DPACS e gestione delle immagini

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1 Giuseppe Walter Antonucci DPACS e gestione delle immagini Il Tecnico Sanitario di Radiologia Medica in Oncologia. Competenze professionali.

2 Definizione GESTIONE - complesso delle operazioni necessarie al funzionamento di un'azienda e al conseguimento dei risultati economici che le sono propri

3 Indice contenuti 1 Gestione delle immagini 2 Ottica multidisciplinare 3 Diventare più esigenti 4 Criticità e approccio umano

4 Ottica multidisciplinare 1 Manageriale Risorse econ. Tecnologie Risorse umane Stakeholders 2 Tecnico Ripetibilità e Riproducibilità Dosimetria Raccolta dati 3 Umano Cambio atteggiamento Capacità critica Sapere cosa chiedere Ottimizzare le risorse Ottimizzare le tecniche Umanizzare l offerta

5 Tecnologia e standard: HL7 e Dicom Interoperabilità e comunicazione Tecnologia funzione delle Necessità Risultati attesi 2005 HL7 Italia - 5

6 Medico curante effettua richiesta Utente richiede prestazione diagnostica o terapeutica Reparto ospedaliero CUP Prenotaz telefonica Web Farmacia Radiologia Elenco esami clinici e preparazione Elenco esami clinici e preparazione no La richiesta è congrua e ci sono i requisiti per l esame Archivio cartaceo Si Consenso RIS Prefetching PACS Consenso indagine mdc o RM Accesso in diagnostica ed esecuzione Consenso Si Aggiunta nella worklist No Presunz. Gravidanza

7 Elenco esami clinici e preparazione Elenco esami clinici e preparazione no La richiesta è congrua e ci sono i requisiti per l esame Archivio cartaceo Si Consenso RIS Prefetching PACS Consenso indagine mdc o RM Accesso in diagnostica ed esecuzione Consenso Si Aggiunta nella worklist No Presunz. Gravidanza Elaborazione immagini Archiviazione referto Copia del referto Archiviazione immagini in locale o invio in remoto Refertazione No, per paz ricoverato richiesta eliminata

8 Consenso indagine mdc o RM Accesso in diagnostica ed esecuzione Consenso Si Aggiunta nella worklist No Presunz. Gravidanza Elaborazione immagini Archiviazione referto Copia del referto Archiviazione immagini in locale o invio in remoto Refertazione No, per paz ricoverato richiesta eliminata Stampa Immagini selezionate e masterizzaz. Cd Dell intero esame Consegna referto e documentazione Si No Fine procedura Procedura interna

9 HL7 e Dicom

10 E in laboratorio analisi? Chimica Clinica Ematologia Ormoni Siero Urine, proteine Tumor markers STAT Lab Hematimetria - citologia Coagulazione STAT Lab Ormoni autom. Core Lab Chimica Clinica Routine & Speciali Emat/Coag/Cito Immunassay STAT Tossicologia Genetica Microbiologia Immunologia Laboratori DAU autom. TDM autom. Serologia autom. Immunologia autom. CDB S.C.L. Blood Bank Pathology Microbiology - Immunology Area Operativa

11 Pannello analitico e TAT FASE PRE-analitica: prelievo, trasporto, accettazione richieste, codice a barre, centrifugazione, stappatura, preparazione Roche MPA EVO portaprovette, aliquotarestd A 2 ACU FASE analitica: esecuzione continua delle analisi Camera fredda esclusione per test cadenzati con strumentazione altamente automatizzata Roche COBAS Config. CE Roche COBAS Config. CCE FASE POST-analitica: verifica e validazione continua dei risultati e trasmissione in rete in tempo reale dei referti, copie cartacee

12 Non dimentichiamo l anatomia patologica! Automated transfer of tumor diagnoses to the cancer registry a type of ELR First automated transfer of SNOMED-coded diagnoses: 1977 Recent projects to make this a more widespread practice: NAACCR volume Complicated by the one-blob-of-text model of surgical pathology reporting A whole lecture in itself.

