This publication as been published in the "Output-Focus" Special Health-Care Edition 3/96
Durch die Einführung von internationalen gültigen Standards in der Bildverarbeitung, Bildübertragung und Archivierung, der Entwicklung der Informationstechnologie und dem wachsendem Druck der Anwender besteht nun die Möglichkeit die Ablaüfe in einer Radiologie-Abteilung mehr und mehr nach Anwender-Zielen zu gestalten. Wo früher Kunden-spezifische Probleme durch proprietäre Lösungen zu hohen Kosten führten, ist es in unserer Kostenbewussten Zeit möglich heterogene Systeme zu integrieren. Mehrere Faktoren die zu dieser Umwandlung beitrugen werden hier kurz vorgestellt.
Diese amerikanische und europäische Norm beinhaltet eine klare Schnittstellenbeschreibung aller Geräte die auf einer Radiologieabteilung zu finden sind : Bildgebende Modalitäten, Befundungs-Stationen, Film-Drucker, Archiv, usw. Sie beinhaltet unter anderem auch ein Lexicon der das Format von alle jängigen medizinische und technische Parameter definiert. Obwohl DICOM 3 aus verschiedenen Gründen noch kein vollständiges “ Plug-and-Play ” Standard ist, kann man seine Einführung als wichtiger Meilenstein in der Realisierung von Hersteller-heterogene Systeme einstufen. Obwohl die wichtigen multinationalen Gesellschaften zum Teil zuerst besorgt und skeptisch diese Entwicklung mitmachten, scheint sich nun jeder Lieferant gewillt diese Norm in seinem jetztigen Systemen einzubauen.
Eine wichtige und relativ neue Komponente in diesem Process ist die Einführung von relativen kostengünstige Computer mit hohen Kapazitäten und Zuverlässigkeit. Ein PC mit einem Pentium Pro Prozessor ausgerüstet mit dem 32-bit Operating System Windows NT oder Windows 95 bietet sich als interessanter Baustein in einem solchen Konzept. Multi-prozessor Systeme sind ebenfalls erhältlich. Obwohl die medizinische Software hauptsächlich in UNIX oder MacIntosh Umgebung entwickelt wurde, scheint zur Zeit eine Migration zu der PC Platform unaufhaltsam und sinnvoll zu sein. Diese Entwicklung führt auch dazu dass auch mehr und mehr nicht die Hardware sondern die Software dass massgebende Glied im System wird.
- CD ROM in der Radiologie :
- Hohe Kapazität (680 MB), entspricht 50 CT Serie à je 50 Bildern, ohne Bildqualitäts Verlust
- Geringe Kosten (<30 Rappen/CT Serie à je 50 Bildern).
- Grosse Daten Sicherheit (>100 Jahre).
- Jukebox mit 100 bis zu 6'000 Disks erhältlich.
- Internationale Standards (Nächste Generation DVD in 1997, 10x mehr Platz)
- Bereits medizinischer Standard in gewissen Spezialitäten (Digital Interchange Standard of Cardiology)
Als weiteres Standbein sollen auch die Entwicklungen in der kommerziellen Informationstechnologie erwähnt werden die bereits viele der in der Medizininformatik noch zum Teil offenstehende Probleme gelöst hat (Netzwerk-orientiertes arbeiten, Intranet/Internet). In professionellen Publishing-Kreise, die zum Teil ähnliche Probleme haben, werden solche auf Microcomputer basierende Bildverarbeitungs-Systeme erfolgreich verwendet. Der CD zum Beispiel bietet sich als idealer Medium für die Speicherung von medizinischen Daten (Siehe Fig. 1). Die für 1997 geplannte Einführung des Digital Video Disk (DVD) mit einer 10-fachen Speichergrösse auf der gleichen Fläche sollte diesem Medium wahrscheindlich einen wichtigen Platz in der Archivierung von medizinischen Bildern geben.
Als anderes Beispiel des Beitrages von der Kommerziellen Informatik können auch die Avancen auf dem Gebiet der Datenkompression erwähnt werden. Kompressiontechniken beruhen auf zwei Techniken. Die verlustbehaftete Kompression ermöglichen grosse Kompressionfaktoren (typisch ist Faktor 10) führt aber zu nicht vernachlässigbaren Bildverzerrungen die in vielen Anwendung nicht zulässig sind. Die verlustlose Kompression ermöglichen nur kleine Kompressionfaktoren(typisch is 1.5 - 3), sie konserviert aber das Originalbild in perfekter Weise. Die bekannten JPEG Kompressionsalgorithmen spielen dabei eine wichtige Rolle und wurden entsprechend in der DICOM Norm eigebunden. Obwohl JPEG meistens als verlustbehaftete Technik angesehen wird, beinhaltet JPEG auch ein Modus für verlustlose Kompression. Mit diesem Verfahren kann das Volumen eines Bildes um ca 40 bis 80% verringert werden. Eine viel diskutiertes Algorithmus, die sogennante “ Wavelett ” Kompression wird ebenfalls angewendet, es besteht jedoch noch kein Standard und wirkliches Konsensus über dieses viel-versprechende Verfahren. Problembilder sind vorallem Thorax und Mammographien die sich viel schlechter komprimieren lassen als CT und MR Bilder.
