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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA
GERÊNCIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA INDUSTRIAL - CPGEI
WAGNES BORGES FRANCESCHI
PROCEDIMENTOS E PRÁTICAS PARA DIGITALIZAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CURITIBA
DEZEMBRO-2006
Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática
Industrial
DISSERTAÇÃO
apresentada à UTFP
para obtenção do grau de
MESTRE EM CIÊNCIAS
por
WAGNES BORGES FRANCESCHI
PROCEDIMENTOS E PRÁTICAS PARA DIGITALIZAÇÃO DE
IMAGENS MÉDICAS
Banca Examinadora:
Presidente e Orientador:
PROF. DR. PAULO JOSÉ ABATTI UTFPR
Examinadores:
PROF. DR. FÁBIO IAIONE UFGD
PROF. DR. HUMBERTO REMIGIO GAMBA UTFPR
PROF. DR. SÉRGIO FRANCISCO PICHORIM UTFPR
Curitiba, 15 de Dezembro de 2006
II
WAGNES BORGES FRANCESCHI
PROCEDIMENTOS E PRÁTICAS PARA
DIGITALIZAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Elétrica e Informática
Industrial da Universidade Tecnológica Federal do
Paraná, como requisito parcial para a obtenção do
grau de “Mestre em Ciências” – Área de
Concentração: Engenharia Biomédica.
Orientador: Prof. Dr. Paulo José Abatti
Curitiba
2006
III
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Hospital São Vicente de Paulo (HSVP), Passo Fundo, RS, nas pessoas do
Diretor Médico Dr. Rudah Jorge, do Administrador Sr. Ilário De David e do presidente da
Comissão de Informática Sr. Deonir De Marco pelo empreendedorismo, estando sempre em
busca de novas tecnologias e de pessoas preparadas para prestar serviços altamente
qualificados. A parceria do HSVP com a UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do
Paraná) possibilitou a realização do Curso de Mestrado e deste estudo em engenharia
biomédica.
Ao M. Eng. Luiz Spalding por ser um banco de idéias nas áreas educacionais, de
pesquisa e serviços, sempre usando alta tecnologia. Agradeço por ser o mentor deste trabalho.
Obrigado Prof. Dr. Paulo José Abatti por possibilitar o contato com seu conhecimento
em Engenharia Biomédica e também com seu saber sobre o humano.
Agradeço à Adriana pelo estímulo a ir adiante nas empreitadas iniciadas.
À Tia Tere por ter cuidado de mim durante a infância.
Ao Centro de Engenharia Biomédica do HSVP, particularmente ao amigo MSc. Eng.
João Batista Vieira que sempre ficará na minha memória. Também Dr. Eng. Fábio Iaione e ao
técnico em eletrônica José Antônio O. Figueiredo por terem me auxiliado nas suas áreas de
conhecimento. Aos programadores do Departamento de Informática, principalmente Sr.
André do Amaral, Sr. Jerri Bilibio e Srª. Fabiana Busato agradeço pelo apoio recebido.
Aos médicos da ultra-sonografia: Dr. Tadeu Feres, Dr. Hélio Renan Dias, Dr. Adolfo
Lara Brickanich e Drª. Giovana Quadros; da radiologia: Dr. Djalmo Heitor Zinn, Dr. Senair
Ambrós, Dr. Luciano Morello e Dr. Augusto Vasconcelos Viera; da endoscopia: Dr. Fabiano
Schirmbeck, Dr. Rudiberto Ferrarin, Dr. Nilton Bonadeo e Dr. Araby Nacul; da patologia:
Elder Lersh e Drª Daniela Mozzini; da hemodinâmica: Dr. Ibsen Trindade; do bloco cirúrgico:
Enf. Vilmar Stefini e Enf. Martin Moura por colocarem à disposição informações, manuais e
equipamentos de imagens.
Ao amigo Dr. Antônio Jamar Boss agradeço o apoio recebido.
Aos colegas de mestrado particularmente ao Dr. Juarez Clenio Tarasconi, pelo auxílio.
A busca de soluções programadas feitas pelo Sr. François Xavier Quentric (Université
de Technologie de Compiègne, France - Génie Biologique-Biomédical) e o grande
conhecimento prático-teórico na área de imagens analógico-digitais do Sr. Luiz Vilson
Lippstein tiveram participação decisiva na efetivação deste trabalho, meu muito obrigado a
ambos.
IV
V
SUMÁRIO
SUMÁRIO ........................................................................................................................... VI LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... X LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... XI LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS.........................................................................XII RESUMO ........................................................................................................................XVIII ABSTRACT...................................................................................................................... XIX 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 1 1.1 IMAGENS MÉDICAS – ASPECTOS GERAIS ....................................................... 1 1.2 OBJETIVOS............................................................................................................... 2
1.2.1 Objetivos gerais.................................................................................................. 2 1.2.2 Objetivos específicos.......................................................................................... 2
2. IMAGENS ANALÓGICAS........................................................................................... 5 2.1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 5 2.2 SISTEMAS DE VÍDEO............................................................................................. 5
2.2.1 Vídeo composto.................................................................................................. 6 2.2.1.1 NTSC.................................................................................................................. 6 2.2.1.2 PAL .................................................................................................................... 6
2.2.2 Vídeo componente.............................................................................................. 7 2.2.2.1 Y/C ..................................................................................................................... 7 2.2.2.2 RGB.................................................................................................................... 8 2.2.2.3 R-Y/Y/B-Y......................................................................................................... 8
2.3 CABOS E CONECTORES........................................................................................ 8 2.3.1 Cabo coaxial ....................................................................................................... 8 2.3.2 Cabo paralelo...................................................................................................... 9 2.3.3 Cabo Y/C.......................................................................................................... 10
2.4 GRAVAÇÃO ........................................................................................................... 10 2.4.1 VHS.................................................................................................................. 11 2.4.2 S-VHS .............................................................................................................. 11
2.5 CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM DO MONITOR........................................... 11 2.5.1 Brilho................................................................................................................ 11 2.5.2 Cor.................................................................................................................... 11 2.5.3 Contraste........................................................................................................... 12 2.5.4 Matiz................................................................................................................. 12 2.5.5 Resolução horizontal ........................................................................................ 12 2.5.6 Resolução vertical ............................................................................................ 12
2.6 IMAGENS ANALÓGICAS ENCONTRADAS NO HSVP.................................... 13 2.6.1 Patologia........................................................................................................... 14 2.6.2 Videocirurgia.................................................................................................... 14 2.6.3 Vídeo-endoscopia digestiva ............................................................................. 15 2.6.4 Ultra-sonografia ............................................................................................... 16 2.6.5 Outras imagens................................................................................................. 17
2.7 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 19 3. IMAGENS DIGITAIS ................................................................................................. 21 3.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 21 3.2 CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM DIGITAL.................................................... 21 3.3 COMPACTAÇÃO ................................................................................................... 22
3.3.1 Tipos de redundâncias...................................................................................... 22
VI
3.3.1.1 Redundância espacial ....................................................................................... 22 3.3.1.2 Redundância temporal...................................................................................... 22
3.3.2 Reversibilidade da compactação ...................................................................... 22 3.3.1.1 Com perda de informações (lossy) ................................................................... 22 3.3.1.2 Sem perda de informação (lossless) ................................................................. 23
3.3.3 Algoritmos de compactação e descompactação ............................................... 23 3.3.3.1 RLE .................................................................................................................. 23 3.3.3.2 LZW ................................................................................................................. 23 3.3.3.3 JPEG................................................................................................................. 24 3.3.3.4 DWT................................................................................................................. 24
3.4 FORMATOS DE ARQUIVOS PARA IMAGENS ESTÁTICAS........................... 25 3.4.1 RAW................................................................................................................. 25 3.4.2 PSD................................................................................................................... 25 3.4.3 BMP ................................................................................................................. 25 3.4.4 GIF ................................................................................................................... 25 3.4.5 PNG.................................................................................................................. 26 3.4.6 TIFF.................................................................................................................. 26 3.4.7 JPEG................................................................................................................. 26 3.4.8 JPEG 2000........................................................................................................ 27 3.4.9 Escolha do tipo de arquivo ............................................................................... 28
3.5 FORMATOS DE ARQUIVOS PARA IMAGENS DINÂMICAS.......................... 29 3.5.1 QuickTime Movie® ......................................................................................... 30 3.5.2 AVI................................................................................................................... 30
3.5.2.1 RLE .................................................................................................................. 30 3.5.2.2 Microsoft Vídeo 1 ............................................................................................ 30 3.5.2.3 Indeo................................................................................................................. 31 3.5.2.4 MJPEG ............................................................................................................. 31 3.5.2.5 Cinepak............................................................................................................. 31 3.5.2.6 Quadros inteiros ............................................................................................... 32
3.5.3 MPEG............................................................................................................... 32 3.5.3.1 MPEG-1 ........................................................................................................... 32 3.5.3.2 MPEG-2 ........................................................................................................... 33 3.5.3.3 MPEG-4 ........................................................................................................... 33 3.5.3.4 MPEG-7 ........................................................................................................... 33 3.5.3.5 MPEG-21 ......................................................................................................... 34 3.5.3.6 Comparação entre CODECs............................................................................. 34
3.6 IMAGENS DIGITAIS ENCONTRADAS............................................................... 35 3.6.1 Tomografia computadorizada .......................................................................... 36 3.6.2 Ressonância magnética .................................................................................... 37 3.6.3 Hemodinâmica ................................................................................................. 38 3.6.4 Medicina nuclear e densitometria óssea........................................................... 39 3.6.5 Radiografia computadorizada .......................................................................... 40
3.7 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 41 4. PADRONIZAÇÕES EM DOCUMENTAÇÃO MÉDICA.......................................... 42 4.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 42 4.2 BENEFÍCIOS E BENEFICIADOS PELA PADRONIZAÇÃO.............................. 43 4.3 ORGANIZAÇÕES PADRONIZADORAS ............................................................. 44 4.4 NORMATIZAÇÕES EM SAÚDE .......................................................................... 45 4.5 NORMA DICOM..................................................................................................... 46
4.5.1 Introdução......................................................................................................... 46
VII
4.5.2 Histórico ........................................................................................................... 47 4.5.3 Noções elementares das seções DICOM.......................................................... 49
4.5.3.1 Parte 1 - Introdução e visão geral..................................................................... 49 4.5.3.2 Parte 2 – Conformidade.................................................................................... 49 4.5.3.3 Parte 3 - Definições dos objetos de informação............................................... 50 4.5.3.4 Parte 4 - Especificações das classes de serviço................................................ 50 4.5.3.5 Parte 5 - Estruturas de dados e códigos............................................................ 52 4.5.3.6 Parte 6 - Dicionário de dados ........................................................................... 53 4.5.3.7 Parte 7 - Mensagens de troca............................................................................ 53 4.5.3.8 Parte 8 e 9 – Suporte para troca de mensagens via rede .................................. 53 4.5.3.9 Parte 10, 11 e 12 - Mídia de armazenamento e formato de arquivo para trocas...................................................................................................................................... 53 4.5.3.10 Parte 13 – Gerenciamento de impressão ........................................................ 54 4.5.3.11 Parte 14 - Função de visualização com padrão de tons de cinza.................... 55 4.5.3.12 Parte 15 - Perfis de segurança ........................................................................ 55 4.5.3.13 Parte 16 – Mapeamento de terminologia aplicada à interpretação das imagens...................................................................................................................................... 55 4.5.3.14 Suplemento 16 - Suplemento luz visível........................................................ 56
4.6 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 57 5. IMAGENS MÉDICAS EM COMPUTADOR PESSOAL .......................................... 59 5.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 59 5.2 SOLUÇÃO PARA IMAGENS ANALÓGICAS DINÂMICAS ............................. 59
5.2.1 Placa de digitalização ....................................................................................... 60 5.2.2 Programa Intelicam® ....................................................................................... 60 5.2.3 Recursos para programação ............................................................................. 61 5.2.4 Programação..................................................................................................... 61
5.2.4.1 Ensaio 1 ............................................................................................................ 62 5.2.4.2 Ensaio 2 ............................................................................................................ 63 5.2.4.3 Ensaio 3 ............................................................................................................ 63 5.2.4.4 Ensaio 4 ............................................................................................................ 65
5.2.5 Imagens em fitas VHS...................................................................................... 66 5.3 SOLUÇÃO PARA IMAGENS EM MEIOS NÃO ELETRÔNICOS...................... 66 5.4 IMAGENS DIGITAIS DINÂMICAS...................................................................... 68
5.4.1 Programas avaliados......................................................................................... 68 5.4.1.1 Inturis Suite Viewer Lite Version 1.0® ........................................................... 68 5.4.1.2 Osiris® ............................................................................................................. 69 5.4.1.3 eFilm Workstation®......................................................................................... 69 5.4.1.4 ViewStarPC®................................................................................................... 69 5.4.1.5 Scion image for Windows®............................................................................. 70 5.4.1.6 ImportACCESS................................................................................................ 70
5.4.2 O Arquivo DICOM .......................................................................................... 70 5.4.2.1 Sintaxe de transferência ................................................................................... 70 5.4.2.2 Informações sobre a imagem............................................................................ 72
5.4.3 Programação..................................................................................................... 72 5.4.3.1 Ensaio 1 ............................................................................................................ 72 5.4.3.2 Ensaio 2 ............................................................................................................ 73
5.5 IMAGENS DIGITAIS ESTÁTICAS....................................................................... 74 5.5.1 Programa eFilm®, ressonância magnética e tomografia computadorizada..... 75
5.5.1.1 Comandos......................................................................................................... 75 5.5.1.2 Configuração .................................................................................................... 75
VIII
5.5.1.3 Transferência.................................................................................................... 77 5.6 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 77
6. GERENCIAMENTO DE IMAGENS MÉDICAS....................................................... 79 6.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 79 6.2 REQUISIÇÃO E PREPARO PARA O EXAME .................................................... 80 6.3 AQUISIÇÃO............................................................................................................ 81 6.4 INTERPRETAÇÃO................................................................................................. 81
6.4.1 Visualização ..................................................................................................... 82 6.4.2 Estação de trabalho do radiologista.................................................................. 84
6.5 DISTRIBUIÇÃO...................................................................................................... 86 6.5.1 Transmissão à longa distância.......................................................................... 87
6.6 ARMAZENAMENTO............................................................................................. 89 6.6.1 Compactação de imagens médicas ................................................................... 91
6.7 PECULIARIDADES DOS DIFERENTES EXAMES ............................................ 92 6.7.1 Ultra-sonografia ............................................................................................... 92 6.7.2 Endoscopia ....................................................................................................... 93 6.7.3 Tomografia computadorizada e ressonância magnética................................... 95 6.7.4 Radiografia computadorizada .......................................................................... 96 6.7.5 Hemodinâmica ................................................................................................. 96 6.7.6 Patologia........................................................................................................... 99 6.7.7 Mamografia .................................................................................................... 102 6.7.8 Videocirurgia.................................................................................................. 102 6.7.9 Radioterapia ................................................................................................... 102
6.8 ENSINO ................................................................................................................. 103 6.9 IMPLICAÇÕES ORGANIZACIONAIS ............................................................... 104 6.10 CUSTOS................................................................................................................. 106 6.11 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 106
7. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO................................................................................. 108 7.1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 108 7.2 DISCUSSÃO E CONCLUSÕES........................................................................... 108 7.3 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS .................................................... 109 7.4 IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA DE IMAGEM HOSPITALAR................... 110
ANEXO 1 - GRANDEZAS DA LUZ.......................................................................... 113 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................... 114
IX
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 - Conector BNC anterior (A); perfil (B); Adaptador BNC-RCA (C). ....................... 9 Figura 02 - Conector RCA. ........................................................................................................ 9 Figura 03 - Conector S-VHS.................................................................................................... 10 Figura 04 - Equipamento de videocirurgia............................................................................... 13 Figura 05 - Microscópio óptico................................................................................................ 14 Figura 06 - Equipamento de vídeo-endoscopia........................................................................ 16 Figura 07 - Equipamento de ultra-sonografia. ......................................................................... 17 Figura 08 - Equipamento de radiografia convencional. ........................................................... 18 Figura 09 - Equipamento para registro radiográfico animado em filme de 35 mm................. 19 Figura 10 - Equipamento de tomografia computadorizada...................................................... 36 Figura 11 - Equipamento de ressonância magnética. ............................................................... 37 Figura 12 - Equipamento de hemodinâmica digital. ................................................................ 39 Figura 13 - Equipamento de radiografia computadorizada. ..................................................... 40 Figura 14 - Monitor verticalizado e monitor horizontalizado. ................................................. 84
X
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Principais padrões de transmissão televisiva ............................................................ 7 Tabela 2 - Principais formatos de arquivos e suas características............................................ 28 Tabela 3 - Comparação entre CODECs ................................................................................... 35 Tabela 4 - Comandos usados para comunicar o eFilm® com equipamentos .......................... 75 Tabela 5 - Dados gerados pela radiologia de um hospital referência para 200.000 pessoas ... 90 Tabela 6 - Imagens necessárias para fotografar espécimes de diferentes tamanhos, com
diferentes aumentos ópticos. .......................................................................................... 100
XI
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Abreviatura Língua estrangeira Português
ABC Activity-based accounting Contabilidade baseada em atividade
ACC American college of cardiology Colégio americano de cardiologistas
ACR American college of radiology Colégio americano de radiologia
ACR-NEMA American college of radiology -
national electrical manufacturers
association
Colégio americano de radiologia -
associação nacional dos fabricantes em
eletricidade
ACTS Advanced communications
technology satellite
Tecnologia avançada de comunicação
por satélite
ASCII American standard code for
information interchange
Código americano padrão para troca de
informações
ASCP American society of clinical
pathologists
Sociedade americana de patologistas
clínicos
ASGE American society for gastrointestinal
endoscopy
Sociedade americana para endoscopia
gastrintestinal
ATM Asynchronous transfer mode Modo assíncrono de transferência
BBS Bulletin board systems Sistema de quadro de avisos
BMP Bitmap Mapa de bit
BNC Bayonet nut connector Conector rosqueado baioneta
CCD Charged coupler devices Fotossensores
CD Compact disc Disco compacto
Cd Candelas Candelas
CD-ROM Compact disc – read only memory Disco compacto – memória de leitura
CEN Comité Européan de Normalisation Comitê europeu de normatização
CID Abreviatura em português Classificação internacional de doenças
CIS Cardiology information system Sistema de informação em cardiologia
CMYK Cyan, magenta, yellow and black Azul, vermelho, amarelo e preto
XII
CODEC Compression decompression Compressão e descompressão
CRT Cathode ray tube Tubo de raios catódicos.
CT Computerized tomography Tomografia computadorizada
CTA Compact Tape Archive Arquivo em fita compacta
CTI Abreviatura em português Centro de tratamento intensivo
DCF Digitzer configuration file Arquivo para configuração digital
DCT Discret cosine transform Transformada co-sênica discreta
DICOM Digital imaging and communications
in medicine
Imagens digitais e comunicação em
medicina
DICOM SR DICOM structured reporting Relatório estruturado DICOM
DLT Digital linear tape Fita linear digital
DOS Disk operating system Sistema operacional de disco
DPI Dots per inch Pontos por polegada.
DTF Data tape format Formato de dados para fita
DVD Digital versatile disk Disco digital versátil
DWT Discrete wavelet transform Transformada de onda discreta
EC External capture Captura externa
ECG Abreviatura em português Eletrocardiograma
ESGE European society for gastrointestinal
endoscopy
Sociedade européia para endoscopia
gastrintestinal
GB Gigabyte Unidade de informação igual a um
bilhão (1.073.741.824) de bytes
GIF Graphics interchange format Formato de intercâmbio gráfico
HDTV High definition television Televisão de alta definição
HIS Hospital information system Sistema de informação hospitalar
HL7 Health level seven Protocolo de troca nível sete
HSVP Abreviatura em português Hospital São Vicente de Paulo
HTML Hyper text markup language Código de linguagem para textos e
imagens na internet
IJG Independent JPEG group Grupo independente JPEG
ISIS Information system – imaging system Sistema de informação – sistema de
imagem
XIII
ISO International organization for
standardization
Organização internacional para
padronização
ISO – TC 215 International organization for
standardization – Technical
committee 215
Comitê técnico de informática em
saúde da organização internacional para
padronização
ITU-R International Telecommunications
Union, Radio-communication Sector
– Recommendations
União internacional de
telecomunicações, setor de
radiocomunicação - recomendações
JFIF JPEG file interchange format Formato de intercâmbio de arquivo
JPEG
JPEG Joint photographic expert group Grupo de especialistas em
gráfica e fotografia
kB Kilobyte Unidade de informação igual a 1024
bytes
kHz Kilohertz Mil ciclos por segundo
Lm Lumen Lumen
Lx Lux Lux
LZW Lempel, Ziv, Welch Nomes próprios
MB Megabyte Unidade de informação igual a
1.048.576 bytes
MESH Medical subject headings Título de Assuntos Médicos
MHz Megahertz Milhões de ciclos por segundo
MIGRATOR
2000
Migration of image generation and
registration authoring tools to the
open resources of JPEG 2000
Projeto para desenvolver e divulgar a
norma JPEG 2000 para imagem digital
MPEG Motion picture experts group Grupo de especialistas em imagem
dinâmica
MRI Magnetic resonance imager Ressonância magnética
ms Abreviatura em português Milissegundo
MWM Modality worklist manager Gerenciador de modalidades de listas
de trabalho
NEMA National Electrical Manufactures
Association
Associação Nacional dos Fabricantes
em Eletricidade
XIV
N-ISDN Narrowband integrated services
digital network
Rede digital de serviços integrados com
banda estreita
NLM National library of medicine Biblioteca nacional de medicina
NTSC National television standards
committee
Sistema de vídeo analógico com
resolução de 525 linhas
PACS Picture archiving and
communication system
Sistema de comunicação e arquivo de
imagem
PAL Phase alternating line Sistema de vídeo analógico com
resolução de 625 linhas
PNG Portable network graphics Formato de arquivo de imagem
PSD Photoshop image Formato de arquivo do programa
Photoshop®
RAM Random access memory Memória de acesso randômico
RAW Raw Cru
RCA Radio corporation of america Corporação de rádio da américa
RGB Red, green, blue Sistema de vídeo onde as cores
vermelho, verde e azul são
transportadas separadamente
RIS Radiology information system Sistema de informação da radiologia
RLE Run length encoding Duração da série codificada
ROIS Radiation oncology information
system
Sistema de Informação em Oncologia
Radioterápica
RPZA RoadPizza Nome do algoritmo de compressão
utilizado pelo QuickTime
RT Reference terminology Terminologia de referência
R-Y/Y/B-Y red-luminance/ luminance/
blue-luminance
Sistema de vídeo que tem característica
do Y/C e do RGB.
SAME Abreviatura em português Serviço de arquivo médico
SCP Service class provider Provedor de serviço
SCSI Small computer systems interface Sistema de interface para pequenos
computadores
SCU Service class user usuário de serviço
XV
SECAM Systeme electronique couleur avec
memoire
Sistema eletrônico de cor com memória
SGML Standard generalized markup
language
Padrão Internacional de
Escrita de Arquivos
Hipertexto na Internet
SNOMED Systematized nomenclature for
human and veterinary medicine
Nomenclatura sistematizada de
medicina humana e veterinária
SOP Service object pair Par serviço-objeto
S-VHS Super-video home system Sistema doméstico de super-vídeo
TB Terabyte Unidade de informação igual a um
trilhão (1.099.511.627.776) de bytes
TCP/IP Transmission control protocol –
internet protocol
Protocolo de controle e transmissão -
protocolo internet
TFT Thin-film transistor Transistor de filme transparente
TIFF Tagged Image File Format Formato de arquivo de imagem
etiquetado
TNM Tumor, nodule, metastasis Tumor, nódulo, metástase
UID Unique identifier identificador único de observação
UMLS Unified medical language system Sistema de linguagem médica unificada
USB Universal serial bus Barramento serial universal
VL Visible light Suplemento luz visível
WORM Write once read many Grava uma vez lê muitas vezes
XML Extended Markup Language Versão mais simples do
padrão SGML
Y/C Luminance/chrominance Brilho/cor
XVI
XVII
RESUMO
Neste trabalho são estudadas estratégias para obtenção de imagens de interesse médico
em arquivos digitais apresentados em formatos compatíveis com computadores pessoais. A
situação atual de grande parte dos hospitais do mundo é a de possuir diferentes equipamentos
geradores de imagens, tanto analógicas como digitais, sendo que a maioria não se conecta
entre si, nem oferece a possibilidade de ter suas imagens visualizadas em computadores
pessoais. Utilizou-se, neste trabalho, como metodologia, o estudo do caso específico de um
hospital de grande porte localizado na região sul do Brasil. São descritas as imagens e os
equipamentos que as geraram, juntamente com as suas características técnicas mais
relevantes. Noções básicas sobre imagens estáticas e dinâmicas são revisadas. As estratégias
de compactação, principais tipos arquivos, padronizações e gerenciamento de imagens digitais
no ambiente hospitalar são analisados. Também são descritas as soluções encontradas para se
disponibilizar imagens em arquivos compatíveis com os programas de leitura de imagens dos
computadores pessoais, independente do equipamento em que foram geradas, com custo
aceitável e com boa resolução. Sempre que possível, as conclusões obtidas são descritas de
modo que possam ser utilizadas em outros hospitais com características semelhantes ao
estudado.
XVIII
ABSTRACT
The author presents the strategies used for obtaining images of medical interest and
for recording those images in digital files whose compacting formats are compatible with
programs for image reading, that are part of the operating systems of personal computers.
The current situation of most of the hospitals around the world is that they are using different
analogical and digital image generating equipment, and most of them are unable of
connecting amongst themselves, nor of offering the possibility of sharing their images for
being visualized in personal computers. The methodology used for the development of the
present study included the analysis of the specific case of an hospital located in the south of
Brazil. Image kinds and image generating equipment, including their more relevant technical
characteristics are described. The basic concepts on static and dynamic images are revised.
The image compacting strategies, the main types of compacted files, the
standardization and the administration of digital images in the hospital environment are
analyzed. The solutions found for image availability, in file formats compatible with image
reading programs that are part of the operating systems of the personal computers (not
considering the kind of equipment in which they were generated), with acceptable cost and
with good resolution are described. Whenever possible, the conclusions obtained from this
study are described, so that they can be used in hospitals with similar characteristics.
XIX
XX
CAPÍTULO 1
1. INTRODUÇÃO
1.1 IMAGENS MÉDICAS – ASPECTOS GERAIS
Imagens têm a capacidade de fornecer muitas informações, documentando com
precisão o que está acontecendo com o paciente. São de grande valia na medicina por
reduzirem a subjetividade dos diagnósticos e darem maior precisão aos tratamentos invasivos,
além de ser importante ferramenta na educação de profissionais de saúde e pacientes.
Com a descoberta dos raios-X há mais de cem anos, os equipamentos geradoras de
imagem passaram a habitar, de forma crescente, os hospitais [1]. Particularmente, nas últimas
décadas surgiram várias modalidades de imagens, produzidas por equipamentos diferentes,
fabricados por indústrias diversas, em épocas distintas. Alguns dispositivos geram imagem
em filme, outros têm saídas analógicas e os mais recentes podem criar arquivos digitais.
Ressalta-se que mesmo após o aparecimento destes últimos, não havia preocupação com a
padronização no tipo de arquivo gerado. O usual era cada fabricante ter o seu padrão
proprietário.
Os computadores pessoais foram introduzidos nas instituições hospitalares para serem
usados, num momento inicial, em contabilidade e como editores de textos. O aumento da
capacidade de processamento destas máquinas, melhoria na velocidade de transmissão das
redes e menor custo dos processadores, juntamente com desenvolvimento de bons monitores e
projetores de multimídia, abriram caminhos para o uso de computadores pessoais na
manipulação de imagens médicas.
As vantagens de se ter imagens digitais, utilizáveis em computador pessoal, são
inúmeras, destacando-se a boa resolução; a rapidez para localizá-las e disponibilizá-las
instantaneamente para o clínico, permitindo assim a comparação com outras imagens do
paciente e, por conseguinte melhorar o atendimento [2]; facilidade no processo de realce de
detalhes como contornos e contraste; a redução do risco de extraviar o radiograma ou
deteriorar a qualidade com o tempo; a possibilidade de fazer inúmeras cópias ou leituras sem
perda de qualidade, podendo serem vistas simultaneamente em diferentes lugares do mundo
(facilitando a análise de casos clínicos raros por vários médicos); rapidez e baixo custo para
edição e publicação, tanto impressa como digital; apresentação em congressos e aulas, com
enriquecimento por meio de textos e efeitos especiais, sem necessidade de fazer diapositivos;
1
facilidade de serem transportadas entre hospital, consultório médico e residência do paciente,
entre outras. No entanto, a carência de profissionais com conhecimento em imagem, medicina
e informática; literatura especializada usando jargões técnicos, dificultando o entendimento
entre pessoas com formações distintas; incompatibilidade entre equipamentos geradores de
imagens médicas e computadores pessoais (quando existem soluções para compatibilidade
elas são exclusivas para um equipamento e tem custo elevado) tem dificultado o emprego
desta tecnologia.
Assim, a situação atual de grande parte dos hospitais do mundo, seguindo esta
tendência, é a de apresentar diferentes equipamentos produtores de imagens, a maioria deles
sem a capacidade de serem conectados entre si e sem a possibilidade de terem suas imagens
visualizadas em computadores pessoais.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivos gerais
O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia para que as imagens
produzidas nos diversos equipamentos hospitalares possam ser disponibilizadas em formato
digital que seja compatível com computadores pessoais. Particularmente, deseja-se atingir
esta meta com baixo custo, boa resolução de imagem, valendo-se das máquinas existentes no
hospital, programas de domínio público quando possível, ou programação específica quando
necessário. Procurou-se também dar preferência para as soluções que respeitem a cultura de
informática local, mas compatíveis com padrões internacionais, facilitando o intercâmbio de
imagens e a possível incorporação de futuros avanços tecnológicos.
