки у часі - 1 місяць повноцінної роботи), HDILab та Q Lab, що були надані компанією Philips Medical Systems (PMS, Голандія). Ультразвуковий прилад HDI 5000 (Philips Medical System).

Лікар працює з пацієнтом. Збережене зображення на жорсткому диску УЗ-приладу автоматично підхоплюється DICOM-сервером. Файлам зображень, що зкачуються, автоматично присвоюються імена відповідно до ID-коду пацієнта, дати та типу дослідженя.

Збереження на зовнішні носії.

Сучасні УЗ-прилади дозволяють копіювати збережені файли на зовнішні носії: дискети, магнітооптичні пристрої, лазерні диски. Причому часто є можливість запису або в DICOM-форматі, або з конвертацією файлів в той чи інший графічний формат, в тому числі і задати ступінь компресії (jpeg-стиснення). Паралельно можна записати протоколи-коментарі, табличні чи графічні дані дослідження та аудіограми-коментарі. Важливо, що записану таким чином інформацію можна зворотньо записати на той чи подібний УЗ-прилад і вже потім провести додатковий аналіз (виміри, розрахунки, маркування).

Мережеві Intrnet-ресурси сучасних цифрових УЗ-приладів

Технологія Web Link.

Деякі УЗ-прилади мають спеціальний мережевий адаптер та інтерфейс, що підтримує TCP/IP протокол. На цих приладах побудовано WEB-сервер, до каталогу досліджень якого є доступ ззовні через стандартний WEB-броузер (Internet Explorer, NetScape). В УЗ-приладі HDI 5000 (PMS), наприклад, такий інтерфейс має назву WebLink. Зображення можуть бути скопійовані на жорсткий диск ПК (сервера) інтерактивно. Адреса та ім'я файла прямо вказуються оператором.

Мал4. Інтерфейс програми УЗ-сканера при підключенні в мережу через WebLink (HDI 5000 (PMS).

При роботі з WEB-link не мають значення час і місце збереження зображення. Більше того, одночасно декілька операторів можуть працювати з одним УЗ-приладом. Підключення до УЗ-приладу відбувається через Internet-протокол (TCP/IP). В такому разі DICOM-сервер не потрібен. Зображення перед трансляцією стискаються jpeg-компресором і зберігаються у jpeg форматі на сервері зображень лікарні. Така технологія дозволяє проводити телеконсультування актуальних випадків на будь-якої відстані (в межах лікарні, міста, країни або глобально), навіть не припиняючи прийому на УЗ-приладі. Лімітом у такому телесеансі є швидкість мережевого доступу до жорсткого диску УЗ-приладу. Конфіденційність гарантується системою паролів.

Технологія E-mail Link.

В деяких сучасних приладах реалізована можливість пересилання файлів з використанням e-mail. Наприклад, через інтегровану робочу станцію SonoView УЗ-приладу HDI 4000 (PMS), або подібну в приладах SonoAce 9900 (Medison Inc., Південна Корея) та Voluson 730 (General Electric, США) можна сформувати листа, вкласти довільно вибрані ехограми, коментарі (англійською мовою) та надіслати це повідомлення електронною поштою.

Збереження зображень через відео-вихід (без використання комп'ютерної мережі).

Система стара і апробована тисячами користувачів ПК. На цей час виросли тільки вимоги до якості зображень, швидкості конвертації та зручності в роботі. Основні режими збереження УЗ-зображень через відео-вихід:

- дистанційне керування - лікар-дослідник дає команду асистенту;

- пряме керування - лікар самостійно вмикає та вимикає систему захвату зображень.

Захоплюватись можуть окремі кадри, серії кадрів з фіксованими інтервалами, відепослідовності (обмежені в часі, розміром файла, з триггерним керуванням).

Робота в такому режимі потребує вибору та інтеграції в робочу станцію АРМу спеціальної плати захвату зображень (відеотюнер, frame-grabber) та спеціального програмного забезпечення. Комп'ютер повинен бути із швидким інтерфейсом запису на жорсткий диск, це особливо важливо для запису відеороликів. Захоплення відеороликів тривалістю 20 хвилин прирівнюються приблизно 1Gb емності дискового простору. Параметри комп'ютера мають бути не нижче наведених у таблиці.

