Implementación de sistemas PACS mediante redes P2P y almacenamiento en “la nube”

El diagnóstico medico por imágenes representa en nuestros días, uno de los pilares fundamentales para el tratamiento de enfermedades. El presente trabajo describe la metodología e integración de tecnologías para acelerar la velocidad de transferencias de imágenes de alta calidad diagnóstica sin pérdida de información, sobre conexiones de datos de baja velocidad asimétricas; utilizando tecnología P2P. Logramos, de esta manera, vincular regiones geográficas diversas y equipamiento diverso.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Implementación de sistemas PACS mediante redes P2P y almacenamiento en “la nube”

El diagnóstico medico por imágenes representa en nuestros días, uno de los pilares fundamentales para el tratamiento de enfermedades. El presente trabajo describe la metodología e integración de tecnologías para acelerar la velocidad de transferencias de imágenes de alta calidad diagnóstica sin pérdida de información, sobre conexiones de datos de baja velocidad asimétricas; utilizando tecnología P2P. Logramos, de esta manera, vincular regiones geográficas diversas y equipamiento diverso.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Otimização da persistência de dados em PACS empregando modelos de dados hierárquicos indexados

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.A variedade de modalidades produzidas pelo aumento de dispositivos que sejam capazes de gerar imagens médicas em formato DICOM tem crescido. Consequentemente, com a digitalização dos setores de radiologia, as bases de dados de exames podem ultrapassar as barreiras de terabytes. Fato este, combinado com a lei brasileira de obrigatoriamente manter exames radiológicos arquivados por no mínimo 20 anos, afeta diretamente a gestão de grandes volumes de dados. Este trabalho apresenta o desenvolvimento, avaliação empírica e discussão sobre o emprego do formato de dado hierárquicos HDF5 em conjunto com o núcleo de indexação e busca Apache Lucene. Para a validação da camada de persistência, foram realizados testes de desempenho entre a abordagem proposta contra o modelo em banco de dados relacional PostgreSQL usado na Rede Catarinense de Telemedicina. O desempenho do serviço de armazenamento, em conformidade com o padrão DICOM, foi analisado variando o volume de dados transmitidos entre cliente e servidor. As buscas sobre informações de um exame já realizado abrangeram cenários típicos como a consulta de exames de um paciente específico ou exames pertencentes a um intervalo temporal de dados. A recuperação avaliou três distintos casos: estudo, série ou imagem. Embora mostrando um desempenho superior em cenários de consulta com o uso do PostgreSQL, o uso combinado de HDF5 com Apache Lucene apresenta um meio eficiente de armazenar e recuperar imagens médicas DICOM, pois une o alto desempenho do HDF5 com a funcionalidade de consulta dos dados indexados. Neste ponto, o uso de uma camada para gerenciamento de exames médicos em DICOM, empregando o HDF5 juntamente com Apache Lucene, se apresentou como uma alternativa viável e eficiente. Além disso, trabalhos futuros podem aproveitar algumas características do formato HDF5, como obtenção direta do conteúdo da imagem médica e metadados por ferramentas para auxílio ao diagnóstico, tais como visão multimodal e processamento digital de imagens.The variety of modalities produced by the increasing number of devices that are capable of generating large sets of medical images using DICOM standard has been growing. Consequently, with the ongoing process of digitization of radiology sectors, the examinations database can exceed the terabytes barrier. This fact, combined with the Brazilian law of storing radiological examinations archived for at least 20 years, directly affects the management of large volumes of data. This paper presents the concept, development, assessment and discussion of the combined employment of the hierarchical data format HDF5 with the search engine library Apache Lucene. The validating process of the persistence layer, was carried out by performance tests over the proposed approach compared to the current model based on PostgreSQL and used in the Santa Catarina's Telemedicine Network. The storage service performance in compliance with the DICOM standard was analyzed by interchanging the volume of data transmitted between client and server. The search covered typical scenarios such as search examinations within a time interval or for specific patient. Retrieval operations evaluated three different cases: study, series or image. Although showing superior performance while using PostgreSQL in querying scenarios, the combined use of HDF5 with Apache Lucene provides an suitable way to store and retrieve medical images in DICOM, because it combines the high performance of HDF5 with the query functionality of the indexed data. At this point, the use of a management layer for medical examinations in DICOM, combined with HDF5 and Apache Lucene presented itself as an efficient and viable option. In addition, future studies can take advantage of some features from the HDF5 library, such as direct medical image content retrieval and metadata for computed aid diagnosis, such as multimodal vision and digital image processing

