Vooruitgang in diagnostische medische beeldvorming die de gezondheidszorg heeft getransformeerd

Iets meer dan honderd jaar geleden werd de komst van röntgenstralen beschouwd als een aanzienlijke sprong voorwaarts in de medische diagnose. In de afgelopen eeuw heeft eenvoudige radiografie zich uitgebreid tot een gespecialiseerd vakgebied: diagnostische medische beeldvorming. Röntgenstralen zijn benut met behulp van betere technologie via gedigitaliseerde CT-scans, en nieuwe diagnostische medische beeldvormingstechnieken, zoals MRI en echografie, zijn ontstaan. Medische beeldvormingsmodaliteiten blijven evolueren en verfijnen. Naarmate het eigenlijke beeldvormingsproces vordert, is er een parallelle en even belangrijke verbetering in de verwerking van medische beelden en de bijbehorende workflow. In dit artikel zoomen we in op de belangrijkste ontwikkelingen in medische diagnostische beeldvorming die de manier waarop artsen patiënten onderzoeken en behandelen hebben getransformeerd.

De DICOM-standaard

Medische beeldvorming wordt voornamelijk gebruikt om ziekten te diagnosticeren en hun voortgang te monitoren. Het is essentieel dat de geproduceerde beelden van de hoogste kwaliteit zijn, aangezien ze een directe invloed hebben op de patiëntresultaten. Om de kwaliteit te waarborgen, werd gezamenlijk door de American Society of Radiology en de National Electrical Manufacturers Association een reeks standaarden voor medische beelden ontwikkeld. Dit wordt de DICOM-standaard genoemd, wat staat voor Digital Imaging and Communications in Medicine. Beelden die door alle medische beeldvormingshardware worden geproduceerd, moeten voldoen aan de kenmerken die in deze standaard worden beschreven. Bovendien is er een specifiek formaat beschikbaar voor het opslaan en delen van medische beelden: het DICOM-formaat.

Alle medische beeldvormingsapparatuur die tegenwoordig wordt vervaardigd, moet voldoen aan de DICOM-standaarden. Het bekijken van de aldus geproduceerde beelden kan niet worden gedaan met gewone beeldprogramma's die beschikbaar zijn op een standaard pc. Er is een speciaal diagnostisch medisch beeldvormingsprogramma vereist, bekend als een DICOM-werkstation. Voor commercieel gebruik in medische diagnose moeten dergelijke diagnostische medische beeldvormingsprogramma's FDA-goedgekeurd zijn en een speciale licentie hebben. Deze maatregelen zorgen ervoor dat elke applicatie die voor klinische doeleinden is ontwikkeld, in staat is tot een nauwkeurige weergave van medische beelden van hoge kwaliteit.

PACS-archivering

Met de komst van gedigitaliseerde medische diagnostische beeldvorming is de noodzaak om röntgenfilms te ontwikkelen aanzienlijk afgenomen. Digitale beelden worden echter nog steeds omgezet in 'films' met behulp van printers. Beeldvormingsfilms vereisen een goede opslag onder de juiste omstandigheden om schade na verloop van tijd te voorkomen. Het ophalen van deze beelden uit de opslag kan een tijdrovend proces zijn en vereist toegewijd personeel voor archivering.

PACS, wat staat voor Picture Archiving and Communications System, maakt fysieke opslag en het ophalen van films overbodig. Het is in feite een platform voor de virtuele opslag en het ophalen van medische beelden. PACS maakt het mogelijk om enorme hoeveelheden gegevens met betrekking tot medische beelden te verwerken. Elke computer die is verbonden met een specifieke PACS-server kan DICOM-beelden ophalen, bekijken en zelfs wijzigen. De nieuwste innovatie is de introductie van cloud-gebaseerde PACS, waarbij in plaats van lokale opslag, de PACS op het internet wordt gehost en elke gebruiker die met het internet is verbonden, met de juiste inloggegevens, toegang heeft tot de beelden.

PACS heeft niet alleen de opslag en het ophalen vereenvoudigd, maar heeft ook teleradiologie werkelijkheid gemaakt. Tegenwoordig hoeven radiologen niet aanwezig te zijn in hetzelfde gebied waar beelden worden verkregen. Ze kunnen beelden vanaf verschillende geografische locaties bekijken en hun deskundige mening geven. Via teleradiologie kan één radioloog rapporten genereren voor beelden die afkomstig zijn uit meerdere ziekenhuizen. Dit bespaart kostbare tijd en middelen en helpt de kosten voor de gezondheidszorg te verlagen.