Ми провели аналіз і тестування різних плат вводу зображень. Дійшли висновку, що найбільш прийнятною за співвідношенням ціна/якість є плата DC10+ Macromedia Inc.. На основі цієї плати побудовано систему захвату зображень та кінопослідовностей ехограм з ультразвукових приладів першого покоління: Echocamera SSD-260, 1990 року випуску (Aloka Co., Японія), SonoLine SL-1, 1993 року випуску (Siemens, Німеччина) та вітчизняного ехографа УЗТС 005, 1995 року випуску (НПСП Ескулап-39, Україна). Ці прилади аналогові і DICOM-стандарт не підтримують.

Характеристика комп`ютера для побудови робочої станції.

Телемедичний мобільний інструментально-апаратно-програмний комплекс.

Актуальним для України є побудова мобільного апаратно-програмного комплексу для УЗ-досліджень у віддалених, важкодоступних місцях (rural medicine) та застосування його для медицини катастроф (emergency medicine). З цією метою тестовано також TV-тюнер AverUSB для вводу зображень з мобільного ручного цифрового УЗ-сканера SonoSite180+/SonoHeart, (SonoSite Co., США). Важливою відзнакою комплексу на базі ПК типу NoteBook Aspire 1200 series (Acer Incorporated, США) є повна автономність комплексу від джерел електроенергії (УЗ-сканер і ПК можуть 3-4 години працювати від власних акумуляторних батарей). Підзарядка батарей може проводитись як від звичайної електромережі, так і від автомобіля або гелікоптера. Сам TV-тюнер AverUSB живиться через USB-порт від ПК. Таким чином, лікарі-сонологи можуть виконувати різноманітні дослідження (УЗ-апарат має 6 датчиків і всі сучасні допплерівські режими та тканинну гармоніку) на будь-якій відстані від лікарні абсолютно автономно. У випадку необхідності з такого комплексу є можливість надсилати сонограми через модем ПК через радіо- або телефонну (в тому числі і мобільну) мережі. Оскільки УЗ-сканер SonoSite180+/SonoHeart є цифровим, то існує і пряма можливість проводити повний сценарій збереження цифрових зображень на інтегровану в нього робочу станцію з Flash-memory (до 100 ехограм). Після повернення з виклику через опцію ALI NewPORT System зображеня у DICOM-форматі передаються у мережу лікарні.

Мал. 5. Мобільний інструментально-апаратно-програмний комплекс.

Нами розроблено зручний інтерфейс для керування відео захватом - педальне управління. При цьому зображення на жорсткому диску УЗ приладу не зберігається. Лікар-сонолог вільно обирає передачу або поодиноких ехограм (bmp, jpeg), або кінопослідовностей у avi-форматі.

При ручному вводі захват може виконувати асистент (медсестра). Це може бути кнопка миші або заздалегіть обумовлена ("гаряча") клавіша клавіатури ПК.

Архівування та обробка УЗ-зображень.

Архівування ехограм прямо пов'язане зі збереженням файлів. Пошук необхідних файлів має відбуватися через базу даних протоколів. Для роботи з файлами потрібного пацієнта достатньо використовувати стандартні MS Windows-сумісні програми, які поширюються free-ware або share-ware. На наш погляд однією з найкращих програм для цих задач є ACDSee (Розробка ACD System Ltd.).

Зображення з високим розрізненням мають великий розмір (1-2 Mb). Програма архівуваня повинна мати опцію конвертування зображеннь в файли з меншими розмірами (50-300 Kb), надавати можливість швидкої підготовки файлів для відправки на консультаційний WEB-сервер. Звичайно на WEB-сайті можуть бути представолені обидва типи файлів зображень. Файли з високим розрізненням можуть розміщуватись пізніше, можливо WEB-адміністратором.

Рекомендована конфігурація ПК для АРМу (реально апробована в ЛТМ) дозволяє, крім роботи зі статичними зображеннями, вводити відеопослідовності з будь-якого джерела відеосигналу. Підключення до такого АРМу Web-камери та мікрофону дозволяє проводити відеоконференції (телесонологія on-line).

Для застосування мережевих Internet-ресурсів в роботі кабінету УЗД обов'язковою умовою є підключення до Internet-каналу зі швидкості не менше ніж 56 kbit/s.

Додатковою вимогою до робочої станції є наявність мультимедійного програмного забезпечення (відеоплеєра), що підтримує формат MS mpeg4 (asf)/mp3. В оперативних системах MS Windows/Linux/Unix такі програми присутні, але можлива ситуація, коли виникає необхідність встановлення на ПК додаткових кодеків. Також необхідна підтримка ОС Java script Flash Internet-броузером.