1.2.2 Objetivos específicos
Para se atingirem os objetivos gerais supracitados foram necessárias as seguintes
etapas:
a) descrever os principais equipamentos produtoras de imagens estáticas e dinâmicas
de interesse e estudar as suas características técnicas, tipos de saídas do sinal analógico ou
digital e os formatos gerados, além dos equipamentos disponíveis utilizados para o processo
de aquisição e tratamento das imagens;
2
b) identificar os diversos padrões nas áreas de informática em saúde, nomenclatura de
imagem e informação hospitalar, escolhendo aqueles que tenham boa aceitação internacional
e que se ajustem às condições locais;
c) descrever as partes de interesse do DICOM (digital imaging and communications in
medicine) de uma forma não técnica, inteligível para o médico e outros profissionais de saúde;
d) identificar os caminhos para permitir a conversão da imagem contida nos arquivos
DICOM para outros formatos de imagens mais difundidos, procurando contornar as
dificuldades atuais dos navegadores, programas de apresentações de multimídias, editores de
imagens e de texto que não exibem arquivos DICOM;
e) servir como referência teórica para o processo de criação de uma rede interna de
imagens a ser utilizada no atendimento médico cotidiano e
f) estabelecer uma metodologia para digitalizar imagens armazenadas em fitas de
videocassete analógico e em meios não digitais;
Como pode ser visto trata-se de um tema de grande abrangência, com soluções ainda
em fase inicial de análise e com poucas propostas implantadas com custo aceitável. Desta
maneira, devido à grande extensão do tema optou-se por um estudo de caso, com ampla
revisão bibliográfica. Especificamente, estudou-se o Hospital Escola São Vicente de Paulo
(HSVP), em Passo Fundo, Rio Grande do Sul, Brasil, que é o maior hospital do interior do
estado, com 511 leitos, referência regional para atendimento de casos complexos. Este
hospital possui convênios de ensino com universidades, sendo nele desenvolvidos estágios de
graduação em Medicina, estágios curriculares de graduação em Enfermagem e Obstetrícia,
curso Técnico em Enfermagem, curso Técnico em Radiologia, estágios de graduação em
Farmácia, dez programas de Residência Médica e Mestrado. O HSVP possui os principais
tipos de equipamentos geradores de imagens que atualmente estão em uso clínico no mundo.
Na prática realizou-se uma pesquisa exploratória, com o objetivo de proporcionar
maior familiaridade com o problema, tornando-o mais explícito, aprimorando idéias,
conceitos e soluções locais. Quando possível buscou-se generalizar os resultados, para que os
mesmos possam ser úteis em hospitais com características semelhantes e que desejem
implementar processos para ter imagens digitais em computadores pessoais.
No capítulo 2 apresentam-se os princípios básicos envolvidos na geração e
armazenamento de imagens analógicas, ressaltando-se os tipos de imagens analógicas
encontradas no HSVP. O capítulo 3 é dedicado às imagens digitais, tipos de arquivos, noções
de compactação de imagens tanto estáticas como dinâmicas, além dos achados nos principais
equipamentos em funcionamento no hospital. No capítulo 4 estão os estudos teóricos sobre a
3
padronização na área de imagem médica e outras áreas correlatas de utilidade em
informatização hospitalar. No capítulo 5 são apresentadas as soluções desenvolvidas para que
se possam utilizar, em computador pessoal, as imagens produzidas pelos diferentes
equipamentos, além das diversas experiências implantadas relatadas na literatura
internacional. No capítulo 6 por meio de uma revisão bibliográfica descreve-se como é feito o
gerenciamento das imagens digitais em diferentes hospitais do mundo. O capítulo 7 contém as
conclusões e sugestões para o desenvolvimento de outros estudos nesta área.
4
A resolução dos sistemas é determinada pelo número de linhas que compõe a imagem.
Resoluções maiores são encontradas na televisão de alta definição (HDTV), a qual tem duas
vezes mais resolução vertical e horizontal do que a televisão convencional; uma relação de
aspecto de 16:9 (mesma que a do cinema) e uma taxa de quadros de 24 Hz ou mais; também,
no mínimo dois canais de som com qualidade de compact disk (CD). Estúdios HDTV
comercialmente disponíveis trabalham com formato de imagem de 1.920 x 1.035 pontos,
totalizando dois megapixels por quadro, o que é seis vezes o número de pontos da televisão
convencional. Estes estúdios e câmeras HDTV trabalham com um fluxo de dados de 120
megabytes por segundo [3]. Apesar da maior resolução ressalta-se que este sistema ainda não
é amplamente difundido. Os sistemas de vídeo mais utilizados podem ser classificados em
vídeo composto ou vídeo componente, os quais serão apresentados na seqüência.
2.2.1 Vídeo composto
Nestes sistemas de vídeo todos os sinais são transmitidos por um único cabo, por este
motivo são chamados de compostos. Os sistemas coloridos compostos mais empregados são o
NTSC (national television standards committee) e PAL (phase alternating line) [4].
2.2.1.1 NTSC
É o sistema composto mais utilizado em videolaparoscopia e vídeo-endoscopia,
devido ao fato de não ter variações em diferentes países como o PAL. É empregado também
como padrão de transmissão de televisão em países como Japão e EUA; no Brasil ele é
encontrado apenas como alternativa em alguns videocassetes e monitores de vídeo. Suas
características técnicas básicas são sinal analógico; com imagem entrelaçada; tendo um total
de 525 linhas horizontais, sendo que 42 delas reservadas para transmitir as informações que
orientam o desenho da imagem na tela, é o chamado retraço, restando 483 linhas ativas para
formar a imagem; tempo de linha: 63,556 ms (milissegundo); tempo de linha ativa: 52,66 ms;
freqüência de varredura da linha: 15.734 Hz [4].
2.2.1.2 PAL
Este sistema é muito utilizado na Europa, sendo o padrão indicado pela letra que se
segue ao nome. As características técnicas do PAL são: sinal analógico; imagem entrelaçada;
6
podendo ter 625 linhas horizontais, ou menos, como no caso do PAL-M que são 525 linhas
horizontais; tempo de linha: 64 ms; tempo de linha ativa: 52 ms; freqüência de varredura da
linha: 15.625 Hz [4]. Das 625 linhas horizontais, 576 são linhas ativas que formam a imagem,
as restantes são retraços.
Os sistemas de transmissão de televisão têm seu nome e definição técnica
especificados pela ITU-R (International Telecommunications Union, Radio-communication
Sector – Recommendations), a letra que vem junto ao NTSC ou PAL indica o número de
linhas horizontais e a freqüência dos quadros (scanning). A tabela 1 mostra os principais
padrões, com suas características e países onde são utilizados [5].
Tabela 1 - Principais padrões de transmissão televisiva
Nome ITU-R M/NTSC M/PAL N/PAL B,G,H,I/PAL
Nome Coloquial NTSC PAL-M
PAL-525
PAL-N
PAL-3.58
PAL
Scanning 525/59,94 525/59,94 625/50 625/50
País usado Japão e EUA Brasil Argentina Europa e Austrália
2.2.2 Vídeo componente
Neste tipo de vídeo cada um dos componentes da imagem é transmitido
separadamente, proporcionando desta forma melhor qualidade, uma vez que a manipulação
dos sinais é comparativamente menor do que no sistema composto. Os principais tipos de
vídeo componente são Y/C (luminance/chrominance), RGB (red, green, blue) e R-Y/Y/B-Y
(red-luminance/luminance/blue-luminance). O sinal de vídeo composto foi montado com a
finalidade de transmissão das imagens pela televisão comercial e o vídeo componente não.
2.2.2.1 Y/C
O sinal é transportado em dois cabos separados: o “Y” que significa brilho, informa a
intensidade de preto e branco; o “C”, transporta as informações das cores. Este tipo de sinal
também é conhecido como S-VHS (super-video home system), nome popularizado pelos
videocassetes comerciais que usam esta forma de gravação. Nos equipamentos de
videocirurgia o sinal Y/C é o mais freqüentemente utilizado.
7
2.2.2.2 RGB
O nome origina-se das cores que são transmitidas separadamente: “R” de vermelho
(red), “G” de verde (green) e “B” de azul (blue). Sendo um dos sistemas de vídeo mais
recente, a resolução final da imagem e a precisão das cores são melhores. A unidade
controladora separa a informação referente a cada cor fundamental, sendo então cada uma
delas transmitida por meio de cabo coaxial diferente, enquanto que um quarto cabo transporta
o sinal de sincronismo entre elas. Em alguns aparelhos o sincronismo é transportado de forma
separada por dois cabos, um para o sincronismo vertical e outro para o horizontal. Por
convenção cada cabo tem a cor externa igual àquela do sinal que está transportando, já o cabo
preto transporta o sincronismo vertical e o branco ou cinza o sincronismo horizontal [6].
2.2.2.3 R-Y/Y/B-Y
Este tipo de vídeo componente mistura características do Y/C e RGB, é também
chamado de YCRCB. As informações de brilho para o vermelho e azul (“R” e “B”), são
transmitidas juntos com a informação de cada cor. A cor verde (“G”) é obtida da composição
das outras duas. Este sistema surgiu mais recentemente, sendo quase que exclusivamente
utilizado em estúdios de vídeo.
Em termos de qualidade de imagem, no que diz respeito ao tipo de sistema, os
melhores são RGB e R-Y/Y/B-Y, seguido pelo Y/C e por fim os sistemas compostos. [7]. O
NTSC apesar de ter a pior resolução foi o que conseguiu se tornar o mais utilizado em
videocirurgia devido à padronização mundial.
2.3 CABOS E CONECTORES
Os principais tipos de cabos usados para a transmissão do sinal analógico de vídeo são
coaxial, paralelo e tipo Y/C, cada tipo deles usa um conector específico.
2.3.1 Cabo coaxial
É o tipo mais indicado, pois tem blindagem e isto auxilia na redução da interferência
produzida por outros equipamentos que estejam na sala de cirurgia. É constituído por um
único condutor de cobre, isolado no centro do cabo, envolvido por uma malha de metal que
faz a blindagem e uma capa plástica externa, geralmente preta. Na sua extremidade tem um
8
conector tipo BNC (bayonet nut conector). Possui uma ponta no centro e é necessário dar
meia volta para encaixá-lo, proporcionando uma maior fixação (Fig.1A e 1B). Geralmente no
cabo há um conector macho e no equipamento conector fêmea.
A B C
Figura 01 - Conector BNC anterior (A); perfil (B); Adaptador BNC-RCA (C).
2.3.2 Cabo paralelo
É o cabo utilizado em aparelhos de áudio e vídeo domésticos, usa conector RCA
(radio corporation of america) (Fig. 2).
Figura 02 - Conector RCA.
Há uma convenção para que seja utilizada a cor amarela para este tipo de conector de
vídeo, com a finalidade de diferenciá-lo dos conectores de áudio que são do mesmo tipo.
Estes cabos e conectores muitas vezes causam mau-contato, rompem-se facilmente, são
sensíveis às interferências, por este motivo devem ser evitados em videocirurgia. Podem ser
9
responsáveis por imagem fantasma, cores deslocadas do objeto, chuvisco e até ausência de
imagem. Alguns tipos de videocassetes somente possuem conectores tipo RCA, nestes casos
pode-se utilizar cabos coaxiais, usufruindo-se de suas vantagens e na extremidade para
conectar ao aparelho usar adaptadores BNC-RCA (Fig. 1C).
2.3.3 Cabo Y/C
Este cabo e conector também são conhecidos como S-VHS, por serem geralmente
usados nestes videocassetes. Possuem quatro condutores separados, um para informação de
cor, outro de brilho e dois para aterramento. O conector possui quatro pinos e um guia para
adequada conexão (Fig. 3). Geralmente o cabo possui conector macho enquanto que o
equipamento conector fêmea [8].
Figura 03 - Conector S-VHS
2.4 GRAVAÇÃO
Aqui são apresentadas informações básicas sobre os dois sistemas de gravação
encontrados no hospital estudado.
10
2.4.1 VHS
Observe que o VHS (video home system) não é um sistema de transmissão, mas sim
um sistema de gravação de imagens, sendo o padrão mais utilizado nos videocassetes
domésticos. O formato de gravação VHS apresenta resolução horizontal de apenas 240 linhas
[7].
2.4.2 S-VHS
O sistema de gravação para videocassete doméstico com melhorias é chamado de
Super-VHS. Foi introduzido no mercado em conjunto com o sistema Y/C. Em imagens
médicas o S-VHS foi utilizado no registro de cineangiocoronariografias como substituto da
película dos filmes de 35 mm. Estas mudanças ocorridas ao longo do tempo no registro deste
exame podem ser usadas como um exemplo, bem sucedido, de evolução desde o filme de 35
mm, para a gravação em fita S-VHS, chegando aos dias atuais com o exame em formato
digital nos principais serviços do mundo e usando o CD-ROM (compact disc – read only
memory) como mídia móvel. O formato de gravação S-VHS apresenta resolução horizontal de
400 linhas.
2.5 CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM DO MONITOR
2.5.1 Brilho
Juntamente com a cor é uma das principais características da imagem. Pode receber
ajuste final no monitor.
Para evitar interferência nas características finais da imagem no monitor o campo a ser
filmado deve estar iluminado com luz cuja temperatura seja próxima de 6.000 Kelvin, o que
pode ser obtido por meio de lâmpada de xenônio.
2.5.2 Cor
Também recebe ajuste final no monitor, exceto quando o monitor está selecionado
para usar R-Y/Y/B-Y ou RGB, nesta situação a função cor do monitor fica sem efeito.
11
2.5.3 Contraste
É o responsável pela maior ou menor definição da terceira dimensão da imagem, a
profundidade. A sua otimização é útil em videocirurgia, pois a noção de profundidade é
menor do que em cirurgia aberta. O contraste pode receber ajuste nos controles dos monitores.
2.5.4 Matiz
Também é um ajuste externo, final da imagem, feito no monitor e permite controlar a
proporção de vermelho, azul e verde que compõe a imagem, esta regulagem ajuda a tornar a
imagem o mais próximo do real possível. O matiz, de modo semelhante à cor, não pode ser
ajustado quando o monitor esta usando RGB ou R-Y/Y/B-Y.
2.5.5 Resolução horizontal
É uma característica resultante do conjunto dos equipamentos de vídeo e tem
influência na qualidade da imagem. Quanto maior for a resolução horizontal do sistema maior
será a quantidade de detalhes da imagem, o que é de grande importância para a definição de
pequenos objetos, como agulha e fio cirúrgico. As câmeras de vídeo com maior resolução
horizontal estão na faixa de 850 linhas; os monitores com maior resolução horizontal têm em
torno de 700 linhas, já os videocassetes domésticos têm uma resolução horizontal de 250
linhas. Quando a imagem passa por vários equipamentos a resolução final, ou global, será
determinada pelo de menor resolução, além de ter maior chance de interferência.
Pelo exposto acima, toda a vez que uma cirurgia é gravada em videocassete VHS está
se perdendo resolução.
2.5.6 Resolução vertical
É o segundo componente da resolução total da imagem analógica. Não é determinada
pelo equipamento, mas sim pelo sistema de vídeo em uso, portanto não é utilizado para
avaliar um sistema de videocirurgia. A resolução de cada um dos sistemas compostos é
mostrada na tabela 1.
12
2.6 IMAGENS ANALÓGICAS ENCONTRADAS NO HSVP
Os equipamentos de videocirurgia (Fig. 4), patologia (Fig. 5), vídeo-endoscopia (Fig.
6) e ultra-sonografia (Fig. 7) geram imagens analógicas.
Figura 04 - Equipamento de videocirurgia.
Monitor de Vídeo
Processador da Microcâmera
Videocassete
Insuflador de CO2
Fonte de luz
13
2.6.1 Patologia
Acoplada ao microscópio, para filmar as lâminas, há uma câmera analógica da marca
Sony Hyperhad, modelo SSC-C104, com saída de vídeo composto NTSC (Fig. 5).
O departamento de patologia também produz fotografias e diapositivos da
macroscopia das peças cirúrgicas, além de fotografias em papel e negativos de filmes de
lâminas microscópicas.
Figura 05 - Microscópio óptico.
2.6.2 Videocirurgia
A videocirurgia foi introduzida há 10 anos no HSVP e até o momento são utilizadas
para laparoscopia, toracoscopia, cistoscopia e artroscopia [9, 10]. A perspectiva futura é que
todas as especialidades cirúrgicas venham a se valer do método.
A microcâmera estudada é da marca Smith & Nephew, modelo Dyonics D1. Elas
possuem duas saídas Y/C, duas saídas tipo vídeo composto NTSC, e uma RGB. Esta última
não está ativa, pois neste modelo não há um processador interno necessário para o seu
funcionamento. Não estando disponível o RGB optou-se pelo uso do sinal Y/C. A saída
14
NTSC, em 75 Ohms, usa conector coaxial tipo BNC. A imagem é gerada em um CCD com
resolução de 682 x 492 pontos, a resolução horizontal, em linhas de TV (televisão) é de 550.
Pelo volume de videocirurgias mensais realizadas no HSVP, pode-se concluir que o centro
cirúrgico geraria o maior volume de informações digitais do hospital caso todas as
videocirurgias fossem digitalizadas (Fig. 4).
2.6.3 Vídeo-endoscopia digestiva
No início da década de 80 a endoscopia estava com sua posição firmada no
diagnóstico médico, enquanto que os computadores ainda não estavam presentes nestas
unidades [11]. Hoje, os computadores estão presentes nas salas de endoscopia, entretanto, na
maioria das vezes não estão integrados ao endoscópio com finalidade de processamento de
imagem. Na vídeo-endoscopia a iluminação é transmitida até a ponta do aparelho por um
feixe de fibras ópticas, incide nas estruturas orgânicas, é refletida e uma lente focaliza a
imagem sobre uma grade composta por células fotossensíveis, os CCDs capazes de converter
a imagem em sinal elétrico. Estes estão localizados na extremidade do endoscópio. Por meio
de fios este sinal é transmitido até um processador de vídeo que construirá a imagem em
tempo real. Em muitos destes aparelhos o CCD não é sensível à cor, esta é obtida por meio da
rotação de filtros de cor verde, vermelha e azul, interpostos no feixe de luz, que é transmitido
pelas fibras ópticas. O processador de vídeo integra a intensidade da cor recebida com o filtro
que estava sendo utilizado naquele momento, gerando a imagem colorida. Outra forma de
obter uma imagem colorida é registrando cada ponto dela por meio de três CCDs, cada um
deles coberto por um filtro de uma das três cores básicas, o processador transforma o sinal
elétrico de cada um deles em sinal colorido dentro do espectro identificável pelo olho
humano. A qualidade da imagem dos dois sistemas é comparável [11].
Os aparelhos de endoscopia digestiva encontrados no HSVP têm saídas analógicas,
impressoras de fotografias e videocassetes domésticos. As marcas de endoscópios Pentax e
Fujinon® foram estudadas. O Pentax® tem uma saída analógica RGB e outra saída com
conector único para vídeo composto, sistema NTSC. O Fujinon tem três saídas, uma Y/C e
duas de vídeo composto NTSC (Fig. 6).
15
Figura 06 - Equipamento de vídeo-endoscopia.
Monitor de Vídeo
Processador de vídeo
2.6.4 Ultra-sonografia
O HSVP tem três tipos de equipamentos de ultra-sonografia. São dois modelos da
marca Toshiba e outro modelo marca ATL. Com os equipamentos Toshiba, utilizou-se o sinal
de vídeo composto NTSC e na ATL adquiriu-se o sinal Y/C. Os aparelhos de ultra-sonografia
têm impressoras para papel fotográfico e saídas analógicas (Fig. 7).
16
Figura 07 - Equipamento de ultra-sonografia.
2.6.5 Outras imagens
Muitas das imagens já produzidas pelos equipamentos analógicos acima citados estão
armazenadas em fitas VHS, sistema NTSC ou PAL-M, principalmente gravações de
videocirurgias e vídeo-endoscopias. Em algumas fitas, com mais do que 15 anos, observa-se
que a imagem perdeu qualidade com o passar do tempo.
Diversos equipamentos apresentam como resultado final a produção de imagens
estáticas em meios não eletrônicos. O principal exemplo é o equipamento de raios-X simples,
que ainda é um dos exames mais utilizados no ambiente hospitalar (Fig. 8). Entretanto, não se
deve esquecer que mesmo equipamentos modernos de ressonância magnética e de tomografia
computadorizada apresentam como parte do resultado final imagens estáticas em filmes
17
fotográficos. Também são encontrados negativos de fotografias, diapositivos e fotografias
impressas em papel fotográfico que podem necessitar de digitalização.
Figura 08 - Equipamento de radiografia convencional.
O registro de imagens médicas dinâmicas em meio não eletrônico é incomum,
entretanto no HSVP os exames de colangiopancreatografia são realizados no equipamento
radiológico que antigamente era utilizado para fazer cineangiocoronariografia. As imagens
dinâmicas geradas neste exame podem ser registradas em filmes de 35 mm (Fig. 9) ou quando
estáticas em filmes radiográficos.
18
Figura 09 - Equipamento para registro radiográfico animado em filme de 35 mm
2.7 CONCLUSÃO
Este capítulo teve a finalidade de fornecer conceitos básicos sobre a aquisição e
transmissão da imagem analógica. Para que a imagem seja de boa qualidade desde a geração
até a visualização, como argumentado, deve-se buscar as seguintes características: a) o campo
a ser filmado deve estar iluminado com luz cuja temperatura seja próxima de 6.000 Kelvin, o
que pode ser obtido por meio de lâmpada de xenônio; b) que se dê preferência ao sistema de
vídeo componente (RGB ou Y/C), porém caso não seja possível deve-se optar pelo sistema
PAL, desde que as questões de compatibilidade tenham sido resolvidas; c) por último, que se
usem cabos coaxiais e conectores BNC, com a finalidade de diminuir interferências e má
conexão.
As imagens não digitais geradas no HSVP podem ser agrupadas nas analógicas
dinâmicas, nas estáticas registradas em meios não eletrônicos e naquelas dinâmicas, onde o
meio não eletrônico é o filme de 35 mm. As analógicas podem ter saídas nos sistemas de
vídeo RGB, Y/C ou vídeo composto sistema NTSC, também existem gravações em fitas
VHS, sistema PAL-M e NTSC. Já as imagens estáticas, em meios não eletrônicos são
encontradas em filmes radiográficos, fotografias em papel, impressões em papel, diapositivos
e negativos de filmes fotográficos. Os caminhos a serem percorridos para transformar as
imagens aqui citadas em arquivos digitais, utilizáveis em computador pessoal, são descritos
19
no capítulo 5. Já as imagens digitais padrão DICOM-3 ou em formato proprietário serão
estudadas no capítulo 3 e 4.
20
CAPÍTULO 3
3. IMAGENS DIGITAIS
3.1 INTRODUÇÃO
Neste capítulo discutem-se as características das imagens digitais e os principais tipos
de arquivos, assim como as ferramentas de compactação procurando-se utilizar um linguajar
não técnico, sem deixar, porém de fornecer uma base para o entendimento das imagens
digitais.
Especificamente, os seguintes equipamentos geradores de imagens digitais,
encontradas no HSVP, são descritos: ressonância magnética, tomografia computadorizada,
hemodinâmica, medicina nuclear e densitometria óssea. Infelizmente, estas duas últimas não
foram estudadas, pois o acesso a elas e aos seus arquivos não foi autorizado. Também são
discutidas as imagens em fotografia e filmes radiográficos que necessitam ser digitalizadas.
As soluções para obtenção da imagem digital em computador pessoal que exigiram mais
trabalho são detalhadas no capítulo 5.
3.2 CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM DIGITAL
A imagem digital é construída a partir de um conjunto de pixel, dispostos em forma de
matriz. A palavra inglesa pixel é originada de picture, que de modo abreviado é apresentada
como pic, no plural fica pics ou pix, quando adicionada à abreviatura de element,, que é el,
resulta em pix + el = pixel [12]. Neste trabalho muitas vezes vai ser utilizada a palavra
“ponto” como sinônimo de pixel.
O número de bits dedicados para fornecer a informação de cor, de cada ponto, vai ser
o fator determinante do número de cores possíveis. Os bits são disponibilizados em grupos de
oito, este conjunto é chamado de octeto ou byte. Assim, uma imagem com oito bits possibilita
256 cores, com 16 bits 65.536 cores e com 24 bits 16.777.216 cores.
Poder-se-ia partir do princípio que quanto mais cores melhor para a interpretação de
um exame. Entretanto, estudos indicam que para algumas aplicações, como vídeo-endoscopia,
médicos experientes na área não conseguiram notar diferença entre imagens processadas com
8, 16 ou 24 bits [11]. Obviamente, quanto maior o tamanho da matriz que compõe uma
imagem e quanto maior o número de bytes alocados para cada ponto, maior será a quantidade
de dados para serem processados, transmitidos e armazenados, resultando em sobrecarga de
trabalho para os computadores. Assim, quando possível, trabalha-se com imagens compostas
pelo menor número de pontos possível. Quando isto não for adequado, uma das formas de
21
tratar o problema representado pela grande quantidade de informações é a utilização de
técnicas de compactação de imagens [13].
3.3 COMPACTAÇÃO
O princípio básico da compactação está no fato que em uma imagem existem muitas
informações de cor que se repetem. Uma importante forma de economizar espaço no
armazenamento é localizar regiões de redundâncias, gravando-as em bloco e não ponto a
ponto.
O grau de compactação ou compressão de um algoritmo pode ser calculado dividindo-
se o tamanho da imagem original (obtido pelo produto do número de pontos da imagem, pelo
número de bits alocados para cada ponto), pelo tamanho da imagem comprimida.
3.3.1 Tipos de redundâncias
3.3.1.1 Redundância espacial
Diz-se que há redundância espacial quando dados similares se repetem numa mesma
imagem, em zonas contíguas. Por exemplo, em um radiograma de tórax, a parte lateral da
imagem é toda preta, não há necessidade de salvar o valor de cada um destes pontos pretos;
assim será gravada a informação que todos os pontos desta área são pretos.
3.3.1.2 Redundância temporal
Acontece quando informações similares se repetem no tempo, em duas ou mais
imagens sucessivas, sendo útil, portanto, para compressão de imagens dinâmicas. A
redundância temporal pode ser exemplificada com a filmagem de uma pessoa falando na
frente de um fundo que não muda. De um quadro para outro apenas serão diferentes os pontos
correspondentes ao rosto que está se movimentando, os demais ficam inalterados desde o
primeiro quadro, desta forma somente são descritos os pontos diferentes da imagem anterior.
3.3.2 Reversibilidade da compactação
3.3.1.1 Com perda de informações (lossy)
Alguns pontos da imagem, por ocasião da compactação não são registrados com as
suas características originais. A imagem inicial, não mais poderá ser reconstruída no momento
22
da descompactação. O método é chamado de irreversível, pois acontecerão perdas. Este tipo
de compactação pode ser utilizado mantendo boa qualidade de imagem, desde que os pontos a
serem perdidos ou degradados, não sejam perceptíveis ao olho humano. Atendendo este
princípio, a pessoa não fará distinção entre as duas imagens. Estas compressões permitem
grande redução no tamanho dos arquivos. Podem-se obter resultados aceitáveis com taxas de
compressão de 10:1 ou mais, dependendo da área médica e do tipo de compactação que se
está utilizando.
3.3.1.2 Sem perda de informação (lossless)
A imagem reconstruída, após ter sido compactada, vai ser igual à original ponto a
ponto. Durante o processo de compressão não há nenhuma perda de informação. Por causa
disto, a taxa de compactação não é muita elevada, 2:1 em média, podendo chegar a 3:1 [14].
3.3.3 Algoritmos de compactação e descompactação
Dos inúmeros processos matemáticos existentes para efetuar a compressão das
redundâncias existentes em arquivos de imagens estáticas e dinâmicas, pode-se citar o RLE
(Run Length Encoding), LZW (Lempel, Ziv, Welch), JPEG (Joint Photographic Expert
Group) e DWT (Discrete Wavelet Transform).
3.3.3.1 RLE
Neste algoritmo pontos consecutivos, da mesma cor, serão expressos por um só
código. Por exemplo, tendo-se a seguinte seqüência de pontos: 41 41 41 41; será codificada
como 4 41, para indicar que existe 4 vezes o 41. Funciona bem para imagens em preto e
branco com 8 bits, onde há repetição de seqüências de pontos, mas não fornece elevadas taxas
de compressão com imagens naturais de 24 bits, onde não existem muitas repetições de cores,
pois pequenas variações de tonalidades são representadas por um código diferente [15].
3.3.3.2 LZW
Este tipo de compactação leva o nome das iniciais dos seus três inventores, sendo
propriedade da Unisys® e Compuserve®. Inicialmente podia ser utilizado sem custo em
qualquer programa, porém atualmente o seu uso tem que ser pago. Para se efetuar a
23
compactação é criado um dicionário de cores dentro do arquivo da imagem. A partir daí a cor
de cada ponto será referenciada ao dicionário permitindo menor utilização de espaço. Deve-se
ressaltar que este algoritmo não apresenta perdas [16].
3.3.3.3 JPEG
Este grupo foi organizado em 1986, com a o objetivo de desenvolver e padronizar um
método eficiente para compressão de fotografias digitais coloridas [17]. A compressão pode
ser lossless ou lossy sendo que este último usa a técnica DCT (discret cosinus transform),
fornecendo substancial taxa de compressão sem significativa degradação da imagem
reconstituída em relação à original. Basicamente ele divide a imagem em pequenos blocos de
8 x 8 pontos; trabalhando em diferentes etapas sendo as principais a preparação,
transformação e quantificação dos blocos. Na preparação as cores são expressas no formato
RGB, com luminância (Y) e crominância (C) separados. Após, é efetuada a transformação
DCT (cálculo semelhante à transformada de Fourier) onde os pontos são transformados de um
domínio espacial para um de freqüência. Na última etapa, os elementos menos importantes
para a reconstrução da imagem são suprimidos. Além disto, alguns pontos podem ter a cor
média dos adjacentes, baseando-se no princípio que a visão humana presta muito mais
atenção em pequenas variações no brilho (Y) do que grandes variações nas cores, reduzindo o
tamanho final do arquivo [18, 19].
3.3.3.4 DWT
Esta técnica não utiliza a transformada de Fourier convencional, com funções de seno e
cosseno, mas sim funções de espectro finito [20]. A imagem é passada por dois filtros, um vai
separar os detalhes de grande resolução e outro fornece uma versão com baixa resolução. A
superposição dos resultados vai reconstruir a imagem original. A compressão é feita por
quantificação do sinal que sai do filtro que contém os detalhes. Isto é possível, pois o olho
humano é menos sensível aos detalhes finos, detendo-se mais nas estruturas básicas da
imagem [15].
24
3.4 FORMATOS DE ARQUIVOS PARA IMAGENS ESTÁTICAS
Os arquivos são compostos por duas partes, o cabeçalho e os dados sobre os pontos
que constituem a imagem. O cabeçalho contém informação sobre o tipo de imagem, seu
esquema de cores, largura e altura. Existem vários formatos de arquivos para armazenar
imagens digitais estáticas, podendo ser com ou sem compactação. Dentre os arquivos mais
utilizados pode-se citar: RAW, PSD (PhotoShop Image), BMP (Bitmap), GIF (Graphics
Interchange Format), PNG (Portable Network Graphics), TIFF (Tagged Image File Format),
JPEG (Joint Photographic Expert Group) e JPEG 2000.
3.4.1 RAW
Dentro deste tipo de arquivo estão os valores de cada ponto, sem nenhum tipo de
transformação. Não tem cabeçalho, é informação pura.
3.4.2 PSD
Este tipo de arquivo é padrão proprietário (Adobe Systems Moutain View, Calif.),
suportado por poucos aplicativos, não utilizado em páginas na internet. Tem grande
importância para manipulação de imagens, pois trabalha com as cores separadamente, como
RGB ou CMYK (cyan, magenta, yellow and black).
