Système d'archivage et de communication d'images – Serveur d’impression

Une image stockée sur un système d'archivage et de communication d'images (PACS)

La même image après ajustement du contraste, accentuation et marques de mesure ajoutées par le système

UNE système d'archivage et de communication d'images (PACS) est une technologie d’imagerie médicale offrant un stockage économique et un accès pratique aux images provenant de multiples modalités (types de source).^[1]Les images et les rapports électroniques sont transmis numériquement via le PACS; Ceci élimine le besoin de classer, de récupérer ou de transporter manuellement les jaquettes de film, les dossiers utilisés pour stocker et protéger les films radiographiques. Le format universel de stockage et de transfert des images PACS est DICOM (Imagerie numérique et communications en médecine). Les données non-image, telles que les documents numérisés, peuvent être incorporées dans des formats standard tels que PDF (Portable Document Format), une fois encapsulés dans DICOM. Un PACS comprend quatre composants principaux: les modalités d’imagerie telles que le film radiographique standard (PF), la tomodensitométrie (TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM), un réseau sécurisé pour la transmission des informations des patients, des postes de travail pour l’interprétation et la révision. des images et des archives pour le stockage et la récupération des images et des rapports. Combiné avec la technologie Web disponible et émergente, le PACS permet de fournir un accès rapide et efficace aux images, interprétations et données associées. Le système PACS réduit les obstacles physiques et temporels associés à la récupération, à la distribution et à la présentation d'images sur film.

Types d'images[[[[modifier]

La plupart des systèmes PACS gèrent les images de divers instruments d’imagerie médicale, y compris les ultrasons, la résonance magnétique, la médecine nucléaire, la tomographie à émission de positrons, la tomodensitométrie, l’endoscopie, les mammographies et les radiographie (DR), radiographie sur plaque de phosphore, histopathologie, ophtalmologie, etc. De nouveaux types de formats d'image sont toujours ajoutés. Domaines cliniques au-delà de la radiologie; la cardiologie, l'oncologie, la gastroentérologie et même le laboratoire créent des images médicales pouvant être intégrées au PACS. (voir Domaines d’application DICOM).

Le PACS a quatre utilisations principales:

• Remplacement de la copie papier: le PACS remplace les moyens de gestion des images médicales basés sur la copie papier, tels que les archives de films. Avec le prix décroissant du stockage numérique, les systèmes PACS offrent un avantage croissant en termes de coût et d'espace par rapport aux archives de film, en plus de l'accès instantané aux images antérieures dans la même institution. Les copies numériques sont appelées copies électroniques.
• Accès à distance: Il étend les possibilités des systèmes conventionnels en offrant des possibilités de visualisation et de rapport hors site (enseignement à distance, télédiagnostic). Il permet aux praticiens de différents emplacements physiques d'accéder simultanément à la même information pour la téléradiologie.
• Plate-forme d'intégration d'images électronique: PACS fournit la plate-forme électronique d'images radiologiques s'interfaçant avec d'autres systèmes d'automatisation médicale, tels que le système d'information hospitalier (SIS), le dossier médical électronique (DME), le logiciel de gestion de cabinet et le système d'information radiologique (RIS).
• Gestion du flux de travail en radiologie: le personnel de radiologie utilise le système PACS pour gérer le flux de travail des examens de patients.

PACS est proposé par la quasi-totalité des principaux fabricants d’imagerie médicale, des sociétés d’informatique médicale et de nombreux éditeurs de logiciels indépendants. Le logiciel PACS de base est disponible gratuitement sur Internet.

Architecture[[[[modifier]

L'architecture est l'implémentation physique de la fonctionnalité requise, ou ce que l'on voit de l'extérieur. Il existe différentes vues, en fonction de l'utilisateur. Un radiologue voit généralement une station de visualisation, un technologue, un poste de travail d'assurance qualité, tandis qu'un administrateur de système PACS peut passer le plus clair de son temps dans la salle informatique à température contrôlée. La vue composite est assez différente pour les différents fournisseurs.^[2]

