SAIRAALALI ITTO Tietojärjestelmien jaosto TERVEYDENHUOLLON ATK-PÄIVÄT s Jyv5skyl3. hotelli Laajavuori

Transkriptio

1 SAIRAALALI ITTO Tietojärjestelmien jaosto TERVEYDENHUOLLON ATK-PÄIVÄT s Jyv5skyl3. hotelli Laajavuori

2 ATK:N KAYTTO DIAGNOSTIIKASSA JA TERAPIASSA - kehitysnakymat kuvankasittelyssa - esimerkki uudesta sadehoidon annossuunnittelujarjestelmasta Ahti Rekonen Keski-Suomen sairaanhoitopiiri Jyväskylä Lääketieteellisen automaattisen tietojenkäsittelyn keskeiset sovellutusalueet ovat radiologiassa. Isotooppitutkimuksissa (gammakuvauksissa) perusinformaatio on jo luonteeltaan digitaalista. 70-luvulla kehittynyt tietokonetomografia perustuu koko kuvankasittelyltaan tietokoneen käyttöön; myöhemmatkin kuvantavan radiologian kehitysaskeleet (esim. magneettikuvaus) sisältävät olennaisina piirteinaan digitaalista tekniikkaa. Perinteinen röntgenkuvaus ja läpivalaisu ovat kuitenkin analogista tekniikkaa; suurimmat tietokoneistamisongelmat liittyvatkin tähän radiologian paaalueeseen. Terapeuttinen radiologia, sadehoito, sisältää suunnittelusta toteutukseen saakka tarkkoja numeerisia parametreja. Sadehoidon parametrit ovat joko alunperin digitaalisia tai helposti digitalisoitavissa, joten tietokonepohjainen tiedon käsittely ja siirto on sadehoidossa miltei itsestaanselvyys. Taman esityksen puitteissa kasittelen yleistä problematiikkaa ja kehitysnäkymiä laaketieteellisessa kuvantamisessa seka sadehoidon puolelta sadehoidon laitteita yhdistävää tietoverkostoa, jonka olennaisena osana on hoidon ATK-annossuunnittelu.

3 Automaattinen tietojenkäsittely kuvantavassa radiologiassa. Digitaalisen kuvauksen eri vaiheet ovat seuraavat: - kuvan digitalisointi - kuvan käsittely - kuvan siirto - kuvan tallennus ja arkistointi Tietokonetomografiassa, magneettikuvauksessa ja gammakuvauk- sessa kuvan digitointi on selvää jo kuvausmekanismin perus- teella. Varsinainen probleema on tavallisen röntgenkuvan digitalisointi erotuskykyä menettämättä. Mahdollisuuksina on rönt- - genfilmien densitometrointi ja sen jälkeen fotovirran digi- tointi tai röntgenfilmin korvaaminen havaitsijamatriisilla tai laser-herätteisellä fluoroivalla levyllä (fluoresenssivalo di- gitoidaan). Käsittelyssä pyritään ATK-kuva-asemaa käyttäen saamaan kuvasta mahdollisimman suuri informaatio tulkintaa varten. Suurinta huomiota on nykyään kiinnitetty kokonaisval- taisiin kuvan arkistointi- ja siirtomenetelmiin (PACS = Pictu- re Archiving and Communication Systems). Siirtoverkoissa tar- vitaan suuria nopeuksia (n. 10 Mbit/s) ja arkistoinnissa suu- rikapasiteettisia, nopeita massamuisteja (optiset levyt). Laa- jan tietosisallön vuoksi digitaaliseen kuvainformaatioon sovelletaan datakompressiota; kertainen kompressio on mah- - dollista visuaalisen kuvalaadun oleellisesti kärsimättä. Siir- rossa ja arkistoinnissa periaatteelliset ratkaisut, osittain käytännöllisetkin, ovat selviä, mutta verkostojen ja arkisto- järjestelmien rakentaminen on kallista ja yhtenäisyyteen ja yhteensopivuuteen pääsemiseksi tarvitaan PACS-järjestelmiin siirtymisessä koordinoitua yhteistyötä. Röntgenkuvan digitoin- ti on vielä selkiintymätöntä aluetta, eikä tässä vaiheessa voi ennustaa millainen systeemi vakiintuu rutiinikäyttöiseksi.