DicoogleWeb: uma interface web para repositório de imagem médica

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaDicoogle is an open-source software solution designed to manage the information workflow in a PACS as well as the archiving and indexing process of the arriving DICOM files. The current implementation can either be run in server mode (default) or used as a client to connect to another server instance of Dicoogle (via Java RMI). This enables simple access to client workstation within or outside a medical organization. This work will focus on adapting the current implementation of Dicoogle for the Web environment, allowing, system clients, to view medical images, on the majority of devices with network access.O Dicoogle é uma solução de software, em código fonte aberto, que foi desenhada para suportar o fluxo de informação num laboratório de imagem médica. Além disso, está dotado de um mecanismo de indexação que permite indexar todos os metadados contidos nos ficheiros DICOM do seu repositório. A actual implementação pode ser lançada em modo servidor (por omissão) mas também dispõem de um módulo gráfico cliente que pode conectar-se a qualquer instância servidor através de Java RMI. Isto proporciona um acesso simples a estações de trabalho clientes dentro ou fora de uma organização medica. Esta dissertação propõe e implementa uma solução que permite migrar o Dicoogle para ambiente Web. Para além de disponibilizar todas as funcionalidades da versão anterior, a versão Web oferece um conjunto de novos serviços e interface de acesso aos dados

Arquiteturas federadas para integração de dados biomédicos

Doutoramento Ciências da ComputaçãoThe last decades have been characterized by a continuous adoption of IT solutions in the healthcare sector, which resulted in the proliferation of tremendous amounts of data over heterogeneous systems. Distinct data types are currently generated, manipulated, and stored, in the several institutions where patients are treated. The data sharing and an integrated access to this information will allow extracting relevant knowledge that can lead to better diagnostics and treatments. This thesis proposes new integration models for gathering information and extracting knowledge from multiple and heterogeneous biomedical sources. The scenario complexity led us to split the integration problem according to the data type and to the usage specificity. The first contribution is a cloud-based architecture for exchanging medical imaging services. It offers a simplified registration mechanism for providers and services, promotes remote data access, and facilitates the integration of distributed data sources. Moreover, it is compliant with international standards, ensuring the platform interoperability with current medical imaging devices. The second proposal is a sensor-based architecture for integration of electronic health records. It follows a federated integration model and aims to provide a scalable solution to search and retrieve data from multiple information systems. The last contribution is an open architecture for gathering patient-level data from disperse and heterogeneous databases. All the proposed solutions were deployed and validated in real world use cases.A adoção sucessiva das tecnologias de comunicação e de informação na área da saúde tem permitido um aumento na diversidade e na qualidade dos serviços prestados, mas, ao mesmo tempo, tem gerado uma enorme quantidade de dados, cujo valor científico está ainda por explorar. A partilha e o acesso integrado a esta informação poderá permitir a identificação de novas descobertas que possam conduzir a melhores diagnósticos e a melhores tratamentos clínicos. Esta tese propõe novos modelos de integração e de exploração de dados com vista à extração de conhecimento biomédico a partir de múltiplas fontes de dados. A primeira contribuição é uma arquitetura baseada em nuvem para partilha de serviços de imagem médica. Esta solução oferece um mecanismo de registo simplificado para fornecedores e serviços, permitindo o acesso remoto e facilitando a integração de diferentes fontes de dados. A segunda proposta é uma arquitetura baseada em sensores para integração de registos electrónicos de pacientes. Esta estratégia segue um modelo de integração federado e tem como objetivo fornecer uma solução escalável que permita a pesquisa em múltiplos sistemas de informação. Finalmente, o terceiro contributo é um sistema aberto para disponibilizar dados de pacientes num contexto europeu. Todas as soluções foram implementadas e validadas em cenários reais

Rede peer-to-peer para imagem médica

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaNos últimos anos, a imagem médica em formato digital tem sido uma ferramenta cada vez mais importante quer para o diagnóstico médico quer para o auxílio ao tratamento. Assim, equipamentos de aquisição digital e repositórios de imagem médica são cada vez mais comuns em instituições de saúde, podendo até haver mais que um repositório numa instituição. No entanto, esta proliferação de repositórios leva a que a informação esteja dispersa nos vários locais. Esta dispersão da informação juntamente com as diferenças no armazenamento entre instituições são claros obstáculos à pesquisa e acesso integrado a essa informação. Esta dissertação visa o estudo da tecnologia Peer-to-Peer de forma a minimizar os problemas associados à dispersão e heterogeneidade da informação.In the last years, digital medical imaging has been an increasingly important tool for both medical diagnostic and treatment assistance. Therefore, digital image acquisition equipments and medical imaging repositories are more and more common in a healthcare institution, being possible even more than one repository in one institution. However, this proliferation of repositories leads to dispersion of data between many places. This data dispersion associated with differences in the data storage between institutions are evident obstacles to the search for medical data. This dissertation aims to the study of the Peer-to- Peer technology in order to minimize the problems related to the dispersion and heterogeneity of medical data

Cloud para comunicações entre instituições médicas

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaAo longo das últimas décadas, os sistemas informáticos que permitem o arquivo e partilha de imagens médicas têm vindo a tornar-se importantes ferramentas de diagnóstico e estudo de patologias, estimando-se um crescimento do volume de informação gerado anualmente de Terabytes para Petabytes. Verifica-se ainda que os equipamentos de aquisição e os locais nos quais se podem encontrar imagens médicas em formato digital têm vindo a tornar-se cada vez mais dispersos. Esta dispersão, associada a diferentes necessidades de fluxo de informação, levantam sérios problemas de organização bem como de acesso integrado aos dados. Nesta dissertação é estudado o uso de tecnologias cloud computing com o objectivo de promover a pesquisa e acesso integrado a informação imagiológica dispersas por várias instituições.Over the last decades, the production of digital medical imaging has been increasing. Moreover, the equipments are more accessible and the places where is possible to produce medical images have become more dispersed. This dispersion, associated with different needs of information flow imposes serious problems and challenges, namely issues related with organization and integrated access to data. Here, the information systems that support the storage and share of medical images have become important diagnostic and therapeutic tools. In this thesis, the cloud computing paradigm is studied with goal of promoting the search and integrated access to imagiological information spread over several facilities