Un PACS est généralement composé d'une multitude de périphériques. La première étape dans les systèmes PACS typiques est la modalité. Les modalités sont généralement la tomodensitométrie (TDM), les ultrasons, la médecine nucléaire, la tomographie à émission de positrons (TEP) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM). En fonction du flux de travail de l'installation, la plupart des modalités sont envoyées vers un poste de travail d'assurance qualité ou parfois appelé passerelle PACS. Le poste d’assurance qualité est un point de contrôle qui permet de s’assurer que les données démographiques des patients sont correctes, ainsi que les autres attributs importants d’une étude. Si les informations de l'étude sont correctes, les images sont transmises à l'archive pour être stockées. Le dispositif de stockage central (archive) stocke les images et, dans certains cas, les rapports, les mesures et autres informations associées aux images. La prochaine étape du flux de travail PACS est la lecture des postes de travail. Le poste de lecture est le lieu où le radiologue examine l’étude du patient et formule son diagnostic. Normalement, un ensemble de rapports est associé au poste de lecture pour aider le radiologue à dicter le rapport final. Le logiciel de rapport est facultatif et les médecins préfèrent dicter leur rapport de différentes manières. En plus du flux de travail mentionné, il existe normalement un logiciel de création de CD / DVD utilisé pour graver les études de patients à des fins de distribution aux patients ou aux médecins traitants. Le diagramme ci-dessus montre un flux de travail typique dans la plupart des centres d'imagerie et des hôpitaux. Notez que cette section ne couvre pas l’intégration à un système d’information radiologique, à un système d’information hospitalier et à d’autres systèmes frontaux de ce type liés au flux de travail PACS.

De plus en plus de systèmes PACS incluent des interfaces Web pour utiliser Internet ou un réseau étendu comme moyen de communication, généralement via un réseau privé virtuel (VPN) ou SSL (Secure Sockets Layer). Le logiciel côté client peut utiliser ActiveX, JavaScript et / ou un applet Java. Les clients PACS plus robustes sont des applications complètes pouvant utiliser toutes les ressources de l'ordinateur sur lequel ils s'exécutent et qui ne sont pas affectées par les fréquentes mises à jour du navigateur Web et de Java sans surveillance. Alors que la nécessité de diffuser des images et des rapports devient plus répandue, les systèmes PACS sont poussés à prendre en charge DICOM section 18 de la norme DICOM. L'accès Web aux objets DICOM (WADO) crée la norme nécessaire pour exposer des images et des rapports sur le Web via un support véritablement portable. Sans sortir du cadre de l'architecture PACS, WADO devient la solution permettant de multiplier les plateformes et peut augmenter la distribution d'images et de rapports aux médecins traitants et aux patients.

La sauvegarde d'image PACS est une partie essentielle, mais parfois négligée, de l'architecture PACS (voir ci-dessous). HIPAA exige que des copies de sauvegarde des images du patient soient réalisées en cas de perte d’image du PACS. Il existe plusieurs méthodes de sauvegarde des images, mais elles impliquent généralement l'envoi automatique de copies des images sur un ordinateur distinct pour les stocker, de préférence hors site.

Interrogation (C-FIND) et récupération d'images (instances) (C-MOVE et C-GET)[[[[modifier]

La communication avec le serveur PACS s'effectue par le biais de messages DICOM similaires aux "en-têtes" d'images DICOM, mais avec des attributs différents. Une requête (C-FIND) est effectuée comme suit:

• Le client établit la connexion réseau au serveur PACS.
• Le client prépare un message de demande C-FIND qui est une liste d'attributs DICOM.
• Le client remplit le message de demande C-FIND avec les clés à faire correspondre. Par exemple. Pour rechercher un identifiant de patient, l'attribut d'identifiant de patient est renseigné avec l'identifiant du patient.
• Le client crée des attributs vides (de longueur zéro) pour tous les attributs qu’il souhaite recevoir du serveur. Par exemple. si le client souhaite recevoir un identifiant qu'il peut utiliser pour recevoir des images (voir Extraction d'images), il doit inclure un attribut SOPInstanceUID (0008,0018) de longueur zéro dans les messages de demande C-FIND.
• Le message de demande C-FIND est envoyé au serveur.
• Le serveur renvoie au client une liste de messages de réponse C-FIND, chacun étant également une liste d'attributs DICOM, renseignée avec des valeurs pour chaque correspondance.
• Le client extrait les attributs d'intérêt des objets de messages de réponse.

Les images (et d'autres instances composites telles que Presentation State et Structured Reports) sont ensuite extraites d'un serveur PACS via une requête C-MOVE ou C-GET, à l'aide du protocole réseau DICOM. La récupération peut être effectuée au niveau étude, série ou image (instance). La demande C-MOVE spécifie où les instances extraites doivent être envoyées (à l'aide de messages C-STORE distincts sur une ou plusieurs connexions distinctes) avec un identifiant appelé titre d'entité d'application de destination (titre AE). Pour qu'un C-MOVE fonctionne, le serveur doit être configuré avec le mappage du titre AE sur une adresse TCP / IP et un port. Par conséquent, le serveur doit connaître à l'avance tous les titres AE qu'il lui sera demandé d'envoyer images à. Un C-GET, quant à lui, effectue les opérations C-STORE sur la même connexion que la demande et n'exige donc pas que le "serveur" connaisse l'adresse et le port TCP / IP du "client", et fonctionne donc également. plus facilement à travers les pare-feu et avec la traduction des adresses réseau, les environnements dans lesquels les connexions TCP C-STORE entrantes requises pour C-MOVE peuvent ne pas passer. La différence entre C-MOVE et C-GET est quelque peu analogue à la différence entre FTP actif et passif. C-MOVE est le plus couramment utilisé dans les entreprises et les installations, tandis que C-GET est plus pratique entre les entreprises.

