Progressi nella diagnostica per immagini che hanno trasformato l'assistenza sanitaria

Poco più di cento anni fa, l'avvento dei raggi X fu considerato un salto significativo nella diagnosi medica. Nel corso dell'ultimo secolo, la semplice radiografia si è espansa in un campo specializzato: la diagnostica per immagini. I raggi X sono stati sfruttati utilizzando una tecnologia migliore tramite scansioni TC digitalizzate e sono emerse nuove tecniche di diagnostica per immagini, come la risonanza magnetica (MRI) e l'ecografia. Le modalità di imaging medico continuano a evolversi e perfezionarsi. Man mano che il processo di imaging vero e proprio progredisce, vi è un parallelo, ed egualmente importante, miglioramento nella gestione delle immagini mediche e del flusso di lavoro associato. In questo articolo, ci concentriamo sui progressi più importanti nella diagnostica per immagini che hanno trasformato il modo in cui i medici esaminano e curano i pazienti.

Lo Standard DICOM

L'imaging medico viene utilizzato principalmente per diagnosticare malattie e monitorarne il progresso. È essenziale che le immagini prodotte siano della massima qualità poiché hanno un impatto diretto sugli esiti per il paziente. Per mantenere la qualità, una serie di standard per le immagini mediche è stata sviluppata congiuntamente dall'American Society of Radiology e dalla National Electrical Manufacturers Association. È nota come standard DICOM, acronimo di Digital Imaging and Communications in Medicine. Le immagini prodotte da tutto l'hardware di imaging medico devono essere conformi alle caratteristiche descritte in questo standard. Inoltre, è disponibile un formato specifico per l'archiviazione e la condivisione delle immagini mediche, denominato formato DICOM.

Tutte le apparecchiature di imaging medico prodotte oggi dovrebbero essere conformi agli standard DICOM. La visualizzazione delle immagini così prodotte non può essere effettuata da normali programmi di imaging disponibili su un PC standard. È richiesto uno speciale programma di diagnostica per immagini, noto come workstation DICOM. Per uso commerciale nella diagnosi medica, tali programmi di diagnostica per immagini devono essere approvati dalla FDA e necessitano di una licenza speciale. Queste misure garantiscono che qualsiasi applicazione sviluppata per scopi clinici sia in grado di raffigurare accuratamente immagini mediche di alta qualità.

Archiviazione PACS

Con l'arrivo della diagnostica per immagini digitalizzata, la necessità di sviluppare pellicole a raggi X è notevolmente diminuita. Tuttavia, le immagini digitali vengono ancora convertite in "pellicole" con l'aiuto di stampanti. Le pellicole di imaging richiedono un'adeguata conservazione nelle giuste condizioni per evitare danni nel tempo. Il recupero di queste immagini dall'archivio può essere un processo lungo e richiede personale dedicato per la tenuta dei registri.

Il PACS, acronimo di Picture Archiving and Communications System, elimina la necessità di archiviazione fisica e recupero delle pellicole. È fondamentalmente una piattaforma per l'archiviazione virtuale e il recupero di immagini mediche. Il PACS consente di gestire enormi volumi di dati relativi alle immagini mediche. Qualsiasi computer collegato a un server PACS specifico è in grado di recuperare le immagini DICOM e visualizzarle e persino modificarle. L'ultima innovazione è stata l'introduzione del PACS basato su cloud, dove invece dell'archiviazione locale, il PACS è ospitato su Internet e qualsiasi utente connesso a Internet, con le giuste credenziali, può accedere alle immagini.

Il PACS non solo ha semplificato l'archiviazione e il recupero, ma ha anche reso la teleradiologia una realtà. Oggi, i radiologi non devono necessariamente essere presenti nella stessa area in cui vengono acquisite le immagini. Possono visualizzare le immagini da diverse posizioni geografiche e fornire la loro opinione di esperti. Attraverso la teleradiologia, un singolo radiologo può generare referti per immagini provenienti da più ospedali. Ciò consente di risparmiare tempo e risorse preziose e aiuta a ridurre i costi sanitari.

Imaging in tempo reale

Venuta meno la necessità di sviluppare o stampare pellicole, il processo del flusso di lavoro per l'acquisizione e la visualizzazione delle immagini mediche è migliorato. L'Imaging in tempo reale è un concetto in cui non vi è alcun ritardo tra l'acquisizione delle immagini dal paziente e la loro visualizzazione da parte del medico. I radiologi possono letteralmente visualizzare le immagini mentre il paziente è ancora all'interno dello scanner.

L'interpretazione più rapida delle immagini diagnostiche mediche porta a una diagnosi immediata, che a sua volta consente un rapido intervento medico. La diagnostica per immagini in tempo reale svolge un ruolo significativo nelle emergenze. Ad esempio, nei pazienti traumatizzati, la lesione intra-addominale veniva precedentemente determinata mediante laparoscopia diagnostica o lavaggio peritoneale, entrambe procedure invasive. Oggi, tuttavia, lo standard di cura è l'uso della FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), che utilizza un'ecografia in tempo reale per determinare rapidamente se un paziente ha subito o meno una lesione intra-addominale. L'imaging ecografico in tempo reale viene utilizzato anche per monitorare la salute del feto in utero e valutare i parametri di crescita.