3.4.3 BMP
Este tipo de formato é usado pelo Microsoft Windows®. e DOS®., entretanto não é
padrão proprietário. Ele permite escolher, ao salvar, qualquer alocação de 1 a 24 bits por
ponto. Em formato com 4 ou 8 bits pode-se usar uma compactação RLE, sem perda de
informação. Usando-se 24 bits ele gera arquivos grandes, perdendo sua finalidade de reduzir o
tamanho do arquivo.
3.4.4 GIF
É padrão proprietário da CompuServe Incorporated®. Tem no máximo 8 bits, se usado em
tons de cinza pode exprimir 256 deles, sendo que um dos tons pode se tratado como
transparente. O GIF pode ser não comprimido, ou comprimido usando o algoritmo LZW, com
25
o qual não há perda de qualidade, ou seja lossless. A principal vantagem é gerar arquivos
pequenos, porém sua maior desvantagem é não representar variações sutis de tonalidades.
Existem otimizações para uso em navegadores, como a possibilidade de exibição entrelaçada,
onde a imagem é construída gradualmente, alternando linhas de imagem com outra em
branco, como uma veneziana, iniciando com baixa resolução e indo para direção à alta
resolução. No formato não entrelaçado a imagem é construída com resolução total de cima
para baixo. Existe a possibilidade de animar uma seqüência de arquivos GIF por meio de
programas específicos, entretanto com limitação de qualidade, permitindo com que múltiplas
imagens sejam tratadas como um único arquivo [21].
3.4.5 PNG
Este é um formato para compressão e armazenamento de imagem sem perda, tendo
sido desenvolvido para substituir o GIF. Além de imagem é possível armazenar outros dados
em arquivos PNG. Aceita 1, 2, 4, 8, 16 e outras possibilidades de bits por ponto [22]. Mais
recentemente tem começado a surgir programas para edição de imagens, que suportam este
tipo de arquivo [23].
3.4.6 TIFF
Este tipo de arquivo pode ter qualquer número de bits por ponto, chegando até 16
milhões de cores. Não é padrão proprietário, tendo sido desenvolvido pela Aldus
Corporation®, em 1986. Existe TIFF sem compressão e comprimido com o algoritmo LZW
ou JPEG. Sua principal vantagem é a manutenção intacta de todo o conteúdo da imagem. A
principal desvantagem é gerar arquivos grandes. Pode haver mais do que uma página de
imagem em um arquivo TIFF [18].
3.4.7 JPEG
Este tipo de arquivo não é padrão proprietário e usa o algoritmo de compressão JPEG
que pode ser com ou sem perda. Ele aceita o uso de 8 bits, podendo, quando usar 24 bits,
fornecer até 16 milhões de cores. Nesta situação cada ponto é convertido em três conjuntos de
cores, sendo 8-bits para cada uma das três cores RGB. Para o caso de ser a imagem impressa
em quatro cores, o CMYK fornece melhor resultado final se usar 32 bits por ponto, ou seja, 8
26
bits para cada cor. Os arquivos podem ter qualquer uma das seguintes extensões .jif, .jfif, .jpg
ou .jpeg. Quanto às taxas de compressão JPEG, 10:1 é considerada baixa, 30:1 média e 200:1
alta. Esta possibilidade de escolher níveis progressivos de compactação é uma de suas
vantagens. Geralmente gera arquivos maiores que o GIF e menores que o TIFF [24]. Este tipo
de compactação é o escolhido na maior parte dos hospitais para diminuir a carga da rede e o
volume de armazenamento, sendo usual a média de compressão de 10:1.
De forma alternativa se pode reduzir a quantidade de informação a ser armazenada
diminuindo a profundidade da escala de cinza de 16 para 8-bit. Ambas as estratégias resultam
em perdas irreversíveis [25]; [26]. Para finalizar deve-se ressaltar que o algoritmo de
compressão JPEG é o único aprovado pelo DICOM-3 para armazenamento de imagens
médicas [27], com recomendação para que seja lossless usando uma taxa máxima de
compressão de 2:1 [28].
3.4.8 JPEG 2000
Ainda não é um padrão amplamente usado, mas já existe este CODEC (compression -
decompression) no mercado, tendo sido publicada no início de 2001 a primeira parte da
norma. Ele usa o princípio da transformada de wavelet para produzir arquivos menores do que
com o JPEG lossy. O grupo de trabalho europeu, MIGRATOR 2000 (Migration of Image
Generation and Registration Authoring Tools to the Open Resources of JPEG 2000) estuda a
migração de outros formatos para o JPEG 2000, principalmente na área médica. Uma das
razões para isto é que o mesmo possibilita que áreas da imagem, determinadas pelo usuário,
sejam mostradas com alta resolução. Documentos de dados escritos podem ser incluídos no
arquivo de imagem. Permite escolha de resoluções progressivamente maiores, desde lossy até
lossless, quando utilizado em navegadores, com finalidade de economia de tempo, em
transferência por linhas lentas. Viabiliza o armazenamento no servidor de imagens com alta
resolução, disponibilizando ao usuário, via rede, imagens com resolução mais baixa
dependendo da sua escolha. Além disso, possibilita a adição de marca d’água para proteção de
direitos autorais. Em síntese, o JPEG 2000 propõe-se a trazer vantagens para coleções
pessoais de fotografias, uso profissional de imagens e a garantia dos direitos autorais no
comércio eletrônico aplicado a esta área, disponibilizando em um único arquivo múltiplas
páginas, com diversas imagens, tudo compatível com navegadores [29].
Apesar de ainda não ser aceito pelo DICOM, a compactação que usa wavelet mostra
resultados superiores à compressão JPEG lossy [27].
27
3.4.9 Escolha do tipo de arquivo
Cada formato tem características quanto ao tamanho do arquivo gerado, quantidade de
cores, perda ou não de qualidade de imagem entre outras, como mostradas na tabela 2 [30].
Estas diferenças fazem com que tenham aplicações distintas. Caso todos os tipos de arquivos
fossem aceitos em imagens médicas, a interoperabilidade dos equipamentos geradores de
imagens seria difícil. Isto explica o motivo que fez surgir um padrão específico para a área
médica, o DICOM.
Tabela 2 - Principais formatos de arquivos e suas características
Nome Proprietário 8 bits 24 bits 8 e 24 bits Compressão
JPEG Não Sim Sim Sim Lossless
e Lossy
TIFF Não Sim Sim Sim Lossless
GIF Sim Sim Não Não Lossless
TGA Sim Sim Sim Sim Nenhuma
IMG Sim Sim Sim Não Nenhuma
BMP Não Sim Sim Não Nenhuma
PCX Sim Sim Sim Sim Lossless
PIC Não Sim Sim Não Nenhuma
PSD Sim Sim Sim Sim Nenhuma
Valendo-se desta tabela podem-se entender as razões pelas quais o JPEG é o tipo de
arquivo mais utilizado em imagens médicas. Quando lossy tem aplicação em pré-visualização
e transferência de informações em redes lentas, como a internet. Devido à perda de qualidade,
não é adequado para aquisição e armazenamento temporário de imagens, que serão
submetidas a diversas manipulações, como em processos de edição. É um algoritmo que
funciona melhor para codificar imagens naturais, com foto-realismo. O JPEG lossless é o
formato de escolha para armazenamento de imagens médicas, que serão posteriormente
manipuladas. Infelizmente, ele não gera arquivos pequenos para serem enviados por redes
lentas.
Inúmeros outros métodos têm sido testados para compactar diferentes tipos de
imagens médicas, existindo a possibilidade que no futuro cada tipo de exame tenha um
algoritmo de compactação que melhor funcione para ele [22].
28
O PSD pode ser forma temporária de arquivo para se efetuar manipulações,
principalmente ajuste de cor na imagem a ser exibida em monitores ou impressa.
Para armazenamento de imagens que terão tratamento posterior, como formato
temporário de trabalho, é pertinente o uso de BMP ou TIFF, entretanto são inadequados para
uso em rede, quando o espaço para armazenamento é limitado, ou quando há limite de tempo
para processamento de uma imagem.
Para imagens com características geométricas como gráficos, que têm grandes áreas
com a mesma cor e poucas cores é melhor o GIF, sendo também recomendado para tons de
cinza. Uma boa aplicação é em fotografias de textos, que terão seus caracteres reconhecidos
por programas específicos, neste caso usa-se GIF em preto e branco. Não é adequado
transformar formatos que comportam 16 milhões de cores em GIF, que somente usa 256
cores, pois a perda de qualidade seria significativa.
Na internet pode-se usar JPEG lossy, GIF ou PNG, os outros formatos geralmente não
são suportados pelos navegadores.
Quando se usa um algoritmo de compactação com perda de informação, faz-se
necessário encontrar o ponto em que há melhor compromisso entre tamanho do arquivo e a
qualidade da imagem. Em imagens médicas para fins diagnósticos, é o maior grau de
compressão da imagem que ainda permite a manutenção da acurácia diagnóstica.
3.5 FORMATOS DE ARQUIVOS PARA IMAGENS DINÂMICAS
A informação pode ser armazenada na forma compactada ou não, para tal usa-se um
CODEC. Sigla originada do início das palavras inglesas compression e decompression. Trata-
se de um módulo que permite a compressão das informações ao se efetuar o armazenamento e
descompressão no momento da leitura. Os três principais formatos de vídeos são QuickTime
Movie®, AVI (Audio Video Interleave) e MPEG (Motion Picture Experts Group). São
imagens mais complexas do que as estáticas por terem a sua representação nos planos x, y e
tempo. Os CODECs para imagens dinâmicas podem fazer a compactação por meio de
redução na quantidade de informação em cada quadro do filme, reduzindo a quantidade de
quadros por segundo, ou utilizando a redundância temporal; sendo que uma combinação dos
três também é possível [31]. Quando um vídeo é digitalizado com qualidade de sinal
extremamente alta, como em modernos estúdios de televisão, o fluxo de informações gerado é
tão alto quando 166 Mb/s [32].
29
3.5.1 QuickTime Movie®
Ele foi inicialmente desenvolvido para computadores Macintosh® pela Apple®,
atualmente também existe versão para Windows® e Unix®. O QuickTime Movie® usa
extensão de arquivo .mov e é um formato aberto, podendo usar dois algoritmos de
compressão, o Animation RLE e o vídeo RPZA, sendo o primeiro deles lossless.
3.5.2 AVI
É o formato mais utilizado em computadores pessoais para áudio e vídeo, permite a
edição do arquivo quadro a quadro. Os CODECs podem ser integrados nos programas de
imagens, sendo utilizados automaticamente. O formato AVI é uma estrutura com normas,
cabeçalho com informações precisas e delimitadas com marcadores. Dentro desta estrutura as
imagens podem ser salvas de diferentes maneiras, isto é feito pelos vários tipos de CODECs.
Alguns CODECs são fornecidos com o sistema operacional Windows®, como o RLE, Vídeo
1, Indeo e Cinepak, enquanto outros como o MJPEG (motion-JPEG) tem que ser comprados
separadamente. A escolha de um ou de outro CODEC depende da qualidade da imagem
desejada, do grau de compactação e do tempo disponível para efetuar a compactação e a
descompactação. Em algumas aplicações há necessidade de compactação rápida, como na
aquisição de imagem em tempo real, em outras se pode dispor de todo o tempo desejado,
priorizando-se a boa qualidade [15]. Os principais CODECs são o RLE, Microsoft Vídeo 1,
Indeo, MJPEG e Cinepak.
3.5.2.1 RLE
Usa a compactação RLE, já apresentada no início deste capítulo. Suporta somente 256
cores, usa 8 bits por ponto, quando se escolhe qualidade 100% é lossless todos os demais
aqui listados são lossy. Permite somente controle espacial da resolução, não faz compactação
por predição de redundância temporal [23].
3.5.2.2 Microsoft Vídeo 1
Quanto à compactação é tipo lossy, suporta 8 ou 16 bits por ponto. É um bom CODEC
para compactação de vídeo analógico [33].
30
3.5.2.3 Indeo
Existem diferentes versões deste CODEC, o Indeo Vídeo 5.x é o mais difundido e
utiliza a técnica de compactação wavelet, enquanto que outros mais antigos da série Indeo
usam tipos de compactação diferentes. Com o algoritmo de transformada wavelet, o tempo
para compressão é maior, mas a descompactação é rápida. Antes de ser implementado num
programa, havia uma versão em hardware que foi desenvolvida pela General Electric®,
atualmente a empresa Ligos® é a responsável pelo CODEC. Ele permite controle da
qualidade espacial da resolução em escala progressiva de pior para melhor resolução, que vai
de 0 – 1, ou pela freqüência de quadros por segundo. Quando se determina a qualidade
desejada pode haver variação na quantidade de informação gerada pela compactação de cada
quadro dependendo do grau de redundância. Isto pode resultar em variação na quantidade de
quadros transmitidos na unidade de tempo. Por outro lado quando se determina a velocidade
do fluxo de dados pode-se ter variação na qualidade de quadro para quadro dependendo da
complexidade da informação que contém [23].
3.5.2.4 MJPEG
Este formato de vídeo também é conhecido como motion-JPEG. Ele trata o vídeo
como uma sucessão de imagens estáticas não usando, portanto, a predição de movimento da
imagem de um quadro para outro para realizar a compactação. Uma das vantagens deste
método é a existência de chips de computadores que fazem a compressão e a descompressão a
30 quadros por segundo, diminuindo o trabalho a ser executado pelos programas de
computador [14]. Cada uma das imagens vai ser compactada com o formato JPEG,
possibilitando uso de até 24 bits por ponto. Permite controle da qualidade espacial da
resolução em escala que vai de 0 – 1 [23]. Em videocirurgia deve-se trabalhar com 30 quadros
por segundo.
3.5.2.5 Cinepak
Trata-se de formato proprietário e pouca informação existe sobre o seu funcionamento,
sendo comercializado pela Radius Inc.®. É lento para efetuar a compressão, entretanto rápido
para descompressão pelo cliente. Quando um CODEC tem esta característica ele é chamado
de assimétrico. Permite controle de qualidade espacial da resolução em escala de 0 – 1, ou
pela taxa de bits/s desejada, ou ainda a freqüência de quadros por segundo [23].
31
3.5.2.6 Quadros inteiros
É uma gravação sem compactação, não havendo necessidade de CODEC para este tipo
de registro.
3.5.3 MPEG
O grupo foi criado em 1988, com a finalidade de criar padrões para representação
codificada de imagem, áudio, ou a combinação de ambas, fazendo parte da organização ISO
(International Organization for Standardization). Usa extensão .mpg ou .mpeg, sendo
formato equivalente ao jpg para vídeo. Faz a compressão de vídeo e áudio sem usar os
CODECs previamente citados, ele próprio define o formato do arquivo e seu CODEC de
compressão, sendo portanto aceito por computadores Mac, PC e Unix [23]. A compactação é
efetuada valendo-se da redundância temporal de informação existente entre imagens
sucessivas. Alguns quadros são de referência, compactados com JPEG e os demais para
predição de movimento são quebrados em blocos de 16 x 16 pontos e a informação de
variação de posição dos blocos horizontal ou vertical é transmitida. O grau de compressão
depende da freqüência que os quadros de referência são enviados. O MPEG não permite uma
edição de boa qualidade quando esta é feita quadro a quadro, pois para exibir um quadro
congelado na tela há necessidade de recuperar vários outros. O processo de compactação
exige grande capacidade de cálculo, dificultando o seu uso em situações onde é necessário
compactação em tempo real [34]. Contribuem para a sua difusão entre os usuários finais de
imagens, a boa compactação resultante e a não exigência de computadores potentes para
realizar a descompactação. Por serem arquivos menores há facilidade de uso em redes lentas e
gravação em meios não eletrônicos. Cada padrão criado pelo grupo MPEG recebe a
denominação da sigla seguida de um número.
3.5.3.1 MPEG-1
Este formato foi concluído em 1991, tendo sido originalmente otimizado para
trabalhar com resolução NTSC de 352 x 240 pontos, com 30 quadros por segundo,
fornecendo qualidade semelhante ao VHS. Para vídeos sonorizados com características VHS
obtém-se um fluxo de informações numéricas tão baixas quanto 1,5 Mb/s, podendo ser
32
utilizado para transmissão via internet e gravações em CD-ROM. Por outro lado, pode operar
com altas resoluções, como 4.095 x 4.095 pontos, a 60 quadros por segundo [35].
Permite controle da compactação pela taxa de bits/s desejada, ou ainda a freqüência de
quadros por segundo [23]. Foi utilizado com sucesso na área médica, para criação de CD-
ROM com vídeo e áudio para educação de pacientes diabéticos [36].
3.5.3.2 MPEG-2
Fornece qualidade semelhante ao S-VHS, tendo sido desenvolvido em 1995. O fluxo
de informações numéricas com qualidade normal é de 4-8 Mb/s e para imagens de alta
qualidade é de 10-15 Mb/s. Possibilita resolução plena para CD (compact disc) de áudio. Esta
versão de MPEG é usada para vídeos transmitidos por satélite, televisão digital ou gravações
em DVD. O MPEG-2 juntamente com o MPEG-1, tratam principalmente das compressões
[37].
Permite controle da compactação pela taxa de bits/s desejada, ou ainda a freqüência de
quadros por segundo [23].
3.5.3.3 MPEG-4
A primeira versão foi desenvolvida em 1998 e a segunda em 1999, suportava no início
vídeo com fluxo de informações de 10-20 Mb/s, foi posteriormente expandido para mais do
que 1 GB/s (gigabyte). Tem as principais aplicações em televisão digital, aplicativos gráficos
interativos e distribuição de conteúdo via internet. Permite a criação de objetos audiovisuais,
como por exemplo, uma pessoa falando, um pano de fundo e uma projeção de diapositivos, de
modo a construir um cenário complexo a partir da mixagem de algumas imagens [38].
3.5.3.4 MPEG-7
O padrão ficou pronto em 2001, complementando o padrão MPEG-4 e incluindo
facilidades para localizar conteúdos. Trata-se de um conjunto de ferramentas padronizadas,
que fornece ao usuário humano e aos dispositivos automáticos, informações importantes sobre
os objetos de imagem exibidos, além do som e da própria imagem. Esta interação entre o que
está sendo exibido e os equipamentos computadorizados abrem caminhos para várias
facilidades, pois partes da imagem são representadas como objetos digitais individuais [39].
33
3.5.3.5 MPEG-21
Está sendo construído, intensifica a interoperabilidade em multimídia e aumenta a
interação entre o usuário e os objetos virtuais. Introduz ferramentas de proteção à propriedade
intelectual e fornece a possibilidade de descrição e identificação de um item digital, que é
realizada por meio da linguagem de declaração de item digital (DIDL) [40 - 41].
3.5.3.6 Comparação entre CODECs
A questão da compactação pode vir a ter importância menor no futuro se o
armazenamento, transmissão e processamento tiverem grande evolução e houver redução no
custo destes processos. Escolher o melhor CODEC é etapa importante na produção de
imagens dinâmicas digitais [14].
Em um estudo para uso em microscopia aplicada à biologia, a conclusão da
comparação entre CODECS foi pouco favorável ao uso do Indeo. Tendo sido considerados
melhores o Video RPZA e o Cinepak, em diversos aspectos. Entretanto estes também
apresentaram problemas com erros na intensidade de pontos. O Animation RLE foi superior
aos outros em muitas das análises quantitativas, mas infelizmente deu baixa compressão e
alguns vídeos tiveram como artefato linhas horizontais quando no modo lossy, porém, ao ser
usado no modo lossless não apresentou problemas. Para compressões lossless puras, a
compressão Zip, baseada no CODEC LZW foi considerada melhor do que Animation RLE.
No modo lossless, entretanto, são arquivos que não podem ser lidos diretamente em
programas de vídeo. Para boa eficácia de compressão combinada com boa aparência visual
final, ambos os MPEG foram superiores com pouca diferença entre si, entretanto falharam ao
restaurar a intensidade original das cores. Idealmente os vídeos devem ser armazenados em
duas formas, uma não comprimida e outra para disponibilização on line ou via internet, no
formato MPEG-1 com alta compressão. Observa-se que com a largura de banda disponível
hoje, para a maioria dos internautas, não é possível assistir em tempo real, um vídeo com boa
resolução (512 x 512 pontos com 20-30 quadros por segundo), mesmo que se use alta
compressão. Para contornar esta deficiência, recomenda-se baixar o arquivo para o
computador a partir do servidor, para então visualizá-lo [23].
Para facilitar a visualização, algumas extensões para navegadores (plug-in), permitem
que os vídeos sejam assistidos enquanto estão sendo transferidos para o computador do
34
usuário: QuickTime player® - http://www.apple.com/quicktime, CineWeb® -
http://www.digigami.com , Eye Q® - http://www.intervu.net , Net Toob Stream® -
http://www.duplexx.com , MpegTv player® - http://www.mpegtv.com. Outros ficam
instalados no servidor permitindo que os vídeos sejam vistos sem serem transferidos para o
disco rígido do usuário: VDOlive player, Vivo active player, Vosaic media client, RealPlayer,
Netshow e Stream Works player [23]. A tabela 3 apresenta a comparação entre os diversos
CODECs.
Tabela 3 - Comparação entre CODECs
Característica Cinepac Indeo M-JPEG Animat
RLE
Vídeo
RPZA
MPEG-1 MPEG-2
Eficácia da
Compressão
Boa Muito
Boa
Boa Ruim Ruim Imagem muito boa
Boa para gráficos
Velocidade
compressão
Lento Moderado Rápida
C/hardware
Rápida Rápida Lenta Muito
Lenta
Velocidade
descompressão
Regular Ruim Boa
C/hardware
Ruim Ruim Regular Ruim
Fidelidade de
Cores
Boa Ruim Muito ruim Boa Boa Ruim, com introdução
de muitas cores novas
Impressão
visual final
Boa Borrado Borrado
Manchado
Lossless
Perfeito
Bom Um pouco borradas
3.6 IMAGENS DIGITAIS ENCONTRADAS
Ser digital é condição inerente de imagens como tomografia e ressonância; já outras
que utilizam sinal de saída analógico para gerar o arquivo digital necessitam de
digitalizadores. A captura direta dos dados de forma digital é a preferida e geralmente os
equipamentos usam 8-bits [25].
35
3.6.1 Tomografia computadorizada
O equipamento de tomografia computadorizada que foi adquirido mais recentemente
pelo HSVP é da Picker®, modelo MX8000, mesma fabricante do equipamento de ressonância
magnética (Fig. 10). Suporta DICOM-3 e o caminho para obter imagens em computador
pessoal é o mesmo que será descrito no capítulo 5, no mesmo item que trata da ressonância
magnética, pois ambos têm soluções semelhantes.
Figura 10 - Equipamento de tomografia computadorizada.
Um outro aparelho de tomografia em uso no HSVP é da marca Elscint®, modelo CT
Twin II; ele não trabalha com o padrão DICOM, produzindo imagens digitais com um
formato proprietário. A sua documentação informa que as imagens estão em um formato
comprimido, mas não especifica qual é o tipo. Ao se abrir o arquivo por ele gerado com um
editor Hexadecimal/ASCII, visualiza-se apenas o nome do paciente e um número de
identificação. Buscaram-se informações na internet e com os engenheiros da Picker, empresa
que comprou a Elscint e que faz a manutenção atual deste equipamento, porém não se obteve
informação sobre o arquivo gerado. O único dado é que a empresa comercializa uma estação
36
de trabalho, de custo elevado, para transformar este formato proprietário em DICOM-3.
Havendo necessidade de imagem deste equipamento em arquivo para computador pessoal o
caminho é fotografar digitalmente a tela do monitor ou escanear o filme impresso.
Equipamentos semelhantes a este que utilizam padrão proprietário preferencialmente não
devem ser adquiridos, sob o risco de ficarem isolado de outros sistemas de imagem.
3.6.2 Ressonância magnética
A figura 11 mostra o equipamento de ressonância magnética instalado no HSVP.
Figura 11 - Equipamento de ressonância magnética.
O equipamento é o modelo Eclipse®, fabricado pela Picker®, suporta DICOM-3 e
tem uma saída ethernet, com protocolo TCP/IP. Quanto ao armazenamento, os exames são
registrados no disco rígido, em um banco de dados e, regularmente cópias têm que ser feitas
para o disco óptico, com a finalidade de liberar espaço.
37
A ressonância é constituída de diferentes partes: o equipamento de exame
propriamente dita, composto pela mesa para o paciente e gerador de campo magnético, uma
estação de trabalho e uma estação de armazenamento.
Este equipamento implementa diferentes classes do DICOM, algumas vêm com o
equipamento e outras são opcionais. As de interesse neste trabalho são:
- Storage Service Class (Classe de Armazenamento de Serviço): possibilita a
transferência e o armazenamento de imagens entre programas e equipamentos DICOM;
- Query/Retrieve (Inquirir/Recuperar): permite acessar uma lista de imagens, a partir
de uma pesquisa utilizando-se um critério, depois de identificado o grupo de imagens
desejadas pode-se iniciar a transferência usando-se a classe anterior, por meio do comando
find busca-se uma lista de imagens; com o get e move inicia-se a transferência.
Mais detalhes sobre o DICOM pode ser obtido na parte correspondente no capítulo 4.
A obtenção de arquivos para computador pessoal a partir o equipamento de ressonância
magnética é descrita no capítulo 5.
3.6.3 Hemodinâmica
O laboratório de hemodinâmica é o local onde são efetuados exames e intervenções
radiológicas sobre o coração e sistema vascular periférico. O equipamento existente no HSVP
é fabricado pela Philips Medical®, modelo Integris HM3000® e foi concebido para ser usado
em radiologia cardiovascular. Também pode ser utilizado com ótima qualidade de imagem
para realização de deglutograma digital, exame em que o paciente engole alimento com
contraste radiológico, podendo-se estudar de forma dinâmica os detalhes da deglutição, com
velocidade de 30 quadros por segundo. Outro exame que pode ser feito no equipamento é a
colangiopancreatografia endoscópica retrógrada.
O arco de raios-X é composto por um gerador e de um intensificador de imagem, o
sinal é enviado para o monitor que está na própria sala de exames. A imagem fica armazenada
no disco rígido da estação de trabalho onde será feito o seu tratamento, podendo-se gravar as
partes de interesse em CD-ROM, padrão DICOM, somente um exame por disco, ou então,
imagem dinâmica em fita VHS. O módulo de conexão à rede deste equipamento não foi
adquirido. Portanto, a obtenção do arquivo para ser levado ao computador pessoal foi feita
usando o CD-ROM, como será descrito no capítulo 5. Este disco pode ser visualizado na
estação de trabalho deste equipamento, ou qualquer outra que siga a norma DICOM [42].
38
Um CD de 680 MB é suficiente para gravar um exame completo de coronariografia
em 99% dos pacientes [28].
Figura 12 - Equipamento de hemodinâmica digital.
3.6.4 Medicina nuclear e densitometria óssea
O acesso a estes equipamentos ou aos seus arquivos não foi autorizado.
39
3.6.5 Radiografia computadorizada
A figura 13 mostra o equipamento de radiografia computadorizada da FCR Fuji Computed Radiography. Esta unidade esteve em demonstração no HSVP.
Monitor sensível ao toque
Unidade leitora de
placas
Impressora de filme
Placas radiossencíveis
Figura 13 - Equipamento de radiografia computadorizada.
Todos os aparelhos de radiologia convencional, instalados no departamento de
radiologia ou móveis para exames no leito do paciente, podem ter as suas imagens
digitalizadas por meio do sistema de radiografia computadorizada. Este equipamento pode
receber listas de exames a serem feitos por meio do número do pedido ou, pelo número do
registro do paciente no SAME (serviço de arquivo médico) ou, ainda por meio de lista
seguindo outros critérios a serem configurados. O local para onde a imagem deve ser enviada
40
CAPÍTULO 4
4. PADRONIZAÇÕES EM DOCUMENTAÇÃO MÉDICA
4.1 INTRODUÇÃO
A linguagem médica, assim como a humana, evolui à medida que novos conceitos são
criados. Desta forma é natural que com o surgimento de imagens médicas digitais uma nova
linguagem esteja sendo construída. Na unidade básica desta nova língua além da palavra,
existe o código, com a finalidade de atender uma necessidade das máquinas. Neste capítulo
serão analisados os conjuntos de códigos, os padrões e as organizações responsáveis por estas
codificações. Classificações bem definidas e organizadas de forma hierárquicas auxiliam na
localização da informação e também para que ao se incluir um novo termo em uma
classificação se herde as características do grupo ao qual pertence [45].
Em um mundo cada vez mais globalizado, a característica mais importante de um
padrão é ter aceitação internacional. Os principais motivos desta necessidade são:
1- a existência de uma crescente troca de informações entre os profissionais da saúde,
via computadores que estão em locais distantes com culturas diversas;
2- o mercado produtor de equipamentos hospitalares está globalizado e necessita ter
características comuns em diferentes lugares, para não fazer grandes modificações nas suas
máquinas ao serem vendidas em regiões distintas;
3- os pacientes estão viajando para países distantes de onde habitam e podem precisar
de informações sobre o seu prontuário médico [46];
4- a possibilidade de construir bases de dados usando os conhecimentos de médicos
que residem em diferentes países e disponíveis para todo o mundo e
5- a viabilização da telemedicina, pois sem uma linguagem comum entre as partes
envolvidas ela não é possível.
O desafio é obter compatibilidade e interoperabilidade entre sistemas independentes de
informação em saúde. Ênfase deve ser dada na padronização internacional em terminologia,
definições, códigos, descrição de mensagens e formatos. Também é de grande importância a
otimização de segurança contra perda de informação e privacidade.
A proposta do programa internacional para padronização de informática em saúde
inclui as seguintes áreas:
1- modelos de informação em saúde;
2- registros dos cuidados em saúde;
42
3- privacidade e confidencialidade;
4- informação em saúde, com estrutura para registro médico, financeiro,
previdenciário, administrativo, epidemiológico, odontológico e de imagens;
5- representação de definições médicas incluindo conceitos verbais, imagens e
vocabulário e
6- mensagens de comunicação entre equipamentos e sistemas de infra-estrutura para
informação em saúde [47].
O hospital em estudo está trabalhando na criação e implantação do prontuário médico
digital. Neste contexto áreas correlatas como compressão e qualidade de imagem, localização
da informação médica, necessitarão de um embasamento teórico para serem implantadas. Para
que qualquer área do prontuário médico digital alcance boa disponibilidade, há necessidade de
uma terminologia clínica padrão como referência. Devem ser evitadas múltiplas terminologias
fragmentadas e não coordenadas [48]. A parte deste estudo que analisa os padrões também
tem por objetivo ser um referencial para que estas metas do hospital estudado sejam atingidas.
4.2 BENEFÍCIOS E BENEFICIADOS PELA PADRONIZAÇÃO
Os usuários dos padrões de informática em saúde são os fornecedores de soluções em
tecnologias de informação em saúde, juntamente com as organizações mantenedores dos
códigos e terminologias; autoridades em saúde e compradores dos sistemas, tais como os
prestadores de serviços de saúde.