13 Differenti categorie di dati Identified disease cases Case reports from nurses physicians, others Tumor diagnoses Coroner s cases vcmr Public Health Disease Surveillance Findings in large populations Syndromic ELR Emergency department chief complaints Lab orders Diagnostic laboratory findings ELR ELR RODS Antimicrobial results Over the counter medications

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15 Esempio

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17 Cicli diagnostico-terapeutici Ogni 3 o 6 mesi Sintomi Diagnosi Follow-up Ripetibilità e Riproducibilità Riabilitazione terapia

18 Interoperabilità=risparmio di tempo

19 Interoperabilità=risparmio di tempo L'affermazione di standard e iniziative per i dati medici quali DICOM, HL7 e IHE hanno facilitato l'integrazione di risorse eterogenee e semplificato il lavoro dei produttori nello sviluppo di apparecchiature e sistemi digitali per la medicina. Possiamo affermare che attualmente ogni Dipartimento di Radiologia di medie e grandi dimensioni si è dotato di un PACS. Ogni servizio tecnico diagnostico è digitalizzato. L'aderenza agli standard è sicuramente la principale caratteristica per una garanzia di successo.

20 DICOM Digital Imaging and Communication In Medicine Standard globale promosso dagli sforzi congiunti di: ACR (American College of Radiology) NEMA(National Electrical Manufacturers Association)

21 DICOM cos è Definisce i criteri per la comunicazione, la visualizzazione, l'archiviazione e la stampa di informazioni di tipo biomedico E pubblico, nel senso che la sua definizione è accessibile a tutti. E uno standard industriale,e non uno standard ISO, quindi universale: ciò comporta una certa tolleranza nell'implementazione delle specifiche. La conformità DICOM può riguardare determinate proprietà e non altre.

22 DICOM cos è NON è un formato di compressione. Lo standard DICOM applicato alla codifica dei file è un metodo per incapsulare i dati e per definire come questi debbano essere codificati o interpretati. L'immagine viene archiviata in forma non compressa, secondo la codifica con la quale viene prodotta, anche se esistono molti software che sono in grado di produrre o interpretare file DICOM contenenti dati compressi secondo vari algoritmi (JPEG, JPEG Lossless, JPEG Lossy, vari algoritmi dello standard JPEG2000, etc.

23 DICOM cos è descrive il mondo reale rappresentandolo tramite una struttura Object-Oriented oggetti e relazioni Dicom Services Message Elements: Attributes: KV, mas, position.. OBJECT (=I.O.) (es. immagine CT) SERVICE (=DIMSE) (es. send, store..) Service Object Pair (SOP) (es. store a CT image)

24 DICOM le specifiche Le specifiche di DICOM sono suddivise in parti; questo e` stato fatto al fine di poter aggiornare la singola parte senza dover ripubblicare l'intero standard. La corrente versione consiste in 9 parti (figura 1) piu` due capitoli aggiuntivi che fissano i criteri secondo cui i files di DICOM possono essere scambiati attraverso supporti di memoria removibili come dischi e nastri.

25 A cosa serve: I servizi più importanti forniti dallo standard sono: Store per l'archiviazione e trasferimento immagini Media storage per l'archiviazione ed il trasferimento di immagini su supporti rigidi Query per la consultazione ed il trasferimento di immagini Print management per la stampa su supporto cartaceo e/o su lastra delle immagini Worklist management per la connettività del RIS con le modalità diagnostiche Verification per la verifica di connettività secondo lo standard delle varie apparecchiature

26 HL7 Health Level 7 HL7 (acronimo di Health Level 7) è un'organizzazione no profit nata 15 anni fa negli Stati Uniti con l'intento di definire uno standard nel settore dell'informatica sanitaria. Fin dal 1994 presso l'ansi, partecipa all'hisb (Health Information Standards Board). L'organizzazione HL7 si propone di scrivere le modalità per lo scambio in forma elettronica di dati in ambiente sanitario e vuole risolvere i problemi legati all'interoperabilità nell'ambiente clinico, formalizzando i metodi per lo scambio dei dati in un ambiente clinico.