Для якісного представлення візуальних даних слід врахування і параметри комп'ютерних моніторів. Адекватне представлення градацій сірої шкали та кольорової палітри потребує застосовування моніторів, що дозволяють калібровку. Найбільш відомими виробниками моніторів медичного призначення є компанії Sony, Braco, Toshiba, Philips. Але для нашого ринку цілком придатні і монітори таких виробників як LG, Samsung. Ми у своїй повсякденній практиці з успіхом використовуємо монітори фірми Samsung SyncMaster 900 nf / SyncMaster 700 nf з діагоналлю 19 та 17 дюймів з плоским екраном.

Для оптимізації роботи потужних цифрових УЗ-сканерів вищих генерацій (5-покоління, експерт- та преміум-класів), насичених різноманітними технологіями візуалізації, іноді потрібно використання АРМу з двома моніторами, або навіть двох окремих робочіх станцій.

Елементарна складова телесонології.

Ми пропонуємо побудову інформаційного простору в сфері УЗД із запровадження робочого місця лікаря-сонолога - клієнта телемедицини. Так би мовити, знизу. Тобто, основним є програмно-апаратний комплекс, що включає програмне забезпечення по створенню картотеки піцієнтів для їх ідентифікації, швидкісний інтерфейс вводу формалізованих даних, стандартно сконфігурований персональній комп'ютер кінцевого користувача, оснащений спеціальними пристроями для передачі зображень з сонографа в комп'ютер, спеціальні програми для швидкої підготовки даних для відправки їх на сервер або консультанту, наявність засобів зв'язку та канали зв'язку.

Стандартизація даних ультразвукових досліджень - шлях до порозуміння в єдиному інформаційному просторі.

Цей шлях в нашій країні розпочато зусиллями Української Ассоціації фахівців з ультразвукової діагностики та Українського допплерівського клубу, низкою публікацій у періодичних наукових виданнях [9, 10, 11, 16] та Інтернеті за підтримкою Лабораторії ТМ НДМІЦ "НОРТ" НАНУ [www.ultrasound.net.ua, www.doppclub.nort.kiev.ua].

Перспективи телемедичних конференцій через АРМ лікаря-сонолога.

Для розгорнутих телемедичних конференцій АРМ лікаря-сонолога має бути доповнений додатковими пристроями вводу інформації: цифрові фото- та відеокамери (для передачі в АРМ точної позиції УЗ-датчика на тілі пацієнта, загального вигляду пацієнта, трансляції ходу УЗ дослідження), сканери (ввод в АРМ зображень з архівних плівок - ехограм, рентгенограм, томограм та ін.), відеопрезентер, як універсальний засіб вводу матеріалів (в тому числі й рукописних) з історії хвороби та загальної панорамної зйомки кабінету телесонології.

Найважливішими складовими елементами переходу від локальних АРМів до мережевих телемедичних протоколів є: наявність підготовлених для пересилання в електронному вигляді даних (паспортні дані, формалізовані протоколи, УЗ зображення); надійно працюючі канали зв'язку (в першу чергу Internet); впевненість лікаря-позивача у доступності і своєчасному отриманні компетентної та конструктивно корисної відповіді спеціаліста-консультанта.

Саме тут важливо вирішення не тільки технічних та технологічних, а й організаційних питань - правових, економічних, субординаційних. В цьому головним має стати ініціатива суспільних об'єднань професіоналів - Української Ассоціації фахівців з ультразвукової діагностики та Українського допплерівського клубу. Для цього створено Internet-сервер УАФУЗД та УДК як базовий Internet-ресурс для віддаленого консультування і інформатизації - www.ultrasound.net.ua.

Головне: телесонологія, як технологія спілкування, повинна бути не зайвим клопотом, а помічником у вирішенні повсякденних проблем спеціаліста в його робочому кабінеті. Саме в розвитку АРМів лікаря-сонолога та розповсюдженні їх серед фахівців ми вбачаємо успіх телесонології в Україні.