Imaging Funzionale

La maggior parte dei sistemi di diagnostica per immagini è progettata per diagnosticare anomalie anatomiche o strutturali. La moderna diagnostica per immagini, oltre a ciò, può anche valutare le anomalie nella funzione dei tessuti e degli organi. Ciò include il rilevamento di anomalie nei processi fisiologici come il metabolismo e il flusso sanguigno. L'imaging funzionale è in gran parte ottenuto attraverso la medicina nucleare. La medicina nucleare è una specialità della radiologia che prevede l'iniezione nel corpo di molecole "marcate" radioattivamente. Queste molecole radioattive possono essere assorbite preferenzialmente da organi specifici per vari processi fisiologici. Dopo l'assorbimento, gli organi possono emettere radiazioni, che vengono rilevate da scanner esterni come "punti caldi" (hot spots). Ad esempio, la tomografia a emissione di positroni (PET) riflette l'assorbimento del glucosio radiomarcato da parte delle cellule. Le cellule che hanno un'aumentata attività metabolica, in particolare le cellule tumorali, tendono ad assorbire più glucosio. Questa tecnica viene quindi utilizzata per identificare le aree di metastasi all'interno del corpo. Un'altra tecnica di imaging funzionale è l'uso delle scintigrafie tiroidee, che vengono utilizzate per rilevare l'ipertiroidismo. Queste scansioni dipendono dall'assorbimento di iodio radioattivo da parte delle cellule tiroidee.

La maggior parte delle tecniche di imaging funzionale, se usate da sole, possono essere difficili da interpretare. Questo perché, sebbene rilevino aree di attività fisiologica anormale, può essere difficile orientare queste aree anatomicamente. Ciò può essere superato da una tecnica chiamata fusione di immagini. I moderni programmi di diagnostica per immagini consentono la fusione di due o più tecniche diagnostiche. Ad esempio, la fusione di una scansione PET con una scansione TC può aiutare a identificare se c'è o meno metastasi e può anche identificare con precisione le zone anatomiche in cui si è verificata la metastasi.

Tecniche di post-elaborazione

Le tecniche di post-elaborazione si riferiscono agli interventi applicati alle immagini diagnostiche mediche dopo che le immagini sono state acquisite dal paziente. Le tecniche di post-elaborazione vengono solitamente eseguite utilizzando un programma avanzato di diagnostica per immagini. Forniscono al radiologo informazioni che non sono disponibili semplicemente guardando le immagini originali. Alcune delle tecniche di post-elaborazione più utili utilizzate nella diagnostica per immagini sono le seguenti:

• Ricostruzione 3D: Un inconveniente critico della diagnostica per immagini è che è di natura bidimensionale. Tuttavia, la tecnologia recente consente di visualizzare le immagini come oggetti tridimensionali, prendendo più fette di immagine e impilandole insieme. Ciò consente un migliore orientamento anatomico ed è più facile da interpretare. Aiuta anche a comprendere la relazione tra le varie strutture. Un'altra forma di ricostruzione 3D è la ricostruzione multiplanare. In questo caso, il radiologo può prendere l'oggetto 3D, ruotarlo a piacimento e affettarlo con qualsiasi angolazione, diversa dalle fette originariamente acquisite. Queste tecniche aiutano il radiologo a visualizzare virtualmente la struttura anatomica come se la tenesse fisicamente in mano e la sezionasse, fornendo un livello di precisione ineguagliabile.

• Proiezioni di intensità: Si basa sulla premessa che diverse strutture all'interno del corpo assorbiranno e rifletteranno diverse quantità di radiazioni, il che si rifletterebbe nei loro numeri TC. Nelle proiezioni di massima intensità (MIP), vengono visualizzate solo le regioni che hanno i numeri TC più alti. La MIP è molto utile nell'angiografia TC, dove aiuta a distinguere i grandi vasi sanguigni da altre strutture anatomiche. Nelle proiezioni di minima intensità (MINIP), vengono visualizzate solo le regioni che hanno i numeri TC più bassi. La MINIP è estremamente utile nelle malattie del parenchima polmonare, che si presentano come valori TC ipoattenuati. Ad esempio, nei pazienti con bronchiolite obliterante costrittiva, le alterazioni TC sono estremamente sottili. L'uso della MINIP può rendere questi cambiamenti più evidenti.