Outre les services réseau DICOM traditionnels, en particulier pour une utilisation entre entreprises, DICOM (et IHE) définissent d'autres mécanismes de récupération, notamment WADO, WADO-WS et, plus récemment, WADO-RS.

Archivage et sauvegarde d'images[[[[modifier]

Serveur PACS avec archive RAID de 35 téraoctets et commutateur à fibre optique haute vitesse

Les images médicales numériques sont généralement stockées localement sur un système PACS afin d'être récupérées. Il est important (et exigé aux États-Unis par la section de la règle de sécurité administrative de la loi HIPAA relative aux garanties de sécurité) que les installations disposent d'un moyen de récupérer des images en cas d'erreur ou de sinistre.
Bien que chaque installation soit différente, l'objectif de la sauvegarde d'image est de la rendre automatique et aussi simple à administrer que possible. L'espoir est que les copies ne seront pas nécessaires; Cependant, la planification de la reprise après sinistre et de la continuité des opérations impose que les plans prévoient la conservation de copies de données même lorsqu'un site entier est perdu de manière temporaire ou permanente.

Dans l'idéal, les copies des images doivent être conservées à plusieurs endroits, y compris hors site, afin de fournir des capacités de reprise après sinistre. En général, les données PACS ne diffèrent pas des autres données critiques pour l'entreprise et doivent être protégées avec plusieurs copies à plusieurs endroits. Les données PACS pouvant être considérées comme des informations de santé protégées (PHI), des réglementations peuvent s'appliquer, notamment les exigences HIPAA et HIPAA Hi-Tech.^[3]

Les images peuvent être stockées localement et à distance sur des supports hors ligne tels que des disques, des bandes ou des supports optiques. L'utilisation de systèmes de stockage, utilisant des technologies modernes de protection des données, est devenue de plus en plus courante, en particulier pour les grandes entreprises ayant des exigences de capacité et de performances plus grandes. Les systèmes de stockage peuvent être configurés et reliés au serveur PACS de différentes manières, en tant que stockage DAS (Direct-Attached Storage), stockage NAS (NAS) ou via un réseau SAN (Storage Area Network). Quel que soit le stockage connecté, les systèmes de stockage d'entreprise utilisent couramment le RAID et d'autres technologies pour assurer une haute disponibilité et une tolérance aux pannes afin de se protéger contre les défaillances. Dans le cas où il est nécessaire de reconstruire un PACS partiellement ou totalement, un moyen de transférer rapidement les données vers le PACS est requis, de préférence pendant le fonctionnement du PACS.

Les technologies modernes de réplication du stockage de données peuvent être appliquées aux informations PACS, notamment la création de copies locales via une copie ponctuelle pour les copies protégées localement, ainsi que des copies complètes des données sur des référentiels distincts, y compris des systèmes à disques et à bandes. Des copies à distance des données doivent être créées, soit en déplaçant physiquement des bandes hors site, soit en les copiant sur des systèmes de stockage distants. Chaque fois que des données protégées par HIPAA sont déplacées, elles doivent être chiffrées, ce qui inclut l’envoi via une bande physique ou des technologies de réplication sur des réseaux étendus (WAN) vers un emplacement secondaire.

Parmi les autres options permettant de créer des copies de données PACS, citons les supports amovibles (disques durs, DVD ou autres supports pouvant contenir les images de nombreux patients) transférés physiquement hors site. HIPAA HITECH exige le cryptage des données stockées dans de nombreux cas ou d'autres mécanismes de sécurité pour éviter les pénalités pour non-respect.^[4]

L'infrastructure de sauvegarde peut également être en mesure de prendre en charge la migration des images vers un nouveau PACS. En raison du volume élevé d'images à archiver, de nombreux centres radiations migrent leurs systèmes vers un PACS basé sur le cloud.

L'intégration[[[[modifier]

Une image de la poitrine affichée via un PACS

Un système PACS complet devrait fournir un point d'accès unique pour les images et leurs données associées. C'est-à-dire qu'il devrait prendre en charge toutes les modalités numériques, dans tous les départements et dans toute l'entreprise.