27 Ospedale Mondo esterno Enterprise Application Integration Far comunicare i sistemi di qualunque piattaforma Far comunicare l ospedale con il mondo esterno

28 Architettura message-oriented (o client-server) the application that issues the message will be called Sender or Sending Application, and the address of the message will be called Receiver or Receiving Application. Definisce formato dei messaggi scambiati (ASCII) ed eventi generanti tale scambio messagge segment field data type

29 HL7 nella pratica In ogni atto medico possono essere ritrovate alcune componenti standard: s Soggettività Ciò che il paziente porta alla attenzione del medico Sezione S + testo libero Reason for Encounter RFE ICPC 2; ICD9 Oggettività Ciò che il medico rileva visitando il paziente Sezione O + testo libero Valutazione La valutazione operata dal medico circa la situazione rilevata a carico del paziente. La diagnosi è un caso particolare di valutazione Sezione V + testo libero DX: diagnosi ICD9 CM; ICD10; ICPC-2; SNOMED; Read Codes Pianificazione Pianificazione Ciò che il medico ritiene utile di mettere in pratica per risolvere il problema del paziente Sezione P + testo libero PX: prescrizioni Richieste di esami di laboratorio > LOINC Richieste di indagini diagnostiche > Tariffario Nazionale TX: Terapie Terapie farmacologiche > ATC RX: Ricoveri

30 HL7 nella pratica Header codificato e strutturato Intestazioni codificate + Testo libero Level 1 Header sec. specifiche HL7-CDA2 Soggettività Oggettività RFE Level 2 Sezioni con intestazioni codificate (tipo SOVP) presenti in tutti i referti scambiabili Valutazione Codici diagnostici Level 3 Dati codificati e strutturati Piano di intervento Codici ATC Codici LOINC Codici Tar. Naz, Codici. Level 3 Strutturazione del testo in sottosezioni analizzabili dalle macchine

31 HL7 nella pratica Anamnesi Patologica prossima header Referto Valutazione + Piano di intervento (Da referto. Spec.) Referti Valutazione + Piano di intervento (Da referto. Spec.) Referti Valutazione + Piano di intervento (Da referto. Spec.) Referti

32 HL7 nella pratica Lista Problemi Prescrizioni Soggettività Oggettività Valutazione / Diagnosi Accertamenti diagnostici Piano di intervento

33 HL7 nella pratica Sezione Alerts Medications Problems Contenuto Concepita per raccogliere ogni informazione relativa ad allergie, reazioni avverse, ed allarmi passati o presenti inerenti il paziente. Tale sezione dovrebbe riportare almeno gli allarmi attivi ed ogni informazione storica di reazioni od allergie ritenuta rilevante. Sezione deputata alla registrazione di tutte le informazioni inerenti le terapie farmacologiche (prescrizioni, somministrazioni, ): terapie in atto, storia delle prescrizioni/terapie farmacologiche. Tale sezione è concepita per documentare tutti i problemi clinici rilevanti al momento in cui è stato generato il documento. Può contenere dati sui problemi clinici, condizioni, sospetti diagnostici e diagnosi certe, sintomi, attuali o passati del paziente; incluso patologie remote e organi mancanti.

34 Interoperabilità e comunicazione gran parte delle motivazioni strategiche nascono dalla considerazione che i sistemi sanitari sono sempre più calati in contesti integrati riassumendo le esigenze in una parola d ordine d si invoca spesso la INTEROPERABILITÀ... interoperability: ability of two or more systems or components to exchange information and to use the information that has been exchanged... rif.. IEEE Standard Computer Dictionary,

35 Interoperabilità e comunicazione... è importante quindi condividere come comunicare (to exchange) ma soprattutto intendere le stesse cose una volta comunicate (to use) )... hot dog hot dog 35

36 Interoperabilità e comunicazione più sono i concetti condivisi fra le parti più la comunicazione è rigorosa, senza necessità di essere flessibile bolletta luce bolletta luce bolletta luce 100 bolletta luce bolletta luce luce = energia erogata bolletta 100 sole = stella una stella emette 0 n raggi luce bolletta luce 100 costo raggi 2005 HL7 Italia - luce sole 36