Sob uma óptica diferente daquela do fornecedor de máquinas e informação em saúde
os padrões podem trazer as seguintes vantagens:
1- possibilitar a interoperabilidade de mensagens clínicas e administrativas;
2- melhorar a qualidade dos sistemas;
3- ter baixo custo de desenvolvimento e manutenção, devido à menor variação para
diferentes clientes;
4- maior facilidade para adequar às exigências legais de segurança, confidencialidade,
integridade, disponibilidade e responsabilidade na prestação de contas;
5- ter a possibilidade de construir soluções integradas com produtos de diferentes
origens;
6- as autoridades em saúde teriam maior facilidade para ter estatísticas centralizadas e
desta forma melhor gerenciar recursos;
43
7- as instituições prestadoras de serviços ao paciente poderiam comprar equipamentos
de diferentes fornecedores e mesmo assim manter a conectividade entre eles, beneficiando-se
das suas conseqüências e
8- sob o ponto de vista do médico prestador de atendimento clínico as supostas
vantagens são inúmeras, porém há necessidade de estudos para verificar que padrões robustos
de informática não aumentarão o tempo de trabalho necessário para operá-los [47].
4.3 ORGANIZAÇÕES PADRONIZADORAS
O Comitê Europeu de Normatização (CEN) foi criado em 1961, sendo obrigatória a
adesão ao mesmo para países da Comunidade Européia. O CEN possui um Comitê Técnico
de Informática em Saúde (CEN - TC 251), que era previamente chamado de Comitê de
Informática Médica [49]. Em 1997 esta secretaria passou a ser gerenciada pela Instituição
Sueca de Padrões, tendo os seguintes grupos de trabalhos:
1- grupo de modelamento de informação, incluindo modelos de prontuários
eletrônicos, com diferentes subgrupos de trabalho como transfusão sangüínea, fisiologia,
farmacologia, psiquiatria e enfermagem;
2- grupo de estudo terminologia e conhecimento, com o objetivo de atingir os vários
domínios da informática em saúde;
3- grupo de segurança e qualidade, com o objetivo de padronizar métodos onde há
necessidade de proteção da confidencialidade, integridade, disponibilidade e prestação de
contas, assim como linhas gerais para abordagem da segurança e
4- o grupo tecnologia para interoperabilidade direciona a maior parte do esforço para
imagens médicas e multimídia, tendo em foco padrões internacionais.
Quanto à sua organização interna o CEN - TC 251 propõe-se a trabalhar
essencialmente sem uso de papel. Assim ele faz uso de publicações em CD-ROM, servidor de
internet, documentos escaneados e videoconferências. Deve-se ressaltar que o CEN - TC 251
contribuiu ativamente na criação do Comitê Técnico de Informática em Saúde da Organização
Internacional para Padronização (ISO – TC 215) [50].
O ISO - TC 215 é um dos 224 comitês da Organização Internacional para
Padronização, tem como meta desenvolver padrões na área da saúde e tecnologia de
informação, para obter compatibilidade e interoperabilidade entre sistemas diferentes;
buscando facilitar a obtenção de dados estatísticos, além da redução na duplicação de esforços
e redundâncias [51].
44
4.4 NORMATIZAÇÕES EM SAÚDE
O CEN - TC 251 participou desde cedo na construção da norma DICOM, contribuindo
para integração de fabricantes europeus e americanos. Desde 1995, com a adoção de uma
sintaxe que suportasse os caracteres de escrita japonesa, o Japão também endossou o padrão.
Existe a expectativa de que o DICOM venha a se tornar o “esperanto" da documentação
médica digital [50]. Normas que tratem da nomenclatura médica são importantes, pois o
arquivo DICOM é composto por imagens e texto.
A Nomenclatura Sistematizada de Medicina Humana e Veterinária (SNOMED) foi
desenvolvida ao longo de mais do que vinte anos e é dividida em doze capítulos. Está incluída
no Sistema de Linguagem Médica Unificada (UMLS), que fornece tradução para outros
glossários médicos, incluindo o Título de Assuntos Médicos (MESH). A UMLS foi criada em
1986 pela Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos (NLM) e pode ser obtida sem
custo, mediante licença. É utilizada pela maior e mais conhecida base indexadora de
publicações médicas do mundo, o Medline®. Os progressos modernos na padronização
deram-se num primeiro momento para troca de mensagens entre equipamentos, em seguida
passou a introduzir vocabulários médicos o que continua progredindo, porém sem apresentar
uma grande difusão pelo mundo [52].
As diversas classes de imagens DICOM têm em comum a necessidade de usar
conceitos anatômicos. A estratégia usada foi de fazer referência, de forma codificada, a um
glossário externo. Foi escolhido o vocabulário SNOMED internacional, que se tornou a
nomenclatura base do DICOM. Por isto esta norma é importante ao se estudar imagens, ela
fornece codificação para terminologia em imagens de diferentes especialidades. O micro-
glossário SNOMED-DICOM (SDM) abrange entre outras áreas: anatomia topográfica,
patologia estrutural, funções normais e anormais, sintomas e sinais de doenças, produtos
químicos, drogas, enzimas, proteínas dos organismos vivos, agentes físicos, relações
espaciais, ocupações, contextos sociais, diagnósticos e procedimentos [53]. A incorporação de
palavras chaves ao arquivo DICOM, que façam parte do microglossário SNOMED-DICOM,
foi proposta em 1999 como forma de facilitar a busca e recuperação de imagem baseada nos
seus atributos e contexto em que foi adquirida [54]. A SNOMED incorpora praticamente
todos os termos da classificação internacional de doenças (CID). Nas áreas de nomes de testes
laboratoriais e drogas terapêuticas, a terminologia SNOMED RT (reference terminology) foi
45
aperfeiçoada para incorporar nomenclaturas na área de testes laboratoriais (LOINC®) e lista
de drogas terapêuticas (Multum's MediSource® Drug Lexicon) [45; 48; 55].
O HL7 é um conjunto de mensagens de texto estruturadas para comportar informações
clínicas do paciente, como anamnese e tratamentos efetuados. É o estado da arte em termos de
tecnologia de padronização em prontuários médicos digitais. Desde 1995 uma interface entre
DICOM/HL7 vem sendo desenvolvida [30; 56].
4.5 NORMA DICOM
4.5.1 Introdução
O padrão DICOM fornece um protocolo não proprietário para troca de dados,
definição de formato do arquivo digital, além da estrutura do arquivo para imagens
biomédicas e informações correlacionadas com a imagem. Desde a sua introdução, o DICOM
tornou-se o padrão internacional para interconexão dos equipamentos de imagem na área da
saúde e troca de imagens diagnósticas e terapêuticas [13]. Pode ser visto como um esqueleto,
utilizado pelos engenheiros, para os procedimentos que controlam a entrada e saída de dados
dos sistemas de imagem médica. Um equipamento planejado dentro das especificações
DICOM, configurado corretamente e usado de forma adequada vai comunicar-se com outro
equipamento DICOM. Uma vez que interfaces DICOM estão presentes em quase todos os
novos modelos de equipamentos de imagens, torna-se possível o uso de equipamentos de
diferentes fabricantes em uma mesma rede de imagens, desde que exista uma adequada
comunicação entre eles. É possível também realizar troca fora da rede hospitalar, viabilizando
a telerradiologia, telemedicina e a consultoria entre médicos situados em locais distantes [55].
As definições de quais parâmetros DICOM são implementados por um equipamento
têm grande importância para que o comprador saiba se as suas expectativas serão atendidas
[13].
O DICOM abrange cinco áreas:
1- gerenciamento da rede de imagens;
2- gerenciamento da rede de interpretação de imagens;
3- gerenciamento da rede de visualização das imagens;
4- gerenciamento do processamento das imagens e
5- gerenciamento das mídias de armazenamento removíveis.
46
Interfaces DICOM estão disponíveis para conexão de qualquer combinação das
seguintes categorias de equipamentos de imagem digital:
1- equipamentos de aquisição de imagens, por exemplo, tomógrafos em geral, ultra-
sonografia e outros;
2- programas para arquivamento de imagens;
3- estações de trabalho para processamento e visualização de imagens e
4- dispositivos de impressão, como impressora em papel e filme radiológico [55].
A expansão do DICOM está sendo feita de forma modular para incorporar e dar
suporte a novas categorias de imagem e tecnologias, sendo que até 1997 era composto de
treze volumes. Comparado com o DICOM, outros padrões para troca de informações em
saúde, tais como o HL7 e CEN - TC 251, especificam somente um subconjunto das
propriedades que tem impacto na interoperabilidade dos equipamentos [55].
Com relação aos elementos presentes em um arquivo DICOM poucos campos são de
preenchimento obrigatório. Um exemplo de obrigatoriedade é o número de imagens de um
exame, que é preenchido automaticamente pelo computador. Informações importantes, como
o nome do paciente, podem ser deixadas em branco, vários outros campos estão na classe de
serviços opcionais.
4.5.2 Histórico
Nos meados da década de 1980, estava iniciando uma crise na interoperabilidade entre
equipamentos de imagens médicas. O ACR (Colégio Americano de Radiologia) e a NEMA
(Associação Nacional dos Fabricantes de Equipamentos Elétricos), que produziam
equipamentos de radiologia digital, trabalharam juntos no desenvolvimento do padrão
DICOM [13].
Para deixar claro a repercussão da incompatibilidade entre equipamentos, um paciente
que havia sido submetido a uma cinecoronariografia digital, quando era encaminhado para ser
operado em outro serviço, necessitava ser submetido a outro exame, pois o já realizado não
podia ser visualizado devido à ausência de padrão [57].
A primeira versão, publicada como DICOM 1.0 foi extremamente específica nos
detalhamentos, chegando a ponto de especificar o tipo de conector físico para ligar um
sistema de imagem a outro. Com isto, obrigaria os fabricantes de equipamentos, a modificar
suas linhas de produção. Esta versão não chegou a ser implementada, permanecendo como
uma curiosidade acadêmica [30].
47
O DICOM 2.0 também não teve ampla disseminação. Entretanto, serviu para que
grandes fabricantes, como Siemens, Picker e General Electric, percebessem que a
interoperabilidade aumentaria suas vendas, à medida que possibilitaria a integração entre
departamentos e também a telerradiologia [30].
Em 1991, surgiu o DICOM-3.0, podendo ser considerado o maior evento na
viabilização da interoperabilidade de equipamentos de imagens médicas. Esta versão deu
ênfase à implementação do uso de redes, abriu a possibilidade para a convergência de outros
padrões, além de fornecer informações a modalidades radiológicas tais como tomografia,
ultra-sonografia e ressonância magnética. Para as modalidades fora do domínio da radiologia
foi implementado o módulo chamado captura externa (EC), ele permitia que imagens
genéricas fossem armazenadas como arquivo DICOM. Este módulo assinalava o desejo do
padrão vir a suportar qualquer tipo de imagem médica, em suplementos que seriam criados
posteriormente [30].
No ano de 1992 o Colégio Americano de Cardiologistas (ACC) aderiu ao padrão,
após ter constatado as dificuldades de interoperabilidade dos equipamentos de angiografia
digital. No entanto o padrão para angiografia digital, somente foi aprovado e publicado no XA
Supllement em 1995 [13]. O sucesso do suplemento de angiografia digital contribuiu para que
o DICOM se expandisse em outras áreas da imagem médica, que não a radiologia.
Posteriormente a ACR/NEMA fez um anúncio formal da abertura do DICOM-3.0 para todas
as organizações de especialidades médicas que usassem imagem, para que trabalhassem na
construção dos seus suplementos. Isto logo fez com que se tornasse o padrão de mensagens e
armazenamento de imagem [30].
Anteriormente, em 1993, a ASCP (Sociedade Americana de Patologistas Clínicos) e a
ASGE (Sociedade Americana para Endoscopia Gastrintestinal) já tinham adotado o DICOM.
De fato, em 1994, aproximadamente 20 associações americanas e a ESGE (Sociedade
Européia para Endoscopia Gastrintestinal), já haviam demonstrado formalmente interesse no
padrão [13]. Assim em 1996, estava pronto o suplemento 16, conhecido como de luz visível,
em oposição aos demais que tratavam de imagens produzidas por raios não visíveis [13; 58].
Desde 1995, as principais modalidades de diagnóstico por imagem começaram a ser
padronizadas. Esta lista inclui tomografia computadorizada (CT), ressonância magnética
(MRI), radiografia computadorizada, ultra-sonografia, medicina nuclear, radiofluoroscopia,
angiografia e captura de vídeo digitalizado, também o suplemento luz visível (VL), útil em
endoscopia, microscopia e fotografia [55].
48
Em 1995 a ASGE teve a iniciativa de desenvolver uma extensão do padrão DICOM
para endoscopia. Este trabalho está sendo feito em conjunto com outras sociedades médicas
que usam técnicas de endoscopia, laparoscopia e microscopia [13].
Atualmente o DICOM é mantido por um grupo de várias especialidades chamado
Comitê do Padrão DICOM [55].
4.5.3 Noções elementares das seções DICOM
O DICOM propicia adaptabilidade, devido ao seu modelo de informação orientado
para objeto. Na sua parte básica de 1 a 12 fornece um conjunto de orientações para o manejo
de todo o tipo de imagens diagnósticas e terapêuticas, não apenas em radiologia. A sua
estrutura modular permite que partes sejam atualizadas sem que todo o documento precise ser
reeditado.
Por ser um padrão com valor quase que de documento, é escrito em um linguajar
técnico, algumas vezes dificultando a compreensão por parte do leitor leigo. O DICOM
original, em suas partes 1 a 9, contém a base para o manejo de imagens em rede. As partes 10
a 12, publicadas na forma de suplementos, fornecem as mensagens para armazenamento e
manejo em meios físicos transportáveis [13]. As diferentes partes são independentes quanto
ao momento que são atualizadas ou editadas, mas relacionadas entre si no diz respeito à
compatibilidade.
4.5.3.1 Parte 1 - Introdução e visão geral
Revisa a história do DICOM e o espectro de ação da norma.
4.5.3.2 Parte 2 – Conformidade
Descreve a metodologia que o usuário final e o vendedor podem usar para se assegurar
que o equipamento em questão vai ter os atributos declarados. Uma declaração de
conformidade assegura a interoperabilidade com outros equipamentos DICOM. O programa
Agfa DICOM Validation Tool, Version 2.61 é uma ferramenta para validação da
conformidade de um sistema à norma DICOM (www.agfa.com/healthcare/DICOM).
49
4.5.3.3 Parte 3 - Definições dos objetos de informação
Define quais os atributos de informação sobre a imagem que está contida no arquivo
DICOM. Os objetos de informação são organizados em pequenos módulos, havendo uma
organização hierárquica entre eles. Um exame pode ser composto de várias imagens, quando
se trata de um exame animado. Por exemplo, em uma ecocardiografia, o comando usado é
multiframe image, onde as diversas imagens serão codificadas como uma única entidade
DICOM.
Os objetos de informação, obviamente são diferentes para diferentes tipos de exames,
alguns sendo obrigatórios, outros não [59]. Alguns grupos de objeto de informação são:
1- identificação da máquina: tipo do exame, nome da instituição, fabricante do
equipamento, data e outros;
2- informação sobre o paciente: nome, idade, sexo, etc;
3- informação sobre a aquisição: utilização de contraste, kilovolts, etc;
4- informações sobre o exame: quantidade de imagens, orientação do paciente, etc;
5- informações sobre a imagem e sua codificação: altura, largura, etc e
6- informação sobre a cor de cada um dos pontos que compõem a imagem.
4.5.3.4 Parte 4 - Especificações das classes de serviço
Fornece um resumo das atividades do mundo real que podem ser realizadas com as
informações médicas digitais. São os serviços que um programa, que implementa o DICOM
pode fazer com os objetos, isto é, as imagens e outros tipos de dados. Os principais serviços
são armazenar, localizar informação, mandar informação para o usuário, imprimir e gerenciar
os exames.
A norma DICOM segue programação orientada a objeto. Cada objeto DICOM é um
par que contém a informação e a classe de serviço a ser efetuado. Por exemplo,
Par Serviço-Objeto (SOP) = Objeto de Informação + Classe do Serviço
Por exemplo, o Par Serviço-Objeto armazena um ecocardiograma:
SOP = echocardiogram + store [59; 60].
A classe de serviço é o que deve ser efetuado com um objeto de informação. Cada
classe tem as suas características definidas e seu nível de prioridade. Quanto à classe de
serviço, um equipamento pode ser um provedor de serviço (Service Class Provider - SCP) ou
um usuário do serviço (Service Class User - SCU). Exemplificando, na impressão de uma
imagem obtida por um tomógrafo, este será um SCU e a impressora um SCP. O conceito de
50
computação cliente-servidor, no modelo de organização, contribui para especificar quais
funções um equipamento ou programa deve implementar.
Os serviços DICOM podem pertencer a dois grupos: composto e normalizado.
Os serviços compostos receberam este nome, porque inicialmente foram usados
somente com imagens originárias de mais do que uma entidade do mundo real, como por
exemplo, pontos da imagem, equipamento gerador e número do paciente. Foram serviços
planejados para serem compatíveis com versões prévias, concebidas com a intenção de
armazenar (C-STORE), solicitar (C-FIND), recuperar (C-GET) e transferir imagens (C-
MOVE). Não contemplam o serviço de atualização, para reduzir a possibilidade de alteração
de uma imagem gravada. Considerando-se que a modificação de registros médicos é vedada,
para efetuar uma correção em um documento há necessidade de criar um novo. Os serviços
compostos também são utilizados em outros tipos de informações como laudos de imagens
[55]. A classe de serviço armazenar fornece os mecanismos necessários para que um
equipamento solicite para outro que armazene um conjunto de imagens e informações
correlacionadas, de acordo com um conjunto de parâmetros previamente definidos. Tem
participação na transferência, gravação e proteção contra perda inadvertida [13]. O
compromisso de armazenamento é geralmente obtido por um equipamento de aquisição de
imagem de um outro de arquivamento, assegurando-se que o arquivamento foi efetuado de
maneira segura. As etapas são executadas da seguinte forma. Após enviar um conjunto de
imagens para um equipamento de arquivamento, o tomógrafo manda uma mensagem
solicitando compromisso de armazenamento. Os objetivos são dois. Primeiro, verificar se
todas as imagens foram recebidas. Segundo, receber do arquivo o compromisso de que ele se
responsabilizará pelas imagens. Tendo estas confirmações o tomógrafo pode, por exemplo,
apagar as suas cópias locais. Caso haja problema com uma ou mais imagens, ou com a
operação inteira, o arquivo retorna uma mensagem de erro para o tomógrafo. Os dispositivos
de armazenamento podem guardar as imagens permanentemente ou por curto tempo [55].
Os serviços normalizados foram concebidos para trabalhar com as propriedades de um
único objeto do mundo real. Suportam as operações de criar (N-CREATE), apagar (N-
DELETE), atualizar (N-SET) e obter (N-GET). Também, operações específicas (N-ACTION)
como imprima um envelope de filme e notificação de serviço (N-EVENT_NOTIFY) estão
presentes [55].
A aplicação das classes de serviços pode ser incluída em cinco grandes áreas de uso,
proporcionando o gerenciamento da imagem em rede, a interpretação em rede, a impressão
em rede, os procedimentos com a imagem e o armazenamento em mídias removíveis. Uma
51
das implementações dentro desta classe de serviço é representada pelo modelo query-retrieve
que fornece mecanismo para construção da base de dados hierarquizada: pacientes, estudos,
séries e imagens. Ela também define normas de trocas com sistemas de informações não
DICOM como o agendamento de exames.
Quanto à forma de transferência de imagens entre equipamentos e programas, pode-se
usar duas formas de classe de serviço, pull ou push. No modo enviar (push mode), um
equipamento envia imagens para outro por meio de uma rede. Um exemplo é um tomógrafo
enviando imagens para uma estação de trabalho. Esta transferência pode ser automática, ou
ativada por meio do comando "enviar imagem" a partir do painel de controle do tomógrafo. O
equipamento que deflagrou o processo inicia a comunicação, chamada de associação. Nesta
etapa vários detalhes são negociados, para que a estação de trabalho possa se preparar para
manejar a imagem que vai receber. Já o modo buscar (pull mode) é efetuado em dois estágios,
inicialmente o usuário solicita para um equipamento à distância que exiba a sua base de
imagens e, então recupera as desejadas (Query/Retrieve). O DICOM fornece a possibilidade
de compartilhamento entre cliente e servidor de informações da estrutura de objetos. Isto
viabiliza o armazenamento e recuperação de exames usando sistemas de indexação com
relevância clínica, baseados em atributos da imagem, ao invés de usar apenas o nome do
arquivo. Pode solicitar por palavra com significado importante como o nome do paciente.
Uma vez recebida, a imagem pode ser armazenada juntamente com outras do mesmo
paciente. A efetivação do descrito pode ser feita por meio de comandos como C-FIND para
busca de uma lista de imagem, C-MOVE para iniciar a transferência de um scanner para um
arquivo e C-GET para obter objetos compatíveis com informações chaves. O C-GET é o
inverso do C-STORE [55].
O DICOM cobre os aspectos de transmissão das imagens e dados do paciente, mas não
cobre todos os aspectos requeridos para discussões clínicas de telerradiologia, como serviços
cooperativos sobre a imagem por operadores à distância, que dependem da disponibilização e
custos de outras tecnologias [61].
4.5.3.5 Parte 5 - Estruturas de dados e códigos
O conjunto da estrutura dos dados e os códigos usados pelo DICOM são definidos
nesta seção. Eles têm por finalidade facilitar a troca de informações entre os sistemas de
computadores que trabalham com imagens médicas.
52
A questão de como seria manejado o conjunto de caracteres da escrita japonesa foi
levantada pelo Centro Japonês para Desenvolvimento de Sistemas de Informação Médica. O
problema vem do fato que o alfabeto chinês, muito utilizado em sobrenomes de pessoas,
devido ao seu tamanho, não pode ser representado por meio de apenas um bit. Para tal foi
desenvolvido um adendo, o anexo H da parte 5, que suporta múltiplos bits para alfabetos com
números maiores de caracteres.
4.5.3.6 Parte 6 - Dicionário de dados
Esta seção serve como um registro de todos os elementos de dados usados pelo
DICOM e todos os identificadores únicos (UID), para elementos de informação, incluindo os
adicionados e melhorados.
4.5.3.7 Parte 7 - Mensagens de troca
Esta seção define a essência do protocolo DIMSE, que é o conjunto de comandos
usados para iniciar e responder a solicitações em um ambiente de rede. Tem sido
desenvolvida em conjunto com organizações padronizadoras da Europa e de outros países e
está em constante expansão [30].
4.5.3.8 Parte 8 e 9 – Suporte para troca de mensagens via rede
Estas duas partes da norma fornecem os elementos de base para troca de informações
entre equipamentos via rede ou ponto a ponto. O DICOM é compatível com o TCP-IP
(Protocolo de Controle e Transmissão - Protocolo Internet), o que possibilita que os
aplicativos DICOM se comuniquem em rede com este protocolo.
4.5.3.9 Parte 10, 11 e 12 - Mídia de armazenamento e formato de arquivo para trocas
Estas três partes da norma DICOM tratam das mídias de armazenamento, do formato
de arquivo para troca e definição do que devem ter os aplicativos de armazenamento.
Possibilita a troca de informações entre equipamentos que não estão conectados via
rede. Existe formato de arquivo DICOM para disquete de 3,5 polegadas, CD-ROM e disco
magneto-óptico de 5 ¼ polegadas. O arquivo DICOM contém, além da imagem, as
informações que permitem a distinção entre uma imagem e outra, como nome do paciente.
Podem conter arquivo de interpretação, informações para a impressora, além de outros dados.
Esta possibilidade de enviar juntamente com a imagem informações relacionadas a ela é uma
das principais características que diferencia o arquivo DICOM de outros arquivos de imagem.
Associações médicas de especialistas podem convencionar um determinado tipo de mídia para
53
transportar arquivos DICOM de um determinado tipo de exame [55]. A área de cardiologia
estudou muito a transição da era do filme para a era sem filme. Culminou com o uso do CD-R
(Compact-Disc Recordable) como meio físico para troca de informações digitais e uso do
DICOM como padrão. Após o uso de filme para cateterismo, foram feitas tentativas da
utilização de fita de vídeo S-VHS, com resultados insatisfatórios devido à perda da resolução
para pequenos vasos.
No que diz respeito à classe de serviço de armazenamento em mídias removíveis, o
equipamento ou programa pode ter uma ou mais das seguintes funções: conjunto leitor de
arquivo, conjunto criador de arquivo e conjunto atualizador de arquivo. Há uma descrição de
como colocar o conjunto de dados em um arquivo DICOM, e estes nos diretórios. O formato
do arquivo inclui uma área chamada de preâmbulo, que é visualizada antes pelo equipamento
que está lendo o arquivo. Esta área existe para tentar fornecer compatibilidade com serviços
de arquivos não compatíveis com o DICOM. Quando o arquivo é lido por um leitor DICOM o
preâmbulo é ignorado. Quando visualizado por um leitor não DICOM, ele vai fornecer
informações sobre como ler o arquivo [13]. O DICOMDIR é um arquivo que dá acesso a
todos os outros arquivos de imagem armazenados na mídia, independente de qual seja ela,
como se fosse um ícone de ligação.
O arquivo formato DICOM tem extensão .dcm, armazena imagens com resolução
completa de 24-bits, podendo ter imagens monocromáticas de 8, 16 ou mais bits por ponto,
sendo vantajoso para sistemas de alta definição. No formato DICOM as imagens são
armazenadas como matriz de 512 x 512 pontos, usando compactação JPEG lossless ou lossy,
há previsão que o formato DICOM venha aceitar matrizes maiores com 1.024 x 1.024 pontos
[62].
Múltiplas imagens, portanto, equivalente a uma seqüência de vídeos podem ser
armazenadas como um único arquivo, mas vídeos armazenados desta forma até o momento
não podem ser diretamente decodificados e visualizados pelos programas de vídeo com maior
difusão, como por exemplo, Apple’s QuickTime e Microsoft’s AVI.
4.5.3.10 Parte 13 – Gerenciamento de impressão
Esta parte da norma torna possível o compartilhamento de impressoras que
implementem o DICOM por estações de trabalho e equipamentos de aquisição. Tem um
conjunto central de funções que são obrigatórias e outras extensões que são opcionais [55].
54
4.5.3.11 Parte 14 - Função de visualização com padrão de tons de cinza
Esta parte da norma fornece exemplo de métodos para medida da curva de cinza
característica de um sistema de monitor de vídeo, com a finalidade de avaliar a sua
conformidade com a curva padrão.
4.5.3.12 Parte 15 - Perfis de segurança
Especifica os perfis de segurança a serem implementados para estar de acordo com a
norma DICOM. Porém, não estabelece políticas para especificar que nível de acesso cada
usuário deve ter.
4.5.3.13 Parte 16 – Mapeamento de terminologia aplicada à interpretação das imagens
Um exame de imagem ou um traçado gráfico sem sua interpretação não tem
significado para o paciente e nem mesmo para um médico não especialista na área. Com o
objetivo de melhorar a padronização dos laudos de imagens e traçados gráficos, foi criado
Relatório Estruturado DICOM (DICOM SR), sendo basicamente um consenso para troca de
dados, sem ser padrão proprietário. Ele dá a possibilidade de ligar descrições diagnósticas a
achados significantes na imagem ou no traçado. A estruturação pode ser por meio de
descrição lingüística (texto, codificação ou números de medidas), dados binários de
computador informando coordenadas que mostram regiões de interesse na imagem e
referências de hipertexto a outros relatórios, dados clínicos ou mesmo outras imagens e sons.
Não se trata de um simples relato de multimídia como em documentos HTML. Documentos
DICOM SR podem trocar imagens e textos estruturados pela internet valendo-se da Standard
Generalized Markup Language (SGML) ou Extended Markup Language (XML). O relatório
pode ter uma estruturação maior ou, ser texto livre escrito ou ditado, não necessariamente
obrigando o médico que está fazendo o laudo a dominar uma interface de computador [63].
Ele utiliza o grupo de serviços compostos. Em resumo, trata-se de um modelo estruturado de
interpretação que usa a lista de termos do micro glossário SNOMED-DICOM [53], sendo
válido para diferentes especialidades. A seguir apresentam-se as classes possíveis num laudo:
Texto (text): texto livre ou texto categorizado.
Código (code): código categorizado ou terminologia guiada.
Medida (measurement): registro de medida codificada em forma estruturada. Um
conjunto de características da medida, usadas em diagnóstico, suportadas pelo HL7 ou de uso
55
clínico, como por exemplo, o nome da medida, o método modificador da medida, o valor, a
unidade da medida e a precisão.
Coordenadas (coordinates): coordenadas de localização espacial dentro da imagem,
apresentadas no sistema DICOM.
Ditado (audio_dictation): observações de áudio digitalizado ditado, sendo uma classe
distinta por ser um subconjunto da classe de observação como text, code e measurement.
Imagem: representação binária de uma imagem.
Som: representação binária do som.
Outras classes de observações são também passíveis de ser implementadas: waveform,
curve, overlay, HC_presentation, SC_presentation, Transposed, Document_image e outras
[55]
A interpretação estruturada criou o conceito de sujeito observado. Cada observação
feita por um observador é ligada a um identificador único de observação (UID), evitando
ambigüidade sobre quem a descrição está sendo feita. Por exemplo, em ultra-sonografia
obstétrica fica definido se a descrição é sobre a mãe, o feto e em caso de gêmeos, se gêmeo A
ou B, no caso específico facilita os exames de acompanhamento. Existem as seguintes classes
de sujeitos observados:
Irrestrito (unconstrained): sem restrição contextual a um sujeito observado.
Procedimento (procedure): contexto administrativo de um procedimento com relação
à imagem ou com relação ao procedimento da interpretação.
Pessoa (person): uma pessoa viva como uma entidade independente.
Feto (fetus): uma criança que está por nascer, carregada pela mãe.
Espécime (specimen): um espécime derivado de uma pessoa ou um feto.
Dado (data): dados binários, referentes ao processo de aquisição, como por exemplo, a
exposição da radiografia digital, o posicionamento do indivíduo e outros.
Outro (other): qualquer outro sujeito de observação.
Esta classe de serviço tem grande importância, pois o laudo gerado pela interpretação
é o resultado final de todo um procedimento de imagem, seja ele diagnóstico ou terapêutico
[55].