Toutefois, tant que la pénétration du PACS n’est pas terminée, il peut exister des îlots d’imagerie numérique non encore connectés à un PACS central. Celles-ci peuvent prendre la forme d'un réseau de modalités, de postes de travail et de stockage localisés, spécifiques à chaque modalité (un "mini-PACS"), ou peuvent consister en un petit groupe de modalités directement connectées à des postes de travail de lecture sans stockage à long terme ou la gestion. De plus, ces systèmes ne sont souvent pas connectés au système d’information ministériel. Historiquement, les laboratoires catholiques d'échographie, de médecine nucléaire et de cardiologie sont souvent des départements qui adoptent une telle approche.

Plus récemment, la mammographie numérique à plein champ (FFDM) a adopté une approche similaire, en grande partie à cause de la grande taille de l'image, des exigences très strictes en matière de flux de lecture et d'affichage et de l'intervention des régulateurs. Le déploiement rapide de FFDM aux États-Unis à la suite de l’étude DMIST a conduit à l’intégration de la mammographie numérique et du PACS.

Tous les systèmes PACS, qu’ils couvrent l’ensemble de l’entreprise ou soient localisés dans un service, doivent également interfacer avec les systèmes d’information hospitaliers existants: système d’information hospitalier (HIS) et système d’information radiologique (RIS).
Plusieurs données sont entrées dans le PACS en tant qu'entrées pour les procédures suivantes et retournées au système d'information en tant qu'entrées correspondantes:

Dans: Identification du patient et ordonnances d'examen. Ces données sont envoyées du système d'information du système d'information aux services d'installation à distance via l'interface d'intégration, dans la plupart des hôpitaux, via le protocole HL7. L'identité du patient et les commandes seront envoyées à Modality (CT, MR, etc.) via le protocole DICOM (liste de travail). Les images seront créées après la numérisation des images, puis transférées vers PACS Server. Le rapport de diagnostic est créé sur la base des images extraites pour présentation à partir de PACS Server par le médecin / radiologiste, puis sauvegardées dans le système RIS.
En dehors: Rapport de diagnostic et images créées en conséquence. Le rapport de diagnostic est généralement renvoyé à HIS via HL7 et les images sont renvoyées à HIS via DICOM généralement si un visualiseur DICOM est intégré à HIS dans les hôpitaux (dans la plupart des cas, le clinicien reçoit un rappel du rapport de diagnostic à venir, puis interroge les images à partir de Serveur PACS).

L'interfaçage entre plusieurs systèmes fournit un jeu de données plus cohérent et plus fiable:

• Moins de risques de saisir un identifiant de patient incorrect pour une étude – les modalités prenant en charge les listes de travail DICOM peuvent récupérer les informations d'identification du patient (nom du patient, numéro de patient, numéro d'accession) pour les cas à venir et les présenter au technologue, évitant ainsi des erreurs de saisie lors de l'acquisition. Une fois l'acquisition terminée, le PACS peut comparer les données d'image incorporée à une liste d'études planifiées de RIS et peut signaler un avertissement si les données d'image ne correspondent pas à une étude planifiée.
• Les données sauvegardées dans le PACS peuvent être étiquetées avec des identifiants de patient uniques (tels qu'un numéro de sécurité sociale ou un numéro NHS) obtenus auprès du HIS. Fournir une méthode robuste de fusion des jeux de données de plusieurs hôpitaux, même lorsque les différents centres utilisent différents systèmes d'identification en interne.

Une interface peut également améliorer les schémas de workflow:

• Lorsqu'un radiologue a rendu compte d'une étude, le PACS peut la marquer comme lue. Cela évite les doubles lectures inutiles. Le rapport peut être attaché aux images et visualisable via une interface unique.
• Utilisation améliorée du stockage en ligne et du stockage de proximité dans les archives d'images. Le PACS peut obtenir des listes de rendez-vous et d'admissions à l'avance, ce qui permet de pré-extraire des images d'un stockage hors ligne ou d'un stockage de proximité sur un stockage sur disque en ligne.