Real-time beeldvorming

Met het verdwijnen van de noodzaak voor het ontwikkelen of afdrukken van films, is het workflowproces voor het verkrijgen en bekijken van medische beelden verbeterd. Real-time beeldvorming is een concept waarbij er geen tijdsvertraging is tussen het verkrijgen van beelden van de patiënt en het bekijken ervan door de arts. Radiologen kunnen beelden letterlijk bekijken terwijl de patiënt nog in de scanner ligt.

De snellere interpretatie van diagnostische medische beelden leidt tot onmiddellijke diagnose, wat op zijn beurt snelle medische interventie mogelijk maakt. Real-time medische diagnostische beeldvorming speelt een belangrijke rol in noodgevallen. Bij traumapatiënten werd intra-abdominaal letsel bijvoorbeeld eerder vastgesteld door diagnostische laparoscopie of peritoneale lavage, beide invasieve procedures. Tegenwoordig is de standaard van zorg echter het gebruik van FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), waarbij een real-time echo wordt gebruikt om snel vast te stellen of een patiënt al dan niet intra-abdominaal letsel heeft opgelopen. Real-time echografie wordt ook gebruikt om de gezondheid van de foetus in utero te monitoren en groeiparameters te beoordelen.

Functionele beeldvorming

De meeste diagnostische medische beeldvormingssystemen zijn ontworpen om anatomische of structurele afwijkingen te diagnosticeren. Moderne medische diagnostische beeldvorming kan daarnaast ook afwijkingen in weefsel- en orgaanfunctie beoordelen. Dit omvat de detectie van afwijkingen in fysiologische processen zoals metabolisme en bloedstroom. Functionele beeldvorming wordt grotendeels bereikt door middel van nucleaire geneeskunde. Nucleaire geneeskunde is een specialisme van de radiologie waarbij radioactief 'gelabelde' moleculen in het lichaam worden geïnjecteerd. Deze radioactieve moleculen kunnen bij voorkeur worden opgenomen door specifieke organen voor diverse fysiologische processen. Na opname kunnen de organen straling uitzenden, die door externe scanners wordt opgepikt als 'hotspots'. Positronemissietomografie (PET) weerspiegelt bijvoorbeeld de opname van radioactief gelabelde glucose door cellen. Cellen met een verhoogde metabolische activiteit, in het bijzonder kankercellen, hebben de neiging meer glucose op te nemen. Deze techniek wordt daarom gebruikt om gebieden van metastasering in het lichaam te identificeren. Een andere functionele beeldvormingstechniek is het gebruik van schildklierscans, die worden gebruikt om hyperthyreoïdie te detecteren. Deze scans zijn afhankelijk van de opname van radioactief jodium door schildkliercellen.

De meeste functionele beeldvormingstechnieken kunnen, wanneer ze alleen worden gebruikt, moeilijk te interpreteren zijn. Dit komt doordat ze weliswaar gebieden met abnormale fysiologische activiteit detecteren, maar het moeilijk kan zijn om deze gebieden anatomisch te oriënteren. Dit kan worden verholpen door een techniek genaamd beeldfusie. Moderne diagnostische medische beeldvormingsprogramma's maken fusie van twee of meer diagnostische technieken mogelijk. Bijvoorbeeld, fusie van een PET-scan met een CT-scan kan helpen identificeren of er sprake is van metastasering, en kan ook precies de anatomische zones identificeren waarin metastasering is opgetreden.

Nabewerkingstechnieken

Nabewerkingstechnieken verwijzen naar interventies die worden toegepast op diagnostische medische beelden nadat de beelden van de patiënt zijn verkregen. Nabewerkingstechnieken worden meestal uitgevoerd met behulp van een geavanceerd diagnostisch medisch beeldvormingsprogramma. Ze bieden de radioloog informatie die niet beschikbaar is door alleen naar de originele beelden te kijken. Enkele van de meest nuttige nabewerkingstechnieken die in medische diagnostische beeldvorming worden gebruikt, zijn als volgt:

• 3D-reconstructie: Een kritiek nadeel van medische diagnostische beeldvorming is dat het tweedimensionaal van aard is. Desalniettemin stelt recente technologie ons in staat beelden als driedimensionale objecten te bekijken, door meerdere plakjes beelden te nemen en deze op elkaar te stapelen. Dit zorgt voor een betere anatomische oriëntatie en is gemakkelijker te interpreteren. Het helpt ook om de relatie tussen verschillende structuren te begrijpen. Een andere vorm van 3D-reconstructie is multiplanaire reconstructie. Hierbij kan de radioloog het 3D-object nemen, het naar wens roteren en onder elke gewenste hoek snijden, anders dan de oorspronkelijk verkregen plakjes. Deze technieken helpen de radioloog de anatomische structuur virtueel te bekijken alsof ze deze fysiek vasthouden en snijden, wat hen een ongeëvenaard niveau van nauwkeurigheid geeft.