4.5.3.14 Suplemento 16 - Suplemento luz visível
É a única extensão que trata de imagens visíveis do mundo real. A expressão surgiu
em antagonismo às imagens produzidas por raios-X ou cálculos matemáticos. Como o
DICOM foi desenvolvido inicialmente para radiologia ele não contemplava conceitos como
56
coloração, espécime, ou código SNOMED. Este suplemento adicionou o micro-glossário
SNOMED, como a nomenclatura de base, não apenas para a patologia, mas para todo o
DICOM. Têm duas áreas, a representação de informações e a de atributos da imagem, como
configuração do microscópio, aumento, iluminação e posicionamento por coordenadas. Esta
última informação é útil em telepatologia por robótica. A representação de informação
contempla o laudo diagnóstico, o espécime, a nomenclatura SNOMED, código internacional
de doenças, classificação TNM e outras informações de texto usadas em patologia [30].
O suplemento DICOM luz visível tem especificações para endoscopia, microscopia
aplicada à patologia, fotografia em dermatologia, odontologia, patologia, anatomia, clínica,
cirurgia entre outras [55].
O DICOM para endoscopia é parte de um grande padrão para imagens coloridas em
medicina, que foi provisoriamente aprovado pelo comitê DICOM. O DICOM para endoscopia
possibilitará que imagens de diferentes aparelhos sejam trocadas via rede ou por meios
portáteis com CD-ROM ou disco magnético-óptico.
Este suplemento especifica uma definição de objeto de informação para imagens de
luz visível. Também, define a semântica usada em textos livres ou dados codificados contidos
em imagens de luz visível estática ou dinâmica, um arcabouço anatômico de referência, um
sistema de coordenadas para microscopia e atributos de equipamentos especializados para
endoscopia, microscopia e fotografia.
O suplemento 23, por sua vez, implementa as ferramentas para interpretação dos
exames dentro de um modelo estruturado.
4.6 CONCLUSÃO
A necessidade de padrões internacionais na área de imagens médicas digitais é uma
realidade, já começou a ser trabalhada nas últimas décadas e será modificada no futuro, sendo
um caminho irreversível.
É inquestionável que o DICOM representa o mais importante avanço nesta área, já
tendo ganhado massa crítica em termos de adesões, de forma que novidades vindouras serão
incorporadas a ele. Há necessidade de conhecer este padrão a nível local, compatibilizando-se
a ele sem, entretanto, desrespeitar as características da instituição hospitalar em estudo.
O DICOM para cumprir sua precisão técnica, em algumas partes é quase que
codificado e de compreensão difícil para profissionais de diferentes áreas. No tratamento das
imagens médicas, termos matemáticos, de informática e medicina, com origem em diferentes
57
línguas e especialidades são utilizados. Textos como este e, dicionários especializados em
termos utilizados no tratamento das imagens, com tradução para diferentes línguas são de
valor na disseminação dos padrões e na manutenção das culturas locais [64].
No que diz respeito à política nacional, constata-se uma ausência quase que absoluta
do Brasil nesta área, evidenciando a nossa fragilidade e dependência externa. Espera-se que
estudos como este contribuam para que mais pessoas do meio acadêmico, nas áreas de saúde e
informática, passem a se interessar pelo assunto.
Espera-se que a maior utilização de tecnologias de informação e comunicação em
medicina provoque uma grande mudança na prestação dos serviços, melhorando sua
eficiência e aumentando a qualidade de vida.
No capítulo seguinte apresentam-se as estratégias encontradas para disponibilizar as
imagens médicas em computador pessoal.
58
CAPÍTULO 5
5. IMAGENS MÉDICAS EM COMPUTADOR PESSOAL
5.1 INTRODUÇÃO
Este capítulo descreve os caminhos usados para se obter imagens digitais, em arquivo
padrão para computadores pessoais, a partir daquelas produzidas pelos equipamentos
hospitalares. Para tal, valeu-se de programas disponíveis gratuitamente na internet; de estudo
detalhado dos equipamentos geradores de imagens; de placa de vídeo frame grabber Matrox®
, modelo Corona 8/E disponível no HSVP e de um microcomputador Dell® Dimension XPS
T800r, Pentium III, 256 MB de memória RAM, e com 40 GB de espaço em disco rígido. Nos
casos onde não havia programas gratuitos ou com custo aceitável, desenvolveu-se um
programa [65].
Como objetivo secundário procurou-se descrever um caminho para a digitalização de
imagens, com baixo custo, que possa ser útil para hospitais semelhantes ao estudado. Buscou-
se também relatar as características desejáveis em novos equipamentos de imagem que
venham a ser comprados, de modo que facilmente gerem arquivos reprodutíveis em
computadores pessoais. E por último, procurou-se identificar aplicações úteis na prática
médica para os programas de imagem estudados.
5.2 SOLUÇÃO PARA IMAGENS ANALÓGICAS DINÂMICAS
Estas imagens são produzidas por dispositivos de ultra-sonografia, ecocardiografia,
videocirurgia, microscopia óptica, além de vídeo-endoscopia aplicada à área digestiva,
urológica e respiratória. Todos eles têm saídas analógicas de diferentes tipos, portanto, pode-
se a partir deles obter arquivos digitais de imagens dinâmicas, em tempo real, se durante a
realização de exames, eles forem conectados a um sistema de digitalização eficiente. O uso de
placa digitalizadora tipo frame grabber foi publicado em 1998, como sendo solução adequada
para digitalizar imagens de equipamentos de ultra-sonografia [66].
Considerando-se que não foi encontrado programa que utilizasse a placa (frame
grabber), disponível no HSVP, para digitalização de imagens dinâmicas em tempo real,
partiu-se para busca de solução via programação, com baixo custo e boa qualidade. Boa
qualidade foi considerada a resolução total fornecida nestas saídas pelos equipamentos, que é
de 640 x 480 pontos, com 30 quadros por segundo. Não se considerou aceitável a sugestão de
realizar registro parcial dos exames e cirurgias por meio de fotografias digitais. Baixo custo
59
foi definido como a utilização de programas e máquinas disponíveis no HSVP, além de
bibliotecas para programação gratuitas, encontradas na internet.
5.2.1 Placa de digitalização
A placa de digitalização disponível no HSVP é modelo Corona 8/E, fabricada pela
canadense Matrox®, empresa especializada e referência internacional em placas de vídeo, foi
adquirida 1997. A placa é composta por duas partes:
a) Seção frame grabber: Recebe o sinal analógico por meio de cabos e fornece na
memória RAM, a imagem digitalizada. Não foi projetada para gerar vídeo dinâmica em tempo
real, mas sim para digitalização de imagens quadro a quadro. A aquisição do sinal de vídeo
pode ser pelo conversor de vídeo que capta o sinal analógico, composto, padrão NTSC, PAL
ou Y/C; pelo digitalizador RGB, para captura analógica deste formato; ou por uma interface
chamada port grab, para capturar vídeo digital TTL. Tem 4 MB de memória RAM para a
seção grabber e pode digitalizar até 30 quadros por segundo. A placa vem acompanhada de
CD chamado MIL (Matrox Imaging Library) que contém os drivers necessários para que ela
funcione, o programa Intelicam®, que será descrito abaixo e bibliotecas para o
desenvolvimento de aplicativos em Visual Basic, Visual C++ e C/C++. A versão do CD que
acompanhava a placa, e foi utilizada, é chamada MIL-LIT 6.01, não contendo partes
importantes como o módulo para compressão de imagens [67].
b) Seção display: É o módulo Millenium II, que tem a função de mostrar na tela do
computador as imagens já digitalizadas, possuindo para esta seção 4 MB de memória RAM
[68]. Deve-se ressaltar que em 1997 era uma das melhores do mercado. Atualmente, porém, já
foi superada por outras por ser PCI e não do tipo AGP, por ter somente 4 MB de RAM, além
de usar outros componentes considerados antigos.
5.2.2 Programa Intelicam®
Este programa permite visualizar uma seqüência de vídeo, em tempo real, durante a
aquisição da imagem analógica. Os quadros são digitalizados, colocados na memória RAM e
mostrados na tela, mas não são gravadas no disco rígido. Ao se interromper a aquisição
apenas o último quadro fica na memória, sendo o único que pode ser gravado. Não é um
programa que permita a gravação de vídeo a 30 quadros por segundo, como desejado.
Entretanto foi útil para fazer o digitzer configuration file (DCF) [69]. Trata-se de um arquivo
60
que contém as informações usadas para interpretar o sinal analógico enviado pela câmera,
como a duração de uma linha, resolução vertical e duração do sinal de sincronização, entre
outros dados. Existem DCFs prontos, contendo dados padrões para vídeos compostos
coloridos como NTSC e PAL, para os sistemas de imagem em preto e branco RS170 e CCIR,
além de outras configurações para modelos específicos de câmeras. Quando a câmera a ser
usada não pertence a um padrão que tenha DCF pronto há uma caixa de diálogo do programa
que permite fazê-lo. Esta interface somente dá acesso a alguns parâmetros da configuração.
Caso isto não seja suficiente, os dados da câmera podem ser enviados à Matrox®, por meio de
um formulário específico e ela fará o DCF retornando-o ao usuário. Uma das vantagens desta
placa é que ao dar a possibilidade de criar DCF, ela torna possível o seu uso com diferentes
tipos de câmeras, independente de pertencerem a um padrão internacional ou não.
5.2.3 Recursos para programação
Sendo a placa Corona 8/E e o programa Intelicam projetados para gravar um único
quadro de uma seqüência e partindo-se da necessidade de digitalizar uma seqüência de
imagens é que se iniciou a programação.
No MIL-LIT 6.01 encontraram-se ferramentas que possibilitaram alocar
automaticamente a memória, obter informações sobre as imagens, cuidar da aquisição, gerar
automaticamente arquivos AVI, além de outras funções. Valeu-se de exemplos fornecidos
pela Matrox para otimizar o uso destes recursos [67]. Utilizaram-se bibliotecas do MIL dentro
do Visual C++, com isto beneficiou-se da rapidez do MIL e da boa interface gerada no Visual
C++.
5.2.4 Programação
Após detalhado estudo das etapas necessárias para desenvolver um programa que
usasse a referida placa, com a finalidade de obter imagens digitais dinâmicas, identificaram-se
as seguintes:
a) Escolher um sistema que pode ser Corona, ou visualização.
b) Alocar o digitalizador.
c) Alocar o dispositivo de visualização.
d) Alocar o buffer que vai conter a imagem.
e) Alocar outras áreas de memória para imagem, se necessário.
61
f) Iniciar a digitalização.
g) Fazer o tratamento desejado com a imagem.
h) Parar a digitalização.
i) Liberar tudo o que foi alocado.
O digitalizador pode funcionar com aquisição contínua das imagens ou gravando
quando receber solicitação. Utilizou-se esta segunda opção, solicitando-se digitalização de um
quadro, colocando-o dentro de um arquivo e posteriormente solicitando nova aquisição.
Quanto à simultaneidade das tarefas, o digitalizador pode trabalhar de forma síncrona
ou assíncrona. Na síncrona ele espera o final de uma gravação antes de executar o próximo
comando. Já na forma assíncrona, outros comandos podem ser executados; durante uma
digitalização, por exemplo, fazer o tratamento de outra imagem. Tendo estas informações
básicas iniciaram-se ensaios para atingir a meta de imagem dinâmica a 30 quadros por
segundo, com resolução de 640 por 480 pontos.
5.2.4.1 Ensaio 1
Na primeira tentativa utilizou-se o Visual Basic, sendo que duas áreas de memória
eram alocadas para imagens. A primeira imagem era digitalizada na área um. Enquanto
acontecia a digitalização da próxima imagem na área dois de memória, o processador
trabalhava a imagem que estava na área um. O trabalho de processamento consistia em gerar
uma seqüência dinâmica e gravá-la em arquivo com formato AVI. Esta tarefa tinha que estar
concluída antes que o processador seja solicitado para gravar o próximo quadro, se não fosse
assim haveria perda de quadros. A seqüência apresentada se repetia até que o usuário
solicitasse interrupção da gravação.
Na fase de testes o programa conseguiu gravar 30 quadros por segundo somente
quando se utilizava uma resolução de até 320 x 240 pontos, que é a metade do tamanho da
matriz NTSC. Aumentando o tamanho para 640 x 480 pontos, conseguia-se apenas 14
quadros por segundo com visualização simultânea e 18 quadros por segundo sem
visualização. Esta diferença entre o número de quadros gravados com e sem exibição da
imagem no monitor ocorre porque há trabalho adicional de processamento para mostrar a
imagem. Encontrou-se a explicação da incapacidade de gravar 30 quadros por segundo, com
640 x 480 pontos calculando-se o fluxo de informação gerado e que necessitava ser gravado.
Sabendo-se que cada quadro é formado por uma matriz com 640 x 480 pontos e que para cada
ponto é atribuído 24 bits, obteve-se a quantidade de informação produzida por quadro através
62
pontos (que é a adição de pontos intermediários baseados nas cores dos adjacentes), a nova
imagem não corresponderia à original, de onde detalhes teriam sido perdidos; e
c) número bits por ponto - a diminuição abaixo de 24 bits por ponto, ocasionaria uma
redução do número de cores, perdendo-se algumas características naturais da imagem, apesar
de haver demonstração na literatura que médicos experientes não diferenciaram imagens de
endoscopia digitalizadas com 8 ou 24 bits por ponto [11].
Observa-se que a compra de outro disco rígido com maior velocidade de gravação
estava fora de cogitação, pois o presente estudo não prevê soluções com custo adicional.
Não sendo as soluções acima aceitáveis, partiu-se para o estudo da possibilidade
comprimir as imagem antes da gravação, resultando em menor informação para ser gravada
por unidade de tempo. A busca foi na direção de algoritmos de compactação sem custo e com
qualidade adequada e grau de compactação aceitável. A parte do CD MIL de bibliotecas
Matrox®, que não está à disposição neste estudo devido ao elevado custo, usa compactação
JPEG lossy ou lossless. Partindo-se deste dado, supos-se tratar de um bom algoritmo para
trabalhar com a placa e buscou-se na internet bibliotecas para compactação, gratuitas ou com
baixo custo, que realizassem compressão JPEG.
A primeira a ser estudada foi a biblioteca do Independant JPEG Group (IJG). Porém
com o seu uso não se conseguiu gravação de 30 quadros por segundo, com imagem de 640 x
480 pontos. O uso desta biblioteca não tem custo, possui código em linguagem C e apresenta
arquivos disponíveis que permitem compilar a biblioteca para diferentes plataformas, além
disso há boa documentação e exemplos de sua utilização.
Após testou-se a biblioteca JPEG da Intel, (IJL) disponível no endereço
www.intel.com/software/products/perflib/ijl/. Esta foi desenvolvida e otimizada para
computadores pessoais dotados de processadores Intel que tenham tecnologia multimedia
extensions (MMX). Os processadores MMX incorporaram um conjunto de 57 instruções,
permitindo acelerar algumas operações gráficas, de imagens e de multimídia, como por
exemplo, o bloco DCT que é usado na compactação JPEG. Devido a esta otimização, faz
compactação JPEG de modo mais rápido que a biblioteca IJG. Também tem a vantagem de
permitir a criação de arquivo JPEG File Interchange Format (JFIF), o qual contém todas as
informações necessárias para que qualquer computador, equipado com qualquer software de
leitura JPEG, possa ler a imagem. Numa primeira tentativa gravou-se cada imagem em um
arquivo diferente. Isto permitiu que nos primeiros trinta segundos de aquisição se obtivessem
30 quadros por segundo, porém, após caia para 25 quadros por segundo. Quando se analisou a
porcentagem de ocupação do processador, observou-se que havia um aumento gradual até seu
64
uso completo. Questionou-se o fabricante do processador Intel sobre o que estaria
acontecendo, a resposta foi que não se sabia o motivo e que não podiam estudar o problema
por não terem a placa Matrox disponível. Uma hipótese levantada, mas não confirmada é que
a saturação do processador se devesse ao trabalho de criar um novo arquivo para cada novo
quadro.
Para não exigir do processador o trabalho de criar novo arquivo a cada quadro,
procedeu-se a gravação da seqüência das imagens num mesmo arquivo, desta forma
conseguiu-se gravar 30 quadros por segundo, com matriz de 640 x 480 pontos. Para edição
posterior utilizou-se o programa de edição de imagem Adobe Premier®. Nele, a partir do
arquivo, foi possível gerar arquivos com as extensões .AVI, .MPEG ou .MOV. As críticas a
esta solução são a necessidade de uma outra etapa após a aquisição e a necessidade do
programa Adobe Premier® que não é gratuito. Assim, partiu-se para busca da possibilidade
de criar um arquivo AVI compactado, simultaneamente com a aquisição, visando custos
menores e a redução do trabalho na obtenção do arquivo digital.
5.2.4.4 Ensaio 4
Buscou-se na internet diferentes tipos de CODECs, principalmente para o formato
MJPEG, por ser ele utilizado pela Matrox. O programa final foi feito em Visual C++ e gera
diretamente AVI compactado. O usuário decide o DCF a ser usado, de acordo com as
características da câmera em uso, escreve o nome do arquivo que deseja gerar e escolhe o
CODEC para realizar a compressão do AVI (Biblioteca Video For Windows®). Como
alternativa ao CODEC MJPEG da Matrox, foram encontrados o Morgan-multimedia®, que
tem como base a biblioteca do IJG, o Lead Tools® e PicVideo®, sendo todos compatíveis
com Video for Window® e Direct Show®. O Lead Tools® não permitiu obtenção de 30
quadros por segundo, a menos que se utilizasse grande compactação, o que resultava em uma
imagem de má qualidade. O Morgan-Multimedia® e o Pic Video® permitiram aquisição a 30
quadros por segundo sendo que o Pic Video® apresentou melhor resolução. Esta diferença
torna-se mais nítida com imagens paradas e é menor em animações. Deve-se ressaltar que
uma das vantagens do programa desenvolvido é que se pode escolher o CODEC a ser
utilizado: à medida que surgirem outros CODECS melhores basta instalá-los no computador
para usá-los.
65
Com o programa funcionando adequadamente, realizaram-se testes com os diferentes
equipamentos do hospital. Observou-se, por exemplo, que nos dois segundos iniciais a
aquisição é a uma taxa de 24 quadros por segundo subindo em seguida para 30 quadros por
segundo. Entretanto, isto não se mostrou ser um problema grave, pois no início da gravação o
usual é não se ter informações relevantes. A outra constatação é que os arquivos AVI gerados
pelo Vídeo for Windows® são limitados a 1 GB, após o que o sistema pára. Na prática isso
também não foi um problema, pois as aquisições são feitas em arquivos menores do que 1
GB, visando facilitar a localização de partes específicas do procedimento na hora da edição.
5.2.5 Imagens em fitas VHS
As imagens gravadas em fitas VHS podem ser digitalizadas reproduzindo-as em
videocassete com saída NTSC, sendo fundamental que ele, mesmo lendo fitas gravadas em
PAL-M, tenha saída de sinal NTSC, pois a placa Corona 8E não tem capacidade de digitalizar
sinal PAL-M. Não se encontrou DCF pronto para o formato PAL-M. Quando se utilizou o
DCF NTSC, obteve-se imagem digitalizada em preto e branco. A partir da interface do
Intelicam®, tentou-se criar o DCF para PAL-M, o que não foi possível. Então estes valores
foram enviados para a Matrox®, cujos engenheiros informaram que não é possível configurar
a placa Corona 8E para funcionar com PAL-M, por não ter um chip necessário para esta
função. Existem outras placas com a versão B deste chip que conseguem realizar esta função.
Por exemplo, a placa Orion® da própria Matrox®. De qualquer forma o vídeo cassete Philips
VR610/78, com seis cabeças, por ser dotado de saída no sistema NTSC, mesmo quando a fita
está gravada em PAL-M, permitiu a gravação colorida [70].
A filmagem do ambiente hospitalar pode ser feita com filmadora digital, com o uso de
filmadora analógica e registrando a imagem em fita, ou usando a saída NTSC, Y/C ou RGB
da câmera para fazer a digitalização das imagens em tempo real.
5.3 SOLUÇÃO PARA IMAGENS EM MEIOS NÃO ELETRÔNICOS
Pode haver necessidade de serem anexadas ao prontuário médico digital imagens de
órgãos ou pessoas doentes; de procedimentos cirúrgicos; do local onde a doença iniciou;
assim como outras imagens que foram encontradas no HSVP em papel fotográfico,
diapositivos e negativos de filmes. Também existe a situação de imagens em meios não
eletrônicos, das quais não há um arquivo digital ou registro analógico em fita e necessitam ser
66
Foi analisada qual a resolução ótima para armazenar filmes de radiologia simples
utilizados em planejamento de radioterapia, com tamanho de 30 x 40 cm, eles foram
digitalizados em escaner especializado para filmes radiográficos. As imagens foram obtidas
com 72 pontos por polegadas (DPI), com 8 bits de profundidade e analisadas com resoluções
de 72, 48, 36, 24 e 18 DPI. Imagens digitalizadas com resolução de 36 DPI foram adequadas
para planejamento de radioterapia e geraram arquivos de 200 kB por imagem [74]. A
tendência da radiologia simples é a evolução para sua obtenção por meio de radiografia
computadorizada.
Exames antigos de cineangiocoronariografia e atuais de colangiopancreatografia, os
quais estão registrados em filmes de 35 mm podem ser projetados em tela e filmados
digitalmente. Esta situação representa uma parte muito pequena das imagens existentes no
HSVP. Atualmente desejando-se uma colangiopancreatografia digital basta realizá-la no novo
equipamento de hemodinâmica, o qual gera arquivos digitais animados. Estudo valendo-se de
colangiopancreatografia digital, com subtração de imagem mostrou ser ela superior à
convencional, em termos de qualidade, além do benefício de utilizar uma dose de radiação
menor [75].
5.4 IMAGENS DIGITAIS DINÂMICAS
Imagens digitais dinâmicas são produzidas pelo equipamento radiológico da
hemodinâmica, modelo Integris HM3000® já descrito no capítulo 3, ele gera arquivos
DICOM-3 para mídia removível, gravados em CD-ROM. Alguns programas que referiam
trabalhar com arquivos DICOM-3 foram avaliados e são descritos a seguir. Posteriormente
relata-se caminho encontrado via programação.
5.4.1 Programas avaliados
5.4.1.1 Inturis Suite Viewer Lite Version 1.0®
Foi desenvolvido pela empresa holandesa Philips® sendo um programa gratuito,
pequeno, que pode ser executado em computadores portáteis com baixa capacidade de
processamento. Permite boa visualização das imagens gravadas em CD-ROM, mesmo quando
se trata de um arquivo relativamente grande. Apresenta as limitações de não possibilitar a
exportação de arquivos em outros formatos e não tem ferramentas para realizar medidas ou
68
tratamento de imagens. Pode ser útil para situações de visualização, como por exemplo, em
uma unidade de atendimento clínico.
5.4.1.2 Osiris®
Foi desenvolvido pelo Hospital Universitário de Genebra, Suíça. Ele abre as imagens
de arquivos DICOM e mostra algumas informações de texto sobre o paciente. Permite escolha
do número de imagens a serem visualizadas dentro de uma seqüência e tem algumas
ferramentas para manipulação das mesmas. Dentre as limitações encontradas pode-se citar o
fato de somente exportar arquivos em formato DICOM ou TIFF, não possuir ferramentas de
medidas necessárias para interpretar o deglutograma (exame analisado fora da hemodinâmica
em programa dedicado para esta finalidade), entre outras.
5.4.1.3 eFilm Workstation®
Em 1997 o Hospital canadense Mount Sinai ao avaliar os visualizadores de imagens
digitais não encontrou um que atendesse às suas necessidades. Partindo desta constatação
patrocinou o desenvolvimento do eFilm®, sendo no início apenas um visualizador DICOM.
Na versão 153sp2, que foi objeto da presente avaliação, mostrou-se capaz de receber e enviar
imagens DICOM-3, além de possuir ferramentas para medidas, ajuste de brilho, impressão,
comparação de estudos, calibração do tamanho da imagem e rotação, entre outras, sendo uma
boa estação de trabalho para imagens DICOM-3. Também pode ser utilizada como um banco
de imagens, criando-se pastas com o nome do paciente. Outra possibilidade é nomear algumas
destas pastas com o nome de assuntos de interesse e nelas colocar as imagens relacionadas ao
tema, com a finalidade de montar uma base de imagens com fins didáticos. Tem ferramentas
de busca que aceitam caracteres boleanos. Além de permitir a importação de arquivos TIFF e
JPEG, ele fornece a possibilidade extra de acrescentar informações sobre o paciente no
mesmo arquivo da imagem.
5.4.1.4 ViewStarPC®
A versão 3.10.00. foi avaliada, propõe-se a exportar nos formatos JPEG, GIF e AVI.
Ao se solicitar para exportar arquivos neste formato o sistema operacional bloqueou várias
69
vezes, sendo necessário reiniciar o computador. De fato, não foi possível exportar para
nenhum tipo de arquivo, funcionando apenas como visualizador. Outra limitação é que
fornece somente algumas das informações do texto que acompanham a imagem no arquivo
DICOM.
5.4.1.5 Scion image for Windows®
A versão beta 4.0.2. que foi analisada fornece a possibilidade de abrir arquivos TIFF e
BMP. Porém ela não conseguiu importar as imagens DICOM dinâmicas oriundas do CD-
ROM geradas pela hemodinâmica.
5.4.1.6 ImportACCESS
Trata-se de um plug-in gratuito para computadores Macintosh que permite ao
programa Adobe Photoshop® (Adobe Systems, Mountain View, Calif.) importar imagens
DICOM [76]. Na evolução deste plug-in, no período da realização deste trabalho, a empresa
DesAcc. Inc.® lançou o Digital Jacket 2002 SR2®, com inúmeras funções de edição e
armazenamento, também disponível para Windows, agora com custo de U$ 5.000,00 para
armazenar 5.000 pacientes. Dentro da linha de trabalho adotada este programa não foi testado
em função do elevado custo.
5.4.2 O Arquivo DICOM
Não se tendo alcançado o objetivo de extrair do DICOM todas as informações de texto
e também a imagem para exportar em outros formatos, usando programas gratuitos, partiu-se
para busca de informações sobre a estrutura do arquivo DICOM, com a finalidade de se
implementar programação específica.
5.4.2.1 Sintaxe de transferência
A primeira etapa ao se trabalhar com um arquivo DICOM, é extrair do cabeçalho as
informações importantes sobre a sintaxe de transferência e informações sobre a imagem,
como por exemplo, o seu tamanho, número de bits por ponto, compressão, representação de
cores entre outras. A sintaxe de transferência indica como a informação é apresentada dentro
70
do arquivo e será de importância quando duas máquinas DICOM se comunicam. Existem
cinco tipos de sintaxe:
a) DICOM implicit VR little endian
b) DICOM implicit VR big endian
b) DICOM explicit VR little endian
c) DICOM explicit VR big endian
d) Imagem Comprimida
Little endian ou big endian informam o tipo de representação dos bytes dentro do
arquivo. O Little endian indica que o primeiro byte é menos significativo, vindo em seguida o
mais significativo. No big endian ocorre o contrário. Também no big endian o caractere mais
importante da série é armazenado no endereço mais baixo, em ordem decrescente de
importância. Já no little endian o byte menos importante é armazenado no menor endereço e o
mais importante no maior. Por exemplo, em formato hexadecimal, o valor codificado sobre 2
bytes “0x001C”, se a representação for little endian, aparecerá no arquivo DICOM como “1C
00”, já se for big endian vai aparecer como “00 1C”. Ambos os códigos fornecem a mesma
informação, entretanto é importante o conhecimento das duas formas pois alguns programas
de imagem somente suportam imagens salvas no formato implicit VR little endian. VR
significa value representation ou representação do valor. Quando for definido com precisão é
dito explicit e quando não for definido seguirá a organização padrão e será chamado de
implicit.
No arquivo a informação é apresentada no formato de um identificador único (UID),
cada UID sendo precedido pelo marcador UI e pela quantidade de bytes do código. Por
exemplo, o código 1.2.840.10008.1.2 corresponde ao DICOM Implicit VR Little Endian,
quando expresso em um arquivo DICOM aparece da seguinte forma:
55 49 11 00 31 2E 32 2E 38 34 30 2E 31 30 30 30 38 2E 31 2E 32
UI Tamanho: 0x0011=17 caracteres Código: 1.2.840.10008.1.2
No caso da hemodinâmica, o UID da sintaxe de transferência é 1.2.840.10008.1.2.4.70
que corresponde a uma compressão JPEG lossless. Esse código também informa que a sintaxe
é DICOM implicit VR little endian, que é a sintaxe de transferência padrão do DICOM. O
DICOM aceita armazenamento das imagens no formato nativo, que é sem compressão, ou
também encapsulated que é com compressão, os formatos de compressão são JPEG sem
perda, JPEG com pouca perda e RLE [77].
71
5.4.2.2 Informações sobre a imagem
Uma vez conhecendo-se a sintaxe é possível buscar os demais dados de interesse sobre
a imagem, pois já se sabe como interpretar a informação. Usou-se para estudo o CD gerado
pela hemodinâmica. Algumas informações relevantes que devem ser obtidas são aqui
apresentadas com os seus códigos:
a) se há uma ou mais imagens no arquivo, o marcador de imagem é 0x0028,0008;
b) para o tamanho da imagem, o código de linhas é 0x0028,0010 e o de colunas
0x0028,0011;
c) qual a representação fotométrica, o código é 0x0028,0004 e fornece informação
sobre a quantidade de bits alocados, bits usados e bits de peso mais forte.
Estas informações todas são usadas para a construção da imagem [78, 79]. No que diz
respeito às imagens da hemodinâmica, gravadas no CD identificou-se que são
monocromáticas, com matriz de 512 x 512 pontos, 8 bits alocados para cada ponto, sendo que
o bit 7 é o mais forte.
5.4.3 Programação
Após ter estudado as características do arquivo DICOM partiu-se para a programação,
produzindo-se uma versão inicial e uma segunda aperfeiçoada.
5.4.3.1 Ensaio 1
É fornecido para o programa um arquivo DICOM da hemodinâmica e na saída se
obtém um com extensão TXT, que contém as informações do cabeçalho e todas as imagens
do arquivo no formato GIF estático, além de um arquivo GIF animado. Este programa foi
feito em C standard podendo operar na plataforma DOS [80]. As rotinas efetuadas pelo
programa são:
a) verificação se o arquivo é DICOM, isto é feito procurando no início a palavra
DICM, na seqüência as seguintes rotinas são rodadas;
b) criação de um arquivo de texto onde serão armazenadas informações do cabeçalho;
c) obtenção do UID que indica a sintaxe de transferência, para saber como é a
organização sendo esta informação colocada no arquivo de texto;
d) identificação dos dados sobre a imagem, equipamento, o paciente e várias outras,
colocando-as no arquivo de texto;
72
d) as imagens são descompactadas por meio de uma biblioteca do IJG, que possui
funções para compactar e descompactar os arquivos JPEG lossless ou lossy;
e) um novo arquivo é criado e dentro dele e colocado o cabeçalho do GIF animado;
f) a primeira imagem é obtida a partir da descompactação;
g) esta imagem é colocada dentro do arquivo GIF animado;
h) é definido um tempo de permanência desta imagem antes que a próxima apareça,
para que resulte em uma exibição com velocidade adequada;
i) repetir o processo com as demais imagens e
j) fechar o arquivo.