4 Taulukoissa 1. ja 2. on esitetty eri kuvauslajien matriisikoot seka kuvausten digitoinnin nykytilanne maassamme. Taulukko 1. Kuvantamislaitteiden maksimierottelukykyja vas- taavat matriisikoot. Kuvantamislaite matriisikoko sävyt Digitaaliradiografia (Thorax) Digitaaliangiografia Emissiotomografia Gammakuvaus Magneettikuvaus Ultraäänikuvaus Tietokonetomografia bit (16 bit) 12 bit (16 bit) 16 bit 16 bit 16 bit 8 bit 14 bit Ramö, E: Kuvankäsittelyn laitteistot. PACS-lääketieteessä kurssi. TTKK, Tampere

5 Taulukko 2. Laite- ja tutkimusmäarat Suomessa. MENETELMA LAITE- TUTKIMUS- OSUUS DIGIT. KUVA- PAIKKA- MÄARÄ MÄÄRÄ ASTE MATRII- EROTUS- SIN KYKY KOKO KPL n. KPL n.% % mm RONTGEN 1871 MAMMOGR. (89) LAPIVAL. (430) TIETOKONE- TOM0 (30) DIGITAALINEN VAHENNYS- KUVAUS (5) ISOTOOPPI 50 SPECT (15) PET EHK Ä MAGNEETTI 4 ULTRAAANI KORKEA KORKEA SPECT = GAMMAEMISSIOTOMOGRAFIA PET = POSITRONIEMISSIOTOMOGRAFIA Kiuru, A: Digitaaliset kuvantavat laitteet, ibid. taul.1.

6 Sädehoidon tietoverkko Sädehoidon informaatioverkko on seuraava. Hoidettavan potilaan tietokonetomografiakuvan perusteella laaditaan annossuunnitelma kayttaen hyväksi hoitokoneiden sateilyominaisuuksia (isodoosit). Annossuunnittelussa potilaaseen suunnitellaan kentät niin, että kasvainalue saa riittävän sadeannoksen normaalikudoksen annoksen jäädessä alle toleranssikynnyksen. Kentät tarkistetaan simulaattorissa röntgenkuvauksella. Tarkistuksen jälkeen hoito toteutetaan sädehoitokiihdyttimessä annossuunnittelusta saatuja parametreja kayttaen. Sädehoidon toteutukseen liittyy vielä verifiointijärjestelma, joka estää hoidon toteuttamisen, elleivät koneasetukset (kenttäkoot, suunnat, etäisyydet, annokset) ole samat kuin annossuunnittelussa lasketut. Näin vältetään koneasettelussa inhimilliset virheet, jotka johtaisivat vaaraan sädeannokseen. Kuvassa on esitetty lohkokaavio Keski-Suomen keskussairaalan sädehoidon tietoverkosta. Maassamme on kaikissa sädehoitokeskuksissa (19) päästy siirtymään automaattiseen annossuunnitteluun, ainakin osittain yhteisen projektityöskentelyn ansiosta. Koko sädehoitoa koskeva tietoverkko verifiointijarjestelmineen on myöskin yleistymassä. Suomi on mukana pohjoismaisessa yhteistyöprojektissa (CART = Computer Aided Radiation Therapy). Tämä projekti on vahvistanut ATK:n asemaa sadehoidossa sekä luonut välittömät kontaktit kansainvälisen kehityksen kärkeen. Sädehoidossa seuraavana kehitysvaiheena näyttää olevan paikallisten kliinisten potilasrekisterien kehittaminen. Näiden avulla pyritään selvittämään eri hoitomuotojen tehokkuutta seka seuraamaan sekä välittömien että viivästyneiden sivuvaikutusten esiintyvyyttä. Potilasrekisterien kehittaminen kuuluu myös CART-projektin toimintaan.

7 b. SIMULATOR XIMATRON CX IBM PC/AT MSDOS i VERIFICATION PDP 11/23+ RSX-11M t b h I 4 FIELD MEASUREMENTS CADSCAN DOSCTEK HP 9000/310 I DOSEPLANNING CADPLAN DOSETEK HP 9000/320 HP-UX w FLOPPY DISKSTTE _I - 1 SECONDARY DOSE PLANNINC HOSPITAL'S MAIN COMPUTER VAXll-750 VMS 4.2 CT SCANNER SOMATOM DR3 PDP 11/24 RT- 11XM Kuva. Lohkokaavio sadehoidon tietoverkosta (KSKS).