37 Interoperabilità e comunicazione di conseguenza più semantica è condivisa fra le entità che dialogano, minore è la necessità delle modalità di comunicazione di compensare tale carenze con un linguaggio flessibile in grado di veicolare dati, conversioni, significati, adattamenti ma flessibilità ed adattamento comportano opzionalità, lasca adozione di vocabolari, adattamenti locali 37

38 Necessità ma qual è il contesto e le spinte strategiche che hanno pressato sull evoluzione? Costi sanitari oramai fuori controllo impongono sinergie tra operatori a livello di processo (e.g. linee guida, protocolli) Dalla visione hospital centered alla cooperazione territoriale (dal welfare state al welfare community) Gestione di unità documentali, validate ed aderenti al ciclo organizzativo, rispetto ai messaggi Workflow clinico, le reti per patologia, collegamento con le strutture diagnostiche remote Architetture dei sistemi informativi sanitari, metodologia di sviluppo, semantica 38

39 Necessità Centro territoriale Casa La salute Rischio genomico Cartella Clinica Lifetime EHR Follow-up Test genetici Paternity testing Ricovero Medico di base Esami diagnostici 39

40 Necessità La persistenza: le applicazioni informatiche cliniche sono importanti, ma la strutturazione dell informazione dovrebbe essere trasversale al disegno della applicazione Il cuore del processo di sviluppo clinico è il dato, l informazione medica; essa deve, quindi, sopravvivere al di fuori del sistema che l ha l creata Molto è stato fatto sui dati clinici puntuali; meno sui documenti testuali, cosiddetti narrativi (e.g. referto) strutturare l informazione l medica ha rappresentato lo sforzo maggiore degli ultimi 30 anni ancora oggi, però, si stima che più dell 80% dei dati e delle informazioni mediche sono contenuti in documenti testuali destrutturati 40

41 HL7 versione 2.x la versione 2.x può soddisfare tali orientamenti, oltre alle ineluttabili evoluzioni fisiologiche? Trigger events Quali sono i principi Azioni o occorrenze della versione 2.x? Messages Contenuto dell informazione Segments Strutture ripetitive Data elements Rappresentazione dei dati 03 - HL7 v HL7 Italia - 41

42 HL7 versione 2.x nasce una situazione per cui un sistema informativo comunica ad un altro un insieme di dati per un allineamento eventi!!! Message Description ACK ADR ADT BAR CRM CSU DFT DOC DSR General acknowledgment message ADT response ADT message Add/change billing account Clinical study registration message Unsolicited study data message Detail financial transactions Document response Display response 03 - HL7 v HL7 Italia - 42

43 HL7 versione 2.x broker di messaggi ACCETTAZIONE LABORATORIO REPARTO 03 - HL7 v HL7 Italia - AMMINISTRAZIONE 43

44 IHE IHE significa "Integrating the Healthcare Enterprise" e rappresenta un'iniziativa internazionale di produttore ed utenti a supporto dello sviluppo dell'integrazione tra sistemi informativi sanitari. Si propone di definire in maniera chiara come gli standard esistenti (in particolare DICOM e HL7) devono essere utilizzati dai diversi sistemi informativi per realizzare un'integrazione tra loro, partendo dall'analisi del reale workflow clinico

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46 Obiettivi del documento Obiettivo del documento è descrivere le modalità di creazione del documento informatico di Referto (Generico, di Laboratorio, Radiologico) secondo lo standard HL7 - CDA Rel 2.0, scelto come riferimento per la conservazione e lo scambio tra gli attori del dominio sanitario di documenti clinici/amministrativi. Una descrizione dettagliata dello standard HL7 CDA Rel. 2.0 è fornita in Appendice F. Di seguito viene presentata la strutturazione del documento di Referto nel rispetto delle previsioni dello standard HL7 v.3 - CDA Rel. 2 opportunamente localizzato, secondo le specifiche di estensibilità previste dallo standard medesimo, per il dominio sanitario italiano.