Optou-se pelo formato de arquivo GIF para exportação por ser padrão para todos os
computadores pessoais, podendo ser lido com a maioria dos editores de imagens,
navegadores, ou programas de apresentações. Portanto, sob o ponto de vista de
compatibilidade, se mostrou ser a melhor opção no período de desenvolvimento do trabalho.
Uma outra vantagem é que se utilizando um programa gratuito chamado GIF Construction®
pode-se fazer animações definindo-se o tempo entre uma imagem e outra, dando a
possibilidade de inserir entre as imagens quadros com desenhos, ou informações de texto com
finalidade didática. Estas animações podem ser exibidas em navegador na internet e
programas de apresentação usados em aulas.
As limitações deste programa são gerar GIF sem compactação, sendo os arquivos em
geral grandes. Por exemplo, uma imagem em formato JPEG com 20 kB ao gerar um arquivo
GIF passa a ter 250 kB. Particularmente, isto se deveu ao fato de não se ter conseguido
gratuitamente a biblioteca LZW para compressão. Outra questão a se discutir é que este
formato permite somente 256 cores, o que para arquivos com mais cores passa a representar
perda de informações. Finalmente, pode-se criticar o fato da interface DOS ser pouco
amigável para o usuário. Devido a estas limitações e de posse do conhecimento obtido durante
este ensaio 1, partiu-se para o desenvolvimento do próximo programa.
5.4.3.2 Ensaio 2
Este programa foi desenvolvido em Visual C++, permitindo a criação de interfaces
mais amigáveis sendo ele compatível com ambiente Windows®. Outro melhoramento foi a
inclusão de bibliotecas que permitem ao usuário escolher saída de imagem estática em
arquivo JPEG, ou vídeo no formato AVI. Decidiu-se por este formato de vídeo por ser o mais
usado e existirem programas com muitos recursos para editar AVI, como o Adobe Premier®.
73
Também é possível escolher qual CODEC será utilizado para fazer o AVI com compactação.
A escolha do formato JPEG dá melhor compactação economizando espaço e permitindo uma
transmissão via internet mais rápida. Apesar do GIF ainda ter maior compatibilidade, o seu
uso vem diminuindo, enquanto que o JPEG ganha cada vez mais espaço. Também foi
incorporado ao programa dispositivo para rotação de 90° para a direita ou esquerda. Este
recurso é importante, pois a imagem do deglutograma é obtida com o paciente na vertical e a
imagem aparece no monitor na horizontal. As rotinas efetuadas pelo programa são:
a) criação de um arquivo com as principais características do arquivo DICOM,
permitindo também a obtenção de informações como o tamanho da imagem, a sintaxe de
transferência entre outras;
b) se for solicitada a criação de uma seqüência de imagens JPEG, a próxima etapa vai
ser obter a primeira imagem e colocá-la em um arquivo temporário;
c) descompactar a imagem com a biblioteca IJG e colocar os pixels RAW em um
buffer;
d) fazer a rotação da imagem se ela tiver sido solicitada;
e) usar a biblioteca IJL para compactar o arquivo JPEG, posteriormente reiniciar a
seqüência para todas as outras imagens;
f) se for solicitado um arquivo AVI a primeira etapa é descompactar a imagem;
g) fazer a rotação da imagem se ela tiver sido solicitada;
f) girar a imagem, porque dentro do AVI a imagem é apresentada invertida sendo
necessário colocá-la na posição adequada;
g) transformar a imagem em 24 bits por ponto para que possa ser usada com a maioria
dos CODECs; e
h) colocar a imagem no AVI, usando as bibliotecas Vídeo For Windows®, após
reiniciar a seqüência para todas as outras imagens.
Esta versão permitiu exportar imagens no formato JPEG, que tem maior capacidade de
compactação. Atribuiu-se a este programa o nome de DICOMD.
5.5 IMAGENS DIGITAIS ESTÁTICAS
Este tipo de imagens foi encontrado nos equipamentos de tomografia computadorizada
e ressonância magnética. Estes equipamentos têm saídas ethernet, funcionando com protocolo
TCP/IP, assim a melhor solução para obter a imagem foi via rede. Buscou-se nesta etapa um
74
programa gratuito, que atendesse esta expectativa de transferência de imagem a partir dos
equipamentos de imagem sendo escolhido o eFilm®.
5.5.1 Programa eFilm®, ressonância magnética e tomografia computadorizada
5.5.1.1 Comandos
Os comandos DICOM implementados por este programa para efetivar a comunicação
de imagens com o equipamento de tomografia computadorizada e ressonância magnética são
mostrados na tabela 1.
Tabela 4 - Comandos usados para comunicar o eFilm® com equipamentos
Termo Significado
C-Store (SCU)* Pode enviar para o eFilm®.
C-Store (SCP)** O eFilm® vai enviar para o equipamento.
C-Find (SCU) O equipamento pode perguntar ao eFilm®.
C-Find (SCP) Pode o eFilm® perguntar para o equipamento.
C-Move (SCU) Pode recuperar imagem do eFilm®.
C-Move (SCP) Pode o eFilm® recuperar imagem do
equipamento.
* SCU = Service Class User; ** SCP = Service Class Provider
Como pode ser visto o eFilm® implementa funções para recuperar informações e
imagens de uma outra máquina, além de enviar informações e imagens para outro
equipamento. Nesta etapa do estudo o objetivo é usá-lo para receber as informações e
imagens.
5.5.1.2 Configuração
Os equipamentos que compõem a ressonância magnética formam entre eles uma
pequena rede, que não é ligada à rede do hospital. Os seus endereços IP não são compatíveis
75
com os do hospital, pois começam com 172.16.109, enquanto que os do hospital com 192.0.0.
Para realizar os testes com o eFilm® optou-se por não mudar os endereços IP da ressonância.
Conectou-se um computador pessoal à rede da ressonância e atribuiu-se a ele um endereço IP
que começa com 172.16.109, com isto ele poderia se comunicar com os equipamentos da
ressonância, mas não mais com os outros computadores da rede do hospital. Configurou-se o
eFilm® informando o endereço IP do equipamento de ressonância, também outras
características do equipamento com a qual ele vai se comunicar. Em um arquivo de
configuração escreve-se uma frase com as seguintes informações: Contexto:Endereço do
equipamento distante:Port do equipamento distante:Sintaxe:Título do equipamento
distante:Título do equipamento local:Entrada do menu [81]. Isto é:
a) o contexto é sempre DICOM, traduzindo para a terminologia DICOM informar o
contexto significa Application Context;
b) endereço do equipamento distante é o IP do equipamento distante que vai receber
imagens exportadas;
c) port do equipamento distante será usado para a comunicação DICOM, o
equipamento que vai exportar e o equipamento que vai receber as imagens devem estar
configuradas para usar o mesmo port;
d) o valor da sintaxe neste caso StoreMR, na terminologia DICOM isto significa
Abstract Syntax;
e) título do equipamento distante é o que permite identificar a aplicação no
equipamento distante, que vai receber as imagens, na terminologia DICOM isso é o nome da
destinação Application Tittle (podem ser utilizados no máximo 16 caracteres);
f) título do equipamento local é o que permite identificar a aplicação no equipamento
que vai exportar as imagens, na terminologia DICOM isto é o nome da fonte, Application
Tittle (também podem ser utilizados no máximo 16 caracteres); e
g) entrada do menu é um texto alfanumérico que deve ser inserido informando para
onde as imagens serão exportadas, quando o usuário for escolher para que equipamento deseja
exportar as imagens, é esta descrição que vai aparecer.
Uma vez estando concluída a configuração, a próxima etapa é a transferência. Desta
forma está feita a configuração para que o computador pessoal possa receber imagens dos
equipamentos de tomografia computadorizada e de ressonância magnética.
76
5.5.1.3 Transferência
Para realizar a transferência de imagens da ressonância para o computador pessoal
existem duas possibilidades, exportar a partir da ressonância ou importar a partir do
computador pessoal. Ressalta-se que a solução apresentada para o equipamento de
ressonância magnética também serve para o tomógrafo Picker®, modelo MX8000 (Fig. 10),
o qual suporta DICOM-3. Optando-se por exportar a partir da ressonância escolhe-se para
onde se deseja enviar os arquivos, aparecendo então a descrição configurada previamente no
item entrada do menu. As séries de imagens serão colocadas em fila de espera para serem
enviadas da estação de trabalho da ressonância para o eFilm®. Optando-se por importar a
partir do eFilm® instalado no computador pessoal usa-se opção Query/Retrieve, serão
visualizados no eFilm® os arquivos que estão na ressonância, esta é a classe Query, após
selecionam-se os arquivos que se deseja importar e eles serão transferidos da ressonância para
o computador pessoal. A primeira opção para o médico clínico, que está trabalhando fora do
setor de radiologia não é prática, pois ele precisa se deslocar até a ressonância, utilizar a
estação de trabalho para conseguir as imagens do seu interesse, o equipamento geralmente
está sendo usado para realização de exames. O melhor para ele é obtenção das imagens via
rede, de fora da radiologia, mesmo quando o equipamento está fazendo exames, pois ela é
multitarefa. Um aspecto a ser estudado, caso esta possibilidade venha a ser implementada, diz
respeito à segurança de acesso. Já para o radiologista que está trabalhando na ressonância é
uma boa opção enviar para o local que ele deseja, que pode ser o seu computador pessoal, ou
para outro onde há uma base de dados, com casos clínicos, ou também para o computador da
unidade que solicitou o exame.
5.6 CONCLUSÃO
Neste capítulo descreveu-se a solução implementada para digitalização de imagens
dinâmicas em computador pessoal com utilização de uma placa frame grabber e solução de
programação que se mostrou alternativa viável, entretanto trabalhosa. No caso de
planejamento para compra de placa digitalizadora sugere-se escolher uma que já tenha
componentes e programas dedicados a imagens dinâmicas. Também é desejável que tenha
alguns DCFs prontos e que permita a construção de outros, para que seja compatível com os
diversos equipamentos analógicos encontrados em um hospital. Se aceitar entrada PAL-M é
uma vantagem a mais, pois possibilita o uso de videocassetes que somente tenham saída neste
tipo de sistema. No caminho que vai desde a geração de uma imagem analógica até a sua
gravação, quanto mais precoce for feita a digitalização, menor será a chance de interferências
77
e de pontos de afunilamento por baixa resolução. Preferencialmente a derivação para o
dispositivo de gravação digital deve ser direta da câmera, sem passar por outros
equipamentos. Desde o início desta pesquisa até o seu final a velocidade de gravação dos
discos rígidos aumentou. Para planejar a compra de um computador pessoal com finalidade de
utilizá-lo para digitalização de imagens analógica dinâmicas, em tempo real, é desejável que a
sua velocidade de gravação seja alta, pois este foi um dos pontos de afunilamento no processo
de obtenção de imagem digital dinâmica com boa resolução.
O equipamento mais recomendado para digitalização de radiogramas é o escaner a
laser, mas considerando-se que ele não estava disponível, implementou-se uma solução
usando escaner com capacidade para transparências ou máquina fotográfica digital. Estes dois
últimos meios de digitalização também foram a solução para imagens que estavam em papel
fotográfico, diapositivos e negativos de filmes.
A obtenção dos arquivos digitais a partir dos equipamentos de tomografia
computadorizada e de ressonância magnética foi conseguida por meio do programa eFilm®.
Já para conseguir a geração de um arquivo JPEG, a partir dos arquivos DICOM da
hemodinâmica, houve necessidade de programação, onde se desenvolveu o programa
DICOMD. Pode-se editar a imagem dos arquivos JPEG lossy por ele gerado e posteriormente
importá-los novamente para o programa eFilm®, caso se deseje utilizá-lo como banco de
imagens DICOM, independente da fonte geradora da imagem digital. Cabe ressaltar que
vários programas para imagens médicas, em fase de pesquisa eram gratuitos passando a ter,
posteriormente custo elevado. Esta constatação serve como exemplo do preço financeiro a ser
pago por não desenvolver soluções nacionais com custo aceitável. Uma premissa para evoluir
nesta área é a formação de profissionais da informática com conhecimento em sistemas de
imagens hospitalar.
Após se ter discutido a forma de trabalhar com imagens digitais oriundas de
equipamentos analógicos, digitais ou em meios não eletrônicos analisa-se, no próximo
capítulo, os meios de edição, distribuição e armazenamento em um ambiente hospitalar.
78
CAPÍTULO 6
6. GERENCIAMENTO DE IMAGENS MÉDICAS
6.1 INTRODUÇÃO
Neste capítulo faz-se uma revisão de todo o processo relacionado com o
gerenciamento das imagens médicas produzidas em um hospital. Um PACS (Picture
Archiving and Communication System) consiste de um ou mais equipamentos geradores de
imagens, uma rede de comunicação, um dispositivo de armazenamento e um dispositivo de
visualização, todos interligados [82]. Dentro deste conceito o HSVP, no inicio deste estudo,
ainda não tinha um PACS que fosse além de um equipamento isolado. Por este motivo
realiza-se neste capítulo uma revisão bibliográfica fazendo-se uma busca de publicações que
relatem a implantação de um setor de radiologia sem filmes. O intuito é analisar estratégias,
acertos, dificuldades, volume de informação digital gerada e estrutura computacional
necessária para ir à direção do atendimento do paciente sem utilização de papel ou de filme
radiológico.
No fluxograma tradicional, desde a solicitação até a obtenção do resultado de um
exame, o processo inicia com a realização manual do pedido, incluindo o retrabalho de copiar
os dados do paciente com a inerente possibilidade de erros. Após esta etapa, uma pessoa leva
o pedido ao departamento que fará o exame, onde o mesmo será agendado e posteriormente
realizado. Nesta fase, novamente os dados do paciente são reescritos manualmente. Para a
interpretação, o radiologista recebe o exame podendo ter que esperar que exames anteriores
sejam localizados ou fará o laudo sem comparar com eles. O laudo é gravado em fita cassete,
ou um rascunho é feito, o qual será datilografado por uma secretária, posteriormente volta
para a revisão do médico. Numa última etapa o laudo é distribuído por uma secretária pelo
hospital. Enquanto acontece todo este moroso processo, o médico assistente pode necessitar
do exame, retirando-o do departamento de radiologia sem o laudo, atrasando a interpretação e
levando à possibilidade de extravio do exame. A demora do processo pode ir desde horas, até
semanas, atrasando o diagnóstico, tratamento, aumentando os custos da internação e piorando
a qualidade do atendimento ao paciente. Um dos importantes objetivos da implantação do
PACS é reduzir este tempo [83].
O PACS possui diversas vantagens incluindo-se a preparação para o exame, que
consiste em identificação do paciente, agendamento, recuperação de informações clínicas e
79
exames prévios do paciente; aquisição da imagem; interpretação; distribuição e
armazenamento [66] [84]. O PACS sob o ponto de vista físico é composto pelos diferentes
tipos de equipamentos geradores de imagens, sistema de arquivo para armazenamento de
grande quantidade de informação digital, rede com grande capacidade, estações de trabalho
para interpretação e tratamento das imagens nas unidades de radiologia, com terminais de
computadores para visualização nas unidades clínicas [85].
Para atender a possibilidade de integração deve ser dedicado cuidado especial à
compatibilidade entre equipamentos. Por ocasião de uma nova compra, não basta a
informação do vendedor que seu produto tem compatibilidade DICOM. É necessária a
especificação de quais classes de serviço DICOM ele realiza. Por exemplo: store user,
permite ao aparelho enviar as imagens para uma estação que deve ter o serviço store provider,
para recebê-las. O serviço query-retrieve user, permite a uma estação solicitar a um servidor,
o qual deve ser query-retrieve provider, para que possa responder e fornecer a lista dos
exames que podem ser acessados. A estação solicitante deve ser store provider para recebê-
los [86].
A idéia de criar um PACS surgiu há vinte anos, sendo que nos anos noventa os
primeiros hospitais começaram a funcionar com este sistema. Em hospitais onde o PACS está
funcionando a sua história mostra que a implantação foi gradual sendo este um caminho
viável e desejável, sempre buscando integração com o sistema de informação hospitalar
existente [84; 87; 88; 89]. É importante que pesquisas monitorem o PACS em funcionamento
identificando quais pontos necessitam ser aperfeiçoados na visão dos radiologistas e clínicos.
Além disto, deve identificar quais as dificuldades enfrentadas pelos fabricantes para
implementarem estas sugestões [90].
6.2 REQUISIÇÃO E PREPARO PARA O EXAME
Todo o processo de imagens é desencadeado quando um médico solicita em uma
unidade de internação, ou no seu consultório, um exame diagnóstico. Sob o ponto de vista de
evolução histórica o Sistema de Informação do Hospital (HIS), onde a requisição do exame é
feita e o Sistema de Informação da Radiologia (RIS) onde o exame é executado são entidades
separadas. A integração entre RIS e HIS é tarefa que necessita grande atenção, pois é um
importante problema na operacionalização do PACS. Um exemplo do problema gerado por
esta separação é o fato do RIS, após ter realizado os exames solicitados, não saber onde deve
80
distribuí-los. Outro exemplo é o HIS não saber quais pacientes necessitam de preparo pré-
exame, como jejum.
De modo sumarizado o RIS deve trocar informações com o HIS, com a finalidade de
receber os pedidos dos exames, gerenciar o seu agendamento, retornar ao HIS as informações
sobre os preparos necessários aos pacientes, informar ao HIS em qual etapa encontra-seo
exame, dar suporte para a realização do laudo, além de efetuar a distribuição para as unidades
clínicas e locais de armazenamento [25].
A forma de efetivar a integração supracitada entre equipamentos DICOM e HIS é por
meio de lista de tarefas, na linguagem DICOM conhecida como worklist. Exemplos mais
comuns são a lista de pacientes agendados para fazer exames em um determinado
equipamento e a lista de pacientes que necessitam receber contraste antes de um exame.
Quando há dificuldade de integrar o HIS, com SIR, existem programas que recebem
os dados dos pacientes em diferentes formatos, como por exemplo, ASCII, e enviam para o
RIS seguindo a norma DICOM. Este tipo de programa é chamado de MWM (Modality
Worklist Manager).
Considerando que o padrão mais usado para HIS é o HL7 a interconectividade por
meio de lista de tarefa é feita usando uma interface DICOM-HL7-ISIS [7] [13].
6.3 AQUISIÇÃO
Um pré-requisito importante para a implantação do PACS é a disponibilidade da
imagem na forma digital. Nos últimos dez anos está aumentando a quantidade de imagens que
já são geradas neste formato, entretanto é importante citar que em média 70% das imagens
médicas de um hospital são de radiologia simples [85]. Uma boa alternativa para obtenção de
exames de radiologia simples no formato digital é a utilização de radiografia
computadorizada, pois possibilita o uso das mesmas salas utilizadas pelos equipamentos de
radiologia convencional [43].
6.4 INTERPRETAÇÃO
As formas mais convencionais de fazer um laudo vão desde escrevê-lo a mão com
cópia em carbono, até gravá-lo em fita K7 para posteriormente ser escrito, revisado e
assinado. A emissão do laudo pode ser um processo demorado, deixando médico assistente e
paciente aguardando. Em geral são formas não estruturadas e que impedem a criação de um
81
banco de dados, com possibilidade de recuperação de informações. A maneira mais rápida,
sistematizada e completa sob o ponto de vista de informação é a realização do mesmo usando
computador, através do teclado, preferencialmente com sistemas onde o esqueleto está pronto
e ou com sistema de reconhecimento de voz. Um dos problemas ainda em fase de resolução é
a acurácia dos sistemas que reconhecem a fala. O tempo gasto para gerar um laudo
endoscópico usando sistema de computador é maior em 2 a 6 minutos do que com ditado
livre. Assim, um endoscopista que faz 12 procedimentos por semana, vai gastar uma hora com
laudos, sendo 52 horas por ano [11]. Há, portanto necessidade de melhora dos sistemas de
computação aplicados a está área.
Uma vez pronto o laudo, idealmente ele deve ser assinado digitalmente, armazenado
no banco de dados do hospital e transmitido para o médico assistente, juntamente com as
imagens, via rede [11]. O protocolo DICOM-3.0 deve ser utilizado para controle da imagem e
de seus dados, para cópias, transmissão, armazenamento e interpretação. Este objetivo de
interpretação sem papel e distribuição sem filme somente pode ser atingido se houver
comunicação entre o sistema de informação radiológica e o sistema de informação hospitalar.
A expectativa em exames ambulatoriais é que o laudo e as imagens sejam enviados por meios
digitais para o médico solicitante antes mesmo que o paciente deixe o departamento de
radiologia [83].
6.4.1 Visualização
Os arquivos digitais de imagens tornam-se úteis para o médico quando são
transformados em luz por monitores, por isto alguns cuidados com as condições de
iluminamento devem ser tomadas (Anexo 1). A sala de interpretação de exames não deve
gerar reflexo nas telas. A intensidade da luz ambiental deve ser ajustável, com capacidade
máxima de 500 lx (lux). Quando há necessidade de leitura de papel durante a interpretação
400 a 500 lx são necessários. Quando não há necessidade de leituras em papéis são sugeridos
150 a 400 lx. Locais com nível de luz acima de 550 lx geram marcada redução no contraste do
monitor, isto reforça a idéia de que a interpretação deva ser sem papel, para não ter que usar
uma sala com muita iluminação [91].
A distância mais adequada entre os olhos e o monitor depende do tamanho da tela, de
forma a evitar movimentações excessivas do pescoço e dos olhos. O uso de dois monitores
facilita a comparação entre exame atual e anterior. Para monitores de 17 polegadas (43 cm) a
resolução deve ser de no mínimo 1.080 x 1.024 pontos, para aqueles de 21 polegadas (51 cm)
82
é desejável uma resolução de 1.600 x 1.200 pontos e para os de 25 polegadas (64 cm) a
resolução deve ser de 2.000 x 1.600 pontos ou maior. É desejável contraste de 8 bits/ponto e
luminância maior do que 171 cd/m2. A freqüência do monitor deve ser maior que 72 quadros
por segundo [92].
Quanto ao formato, o monitor mais verticalizado como um porta-retrato é conhecido
como portrait, já o mais horizontalizado como uma paisagem é chamado de landscape (Fig.
14). O primeiro atende mais à forma da maior parte dos radiogramas, mas por ser menos
utilizado e ter resoluções mais altas tem custo mais elevado. No que diz respeito à capacidade
dos monitores e projetores de multimídia exibirem maior ou menor número de pontos, que é o
determinante da resolução do dispositivo de visualização, os padrões mais difundidos são:
VGA (Video Graphic Array), com resolução de 640 x 480 pontos; SVGA (Super Video
Graphic Array) com resolução de 800 x 600 pontos; XGA (eXtended Graphic Array) com
resolução de 1.024 x 768 pontos; por fim o SXGA (Super eXtended Graphic Array) com
resolução de 1.280 x 1.024 pontos.
Nas unidades clínicas onde os exames são requisitados não há necessidade de estações
de imagens, apenas microcomputadores com características adequadas. Suas funções básicas
são as de procurar, recuperar e mostrar qualquer tipo de imagem médica com qualidade e em
tempo aceitável. Reconstruções e manipulações sofisticadas devem ser deixadas para estações
de trabalho especialistas, as quais geralmente fazem parte da técnica radiográfica
propriamente dita [92].
O programa de computador da unidade clínica deve permitir que o clínico veja
radiogramas, tomografia, ressonância, ultra-sonografia, lâminas de histologia, imagens
endoscópicas, exames laboratoriais, além dos dados clínicos do paciente; tudo isto de forma
fácil e amigável [83].
Em geral, monitores padrões de PC são suficientes para visualização em unidades
clínica. No departamento de radiologia devem, se possível, ser utilizados monitores especiais
para análise de imagens médicas [92]. Desejando-se tamanho semelhante ao filme
radiográfico padrão (35 cm x 43 cm) pode-se utilizar um monitor de 21 polegadas [93].
Estudo conduzido na Inglaterra mostrou que tempos de espera superiores a 2
segundos, para a imagem ser exibida, eram considerados lentos e irritantes pelo radiologista,
apesar de ser um tempo muito menor do que ele demoraria em retirar um filme e colocar outro
no negatoscópio manualmente [92].
83
Figura 14 - Monitor verticalizado e monitor horizontalizado.
6.4.2 Estação de trabalho do radiologista
Estação de trabalho do radiologista é o local onde ele deve ter acesso a todo o tipo de
imagem atual ou antiga, assim como às informações clínicas do paciente. Também deve ter
facilidades para visualização, manipulação das imagens e emissão do laudo. A adequada
funcionalidade, com monitores sensíveis ao toque e bons sistemas de reconhecimento de voz
tornam o trabalho mais agradável e aumentam a adesão dos radiologistas ao PACS.
A localização de filmes radiológicos antigos para comparação com atuais, mesmo em
um arquivo organizado, é tarefa demorada, com uma média de tempo de uma hora, para cada
caso sendo, portanto o ponto de estrangulamento de tempo no processo de interpretação [94].
Na maioria das vezes, a estação de trabalho do radiologista é comprada como parte de
um pacote, por ocasião de aquisição de um tomógrafo ou equipamento de radiologia
computadorizada, tendo função dedicada para o equipamento. Geralmente isto não é
desejável, tendo em vista que se espera ser a estação de trabalho um sistema aberto que
comporte novas tecnologias. As principais facilidades que ele deve proporcionar são:
1- medidas de distâncias, áreas e ângulos;
2- ajuste da intensidade do brilho e escala de cinza;
3- ampliação de 2, 4 e 8 vezes, a partir da imagem original e não usando interpolação;
84
4- o programa deve ser capaz de mostrar uma, duas, quatro, doze ou sessenta e quatro
imagens na tela, simultaneamente;
5- caneta digital, para fazer marcas na imagem, mostrando áreas que venham a ser de
interesse posterior;
6- rotação da imagem em 90º, 180º ou 270º, além de giro horizontal e vertical;
7- exibição da imagem em negativo e positivo;
8- visualização de imagens atuais e anteriores do paciente, com os seus laudos, que
sejam de interesse na interpretação do estudo atual, sendo que protocolos devem
disponibilizar primeiro as imagens que tenham mais probabilidades de serem úteis;
9- disponibilização da requisição do exame, efetuada pelo médico assistente do
paciente, com os dados correspondentes;
10- facilidades para gerar o laudo, por exemplo, o de um exame normal, com um único
comando;
11- as imagens devem ser adequadamente dispostas no monitor, o fundo deve ser
preto, assim como os bordos da tela;
12- quando múltiplas imagens são mostradas na tela deve haver a possibilidade de
manipular cada uma delas individualmente ou o grupo;
13- programa e monitor devem suportar cores;
14- a lista de exames a ser interpretados e a prioridade deles deve ser facilmente
visualizada pelo radiologista; e
15- fornecer possibilidade de exibir imagens de tomografia, ressonância e outras em
seqüência e não somente lado a lado [92].
A interface da estação de trabalho deve mostrar a imagem com o menor número
possível de comandos de teclado. Isto pode ser obtido por meio de caixas com ícones que
desencadeiam funções automaticamente. A comparação do tempo gasto por radiologistas para
interpretar radiogramas de tórax mostrou uma média de 63 segundos por exame quando feita
em filme, 56 segundos quando buscava o exame em lista de trabalho pelo nome do paciente e
apenas 39 segundos quando a interface permitia abertura do próximo exame a ser
interpretado, com imagens prévias do paciente usando apenas um comando [95].
Com relação à busca das imagens que o radiologista pode necessitar para comparar
com a atual deve ser automática e invisível na sua interface, independente de ter sido gerada
por diferentes equipamentos ou estar armazenada em locais geográficos distintos [96]. Esta
recuperação pode ser em tempo real por ocasião da interpretação em redes rápidas ou
85
previamente em períodos de baixa utilização da rede. Preferencialmente, o tempo para que a
imagem apareça na tela não deve ser superior a 2 segundos. Estações de trabalho para
radiologia devem ter alto desempenho, mas terem custo acessível, além de proporcionar
imagens com boa resolução.
6.5 DISTRIBUIÇÃO
A distribuição das imagens vai depender da qualidade da rede que transmitirá as
imagens. Para se reduzir o tráfego pela rede, nos horários de pico, uma alternativa é transferir
as imagens da radiologia para a unidade clínica, ou para o armazenamento nos horários de
baixo trabalho da rede. Redes velozes, como a gigabit ethernet prometem ser muito úteis na
área de imagens [84].
Alguns fabricantes de equipamentos mantêm parte do tratamento da imagem em
formato proprietário. Isto gera o problema de que quando estas imagens são enviadas para
outro equipamento, que utiliza o padrão DICOM as modificações efetuadas na mesma,
incluindo rotação ou outro tratamento de imagem, em geral não são transmitidas. Isto deve ser
observado ao se adquirir um novo equipamento.
O objetivo é adquirir as imagens médicas desejadas, armazená-las e entregá-las no
local de interesse no menor tempo e com a melhor qualidade possível. A utilização de PACS
em CTI (centro de tratamento intensivo) diminuiu em 24 minutos o tempo médio para obter o
resultado de radiogramas de tórax realizados no leito [97].
Com a implantação do PACS no hospital da Universidade de Osaka, Japão, o tempo
médio desde que o clínico solicita uma radiografia até que ele tenha o laudo com as imagens
correspondentes caiu de 29 h para 55 min [88].
Na distribuição das imagens para as unidades clínicas ou consultórios, uma boa
alternativa é a imagem ser construída gradualmente, rapidamente uma de baixa resolução, à
medida que o tempo passa a resolução vai aumentando. Aguarda-se o tempo necessário para
ter uma imagem considerada de boa resolução para o diagnóstico, o programa vai informando
qual é a resolução que está sendo apresentada. Não faz sentido enviar para um monitor de
baixa resolução, que está em uma unidade clínica, uma imagem de alta resolução. A
distribuição deve ser baseada na seguinte pergunta: de que forma, onde, quando e quais
imagens devem ser entregues [72]? Também se pode planejar o PACS esperando a resposta
de que a imagem certa deve ser disponibilizada no local adequado, em tempo aceitável,
configuração ótima e com os dados clínicos necessários [92].
86
Há sugestão de que seja utilizada linguagem de programação JAVA para permitir uso
de navegadores dentro do HIS/PACS, com o objetivo de tornar o sistema mais amigável para
o usuário [98]. A evolução nesta área deve ser acompanhada com cautela, uma vez que ainda
não tem massa crítica de usuários para ganhar aceitação ampla.
