Medycyna i pasje

 

Oprogramowanie open source w służbie zdrowia przyczyniło się do rozpowszechnienia wspólnych narzędzi i upowszechnienia wyłaniających się standardów medycznej technologii informatycznej. Informatyka obrazowania, która wiedzie w wysiłkach, aby zdigitalizować dane medyczne, wiedzie w przyjęciu najlepszych praktyk przemysłu technologicznego i w rezultacie przyjęciu oprogramowania open source.

Informatyka obrazowania jest powszechnie kojarzona z radiologią, ale inne specjalności takie jak kardiologia, patologia i dermatologia także często wykorzystują obrazowanie medyczne. Radiologia używa zarówno zaawansowanego sprzętu medyczne jak oprogramowania. Różne sposoby obrazowania, takie jak tomografia komputerowa, obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego czy radiografia komputerowa, wytwarzają obrazy, które są interpretowane przez radiologa. Specjalne programy z zaawansowanym postprocesingiem i wspomaganiem komputerowym często wspierają radiologów w ich pracy.

Jednym z pierwszych wyzwań w informatyce obrazowania była przestrzeń dyskowa i prezentacja obrazów medycznych. Typowy skan tomografii komputerowej tworzy dzisiaj tysiące obrazów, które wymagają przestrzeni około 500MB. Szpital z tysiącem łóżek może przeprowadzać ponad 1300 badań radiologicznych dziennie, a każde z tych badań to ponad 350 obrazów. Według nakazów Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) każdy obraz należy przechowywać przez siedem lat (inne zasady obowiązują pediatrię i mamografię). Obrazy medyczne zawierają kilka tysięcy odcieni szarości i wymagają większej głębi koloru niż tradycyjne używane komercyjnie formaty obrazu. Picture Archiving and Communication Systems (PACS) powstały, aby zarządzać tymi obrazami. PACS są odpowiedzialne za przechowywanie, wyszukiwanie, przekazywanie i wyświetlanie obrazów medycznych.

Pierwsza generacja technologii PACS została stworzona w końcu lat '80 przez dostawców sprzętu i technik medycznych, którzy implementowali własnościowe formaty plików i formaty reprezentacji danych, dostarczając PACS jako część zakupu. Stworzenie scentralizowanego archiwum wszystkich obrazów medycznych nie było łatwe do osiągnięcia, więc integracja i współdziałanie szybko stały się kolejnym wyzwaniem dla branży. Ponadto wizualizacja obrazów medycznych była nierozerwalnie związana z funkcjonalnością archiwum. The National Electronic Manufacturers Association (NEMA) opracowało sposób standaryzacji przestrzeni przechowywania, przekazywania i prezentacji obrazów medycznych dzięki standardowi Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM).

Rozwój oprogramowania open source był niezbędny w przyjęciu DICOM jako de facto globalnego standardu dla obrazowania medycznego. Na początku lat '90 The Radiological Society of Northern America (RSNA) powołało dwie grupy robocze, aby stworzyć pierwszą referencyjną implementację DICOM w celu przyśpieszenia przyjęcia standardu. Grupa OFFIS (mająca siedzibę w Niemieckim Oldenburgu) stworzyła DCMTK - zbiór bibliotek i aplikacji implementujących większość standardu DICOM. Aplikacje stworzone przez OFFIS zawierały między innymi oprogramowanie służące do analizy, tworzenia i konwertowania plików obrazów DICOM, obsługi plików przechowywanych lokalnie oraz przesyłanie obrazów przez sieć. The Electronic Radiology Lab działające przy Instytucie Radiologii Mallinckrodt w St. Luis, USA stworzyło oprogramowanie Central Test Node (CTN) służące do wsparcia kooperacyjnych demonstracji dla dostawów obrazowania medycznego. Oba te open source'owe projekty, podobnie jak na przykład DCM4CHE i DVTK, są uznawane za część niezbędnego zestawu narzędzi administratorów PACS wymaganych do wypełniania ich codziennych obowiązków.

Inne działy informatyki obrazowania zajmują się przekazywaniem danych medycznych między systemami i wspomaganiem efektywności pracy radiologów. Praca radiologa zaczyna, kiedy inny lekarz zleci pacjentowi wykonanie badania jedną z metod obrazowania. Po ustaleniu terminu, technik wykonuje obrazy odpowiednią metodą obrazowania. Rezultaty są układane w kolejkę i przekazywane do radiologa. Specjalista może zinterpretować około 150 przypadków dziennie, badając obrazy i tworząc pisemny raport. Zlecenia badań muszą być zarządzane i ustawiane w listy zadań, sortowane według różnych typów diagnostyki, a w rezultacie, jako reporty radiologiczne, przekazywane automatycznie do innych systemów przechowywania informacji takich jak Electronic Medical Record (EMR). Radiology Information System (RIS) jest odpowiedzialny za te funkcjonalności, a także za harmonogramowanie terminów badań pacjentów i dostarczanie informacji medycznej o pacjencie potrzebnej do opisu obrazów medycznych. RIS wtkorzystuje standard Health Level 7 (HL7) do komunikacji z innymi systemami. Administrator RIS lub PACS może używać open source'owych narzędzi (na przykład MirthConnect) do rozwijania, testowania, wdrażania i monitorowania interfejsów HL7. Istnieją także open source'owe API, takie jak HAPI, które pozwalają przetwarzać informacje z HL7 w celowy sposób.

Wśród innych open source'owych rozwiązań dla przetwarzania i przegądania obrazów można wymienić:

Wymienione wyżej oprogramowanie jest tylko wybranym przykładem wśród wielu open source'owych projektów używanych w informatyce obrazowej, nie mówiąc już o całej służbie zdrowia. Społeczności skupione wokół tych projektów są silne i rosną dynamiczniej niż kiedykolwiek wcześniej. Wiele z wymienionych wcześniej projektów będzie można zobaczyć na Open Source Plug Fest, organizowanym co roku przez The Society of Imaging Informatics in Medicine (SIIM), aby promować wiedzę i dzielenie się projektami open source w informatyce obrazowania medycznego. W czasie Open Source Plug Fest są dyskutowane kierunki rozwoju oprogramowania, a także zostaje wybrany najbardziej udany projekt roku.

W tym roku SIIM 2014 zaprasza do uczestnictwa w siódmym Open Source Plug Fest także projekty open source z innych dziedzin medycyny. Konferencja odbędzie się w dniach od 15 do 17 maja w Long Beach, Kalifornia. Innym wydarzeniem, które może zainteresować deweloperów jest pierwszy Hackathon, gdzie można dowiedzieć się o wykorzystaniu najnowszych medycznych API opartych na technologiah webowych.

Gorkem Sevinc, MSE, CIIP razem z Don K. Dennison, Tessa Cook, MD, PhD, Paul Nagy, PhD, FSIIM

Artykuł po raz pierwszy ukazał się w wersji anglojęzycznej na portalu OpenSource.com


Licencja artykułu oraz zdjęcia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License