Alcune tecnologie dirompenti per il futuro dell'imaging medico

Intelligenza Artificiale

L'intelligenza artificiale (IA) è un fronte entusiasmante che si sta lentamente facendo strada nella diagnostica per immagini. L'intelligenza artificiale è la capacità delle macchine di prendere decisioni cognitive, come l'apprendimento e la risoluzione dei problemi. Alimentando i computer con algoritmi di deep learning, essi possono imparare a distinguere tra vari modelli digitali e possono quindi aiutare nella diagnosi. Un team di ricercatori dell'Università di Stanford, ad esempio, ha sviluppato un tale algoritmo per le radiografie del torace. I ricercatori affermano che utilizzando questo algoritmo, i computer possono riconoscere la presenza o l'assenza di polmonite meglio dei radiologi. Il team di radiologia dell'UCSF nel frattempo sta collaborando con GE per sviluppare una serie di algoritmi che possono aiutare a distinguere tra radiografie del torace normali e anormali. Un'altra applicazione medica, chiamata Viz, aiuta a controllare più immagini attraverso diversi database ospedalieri per le ostruzioni dei grandi vasi (LVO), che sono indicative di ictus imminente. Se viene rilevata una LVO, il software può avvisare sia lo specialista dell'ictus che il medico di base del paziente per garantire che il paziente riceva un trattamento tempestivo.

Integrazione dei sistemi di imaging

Mentre il PACS archivia le immagini mediche, altre informazioni mediche sono archiviate in sistemi diversi. Ad esempio, i sistemi informativi sanitari (HIS) archiviano le informazioni relative alla storia medica del paziente, ai dettagli clinici e alle indagini di laboratorio. I sistemi informativi radiologici (RIS) gestiscono i dati di imaging oltre alle immagini vere e proprie, come impegnative, richieste, dettagli di fatturazione e interpretazioni. Tutti questi sistemi informativi sono separati l'uno dall'altro. Tuttavia, nel trattare un paziente, un medico deve spesso avere tutti questi dettagli insieme a portata di mano per fare una diagnosi e pianificare il trattamento. Integrare tutti i sistemi informativi in un'unica cartella clinica accessibile tramite un unico server può aiutare a semplificare il flusso di lavoro e migliorare sia l'accuratezza che la produttività.

Quali sono le sfide mentre la diagnostica per immagini continua a evolversi?

• Aumento dei costi sanitari: Mentre la diagnostica per immagini continua a fare passi da gigante, ogni nuovo sviluppo ha un costo. Il costo della tecnologia stessa, il costo della ricerca e il costo dell'implementazione si riflettono infine come un parametro: l'aumento del costo dell'assistenza sanitaria per il paziente. Forse è per questo che le nazioni in via di sviluppo si affidano ancora all'imaging a raggi X manuale e alle pellicole sviluppate manualmente per la diagnosi delle malattie di base, e riservano le tecniche di imaging avanzate per condizioni di salute più complesse. Tuttavia, se tutti devono beneficiare dei progressi nella diagnostica per immagini, è necessario compiere sforzi per mantenere il costo delle nuove tecnologie mediche a livelli accessibili.

• Protezione dei dati e della privacy dei pazienti: Poiché la diagnostica per immagini si affida maggiormente alle tecnologie basate sul web, le informazioni sui pazienti vengono caricate e archiviate online. Esiste una protezione di base, in quanto solo specifici account utente di proprietà di medici e ospedali possono accedere ai server PACS. Quando le immagini vengono esportate per scopi didattici o di ricerca, esiste un'opzione per anonimizzare i dati che potrebbero essere utilizzati per identificare i pazienti. Ciononostante, ci sono state preoccupazioni riguardo alla violazione dei dati e alla perdita della privacy dei pazienti. Vi è un urgente bisogno di misure politiche da adottare che garantiscano la protezione dei dati di imaging medico sui server PACS.

Diagnostica per immagini avanzata a portata di mano—con PostDICOM!

PostDICOM aiuta Lei e il Suo studio a stare al passo con il panorama in continua evoluzione dell'imaging diagnostico avanzato. Questo programma di diagnostica per immagini robusto, ma facile da usare, è un moderno visualizzatore di immagini DICOM con diverse funzionalità avanzate. PostDICOM offre una piattaforma PACS basata su cloud ed è supportato su più sistemi operativi tra cui Windows, Mac OS, Linux e Android. Le consente di accedere ai Suoi file DICOM ovunque, da qualsiasi dispositivo. PostDICOM dispone di sofisticati strumenti di post-elaborazione che consentono una diagnosi e una pianificazione del trattamento superiori. Sebbene il nostro PACS sia basato su cloud, i dati dei pazienti sono completamente sicuri. Manteniamo i dati dei pazienti separati per regioni geografiche, tutti i dati sono crittografati e vengono utilizzati sistemi SSL sicuri per la comunicazione. Le immagini possono essere anonimizzate prima del caricamento sul server PACS. PostDICOM è gratuito da provare con tutte le funzionalità per un tempo limitato! L'archiviazione può essere aggiornata a un costo nominale. Per sfruttare la potenza dell'imaging medico avanzato, visiti postdicom.com e provi oggi stesso il Suo visualizzatore gratuito!