6.5.1 Transmissão à longa distância
A troca de informações é uma das principais fontes do progresso científico em
medicina. A internet é uma fonte importante para estes intercâmbios, com promessa de
aumentar a sua participação cada vez mais nesta área. Pode-se encontrar uma vasta lista de
endereços de instituições interessadas em imagens digitais. As suas principais limitações
atuais para a área de imagens médicas são a baixa velocidade de transmissão de dados,
segurança limitada e indefinição de uma política de direitos autorais [99]. No banco de
imagens BioImage o autor fornece os direitos autorais de suas imagens ao BioImage com a
única finalidade de colocá-las disponível na internet, enquanto que mantém os direitos
autorais para fazer uso próprio delas [100]. Para contornar a lentidão da internet, o projeto
BreakIT® para pesquisa em câncer de mama adota a associação de informação via internet
com geração e distribuição de informação via CD-ROM [101].
Pode haver necessidade de extensão do PACS para uma rede que vai além de uma
localização geográfica. Quando os dados são transmitidos para uma distância maior, as
soluções exigem incorporação de diferentes tecnologias. Foi estudada a realização de ultra-
sonografia em uma unidade móvel, com transmissão via tecnologia avançada de comunicação
via satélite (ACTS), para uma central, onde era interpretada. O objetivo era determinar a
largura de banda necessária para que as imagens fossem transmitidas com adequada
qualidade. Foram testadas transmissões com largura de banda de 128, 256 e 384 kb/s. Dentre
estas a que mostrou resolução espacial e contraste para visualização remota de detalhes finos
foi a de 384 kb/s. Para transmissão nesta largura de banda houve necessidade de compressão
de 400:1. De qualquer maneira observou-se, ao fazer a descompressão, que a qualidade
manteve-se semelhante àquela do VHS. Também, um canal de áudio foi mantido durante o
processo, com largura de banda de 16 kb/s. Experimentos como este abrem caminhos para
telediagnósticos e educação médica à distância [31].
Em videoconferências, em redes lentas, para se obter áudio com qualidade de telefone,
a velocidade necessária é de 16 kb/s utilizando o protocolo de áudio G.728 [102].
87
Nos países nórdicos as distâncias das áreas rurais até centros de radiologia são
grandes. Associado a isto as telecomunicações são muito desenvolvidas. Estas duas
características estimularam a telerradiologia. Já em 1992 imagens de radiologia simples eram
obtidas com uma resolução de até 1.096 x 4.096 pontos, com 12-bits por ponto, transformadas
em 1.024 x 1.024 pontos, com 8-bits por pontos e transmitidas a uma distância de 160 km, por
linha telefônica de 64 kb/s onde o laudo era feito pelo radiologista. Não foram identificadas
diferenças significativas nos diagnósticos quando a interpretação do exame feita em filme ou
por telerradiologia [103].
A necessidade de transferência de pacientes neurocirúrgicos, de um hospital geral para
um universitário situado a 100 km de distância, foi avaliada na França. Foram considerados
três períodos, um sem telerradiologia, outro com transferências de imagens por meio de rede
N-ISDN (narrowband integrated services digital network) de 64 kb/s e um terceiro período
com transmissão por rede ATM (asynchronous transfer mode) de 10,5 Mb/s, via fibra óptica.
A estação de telerradiologia consistia de um programa de computador com protocolo
DICOM, com classes de serviços Storage Service Class User and Provider implementadas e
possibilidade de trabalho cooperativo entre as duas estações de trabalho interligadas, de forma
que as indicações e modificações feitas na imagem por um dos médicos era espelhada na
outra cidade. Também câmera filmadora e microfone estavam disponíveis em ambos os lados.
Para vídeo foi utilizado um algoritmo com equivalência de qualidade ao MPEG-2. Durante a
conexão foram alocados 2 Mb/s para dados como telecursor, 1,5 Mb/s para áudio, 6 Mb/s para
vídeo; sendo que a transmissão de vídeo era interrompida durante a transmissão das imagens.
O tempo necessário para transferência de cada exame de tomografia ou ressonância foi de 38
segundos na rede ATM, com imagens DICOM, versus 150 segundos com transferência dos
mesmos exames escaneados com 2.000 x 2.000 pontos, 8-bits por ponto por rede N-ISDN.
Após a instalação do sistema de telerradiologia houve uma redução superior a 50% nas
transferências desnecessárias de pacientes [104].
A utilização da rede ATM promete diminuir as barreiras existentes entre as grandes
velocidades das redes locais e a lentidão das redes de distribuição geográfica distantes.
Discussões de casos clínico-radiológicos difíceis foram conduzidas entre hospitais da França,
Espanha e Alemanha utilizando videoconferência, em rede ATM, com velocidade de 10,5
Mb/s. Quando eram alocados 8 Mb/s, séries de 20 imagens não compactadas, com tamanho de
512 x 512 x 12 bits, eram transmitidas em 10 segundos. Usar ISDN que dá velocidade não
superior a 384 kb/s, pode ser adequada para videoconferência, mas não para transmissão de
vídeo digital de ultra-sonografia, endoscopia ou coronariografia [61].
88
Na aplicação de ensino via internet já se encontram centenas de sítios, com boa
qualidade, dedicados ao ensino da radiologia [105].
Transmissões de informações médicas a longa distância além de consultoria de médico
para outros médicos especialistas tem sido usado para acompanhamento pós-operatório de
pacientes, telerradiologia, tele-oncologia, telepatologia, consultas em áreas rurais distantes e
consultas de pessoas que estão em prisões [106]. Os principais obstáculos para evolução da
telemedicina são custo das transmissões, mudanças freqüentes nas tecnologias, pequeno
número de pacientes com interesse neste tipo de atendimento, ausência de cobertura dos
planos de saúde e falta de interesse por parte dos médicos [107].
A combinação de padrões de informática médica e linguagem de internet vem sendo
construída nos lentamente e deve ser acompanhada com cautela para ver quais serão seus
reais benefícios [108].
De qualquer forma a telerradiologia já pode ser considerada uma realidade hoje dando
oportunidade para que radiologistas interpretem exames confortavelmente em suas casas, até
mesmo morando fora de grandes centros urbanos [109]. O surgimento de padrões
internacionais e linhas internacionais de comunicação de dados em saúde farão com que o
prestador de serviço possa estar em país diferente, inclusive com outro fuso horário. Podendo
mudar as limitações de horário de atendimento, gerando competição globalizada. Surgirão
modificações nas relações profissionais, jurídicas, éticas e em várias outras áreas médicas
[47].
6.6 ARMAZENAMENTO
O volume de informação digital gerado por imagens médicas é muito grande, fazendo
com que o seu manejo se constitua em um desafio. Um departamento de radiologia de um
grande hospital produz mais do que um terabyte (TB) de dados de imagem por ano. Isto, no
entanto não deve ser um empecilho, uma vez que as áreas bancárias e seguradoras já
armazenam há anos volumes maiores do que estes com segurança. Um sistema de
armazenamento adequado deve ter uma arquitetura hierárquica, com diferentes meios físicos
dependendo da quantidade de informação, duração do armazenamento e freqüência que os
dados são requisitados. Por exemplo, para pacientes que estão internados as imagens devem
estar armazenadas em meio que possibilite a rápida disponibilização das imagens. Meios
regraváveis devem ser evitados para prevenção de manipulação fraudulenta. No aspecto
89
médico legal imagens não diferem do restante do prontuário digital, com mecanismos de
assinatura digital e autenticação. A integridade dos dados deve ser mantida desde a aquisição,
durante o armazenamento, por mais longo que ele seja e por ocasião da recuperação dos dados
para visualização. Para otimizar espaço de memória, a quantidade de dados pode ser reduzida
de forma substancial por meio de compactação. Outra proposta é a de guardar somente as
imagens relevantes para o diagnóstico. O problema é que uma imagem normal de hoje pode
ser importante para comparação com uma alterada no futuro.
Os meios para armazenamento de grandes quantidades de informação estão em franco
desenvolvimento. Isto é bom pela possibilidade do surgimento de soluções adequadas e pelo
aspecto de não haver uma solução dominante. Desta forma os sistemas devem sempre
considerar as possibilidades de novos meios de armazenamento [14].
São opções a ser consideradas para armazenamento de imagens médicas os discos
WORM (Write Once Read Many), CD-R (CD-ROM) tem limitação de taxa de transferência
de 1,8 Mb/s, DVD (Digital Versatile Disks) e discos magnéticos ópticos (MO) que já são
utilizados por alguns computadores ao invés de discos rígidos. Os armazenamentos digitais
“offline” podem ser feitos em diferentes tipos de fitas, como CTA (Compact Tape Archive),
DTF (Data Tape Format), DLT (Digital Linear Tape) com capacidade de até 600 TB [14; 83;
84];
Projetos de redes, tamanho do servidor de imagem, estudos de custo e demais
planejamentos no dimensionamento da estrutura de imagem devem ser baseados em estudos
locais que considerem a quantidade de informação produzida a nível local, como
exemplificado na tabela 4. Nela é mostrado o volume de informação digital produzida
diariamente pelo departamento de radiologia de um hospital inglês, que foi estudado de 1993
– 1996 e é referência para uma população de 200.000 pessoas, portanto semelhante ao HSVP.
Tabela 5 - Dados gerados pela radiologia de um hospital referência para 200.000 pessoas
TC RM SID US/IIM RD Outros MN Total
Nº de exames 22 10 10 50 220 20 8 340
Matriz 512 512 1024 512 2048 2048 256
Bits 16 16 16 16 16 16 16
MB/estudo 31 42 51 6 17 17 1,3
MB/dia 693 420 510 300 3740 340 10 6013
90
Onde, TC: tomografia computadorizada, RM: ressonância magnética, SID: subtração
de imagem digital, US/IM: ultra-sonografia e intensificador de imagem móvel, RD:
radiografia digital, MN: medicina nuclear e outros sendo os demais equipamentos de captura
da radiologia [92].
Compressões reversíveis sem perda são possíveis com taxas de 2:1 ou 3:1, podem ser
usadas em armazenamento de longo prazo se o tempo para recuperação não for crítico. O uso
de compressões irreversíveis com fator de compressão de 10:1 é discutível, porém já existem
hospitais armazenando com estas taxas. Neste sentido, estudos que mostram uso de
compressões de até 40:1 sem perda de informações com relevância clínica, corroboram para o
uso destas taxas de compactação [84].
Até que redes de grande velocidade estejam disponíveis, mesmo em hospitais de
pequeno porte e em consultórios médicos há necessidade de mídia portátil, com grande
capacidade de armazenamento, fácil transporte, custo baixo e gravação rápida. O disco
magneto-óptico atende a estas necessidades, pois apresenta como característica principal
velocidade de transferência de 2,4 MB/s, além de ser regravável. O drive de disco óptico
Pioneer DE 72101 SCSI, já é considerado quase padrão em imagens médicas [110].
6.6.1 Compactação de imagens médicas
No processo de redução do tamanho do arquivo, antes da aplicação do algoritmo de
compactação um fator importante é o tamanho da matriz. Quando se tratam de dispositivos
para escanear imagens, a unidade mais comumente utilizada é ponto por polegada, DPI.
Existem vários estudos para se determinar com quantos DPI se deve fazer a digitalização e até
que grau de compactação se aceita para cada tipo de exame. Uma das formas é definir que
tamanho de arquivo, se aceita fazer digitalização com diferentes concentrações de DPI, se
cada uma das aquisições pode ser compactada em diferentes graus e, posteriormente, em
estudo duplo cego, testar até que tamanho de arquivo foi mantido o acerto diagnóstico [111].
Na seqüência são apresentadas algumas áreas médicas com estudos iniciais já realizados. O
padrão ouro a ser utilizado pode ser o radiograma original ou, em alguns casos, outro tipo de
exame que tenha sensibilidade superior à do radiograma. Por exemplo, para radiografias de
cáries dentárias foi utilizado como padrão ouro, para comparar com diferentes graus de
compactação JPEG, a estereomicroscopia de dentes extraídos [112].
91
Para viabilização da telerradiologia a compressão das imagens é um importante fator,
devido ao grande tempo necessário para transmissão de imagens. A taxa média de compressão
utilizada, para imagens úteis em radioterapia, no Hospital Universitário da Universidade de
Nagoya, foi de um terço, com uso de JPEG [2]. Estudos têm mostrado a superioridade da
compactação que usa a transformada wavelet, comparado com JPEG, em algumas taxas de
compressão. Como o JPEG 2000 usa este algoritmo, a sua evolução deve ser acompanhada de
perto, pois pode trazer importantes contribuições à área de imagens médicas. Além do grau de
compactação, outra variável que deve ser analisada é o tamanho da matriz da imagem, do
arquivo para diferentes exames.
Um exemplo da importância da compactação pode ser obtido analisando-se a televisão
de alta definição (HDTV). Um dos formatos de transmissão usa matriz de 1920 pontos
horizontais por 1.080 linhas verticais, a 30 quadros por segundo, com 24 bits. Isto exigiria um
fluxo de informações de 1.5 Gb/s. Um canal com largura de banda de 6 MHz suporta apenas
um fluxo de dados de 19,2 Mb/s, que será reduzido para 18Mb/s devido ao transporte
simultâneo de áudio e dados. Para transmitir ao usuário final a imagem inicialmente proposta
haveria necessidade de uma taxa de compressão de aproximadamente 83:1.
O grau de compactação que se pode usar em imagens médicas tem grande variação
dependendo do tipo de exame. Por exemplo, estudos de medicina nuclear dinâmica aceitam
taxas de compressão tão altas quanto 100:1 [109].
Para radiografias odontológicas serem distribuídas em redes lentas como a internet,
tentativas foram feitas de gerar arquivos tão pequenos quanto 30 kB [111].
6.7 PECULIARIDADES DOS DIFERENTES EXAMES
6.7.1 Ultra-sonografia
O volume médio de informação gerado por uma unidade de ultra-sonografia é menor
do que em outras modalidades de exames. Isto se deve ao fato de que usualmente matrizes de
512 x 512 pontos, com 8 bits são suficientes e o número de imagens por exame não é grande
[66].
Quando se analisa exame ultra-sonográfico que exige registro animado, como é caso
da ecocardiografia, a compactação é de grande importância, pois 10 minutos de gravação sem
compressão gera 14 GB. Não usando compactação, mesmo rede padrão ethernet de 100 Mb/s
se mostraria insuficiente, pois a quantidade de informação seria de 189 Mb/s. Foi
92
demonstrado que algoritmos de compactação JPEG lossy, com taxa de 20:1 geram menos
distorções em medidas de estruturas do que em fita VHS. Usando estas taxas de compactação
a realização e armazenamento deste tipo de exame passa a ser viável [34]. Já em outro estudo,
a imagem digital com compactação JPEG 20:1 foi considerada melhor pelos observadores do
que a gravada em S-VHS [113].
A gravação utilizando MPEG-1 mostrou proporcionar acurácia diagnóstica semelhante
á gravações em S-VHS, mantendo todas as vantagens de se ter o exame em formato digital.
Isto tem grande importância, pois um centro que realize 6.000 ultra-sonografias por ano,
considerando gravação de 5 minutos por exame, com resolução NTSC, de 640 x 480 x 30
quadros/s x 24 bits, exigiria mais do que 50 TB de capacidade de armazenamento [114]. Uso
de altas compactações com MPEG-1 de até 200:1 não demonstraram degradação na
visualização do endocárdio ou na acurácia diagnóstica [115].
Como apresentado, para ecocardiografia o MPEG-1 disponibiliza taxas de compressão
mais altas do que o JPEG mantendo acurácia diagnóstica.
6.7.2 Endoscopia
Nos primórdios as imagens obtidas por endoscopia eram documentadas por meio de
pinturas feitas por artistas. Em 1940 a fotografia foi introduzida na endoscopia melhorando a
acurácia da documentação. Em 1983 com o surgimento da endoscopia eletrônica estava dado
o passo necessário para possibilitar a criação de um banco de dados digital [116].
O formato padrão da imagem endoscópica digital contém 512 x 512 pontos,
desejando-se obter todo o espectro de cores do RGB há necessidade de 16,7 milhões de cores.
Neste formato cada fotografia resulta em arquivo com aproximadamente 300 kB. Com uso de
JPEG pode-se ter uma compressão de 20 a 30 vezes sem que seja possível se identificar
deterioração. Caso se deseje armazenar com resolução de televisão de alta definição, que pode
vir a ser o futuro padrão, o formato da imagem deve ser de 1.024 x 1.024 pontos [117].
É desejável que os endoscópios venham a ter placa de digitalização de imagem, haja
uma rede capaz de transmitir as informações geradas sem afunilamento, que um programa
regule o fluxo de dados através da rede e assegure que a transmissão está sendo feita ser erros.
A estação de trabalho do departamento de endoscopia consiste de uma câmera ou
equipamento com saída analógica de vídeo, uma placa digitalizadora de imagem, um monitor
de PC, dispositivos de gravação magnético-ópticos, placa para conexão à rede ethernet, que
tem por função enviar imagens para o armazenamento centralizado e também para
93
visualização de imagens da radiologia, cardiologia, da própria endoscopia, patologia, cirurgia,
dermatologia, hematologia e medicina nuclear. Ela também possui a função de distribuir as
imagens endoscópicas com o laudo para a unidade clínica onde está internado o paciente. As
imagens endoscópicas são vistas em média 10 vezes na primeira semana de sua captura, os
locais são: sala de endoscopia, área onde o paciente está internado e área de ensino. Algumas
imagens selecionadas são vista repetidamente, pois tem interesse para ensino e pesquisa. Um
padrão para imagens endoscópicas está em desenvolvimento como parte do DICOM. O
objetivo é criar o Digital Endoscopic Image Exchange Standard. Este padrão vai capacitar
qualquer estação de imagens endoscópicas DICOM a importar e exportar imagens DICOM.
Irá gerenciar imagens estáticas e dinâmicas, tudo utilizando a nômina anatômica mínima, que
é padrão para endoscopia [118].
Para endoscopias de rotinas o uso de processamento com 8 bits é suficiente para
manter a sensibilidade diagnóstica, isto economiza tempo de processamento e reduz o
tamanho dos arquivos [11]. Quanto ao tipo de máquina a ser usada, já há 10 anos, mesmo com
as limitações dos computadores pessoais da época, eles eram sugeridos como preferenciais em
unidades de endoscopia do que grandes computadores [119].
As áreas da endoscopia digital com previsão de resultados em curto prazo são:
capacidade de mensuração do tamanho das estruturas visualizadas, manipulação da imagem e
tecnologia de magnificação. Medidas e mapeamento dos achados já foram utilizados para
construção de um mapa plano de área de esôfago de Barret. Manipulação de imagem pode
auxiliar na extração de informações das ondas de luz refletidas para o endoscópio que estão
fora do espectro de visão do ser humano. A magnificação fornece imagens de mucosa com
aumento de 50 a 100 vezes, isto é obtido com a incorporação de dois CCDs no aparelho, um
para grandes áreas e outro para grandes aumentos [11].
O processamento digital, em tempo real, já foi utilizado para aumentar o contraste de
imagens e corrigir distribuição irregular da luminosidade. O sinal foi separado em
luminosidade e cor, sobre o sinal de luminosidade é que foi aplicado um algoritmo para sua
correção, o sinal de cor não foi alterado, após, ambos os sinais foram juntados novamente. O
resultado foi uma imagem com excelentes detalhes da mucosa em tempo real, este tipo de
correção na qualidade da imagem pode vir a facilitar a cateterização da papila duodenal e
identificação de áreas de displasia em esôfago de Barret [120]. Também na área de
manipulação de imagens há expectativa de que endoscopias digitalizadas venham ser
reconstruídas em três dimensões [121].
94
Quando à escolha do tipo de sinal para vídeo-endoscopia, deve-se dar preferência ao
RGB, obtido diretamente do CCD, pois quando comparado com o Y/C ou composto, a
amplitude do espectro de cores é maior [117].
Apesar das vantagens do armazenamento digital ele ainda não é freqüentemente usado.
Provavelmente com a redução nos custo dos microprocessadores de alta velocidade, dos chips
de memória e maior velocidade das redes, o armazenamento digital substituirá o analógico em
endoscopia [118].
6.7.3 Tomografia computadorizada e ressonância magnética
É de grande importância que a tomografia seja disponibilizada em formato digital e
não somente impressa, assim como também a ressonância magnética. Isto se deve ao fato de
que estes exames são compostos por um conjunto de fatias, quando somente disponibiliza-se a
imagem na forma impressa, a possibilidade de reconstrução espacial, ou seja, o eixo z é
perdido. Além disto, a impressão é feita com 256 tons de cinza, 8-bit de profundidade de
dados, enquanto que a imagem original tem 16-bit. Assim a impressão resulta em perda
irreversível de informação [110].
Com relação à localização de uma tomografia, a vantagem na economia de tempo fica
clara quando se compara o tempo de 97,7 segundos no sistema digital versus o tempo
necessário para ir e voltar caminhando ao arquivo convencional e localizar o arquivo na
prateleira [76].
Quando ao grau de compactação aceito em tomografia para diferentes finalidades
pode-se citar o seu uso para identificação de calcificações de artéria coronária, onde taxas de
compressão tão altas quanto 20:1, não diminuíram a sensibilidade diagnóstica das imagens.
Quando foi usado JPEG ou o algoritmo wavelet a acurácia diagnóstica foi semelhante. Em
imagens de tomografia computadorizada para identificação de adenopatia mediastinal a taxa
de compressão aceitável foi de 10:1 [109].
Transmissão de imagens de tomografia, formato JPEG, com compactação 70, usando
o programa Dr. Razz, ou sem compactação, quando feita via internet, por linhas telefônicas,
com modem 28.800 bits/seg, demorou 3-5 minutos para cada grupo de 500 – 550 kB, sendo
que a qualidade da imagem foi considerada adequada [76].
Novas modalidades de imagens com melhor resolução fazem com que métodos
invasivos ou de risco, se tornem obsoletos. Este é mais um motivo para ressaltar a
importância de ser o sistema de imagem aberto e compatível com inclusão e exclusão de
95
tecnologias [1]. A suplementação de um método diagnóstico invasivo por outro de imagem
mais seguro e com nova tecnologia pode ser exemplificado com a colangiografia por
ressonância magnética, que está substituindo a colangiopancreatografia endoscópica
retrograda, exame este que tem risco de produzir pancreatite.
6.7.4 Radiografia computadorizada
Mais recentemente, um novo tipo de radiografia computadorizada com mecanismo de
leitura direta, conhecido como TFT (thin-film transistor), que utiliza silício amorfo para
converter raios-X em cargas elétricas, foi introduzido no mercado, o CXDI-11. (Canon,
Tóquio, Japão). A área ativa do sensor mede 43 x 43 cm, com 2.688 x 2.688 pontos, o sinal é
digitalizado em 12 bits, gerando 4.096 tons de cinza. Radiogramas de tórax realizados com
esta tecnologia foram comparados com radiogramas convencionais e o padrão ouro foi a
tomografia computadorizada de tórax. Não houve diferença significativa na sensibilidade e
especificidade, a única exceção foi para patologias mediastinais onde o método digital
mostrou melhores resultados do que o convencional [122; 123].
Radiogramas de tórax sem compressão, obtidos por radiografia computadorizadas,
com tamanho de imagem de 2.500 x 2.500 pontos, em formato JPEG, quando foram
comprimidas com taxas de 10:1, 20:1 e 30:1 e apresentadas para diferentes examinadores, aos
quais foi solicitado para que colocassem em ordem quanto ao grau de compressão, o índice de
acerto não foi diferente do que a distribuição ao acaso. Isto indica que compactações de até
30:1 podem ser usadas sem que a diferença seja percebida [124]. Quando foi realizado estudo
específico para radiogramas digitais de tórax de recém-nascidos prematuros houve
manutenção de boa qualidade, não interferindo na observação das estruturas, quando foram
comprimidas em uma taxa de 10:1, usando arquivos JPEG [125].
Outra vantagem da radiografia computadorizada é que a dose de irradiação foi
reduzida em média 37% [44; 126].
6.7.5 Hemodinâmica
Sob o ponto de vista de aceitação pela comunidade internacional, a tecnologia CD é
um bom exemplo de normatização em armazenamento. Em 1995 surgiu o CD-Medical, com
as normas para sua aplicação em cardiologia, tendo sido apresentados em suplemento
DICOM. Desde então ele ganhou aceitação, tornando-se padrão de fato para troca de imagens
96
entre equipamentos isolados e estações de trabalho. Mais recentemente o DICOM concluiu
um novo suplemento com as normas para traçados gráficos, como curvas de pressão e ECG
(eletrocardiograma), que podem estar armazenadas junto com imagens de coronariografia em
CD, ou até mesmo em disco flexível, pois não requerem muito espaço. O laudo do exame
pode ser feito seguindo as normas do suplemento DICOM Structured Reporting, que se trata
de um documento de texto estruturado, com partes codificadas e que tem a capacidade de se
referir a outras entidades DICOM, como imagens, traçados, ditados de áudio, tudo isto de
forma semelhante a um documento HTML [127].
O agendamento, gerenciamento de exames, distribuição de laudos e outras funções são
realizadas pelo CIS (Sistema de Informação da Cardiologia), equivalente do RIS da
radiologia, mas projetado para um contexto clínico diferente. O desafio de integração entre
laboratório de hemodinâmica e HIS inclui os seguintes passos:
1- gerenciamento básico da lista de tarefas, que consiste em fornecer os dados
demográficos do paciente para os sistemas de imagens;
2- módulo de realização do exame, que transfere as imagens do dispositivo de
aquisição de imagem para CIS;
3- suplemento de troca de traçados gráficos, permite que estes tipos de exames
passem a fazer parte do domínio DICOM; e
4- suplemento para laudo estruturado, permite a confecção do laudo e
encaminhamento para o médico solicitante dentro de normas DICOM [127].
Pequenas instituições podem implementar soluções baseadas em CD. Para instituições
maiores, que desejam agilidade devem-se usar sistemas de arquivamento central ligado por
redes de alta velocidade. Num sistema centralizado, o CD somente é usado como meio de
transporte para locais não interligados por rede [127].
O CD-ROM tornou-se a mídia removível mais adequada para transporte de exames do
laboratório de hemodinâmica, entretanto a forma de armazenamento na instituição que realiza
o exame ainda é assunto aberto. As matrizes mais freqüentemente utilizadas em
cinecoronariografia são de 512 x 512 pontos com 8 bits por ponto, alternativamente 1.024 x
512 pontos, ou ainda 1.024 x 1.024 pontos com 10 bits por ponto. Para transferência, em
tempo real, de exames com 512 x 512 pontos, com 30 quadros por minuto, há necessidade de
rede com taxa de transferência de 7,5 Mb/s; se for matriz de 1.024 x 1.024 a taxa de
transferência aumenta para 30 Mb/s. Como mais do que um usuário pode estar acessando o
depósito de imagens, o tipo de rede que supre estas necessidades deve ser fast ethernet, rede
com capacidade de 100 Mb/s e tecnologia ATM que dá uma taxa de 155 Mb/s. Alternativa é a
97
transferência lenta para a estação de trabalho, onde, uma vez estando lá todos os dados,
podem ser revisados com alta velocidade. Isto não é adequado quando os exames necessitam
ser distribuídos para outras partes do hospital, situação esta em que o armazenamento deve ser
centralizado [14].
Quanto à capacidade de armazenamento, outros fatores devem ser considerados
incluindo-se a quantidade de exames realizados por mês, o número de quadros por segundo a
ser utilizado e o tempo de aquisição de cada exame. Um estudo feito em 1995, em 950
exames, mostrou que a média de quadros de uma cinecoronariografia é de 2.400 quadros.
Com estes dados e deixando-se um espaço de reserva com o dobro desta média, o volume de
informação que cabe em um CD-ROM é suficiente para armazenar mais do que 99% das
cinecoronariografias. Um laboratório com uma média de 1.000 exames por ano, com tempo
médio de 100 segundos por caso, necessita de um espaço de armazenamento de 60 GB
(750Mb/exame X 83 exames/mês). Geralmente os exames realizados nas últimas quatro
semanas são os mais solicitados. Portanto estes exames devem permanecer disponíveis, on
line, por um período mínimo de quatro semanas, devendo ser disponibilizado pelo menos 30
GB no sistema para acesso em tempo real. Infelizmente, este é o tipo de armazenamento que
tem o custo mais caro devido ao rápido acesso e a alta taxa de transferência. Para os exames
mais antigos recomenda-se disponibilizá-los na condição quase que em tempo real, cujo
tempo de espera é de aproximadamente três minutos e fora da linha cujo tempo de espera é de
5 a 10 minutos. Para um laboratório que realiza 1.000 exames por ano, uma possibilidade é
disponibilizar 330 GB (440 exames) quase em tempo real e 3.750 GB (5.000 exames),
“offline”. Uma alternativa para pequenas unidades é um arquivo totalmente manual, em que o
CD-ROM é usado como forma de transporte e também de armazenamento. Neste caso, os
problemas de tempo para localizar, espaço de armazenamento, visualização por um único
usuário de cada vez e possibilidade de perda são semelhante aos arquivos de filme de 35 mm
[14].
Com a finalidade de garantia de qualidade o padrão DICOM sugere que a compressão
JPEG para cinecoronariografia seja limitada a taxas máximas de 2:1. Para fins práticos de
menor espaço para armazenamento, o uso de taxas maiores é desejado. A compressão JPEG
foi testada em cinecoronariografias com taxas de compressão de 6:1, 10:1 e 16:1, com
finalidade de avaliar os diversos diagnósticos e a qualidade de imagem. Quanto à qualidade,
taxas de 6:1 tinham estética semelhante à original, com 10:1 e 16:1 a degradação era nítida.
Quanto a erro diagnóstico, taxa de 6:1 foi semelhante ao original, 16:1 foi de 13,1% e 10:1 foi
98
mostra o número de imagens necessárias para captura de determinadas áreas de uma lâmina
de microscopia, com o respectivo tamanho de arquivo gerado, quando salvas em formato
JPEG, com compactação de 80:1. A resolução espacial da câmera foi de 2.700 x 3.400 pontos.
Avaliações considerando área de interesse, resolução espacial e grau de compactação, devem
ser sempre analisados quando vai se planejar a imagem a ser armazenada. Alguns autores
acreditam que compressões superiores a 40:1 poderiam gerar artefatos quando adquiridas com
baixa resolução espacial.
Tabela 6 - Imagens necessárias para fotografar espécimes de diferentes tamanhos, com
diferentes aumentos ópticos.
Tamanho do Espécime 40 x 100 x 20 x 400 x Espaço em disco
9 mm2 (Pequena biópsia) 1 6 25 100 326 kB – 32 MB
100 mm2 (Grande biópsia) 11 69 278 1112 3,5 MB – 362 MB
750 mm2 (Padrão) 82 514 2084 8334 26,7 MB – 2,7 GB
As principais aplicações do sistema apresentadas acima são telepatologia, ensino,
prontuário digital e teste de proficiência de patologista [133]. Bases de dados na área de
imagens médicas podem ser construídas e disponibilizadas via internet, a exemplo do
Bioimage que existe em microscopia aplicado à biologia, que possui imagens digitais e se
caracteriza como o primeiro passo nesta direção [134].