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48 Essere più esigenti Io pattino verso il punto in cui il disco si troverà, non dove è adesso Wayne Gretzky

49 Percorso del Paziente Tumori cerebrali classificazione ASTROCITOMI GLIOBLASTOMI OLIGODENDROGLIOMI EPENDIMOMI MEDULLOBLASTOMI LINFOMI MENINGIOMI Metastasi

50 Ricerca e Trial clinici I trial clinici verificano che una nuova terapia sia sicura, efficace e migliore dello standard di cura in corso. Sono il fondamento della medicina basata sull evidenza e offrono in modo organizzato e scientifico le migliori prove e sperimentazioni.

51 TRIAL DI FASE I I trial di fase I sono considerati i primi studi sull uomo. Lo scopo è di raccogliere dati su dosaggio, tempi e sicurezza ma non efficacia di una terapia sperimentale. In questa fase della ricerca clinica, il dosaggio di un farmaco in sperimentazione viene gradualmente aumentato fino a definire una dose sicura da utilizzare in modo soddisfacente.

52 TRIAL DI FASE II I trial di fase II sono studiati per fornire informazioni più dettagliate sulla sicurezza del trattamento e per valutare l attività del farmaco. Si tratta di trial mirati a verificare che il nuovo trattamento abbia un effetto anticancro in una specifica patologia tumorale, come la riduzione della massa cancerosa o un miglioramento dei risultati delle analisi del sangue.

53 TRIAL DI FASE III Scopo dei trial di fase III è confrontare una nuova terapia con lo standard di cura in corso. In questa fase si raccolgono dati su vasta scala, in un numero di pazienti abbastanza elevato, per verificare se il nuovo trattamento è più efficace, ha uguale efficacia ma minore tossicità, oppure è meno efficace ma meno tossico e meno costoso, o infine può essere somministrato per un periodo di tempo più breve.

54 In Italia non esiste una banca dati che correli l imaging diagnostico, con i i dati clinici, con i risultati di immunoistochimica, anatomia patologica, biomarkers e test genetici.

55 Attività multidisciplinare AP Lab Diagnostica Radiomet. Radioterapia Surg.

56 Risorse: Tempo Denaro

57 Esempio: Il Neuroblastoma E il tumore solido extracranico più comune dell età pediatrica 6-10% di tutti i tumori dei bambini Incidenza 7-13 nuovi casi annui/ (bambini < 15 anni) Picco d incidenza: 0-2 anni

58 Metastasi nbl Diffusione ematica e linfatica: Fegato Tessuto sottocutaneo (noduli) Ossa: predilezione per le ossa cranio-facciali Midollo Tessuti periorbitali e retrobulbari Linfonodi Polmone Cervello

59 Diagnosi 1. Rx torace in due proiezioni 2. Eco: screening test per massa solida o cistica; Pattern ecografico è una massa eterogenea con aree di calcificazione e necrosi (50% sono presenti calcificazioni distrofiche rilevabili) 3. TAC/RM: valutazione accurata della sede; rapporti con altri organi ed invasione intraspinale

60 Diagnosi Funzione renale (Na; K; Ca; creatininemia plasmatica) Funzione epatica (bilirubina; transaminasi; proteine totali) Markers sierici biochimici (LDH; ferritina; NSE- enolasi neurone specifico)

61 Diagnosi 4. Scintigrafia con MIBG (iodio 131 metaiodobenzil-guanidina): elemento radioattivo catturato dalle cellule catecolaminergiche utile sia per la diagnosi di tumore primitivo che per le localizzazione metastatiche. Il 5-10% dei neuroblastomi non capta il MIBG e richiede quindi una valutazione dell apparato scheletrico con Tecnezio 99 (è la metodica più sensibile per segnalare l infiltrazione ossea) In linea di massima andrebbero eseguiti entrambi 5. Rx delle lesioni ossee: documentare con MIBG o con 99 Tc

62 Follow-up LDH, ferritina e NSE utili nel follow-up Adrenalina, noradrenalina e dopamina Aumentano nel feocromocitoma, neuroblastoma, ganglioneurinoma, paraganglioma Esame urine completo Catecolamine urinarie: Acido vanilmandelico (AVM), Acido omovalinico (AOV), Metanefrina, Normetanefrina Aumentano nel feocromocitoma, neuroblastoma, ganglioneuroma e paraganglioma