Für die Fernübertragung der Bilder ist vorallem die ISDN Technik interessant die hier zu Lande als durch die Telecom PTT als Swissnet Produkt angeboten wird. Obwohl die Ubertragungskapazitäten dieses Kommunikationskanal (<384 kbit/sec) relativ zu der in der medizinischen Bildverarbeitung anzutreffendem Volumen begrenzt sind, verspricht diese Technik sehr viel. Zwischen den beiden Universitäts-Spitälern Genf und Lausanne kamm ein solcher Anschluss zustande um Videokonferenzen und Röntgenbilder zu übermitteln. Es finden nun mindestens eine Videokonferenz pro Woche zwischen der Artzteschaft statt die vor allem für die Ausbildung und verschiedene Seminare und gemeinsame Projekte gebraucht werden. Die Anschaffungskosten sind dabei im Vergleich zum Nutzen sehr gering. Projekte gehen dabei schneller vorwärts, wertvolle Zeit werden nicht mehr in Reisen zwischen beiden Orten verlorengegangen und die von der Kantonsregierungen eingegangene Kollaborationspolitik wird verstärkt. Röntgenbilder werden entweder gescannt oder, falls als digitale Vorlage vorhanden (DICOM Format), direkt übertragen und auf Personalcomputern visualisiert. Die Preise einer solchen Ubertragung untertreffen diejenigen einer Versendung per Post. Ein herkömmliches Röngtenbild wird in zirca 18 Sekunden übertragen zu einem Preis von 10 Rappen. Eine CT serie mit 28 512x512 Bilder braucht ungefähr 15 Minuten zu einem Kosten von zirca 3 Franken 50.
Die Evolution der Technik wird wahrscheindlich dazu führen dass die Bildverarbeitung in der Medizin immer mehr als ein Aspekt der multimedialen Technologien in Erscheinung tretten wird. Als Beispiel dafür und als Zukunfts-Alternative zu der ISDN-Ubertragung klopft nun die ATM-Technik an der Tür. Diese Technik wird es erlauben innerhalb einer Klinik sämtliche Bilder augenblicklich zu übertragen und zum Beispiel eine interaktive Diskussion zwischen zwei Experten zu ermöglichen.
Sie ist aber aus Standardisierungsprobleme und Kostengründen im Moment noch wenig attraktiv. Als wirtschafliche Alternative innerhalb eines Spitales können jedoch bereits jetzt kostengünstige Fast-Ethernet Netwerke aufgebaut werden mit ähnlichen Möglichkeiten.
Das in unserem Lande tätige Universitätsspital Genf hat durch die Pionierarbeit von Dr Ratib und seinen Mitarbeitern an der Unité d'Imagerie Médicale in der Ausarbeitung der Konzepte wesentlich beigetragen (DICOM Standardisierung, DICOM Papyrus file format, Digital Imaging Standard in Cardiology, OSIRIS software). Diese Errungenschaften werden zur Zeit durch eines vom einem prioritärem Program des schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung in einer praxisnahen Lösung integriert rund um einen DICOM kompatiblen Windows NT server. Dabei sollten in naher Zukunft alle potentielle bildverarbeitende Bedürfnisse einer Radiologiestation gedeckt sein. Es berücksichtigt insbesondere das Digitalisieren von herkömmliche Bilder in DICOM gerechter Form, das Anschliessen von den Modalitäten, die Datenübermittlung im internen Netwerk oder über dem öffentlichen SWISSNET und das Archivieren. Dabei werden auch die Client-Stationen mit der notwendigen Befundungsoftware ausgerüstet (RxPACS Lösung, Siehe Fig. 1). Diese kostengünstige Lösung ist insbesondere für kleine bis mittlere Kliniken einsetzbar wie auch für dezentral organisierte Abteilungen innerhalb eines grösseren Spitals.
Die Medizininformatik bietet potentielle Lösungen der Personenschutzproblematik wie auch Gefahren. Technisch gesprochen lässt sich mit der Informatik bessere Sicherheitsschranken gegen unzulässigen Zugriff einbauen. Es ist zum Beispiel ohne weiteres Möglich dass auf Bilder des Typ X oder vom Patienten Y nur von der Person Z zugegriffen werden kann. Durch Anonymisierung der Bilder oder Daten-Encryption kann ein Bild virtuel vollständig geschützt werden. In einem solchen System bleibt jedoch immer als letzte Gefahr das menschliche Versagen (Schlechte Verwaltung des Zugriffsrechte durch den System-Administrator, Fehl-Manipulation des zu wenig in der Bedienung des Informatiksystems gebildeten Artztes, etc...). In der Praxis ist es zur Zeit am wichtigten dass Zugriffe von aussen vollständig blockiert werden können durch einen sicheren Firewall system. Bilder müssen prinzipiell anonymisiert werden sobald Sie für Forschungszwecke oder zu Experten auf digitale Form weiterversendet werden.
Es ist jedoch zu beachten dass in der konventionelle Radiologie die Gefahren für den Personenschutz ebenfalls vorhanden sind (Bilder werden vergessen, nicht anonym per Post geschickt, usw...). Es gilt also hier ein vernünftiges System zu finden dass letzlich auch auf den Vertrauen zum Artz basiert.
Die Digitalisierung einer Radiologieabteilung kann in der heutigen Zeit tatsächlich in Angriff genommen werden. Falls richtig durchgeführt kann Sie nicht nur dazu beitragen dass die Routine-Arbeit effizienter und vielleicht angenehmer durchgeführt werden sondern auch zu einem Wachstumfaktor für die Radiologie werden. Zusätzlich wirtchafliche Perpektiven öffnen sich die die Investitionskosten rechtfertigen können. Bei all diesen Forschritten, ist dabei trotzdem zu Beachten dass die Medizin die Kontrolle über diese Entwicklungen behält oder mindestens activ mitverfolgt um nicht in naher Zukunft ein neuer Opfer der ab und zu menschenfremden technischen Entwicklung zu werden. Es ist der Wunsch des Autores dass diese Entwicklungen der willkommenen Verbesserungen der Effiziens der Spitäler dient und auch im Dienste der Wissenschaft und des Patienten stehen. Ansätze für eine vernünftige Verwendung dieser Techniken bestehen ohne weiteres.