Висновки

1. Розробка автоматизованого робочого місця лікаря-сонолога як клієнта телемедицини на засадах доступного широкому загалу лікарень комп'ютерного обладнання, дозволить отримати в електронному вигляді і підготувати без зайвої втрати часу матеріали (формалізовані та візуальні) для консультування через існуючі в Україні комп'ютерні мережі.
2. Саме впровадження АРМа лікаря-сонолога "знизу" дозволить налаштувати свідомість фахівця на мережевий спосіб мислення, подолати психологічні і адміністративні бар'єри, накопичувати діагностичну інформацію в стандартних форматах з ультразвукових приладів будь-якого технологічного рівня.
3. Широке впровадження автоматизованого робочого місця лікаря-сонолога підвищить якісний рівень і доказовість ультразвукової діагностки, додасть рентабельності процесу архівування (безплівкове/безпаперове зберігання та документообіг лікарень), надасть йому оперативності, заощадить людські ресурси.
4. Застосування локалізованої версії міжнародного радіологічного стандарту DICOM-3 у повсякденній практиці сонологів України можливе тільки через залучення їх в цей процес під егідою суспільних об'єднань - Української Ассоціації фахівців з ультразвукової діагностики та Українського допплерівського клубу.
5. Впровадження АРМу і спеціалізованого Internet-серверу ультразвукової діагностки (для дистанційного консультування та навчання) ведуть до створення єдиного інформаційного медичного простору для лікарів-сонологів.

Література:

1. Клиническая телемедицина. /Григорьев А.И., Орлов О.И., Логинов В.А. и соавт.-М.:Фирма"Слово", 2001.-144 с.
2. Мінцер О.П. Інформаційна основа медицини третього тисячоліття - медичний електронний паспорт.// Медичний всесвіт.-2002.-Т.2.№1-2.- С.150-160.
3. Медицинская информационная система / Під.ред.М.М.Амосова и О.О.Попова.-Київ:Наукова думка, 1975.-507 с.
4. Макомела Р.М. Формування єдиного медичного інформаційного простору./Наук.-практ.конф."Інформаційне забезпечення охорони здоров'я в єдиному медичному просторі столиці держави", ГУОЗ, Київ, 10-11 грудня 1998. С.7-8.)
5. Friedman B.A., Martin J.B. Hospital information systems: The phisitian's role.//J.Amer.Med.Ass.-V.2567.-N1792.-1987 p.
6. Компьютер для врача./ Герасевич В.А.-СПб.:БХВ-Петербург,-2002.-640 с.
7. Баликова Т.П. Автоматизированные рабочие места для анализа рентгенрадиологических зображений.// Компьютерные технологии в медицине.-1998.-№1.- С.35-41.
8. Bidgood et all. Image-acquisition Context.// Journal of the AMIA, V.6, №1, Jan/Feb, 1999, P.61-75.
9. Медведев В.Е., Дынник О.Б., Яцык В.И. и др. Стандартизованный протокол ультразвукового исследования органов брюшной полости и забрюшинного пространства.// Новые медицинские технологии (НМТ).- №2, 2002.- С.45-48
10. Медведев В.Е., Дынник О.Б., Яцык В.И. и др. Стандартизованный протокол ультразвукового исследования органов малого таза у женщин.// Новые медицинские технологии (НМТ).- №3, 2002.- С.46-47.
11. Макарова Е.А., Шевелев А.Н., Дынник О.Б. Клиническая информатика и формализация в нейросонографии.// Новые медицинские технологии (НМТ).- №5, 2002.- С.40-44
12. Медицинский Интернет./ Синицын В.Е., Мершина Е.А., Морозов С.П.-М.:Видар, 2001.-104 с.
13. Телемедицина. /Блажис А.К., Дюк В.А.-СПб.:"Спецлит", 2001.-143 с.
14. Емелин И.В. Компьютеризованная история болезни и системы классификации медицинских терминов.// Компьютерные технологии в медицине.-1997.-№2.- С.53-57.
15. Емелин И.В. Стандарт электронного обмена медицинскими изображениями DICOM. // Компьютерные технологии в медицине.-1996.-№3.- С.56-59.
16. Радіологічна термінологія. Українська, англійська, російська (2 видання). / Уклад.: М.І.Пилипенко, Л.Г.Розенфельд.-Харків, ХНДІМР.-1999.-436 с.

Календар подій

Матеріали

Книги. Букініст

УАФУД у Facebook

УАФУД YouTube канал

Членство в УАФУД та EFSUMB

WFUMB: Реєстрація на вебінари

Всесвітня Федерація Ультразвуку в Медицині та Біології постійно пропонує залучатись до навчальних заходів. Заходьте на сайт WFUMB та приймайте участь!