Plataforma web de monitorização de dose de radiação em imagem clínica

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaA monitorização sistemática da exposição dos cidadãos à radiação ionizante associada aos procedimentos imagiológicos é fundamental para garantir a qualidade dos serviços clínicos. Esta atividade é importante no controlo de desempenho, na optimização de protocolos e na rápida rectificação das práticas erradas. Em teoria, os episódios de radiodiagnóstico devem sempre manter a exposição à radiação tão baixa quanto razoavelmente possível (princípio ALARA), preservando a qualidade de diagnóstico. Os sistemas de monitorização de dose automáticos podem ser úteis em todas as fases de procedimentos radiológicos, ajudando os profissionais de saúde a melhorar os seus comportamentos de dosimetria. Mais ainda, a exposição aplicada nos procedimentos deve ser planeada individualmente, o que significa que a monitorização da dose também deverá ser. Além disso, o acesso integrado à história imagiológica do paciente pode ser útil para efetuar um melhor tratamento. No entanto, muitos dos atuais sistemas de informação não permitem efetuar análise de dose e a sua monitorização contínua é rara. Neste contexto, o contributo desta dissertação é o Dose Center, uma ferramenta centrada no paciente que permite monitorizar e analisar a dose de radiação. Ela tem capacidade para extrair informação proveniente de diferentes fontes e permite uma visualização integrada de toda a informação relativa aos pacientes, quais os estudos realizados, a dose efetiva e cumulativa de radiação. A ferramenta permite ainda sinalizar os casos que excedam os limites pré-definidos de radiação, uma inequívoca contribuição para a melhoria da segurança do paciente.Systematic monitoring of radiation dose exposure is a key factor to increase the quality of radiological services. This activity may lead to performance control, protocol optimization and rapid rectification of wrong practices. Moreover, dose monitoring can help the healthcare professionals to improve their dosimetric behaviors. In theory, radiodiagnostic episodes should always keep the radiation exposure as low as reasonably achievable (ALARA), while preserving the quality of diagnosis. Hence, the applied exposure in the radiology departments shall be individually planned, which means that the dose monitoring should be performed individually to ensure an appropriate dose usage. Automatic dose monitoring systems may be helpful during all the phases of radiologic procedures and the integrated access to imagiologic history may be helpful to do a better patient treatment. However, many of actual healthcare information systems do not allow dose analysis and its continuous monitoring is rare. In this context, this document proposes the Dose Center, a software platform that provides a patient-centric radiation dose analysis and a monitoring system that was designed to automatically extract and analyze dose reports captured from distinct data sources. It provides several data analytics views like, for instance, by modality or patient, including the studies effective and cumulative dose radiation. Cases exceeding the radiation thresholds are signalizing, contributing this way to improve the patient safety

Dicoogle: analysis platform to medical imaging networks

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaO uso de sistemas de informação em instituições de saúde tem aumentado nos últimos anos. O crescente uso de sistemas computacionais tem feito aumentar a produtividade e qualidade dos serviços prestados nas instituições de saúde. Estes sistemas geram uma quantidade enorme de informação digital que pode ser processada e analisada para extrair métricas relevantes para a prática clínica. Contudo, existem poucos sistemas que permitam agregar informação proveniente das várias fontes de dados existentes nas instituições médicas. Além disso, existem algumas fontes de dados que raramente são usadas e permitem extrair informação potencialmente útil para avaliação e optimização dos fluxos de trabalho e da qualidade dos serviços prestados. Esta dissertação apresenta um sistema baseado em sensores de informação, capaz de recolher informação de várias fontes existentes em departamentos de imagiologia. O sistema permite que os utilizadores analisem e estudem a informação recolhida. Adicionalmente o sistema permite obter métricas de avaliação do desempenho e qualidade dos serviços prestados. Estas métricas são importantes para avaliar, planear e optimizar os serviços, numa época em que a racionalização de recursos na saúde é uma realidade.The usage of information systems in healthcare institutions has increased in recent years. The growing use of computer systems has increased the productivity and quality of provided services by medical institutions. These systems can generate a huge amount of digital information. This digital information can be processed and analyzed to extract relevant metrics for the clinical practice. However, there are few systems capable of assemble multiple data sources within a medical institution. Moreover, there are some data sources that usually are not used to extract information that can be useful to evaluate and optimize the workflows and the quality of provided services. This thesis presents a system based on information sensors, capable of collecting information from several sources found in radiology departments. This system allows users to analyze and study the collected information from the various sources. The system also retrieves metrics for evaluating the performance and quality of provided services. These metrics are important in planning and service optimization, at a time when the rationalization of resources in healthcare is a reality