63 Studi di citogenetica e di biologia molecolare del tessuto tumorale Aspirati midollari: studio morfologico e immunoistochimico. Per individuare la presenza di infiltrazione midollare d aparte della neoplasia. Sede: Creste iliache posteriori destra e sinistra 1 agoaspirazione: 0.5ml di midollo osseo per allestire gli strisci necessari per la valutazione citomorfologica, per identificare e quantificare le cellule tumorali nel midollo 2 agoaspirazione: 5ml di midollo osseo (con ACD) per la valutazione della malattia, infiltrante il midollo osseo mediante immunocitochimica con anticorpo monoclonale anti-gd2 e mediante RT- PCR per tirosina idrossilasi

64 Studi di citogenetica e di biologia molecolare del tessuto tumorale Campioni ematici di sangue periferico a.per il controllo del cariotipo costituzionale (per la valutazione della delezione 1p) b.per la valutazione della malattia mediante immunoistochimica e RT- PCR (anticorpi monoclonali anti GD2)

65 Fattori Prognostici e predittivi Indagini citogenetiche di biologia molecolare si eseguono su cellule neoplastiche prelevate da aspirati midollari, biopsie ossee (quantità di cellule tumorali > 60%) o biopsie a cielo aperto chirurgiche del tumore primitivo Permettono di valutare le anomalie cromosomiche 1.Delezione braccio corto cromosoma 1 2.DNA-index (D1) (diploide) 3.Amplificazione del proto-oncogene N-MYC 4.Espressione del proto-oncogene TRK

66 Armi a disposizione

67 Diffusione

68 Perfusione BACKGROUND e NEOANGIOGENESI RM: Parametri I REQUISITI Valutati: TECNICI TECNICA DI STUDIO Onset time ( sec) STUDIO DINAMICO e PERFUSIONE RM Time to peak (sec) CONSIDERAZIONI Peak enhancement (mmol/kg contrast agent) MdC

69 Spettroscopia Problema: Riposizionamento esatto

70 Anatomia patologica: Immagini Dicomizzabili Immunoistochimica per le IgG e C3 Reazione PAS

71 Anatomia patologica: Immagini Dicomizzabili

72 2 Tecnico Flusso diagnostico e sistema di reperi Ripetibilità e Riproducibilità Dosimetria Raccolta dati

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80 Il problema è che: Il sistema di reperi non è personalizzato In diagnostiche non oncologiche i sistemi di centratura laser non ci sono Non ci sono protocolli condivisi per l esecuzione di RM, TC e PET Vi è scarsa formazione inter-modalità I reperi al piombo danno artefatti nella centratura del seno Nel follow-up non è garantito il riposizionamento esatto delle ROI

81 Una possibile soluzione.

82 Una possibile soluzione. Visibile in RM Visibile in TC Visibile in PET con aggiunta di FDG

83 Visibile in PET con aggiunta di FDG 1. Siringa cc fisiologica µcurie/cc 4. 2 gocce x repere 5. Cera 6. Acquisizione a 3 mm in assiale perfetta includendo i reperi in ciascuna modalità

84 Il paziente porta con sé la maschera termoformata Le immagini vengono fuse con Software open source gratuito: AMIDE MedInRIA MRIcro

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86 Esempio

87 Pannello decisionale

88 Terapia e follow-up Tracciamento di cellule di un glioblastoma umano con linfociti marcati con particelle magnetiche con vettore streptavidina-biotina

89 Terzo aspetto: Umanizzare! Mentalità orientata all integrazione 3 e alla rapidità di esecuzione Umano Cambio atteggiamento Affidabilità delle procedure e gestione del rischio clinico Capacità critica Sapere cosa chiedere Risparmio di tempo (non per eseguire più esami ma per dedicarsi meglio al dialogo col paziente)

90 In conclusione Migliore diagnosi e cura L insieme di persone, processi e Migliore gestione di Tutte le immagini tecnologie è terreno fertile per la cultura dell integrazione Interoperabilità Risorse Tecniche Rapporto col paziente

91 Il Tecnico Sanitario di Radiologia Medica in Oncologia. Competenze professionali.

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