Em outro estudo de telepatologia usando biópsia brônquica, com transmissão
criptografada, a imagem foi adquirida com resolução de 2.700 x 3.400 pontos, 24bits/ponto,
arquivo JPEG, com compactação de 30:1 e houve concordância diagnóstica de 92% entre o
patologista que examinou o original e o que examinou arquivo enviado via rede [135]. Já em
1995, um estudo de telepatologia mostrava concordância diagnóstica entre o examinador do
original e os examinadores à distância de 90% dos diagnósticos, sendo que 97% das imagens
recebidas foram consideradas com qualidade adequada para interpretação [136]. O uso da
telepatologia para exames de biópsia do tubo digestivo foi avaliado com imagem obtidas com
aumento óptico de 40 x e 100 x, com resolução de 2.700 x 3.400 pontos, 36 bits/ponto,
arquivo JPEG, com compressão de 30:1, foi possível aumento digital de até 600 vezes sem
deterioração da imagem, houve concordância diagnóstica em 94% das vezes [137].
100
Sistemas mais sofisticados, com telerobótica, onde o patologista controla o
microscópio à distância, podem aumentar a acurácia diagnóstica, pois disponibiliza mudanças
no plano de foco, o que pode ser útil par observação de detalhes finos. A aplicação da
telepatologia foi analisada para biopsia de lesões cutâneas melanocíticas. As imagens foram
obtidas com aumento óptico de 40 a 100 vezes, resolução de 2.700 x 3.400 pontos, 36 bits por
ponto, compressão JPEG de 30:1, sendo possível aumento de 400 vezes sem degradação na
qualidade da imagem, a concordância diagnóstica foi 100% [138].
Quando diapositivos de 35 mm, de lesões cutâneas, foram digitalizados para
consultoria à distância, foi utilizada resolução de 1.000 DPI, 24 bits por ponto ao escanear e
posteriormente a resolução foi reduzida, empregando programa de imagem, para 640 pontos
horizontais por 425 horizontais, mantendo o formato de diapositivo, sendo armazenado em
arquivo JPEG. Fotografias em diapositivos ou negativos de 35 mm podem ser escaneadas e
digitalizadas em formato JPEG, as aplicações mais comuns são em peças anatomopatológicas
e em lesões cutâneas em dermatologia [139].
Todos os arquivos examinados utilizaram compactação JPEG para arquivos de
patologia, visualização em monitor de 17 polegadas, com 24 bits por ponto, vários utilizaram
o programa Adobe Photoshop® (Adobe Systems Inc., San Jose, CA).
Desde 1985, a Associação Francesa para Promoção do Computador em Citologia e
Patologia (ADICAP) se empenha em enviar imagens de patologia para especialistas via
telefone e criar banco de imagens digital com finalidades educacionais e auxílio diagnóstico.
A partir de 1989 passaram a ser utilizadas imagens microscópicas digitais no território e ilhas
francesas de Guadalupe e Martinica. Em 1997 o sistema era composto por um microscópio
DRMB Leica, equipado com uma lente macrozoom na lateral que possibilita imagens
microscópicas de peças cirúrgicas, radiogramas, lâminas, lesões de pele e outras com vários
graus de aumento. A obtenção da imagem é feita por câmera Sony; 3CCD, DXC 930 P TV,
com resolução de 768 pontos por 576 linhas, conectada a monitor SVGA de 17 polegadas
[140].
A digitalização e banco de imagens estáticas foram feitas em computador Pentium, 13
MB de RAM, com 1,6 GB de espaço em disco, conectada a rede de 128 kb/s [140].
Com finalidade de disponibilizar imagens dinâmicas via internet uma alternativa é
armazenar uma versão do vídeo sem compactação ou lossless e outra com alta compactação,
em MPEG-1, que será utilizada para pré-visualização ou distribuição via internet [23].
101
6.7.7 Mamografia
Mamografia necessita maior resolução espacial, sendo que alguns sistemas chegam a
utilizar matrizes com 4.000 x 5.000 pontos [141].
6.7.8 Videocirurgia
Tem várias características semelhantes com a vídeo-endoscopia, por ter surgido
posteriormente, e ainda tem poucas publicações sobre construção de rede de imagens digitais
nesta área. Entretanto terá rápido crescimento por ser usada na maioria das áreas cirúrgicas e
porque vai se valer dos caminhos criados para a vídeo-endoscopia.
Todos os dados semiológicos podem ser documentados por meio de imagens, sons,
números ou gráficos, exceto um produzido em cirurgia, que é a sensação tátil. Ela até o
momento apenas pode ser descrita, porém talvez no futuro ela possa ser documentada e
reproduzida [142].
6.7.9 Radioterapia
Estudo efetuado no Hospital da Universidade de Nagoya, Japão, mostrou que o
espaço médio em disco magneto-óptico, para armazenar as imagens de 366 pacientes em
radioterapia, produzidas durante um ano, foi de 8,19 gigabytes. Foram armazenados exames
de radiologia simples, tomografia computadorizada, medicina nuclear, ultra-sonografia,
ressonância magnética e fotografias coloridas de endoscopias e tumores. Com base nesta
informação concluíram, que na instituição, era viável a manutenção das imagens do
departamento de radioterapia, “online”, durante um período de 9 anos. Sob o ponto de vista
do médico, usuário final destas imagens, ter este tempo de imagens disponíveis para acesso
imediato é um grande avanço no cuidado do paciente. O tempo necessário para transferir
tomografias, com número médio de 45 fatias, com matriz de 512 x 512, via rede, em período
noturno ou final de semana, foi de 97,7 segundos, com variação de 28 a 345 s.
A solução usada por este grupo de trabalho para não sobrecarregar a rede e ter as
imagens disponíveis no momento necessário foi a seguinte. Toda a vez que um paciente
iniciava radioterapia, o sistema do departamento solicitava ao banco de dados central, as
imagens referentes ao caso. Durante a noite as imagens eram transferidas para o departamento
e no dia seguinte estavam disponíveis na radioterapia. A partir do primeiro dia de internação
as imagens produzidas pelo paciente ficavam armazenadas no departamento de radioterapia.
102
No arquivo central ficava registrado que é um paciente em radioterapia. Esta proposta de
armazenamento descentralizado de imagens faz com que elas fiquem separadas física e
logicamente, colocando-as no local onde serão utilizadas. A transferência das imagens que
não serão utilizadas de imediato deve ser feita à noite e no final de semana, quando a rede está
menos carregada [109].
Os tratamentos realizados pelo departamento de radioterapia necessitam ser seguidos,
por muitos anos, com a finalidade de estudar os efeitos sobre o tumor e os efeitos colaterais
nos tecidos adjacentes. Isto é feito na imensa maioria das vezes com métodos de imagens. Nos
retornos dos pacientes, as imagens atuais necessitam ser comparadas com as prévias. O
sistema de armazenamento para o departamento de radioterapia deve disponibilizar, com
acesso rápido imagens antigas e atuais. As imagens mais utilizadas incluem radiologia
simples, tomografia computadorizada, medicina nuclear, ultra-sonografia, ressonância
magnética, fotografias coloridas, como a de endoscopia e de tumores. O uso de imagens
digitais nesta área, com disponibilidade imediata, mostrou-se vantajoso. Existe
implementação de um ramo do PACS chamado Sistema de Informação em Oncologia
Radioterápica (ROIS) [2].
6.8 ENSINO
Uma sofisticada e efetiva forma de treinamento é o simulador interativo robotizado de
endoscopia, também com possibilidade de treinamento em endoscopia diagnóstica,
caterização da papila, esfincterotomia, colonoscopia, broncoscopia, artroscopia, angioscopia e
videocirurgia. Ter imagens digitais de inúmeras situações clínicas é útil para disponibilizar
inúmeras situações que reproduzam a prática clínica [143]. O uso de treinamento com
simulações computadorizadas propicia a obtenção de habilidades pelo aprendiz sem o
envolvimento de pacientes [144]. Imagens digitais de superfícies de órgão podem ser usadas
para recobrir representações vetoriais de órgãos, sendo mais uma aplicação para um banco de
imagens digitais [145]. O sistema de computação, no simulador de endoscopia, deve ser
rápido o suficiente para responder às mudanças de posição do endoscópio com imagens
dinâmicas em tempo real [146].
Uma biblioteca de imagens com fins educacionais deve ter flexibilidade e
adaptabilidade, estando pronta para expansão e personalização pelo usuário. Ela também deve
ter um sistema de indexação por palavras chaves, que usem termos anatômicos, radiológicos e
de diagnósticos, além de estar acessível como um sistema de referência, para auxiliar na
103
interpretação de situações radiológicas reais. Finalmente ela deve estar em uma estruturação
que permita incorporação em um PACS, permitindo a disponibilização de imagens para uso
direto no desenvolvimento de aulas com imagens digitais [147].
Estudos em livros textos proporcionam ao estudante taxas de retenção de conhecimento
de 10%, aulas expositivas 20-30%, em experiências ativas com a participação dos estudantes
as taxas podem ser de 70- 80%, sendo que bases de dados com imagens podem proporcionar
este tipo de experiência [148].
O uso da informática aplicada ao cuidado do paciente vem crescendo nos hospitais.
Entretanto deve-se ressaltar que não tem proporcional avanço nas escolas de graduação
médica, repetindo a histórica resistência a mudanças da educação médica [149].
6.9 IMPLICAÇÕES ORGANIZACIONAIS
Com a utilização de um PACS o tempo necessário para a realização do exame é menor.
No entanto as implicações no tempo de interpretação não são bem descritas, pois há
possibilidade de ajustes na qualidade da imagem após a aquisição, o que pode consumir
tempo. O laudo do exame e a sua visualização podem ser obtidos a partir das unidades
clínicas em menor tempo, estando disponíveis a qualquer momento em qualquer parte do
hospital. As imagens estocadas podem ser obtidas com curto tempo de busca, incluindo-se as
mais antigas, com baixa taxa de perda de exames e de qualidade. Há redução do número de
exames refeitos devido a erros. Ocorre diminuição no tempo para tomada de decisão médica.
Também há redução no tempo de espera na sala de recepção e no serviço de radiologia, além
da diminuição no atraso dos exames marcados. É possível consultar especialistas à distância
com relativa facilidade. Apesar de ainda não estar adequadamente estudada existe a
possibilidade de redução na permanência hospitalar do paciente. Neste contexto pode-se dizer
que a possibilidade de telerradiologia está mais próxima de uma realidade do que a de
telemedicina [86]; [85].
Um exemplo de implantação e descrição de algumas implicações organizacionais pode
ser obtido de um Hospital de Toronto, onde desde 1994 a única forma de arquivar exames é o
formato digital. Este hospital usa uma rede de imagens com arquitetura cliente servidor,
protocolo Ethernet 10 Mb/s, com processadores Pentium® e sistema operacional UNIX®. Os
programas de computador têm as funções de capturar, exibir, processar, gerar laudos,
transmitir as imagens para as unidades de interesse, capacidade de importar e exportar
imagens, além de tarefas de comunicação via rede. O armazenamento tem configuração
104
automática em caixa de discos ópticos de 5,25 polegadas WORM. O exame é realizado e as
imagens somente ficam disponíveis para que sejam selecionadas, editadas ou apagadas até
que o exame seja fechado, após, por uma questão de inviolabilidade, as imagens e laudos não
podem ser modificados. Os exames realizados em aparelhos portáteis são armazenados
temporariamente até serem transferido para a rede. Um programa de ensino foi incluído de
forma que os arquivos de interesse didático possam ser localizados rapidamente. A redução
no uso de filme caiu para menos de 8% do que antes do PACS ser implantado. Para pacientes
internados não há uso de filmes. O tempo necessário para disponibilização de imagens de
ultra-sonografia foi de até 45 segundos, quando eram imagens on line referente a exames
efetuados no mesmo dia; sendo de 2 a 3 minutos para exames efetuados na última semana e 3
a 5 minutos para exames realizados há 3 meses ou mais. Não houve perdas de exames em um
ano de funcionamento. Uma unidade de ultra-sonografia manejou o mesmo número de
pacientes utilizando 20% menos de tempo, com correspondente redução no tempo de trabalho
médico. Houve consenso entre os profissionais do setor de que a satisfação quanto às
condições de trabalho era maior [150].
A implantação de um PACS tem implicações técnicas no que diz respeito a cabeamento,
disponibilização de fontes de alimentação de forma contínua e com aterramento adequado.
Sendo necessário um novo tipo de profissional com conhecimento de computação, internet,
redes, editoração gráfica e secretariado [83].
Mesmo não sendo objetivo deste estudo analisar estratégias preventivas para evitar
violação dos dados armazenados em computador, é importante ressaltar que não se pode criar
um sistema de imagem em saúde, sem implementar medidas de segurança de alta qualidade.
A informação pode ser violada por problemas no sistema ou por comportamento dos usuários.
As principais preocupações são acesso não autorizado, cópia, modificação e até mesmo a
possibilidade de que informações de milhares de pacientes sejam destruídas em minutos
[151].
Sob o ponto de vista da estratégia adotada na implantação do PACS um objetivo inicial,
pode ser a eliminação do uso de filmes e num segundo momento a completa eliminação do
uso de papel no processo de solicitação, gerenciamento e laudo. Este último objetivo é mais
facilmente alcançado, se o sistema de informação hospitalar, que já está funcionando, tem boa
integração com o de imagem [150].
105
6.10 CUSTOS
No cálculo econômico o custo para produzir, manejar, arquivar, manter e recuperar
estas imagens de forma digital deve ser comparado com aqueles dos filmes. A metodologia
para avaliar os custos totais nesta área ainda não foi plenamente desenvolvida e a literatura
sugere análise individual de cada hospital. Alguns trabalhos mostram aumento de custo,
outros evidenciam diminuição. O sistema ABC (activity-based accounting) utilizado por
Alanen para análise do custo de implantação de radiologia digitalizada pode ser usado como
modelo, desde que seja adaptado para as condições locais [152]. O elevado custo inicial para a
implantação é recuperado com redução dos gastos com geração manejo e arquivo dos filmes
[84]. Na radiografia computadorizada a imagem com exposição inadequada será suprimida
sem custo. A redução de espaço físico para o armazenamento é grande e inquestionável. O
ganho de tempo do clínico que trabalha em um hospital com PACS implantado pode ser da
ordem de 20%. O custo com pessoal de informática é maior, sendo que diminui com
profissionais de arquivo e secretárias. Há um ganho de produtividade por parte dos técnicos
em radiologia. É indiscutível o ganho na organização da informação produzida pelo
departamento de radiologia e demais sistemas de informação do hospital [84].
Sob o ponto de vista de decisão de implantar um sistema de armazenamento digital de
imagem, pode não ser compensador sob o ponto de vista financeiro se houver necessidade de
trocar todo o sistema de captura. Mas se o departamento, por necessidade, está fazendo uma
compra de novo equipamento com possibilidade de captura digital, o armazenamento digital
passa a ser efetivo sob o ponto de vista de custos. A redução de custos é mais facilmente
medida com a redução na compra de filmes, estrutura para revelá-los e arquivá-los [150].
Por exemplo, o custo estimado para gravar um único exame de cinecoronariografia, em
filme de 35 mm, em 1996, era de U$ 100,00 [57], hoje em CD-ROM o valor é inferior a 5%
do que na época. Um estudo italiano comparou custos em dois laboratórios de hemodinâmica,
um com gravação digital em CD-ROM e outro com filme de 35 mm, ambos funcionando no
mesmo período de tempo, na mesma área geográfica, com amortização dos custos do
equipamento em três anos e mostrou que o custo do exame digital é substancialmente mais
baixo [153].
6.11 CONCLUSÃO
Em resumo, os dois principais motivos para se implantar um sistema de comunicação e
arquivamento de imagens médicas é a melhora da eficácia no sistema de atendimento à saúde
106
e a redução dos custos, ao diminuir o retrabalho. A implantação deve ser gradual e os
resultados analisados caso a caso. Ir nesta direção é uma decisão administrativa e estudos de
custos locais necessitam ser feitos. Hospitais onde a maioria das imagens já é gerada no
formato digital tem mais vantagens na implementação de um PACS. Descreveu-se aqui uma
revisão da bibliografia sobre o tema, com a finalidade de servir como substrato para tomada
de decisões.
O sistema de emissão de laudo de exames deve disponibilizar dados clínicos e exames
prévios do paciente, ser de fácil uso, não aumentar o tempo de interpretação do exame, ser
feito em computador de modo sistematizado para que as informações possam ser localizadas
em banco de dados. Idealmente, exame ambulatorial deveria chegar acompanhado de laudo,
via rede, ao médico assistente, antes que o paciente saia do departamento de radiologia.
Quando se vai avaliar o desempenho de PACS no que diz respeito ao cumprimento da
norma DICOM os seguintes grupos devem ser analisados: conformidade DICOM, sistema de
armazenamento e arquivo de imagens, desempenho em rede, desempenho da estação de
trabalho, sistema de informação em radiologia RIS, interface HL7, desempenho em
telerradiologia, controle de qualidade da funcionalidade e gerenciamento de falhas [154].
Deve ser dedicada grande atenção à integração entre RIS e HIS, pois é um ponto crítico na
boa operacionalização do PACS.
Quando da finalização do presente estudo, já estava funcionando no HSVP, em fase de
teste, um equipamento de radiografia computadorizada, com dispositivo de armazenamento,
monitor de alta resolução para interpretação na radiologia e terminal na sala de emergência,
para visualização pelo médico que solicitou o exame. Esta pequena rede de imagens em fase
de teste pode ser considerada o início da construção do PACS do HSVP.
107
CAPÍTULO 7
7. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
7.1 INTRODUÇÃO
Neste momento, na maior parte dos hospitais brasileiros e do mundo, a possibilidade
de se ter imagens digitais, para uso em computadores pessoais, praticamente não está
disponível, demonstrando a relevância atual deste estudo. O trabalho desenvolvido mostrou
ser esta possibilidade viável na instituição estudada. Entretanto, a sua aplicação em outros
contextos hospitalares deve ser adaptada às condições encontradas, aos objetivos desejados e
aos recursos financeiros disponíveis. Também se ressalta que a informática vem apresentando
rápidas transformações. Por este motivo, os dados aqui apresentados devem ser interpretados
como tendo valor temporário, isto é, alguns aspectos do presente trabalho são transitórios.
7.2 DISCUSSÃO E CONCLUSÕES
As imagens encontradas no hospital em estudo podem ser agrupadas naquelas não
eletrônicas, nas analógicas dinâmicas, nas digitais dinâmicas e digitais estáticas. As impressas
em meios não eletrônicos estão em filmes radiográficos, fotografias em papel, diapositivos,
negativo de filmes fotográficos e películas de filmes animados. Os equipamentos produtores
de imagens analógicas podem ter saídas nos sistemas de vídeo RGB, Y/C ou vídeo composto
em NTSC. As filmagens analógicas estão gravadas em fitas VHS com sistema PAL-M ou
NTSC. Os geradores de imagens digitais podem disponibilizar imagens no formato DICOM,
ou somente em padrão proprietário. As características de cada uma delas foram estudadas e
encontraram-se os caminhos para disponibilizá-las em arquivo compatível com programas de
imagens para computadores pessoais. Somente não foram estudados os equipamentos de
densitometria óssea e cintilografia, pois o acesso a elas e aos seus arquivos não foi autorizado.
Também não se encontrou solução para um dos tomógrafos, que trabalha com padrão
proprietário, não exporta formato DICOM e não disponibiliza os códigos fontes. Para exportar
DICOM a empresa responsável vende uma estação de trabalho, porém seu custo é elevado.
Procurou-se apresentar este trabalho através de um texto com linguagem não técnica,
acessível para profissionais da área médica, de informática e administração hospitalar, mais
inteligível do que usualmente são apresentados os textos que descrevem a norma DICOM e
outras informações técnicas. Buscou-se com isto facilitar a disseminação de conhecimento
108
nesta área, fornecendo subsídio teórico para a formação de profissionais conhecedores do
assunto.
Na parte em que houve necessidade de programação demonstrou-se que é possível o
desenvolvimento de aplicativos que atendam as necessidades dos usuários de imagem médica,
sem custo elevado. Várias referências bibliográficas e endereços na internet citados neste
trabalho dão acesso a ferramentas que podem ser usadas para a criação de programas
adequados, com baixo custo e boa qualidade. Ressalta-se que esta área é bastante dinâmica.
Por exemplo, o eFilm® que é um programa para imagens hospitalares era gratuito e
posteriormente o seu uso passou a ser cobrado. Caso não venha a ter um custo elevado pode
continuar a ser uma solução pronta, útil para banco de imagens de alguns hospitais. Se o custo
vir a inviabilizar o seu uso pode ser necessário desenvolvimento de solução local por meio de
programação.
Uma alternativa, para quem já trabalha há bastante tempo com um determinado
programa de edição de imagem, em seu PC é a possibilidade de buscar na internet ou
desenvolver um plug in para ter imagens DICOM no programa que já é de seu conhecimento.
Com relação à distribuição, a imagem certa deve estar no local certo, com a resolução
adequada e ser exibida pelo usuário em tempo aceitável com o menor número de comandos
possível. Na estação de trabalho do radiologista ela deve ser disponibilizada com resolução
máxima, também deve permitir a interpretação seqüencial dos exames e a comparação com
outros anteriores usando apenas um comando.
Um aspecto que sempre deve ser observado quando vai se fazer a apresentação de um
vídeo digital em um outro computador diferente daquele onde ele foi produzido é ter instalado
o CODEC, para que a imagem seja exibida.
Um estudo de caso como este, com vasto levantamento bibliográfico pode trazer
contribuições para a evolução das áreas ainda pouco utilizadas como a telerradiologia e
telemedicina, levando melhores condições de trabalho para médicos em áreas rurais, por
propiciar a comunicação com radiologistas e consultores em centros especializados. Isto tem
importância social e econômica, em um país com distâncias tão grandes e concentração de
especialistas em cidades maiores, como o Brasil.
7.3 SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS
Durante este trabalho constatou-se a necessidade do desenvolvimento de diversos
dispositivos que facilitem a obtenção e tratamento das imagens médicas. Por exemplo, seria
109
útil o desenvolvimento de um módulo de gravação digital, conectado a disco magneto-óptico,
que seja sensível ao comando de voz, para controlar a gravação de cirurgias possibilitando
que o cirurgião, mesmo com ambas as mãos ocupadas providencie a gravação das partes
relevantes da videocirurgia. Se este dispositivo de gravação for móvel poderia ser deslocado
para gravações em todos os locais onde imagens analógicas necessitassem de digitalização,
até que uma rede de alta velocidade esteja disponível em todas as áreas do hospital.
Para planejar o dimensionamento da quantidade de memória necessária e a largura de
banda da rede, em uma instituição que está implantando um PACS seria necessário se
pesquisar a quantidade de informação produzida pelos equipamentos geradores de imagem
por dia. Para tal deve-se pesquisar detalhadamente o volume de informação gerado por cada
tipo de exame criando-se uma planilha semelhante à tabela 4.
À medida que departamentos de imagem vêm sendo informatizados estudar as
repercussões sob o ponto de vista de custo seria desejável. Internacionalmente poucos
departamentos de radiologia estão funcionando totalmente sem filmes e sem papel, as reais
implicações destas mudanças necessitam ser mais bem documentadas, para que se possa
avaliar corretamente as implicações desta postura.
O HIS no hospital estudado não segue padrões de nomenclatura SNOMED-HL7.
Portanto, sugere-se que a área de prontuário hospitalar inicie estudo para uso desta
terminologia na sua codificação. No futuro, evoluções devem ser acompanhadas com atenção,
pois a padronização neste campo do conhecimento humano está sendo construída. Os
resultados aqui descritos devem ser reavaliados periodicamente, confrontando-os com
avanços que venham a surgir.
Para fabricantes há uma lacuna não atendida na área de equipamentos médicos. Trata-
se de uma máquina fotográfica digital que gere arquivos DICOM. Deveria ter alta resolução
para aquelas imagens que assim exijam; teria que permitir gravação de voz; ter adaptador para
microscópio; e por último disponibilizar registro de voz com a finalidade de inserir as
informações referentes à imagem.
7.4 IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA DE IMAGEM HOSPITALAR
Ao se planejar um sistema de imagem de um hospital o PACS deve estar preparado
para receber imagens dos diferentes equipamentos de radiologia, cardiologia, patologia e
outros setores produtores usando padrão DICOM, ser integrado ao HIS, ambos utilizando a
110
terminologia SNOMED-HL7. As informações sobre estes padrões foram descritas no capítulo
seis.
A possibilidade de recuperação de grupo de imagens, referente a uma determinada
doença, com a finalidade de uso em pesquisa é desejável e isto deve ser incluído no
planejamento. Esta busca deve ser feita em todo o arquivo de imagens do hospital e demorar
um curto período de tempo. Para que isto seja possível é necessário o uso de palavras chaves
no arquivo DICOM, à semelhança do que já é viável de ser feito em arquivos de textos [155].
Ficou implícito durante a realização deste trabalho que a disponibilização de uma
estação de tratamento de imagem com finalidade didática; definida como sendo o local para
onde as imagens de interesse científico são enviadas para armazenamento, classificação,
edições, indexação em banco de dados, posterior comercialização ou disponibilização para
fins didáticos; seria proveitoso, pois centralizaria as informações de interesse didático e
científico.
O conhecimento sobre a importância da compatibilidade entre equipamento por parte
dos responsáveis pela compra dos dispositivos de imagens poderia reduzir custos, pois uma
impressora de filmes, DICOM compatível poderia imprimir imagens de diferentes
equipamentos. Enquanto que uma estação de trabalho poderia mostrar diferentes modalidades
de exames e um dispositivo de armazenamento guardar imagens oriundas de qualquer local.
Haveria menor ociosidade de equipamentos. Para possibilitar este tipo de rede o cuidado que
deve ser tomado, ao se comprar novos equipamentos é a análise da sua compatibilidade
DICOM-3. O usuário final, sem conhecimento técnico de imagens digitais, não pode ao
comprar um equipamento ou programa compatível com DICOM, esperar que tenha um
equipamento tipo plug and play. Entretanto, pode ter a expectativa que o equipamento esteja
operando de acordo com a norma e necessitará de conhecimento específico para a ligação em
rede.
Ao se planejar um sistema de imagem devem-se analisar os novos recursos de
máquinas e programas que continuamente surgem no mercado. O presente estudo fornece
uma base de informações sobre o que existe, facilitando o avanço a partir deste ponto. É
importante destacar que este assunto está em contínua evolução, podendo os conteúdos
apresentados sofrer mudanças rápidas. Entretanto, o que foi aqui apresentado expressa bem o
momento em que foi estudado.
Provavelmente, por muito tempo as imagens dinâmicas ainda vão ser adquiridas na
forma analógica, para posteriormente serem digitalizadas. Levando-se isto em consideração e
sabendo-se que, indubitavelmente o sinal RGB é o que dá a melhor qualidade de imagem
111
[117], na compra de novos equipamentos com saída analógica deve-se dar preferência para
sistemas que funcionem com sinal RGB. A aquisição deve ser feita com a melhor qualidade e
resolução possível para gerar o arquivo de referência. Após, dependendo da finalidade pode-
se criar um outro menor mudando o tipo de arquivo ou o grau de compressão. Adquirir com
baixa resolução cria um ponto de afunilamento que não pode ser recuperado posteriormente.
Um exemplo a ser evitado é gravar uma imagem dinâmica com a baixa resolução de uma fita
VHS, posteriormente digitalizá-la e exibi-la em um equipamento com maior resolução como
um projetor de multimídia SVGA, que tem resolução 800 x 600, ou XGA com 1.024 x 768
[156].
Com a possibilidade de telerradiologia, telepatologia, telemedicina, educação à
distância e deslocamento de pacientes com suas informações médicas, a tendência será a
evolução de clínicas e departamentos de imagem isolados, para outros que possam trocar
dados. Estratégias técnicas, políticas públicas e jurídicas devem ser implementadas com a
finalidade de assegurar a privacidade do paciente e a segurança dos seus dados clínicos, que
estarão conectados a redes. Não basta que a segurança avance no padrão DICOM, a sua
implementação deve ser local e as implicações éticas também devem ser avaliadas a nível
local.
A viabilidade de interconectividade e interoperabilidade entre diferentes sistemas de
saúde exige esforço internacional, governamental, institucional pelos prestadores de serviços
de saúde, principalmente no que diz respeito à utilização de padrões. Esta é uma pesquisa ao
nível de instituição que busca soluções locais, integradas dentro do contexto global.
Deve-se ter claro que o objetivo final de todos os esforços para avançar na área de
informática médica é a melhora do atendimento em saúde e da qualidade de vida do cidadão.
A tendência do uso de computadores em imagens biomédicas é nítida, ir nesta direção é
antecipar a qualidade de atendimento que o indivíduo terá no futuro, elevando o conceito da
instituição que assim fizer.
112
ANEXO 1 - GRANDEZAS DA LUZ
Para que haja visualização das imagens há necessidade de luz, por este motivo
descrevem-se as suas principais grandezas, as quais são: fluxo, intensidade e luminância. O
fluxo luminoso é a quantidade total de energia luminosa emitida ou refletida por um objeto, é
expresso em lumens (lm). A intensidade luminosa é definida como o fluxo de luz por ângulo
sólido, é expressa em candelas (cd), origina-se da intensidade da chama de uma vela vista no
plano horizontal. A luminância é a intensidade luminosa por unidade de superfície aparente
do objeto luminoso, é expressa em cd/m2. Todas as três grandezas são do objeto emissor de
luz, pode-se também analisar a quantidade de luz que atinge determinada superfície, é o
iluminamento. Definido como o fluxo luminoso por unidade de superfície iluminada, é
medido em lux; um lux é o iluminamento produzido por um fluxo de 1 lm que incide sobre
uma superfície de 1 m2. Para informar referenciais conhecidos, uma página impressa que
permite sua leitura tem 102 cd/m2, já a tela do cinema 105 cd/m2. O olho humano tem uma
faixa de sensibilidade luminosa de 10-6 cd/m2 até 107 cd/m2.
Outro fator que contribui para a qualidade da imagem, mas é uma característica da
iluminação do campo filmado é a temperatura da cor. Ela é medida em graus Kelvin (K).
Cada tipo de lâmpada tem uma temperatura de cor característica: a halógena é de 3.600 K,
xenônio de 5.600 a 6.000 K e a luz do sol de 6.000 K. Se um material pudesse ser aquecido
até 6.000 K, sem carbonizar, ele emitiria uma luz equivalente à do sol. Quanto mais próxima
de 6.000 K, mais branca será a luz e, portanto as cores serão mais fiéis. Uma luz com
temperatura superior a 6.000 K gerará cores mais pálidas, mais próximas do branco. O ajuste
de branco das câmeras de videocirurgia tem a finalidade de diminuir as diferenças entre os
diferentes tipos de lâmpadas. Ter conhecimento desta determinante é importante não somente
para imagens analógicas, mas também para imagens digitais [157].
113
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. PEETRONS, P., Perspectives d'avenir en imagerie medicale. Rev Med Brux, 20(4): p.
362-4, 1999.
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