La reconnaissance de l'importance de l'intégration a conduit un certain nombre de fournisseurs à développer des systèmes RIS / PACS entièrement intégrés. Ceux-ci peuvent offrir un certain nombre de fonctionnalités avancées:

• La dictée de rapports peut être intégrée dans un seul système. Un logiciel intégré de reconnaissance vocale de la parole à texte peut être utilisé pour créer et télécharger un rapport dans le dossier du patient quelques minutes après son analyse. Le médecin qui en fait la déclaration peut dicter ses résultats dans un système téléphonique ou un enregistreur vocal. Cet enregistrement peut être automatiquement envoyé au poste de travail d'un rédacteur de transcription pour la dactylographie, mais il peut également être rendu accessible aux médecins, ce qui évite les retards de dactylographie des résultats urgents ou conservé en cas d'erreur de dactylographie.
• Fournit un seul outil à des fins de contrôle de la qualité et d’audit. Les images rejetées peuvent être marquées, ce qui permet une analyse ultérieure (comme l'exige la législation sur la radioprotection). Les charges de travail et les délais d'exécution peuvent être signalés automatiquement à des fins de gestion.

Test d'acceptation[[[[modifier]

Le processus d'installation du PACS est compliqué et requiert du temps, des ressources, une planification et des tests. L'installation n'est pas terminée tant que le test d'acceptation n'est pas passé. Les tests d'acceptation d'une nouvelle installation constituent une étape essentielle pour assurer la conformité de l'utilisateur, ses fonctionnalités et en particulier la sécurité clinique. Prenons, par exemple, le Therac-25, un dispositif médical de radiation impliqué dans des accidents dans lesquels des patients recevaient une surdose massive de radiations, due à un contrôle logiciel non vérifié.^[5]

Le test de réception détermine si le PACS est prêt pour une utilisation clinique et marque le délai de garantie tout en servant de jalon de paiement. La procédure de test varie en fonction des exigences temporelles en fonction de la taille de l'installation, mais la condition contractuelle d'un délai de 30 jours n'est pas inhabituelle. Cela nécessite une planification et un développement détaillés des critères de test avant la rédaction du contrat. Il s’agit d’un processus conjoint exigeant des protocoles de test et des critères de référence définis.

Les tests révèlent des carences. Une étude a déterminé que les carences les plus fréquemment citées étaient les composants les plus coûteux.^[6] Les échecs classés des plus courants aux plus communs sont les suivants: station de travail; Interfaces de courtier HIS / RIS / ACS; RIS; Moniteurs informatiques; Système de distribution d'images basé sur le Web; Interfaces de modalité; Dispositifs d'archivage; Entretien; Entraînement; Réseau; DICOM; La téléradiologie; Sécurité; Numériseur de film.

L'histoire[[[[modifier]

L'un des premiers PACS de base a été créé en 1972 par le Dr Richard J. Steckel.

Les principes du PACS ont été discutés pour la première fois lors de réunions de radiologistes en 1982. On attribue à diverses personnes le sens du terme PACS. Le Dr Andre Duerinckx, radiologiste cardiovasculaire, rapporta en 1983 qu'il avait utilisé ce terme pour la première fois en 1981.^[8] Le Dr Samuel Dwyer, cependant, remercie le Dr Judith M. Prewitt d'avoir introduit le terme.^[9]

Le docteur Harold Glass, physicien médical travaillant à Londres au début des années 90, a obtenu un financement du gouvernement britannique et a géré le projet pendant de nombreuses années, transformant ainsi le Hammersmith Hospital de Londres en tant que premier hôpital sans film au Royaume-Uni.^[10] Le Dr Glass est décédé quelques mois après la mise en service du projet, mais il est considéré comme l'un des pionniers du PACS.

La première installation PACS à grande échelle a eu lieu en 1982 à l'Université du Kansas, à Kansas City.^[2] Cette première installation est devenue une expérience pédagogique de ce qu’il ne faut pas faire plutôt que de ce qu’il faut faire dans une installation PACS.

Préoccupations réglementaires[[[[modifier]

Aux États-Unis, les systèmes PACS sont classés dans la catégorie des dispositifs médicaux et sont donc réglementés par la USFDA. En général, ils sont soumis aux contrôles de classe 2 et nécessitent donc un 510 (k), bien que les composants individuels du PACS puissent être soumis à des contrôles généraux moins stricts.^[11] Certaines applications spécifiques, telles que l’utilisation pour l’interprétation primaire en mammographie, sont en outre réglementées.^[12] dans le cadre de la Loi sur les normes de qualité de la mammographie.

La SIIM (Society for Imaging Informatics in Medicine) est une organisation professionnelle et commerciale internationale qui organise une réunion annuelle et une revue évaluée par des pairs afin de promouvoir la recherche et l'éducation sur les PACS et les sujets numériques connexes.

Voir également[[[[modifier]

Références[[[[modifier]

Citations[[[[modifier]

Sources[[[[modifier]

• Huang, H. K. (2004). PACS et informatique d'imagerie: principes de base et applications. New Jersey: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-25123-1.

Liens externes[[[[modifier]