• Intensiteitsprojecties: Dit is gebaseerd op de aanname dat verschillende structuren in het lichaam verschillende hoeveelheden straling absorberen en reflecteren, wat tot uiting zou komen in hun CT-nummers. Bij maximale intensiteitsprojecties (MIP) worden alleen regio's met de hoogste CT-nummers weergegeven. MIP is het meest nuttig bij CT-angiografie, waar het helpt om grote bloedvaten te onderscheiden van andere anatomische structuren. Bij minimale intensiteitsprojecties (MINIP) worden alleen de regio's met de laagste CT-nummers weergegeven. MINIP is uiterst nuttig bij longparenchymziekten, die zich presenteren als hypo-attenueerde CT-waarden. Bij patiënten met constrictieve obstructieve bronchiolitis zijn CT-veranderingen bijvoorbeeld uiterst subtiel. Het gebruik van MINIP kan deze veranderingen opvallender maken.

Enkele ontwrichtende technologieën voor de toekomst van medische beeldvorming

Kunstmatige intelligentie

Kunstmatige intelligentie (AI) is een spannend front dat langzaam terrein wint in de medische diagnostische beeldvorming. Kunstmatige intelligentie is het vermogen van machines om cognitieve beslissingen te nemen, zoals leren en problemen oplossen. Door computers te voeden met deep learning-algoritmen, kunnen ze leren onderscheid te maken tussen verschillende digitale patronen en zo helpen bij de diagnose. Een team van onderzoekers aan de Stanford University heeft bijvoorbeeld zo'n algoritme voor röntgenfoto's van de borstkas ontwikkeld. De onderzoekers beweren dat door gebruik te maken van dit algoritme, computers de aanwezigheid of afwezigheid van longontsteking beter kunnen herkennen dan radiologen. Het radiologieteam van UCSF werkt ondertussen samen met GE om een reeks algoritmen te ontwikkelen die kunnen helpen onderscheid te maken tussen normale en abnormale röntgenfoto's van de borstkas. Een andere medische applicatie, genaamd Viz, helpt bij het screenen van meerdere beelden in verschillende ziekenhuisdatabases op grote vaatobstructies (LVO), die indicatief zijn voor een dreigende beroerte. Als een LVO wordt gedetecteerd, kan de software zowel de beroerte-specialist als de huisarts van de patiënt waarschuwen om ervoor te zorgen dat de patiënt een snelle behandeling krijgt.

Integratie van beeldvormingssystemen

Terwijl PACS medische beelden opslaat, wordt andere medische informatie opgeslagen in verschillende systemen. Gezondheidsinformatiesystemen (HIS) slaan bijvoorbeeld informatie op met betrekking tot de medische geschiedenis van de patiënt, klinische details en laboratoriumonderzoeken. Radiologie-informatiesystemen (RIS) beheren beeldgegevens naast de eigenlijke beelden, zoals verwijzingen, aanvragen, factureringsgegevens en interpretaties. Al deze informatiesystemen staan los van elkaar. Toch moet een arts, bij het behandelen van een patiënt, vaak al deze details samen bij de hand hebben om een diagnose te stellen en een behandeling te plannen. Het integreren van alle informatiesystemen in één enkel medisch dossier dat toegankelijk is via één server, kan helpen de workflow te stroomlijnen en zowel de nauwkeurigheid als de doorvoer te verbeteren.

Wat zijn de uitdagingen naarmate medische diagnostische beeldvorming blijft evolueren?

• Stijgende kosten voor de gezondheidszorg: Terwijl diagnostische medische beeldvorming grote stappen voorwaarts blijft maken, brengt elke nieuwe ontwikkeling kosten met zich mee. De kosten van de technologie zelf, de kosten van onderzoek en de kosten van implementatie worden uiteindelijk weerspiegeld als één parameter: de verhoogde kosten van gezondheidszorg voor de patiënt. Misschien is dit de reden waarom ontwikkelingslanden nog steeds vertrouwen op handmatige röntgenbeeldvorming en handmatig ontwikkelde films voor de diagnose van basisziekten, en geavanceerde beeldvormingstechnieken reserveren voor complexere gezondheidsproblemen. Toch, als iedereen moet profiteren van de vooruitgang in diagnostische medische beeldvorming, moeten er inspanningen worden geleverd om de kosten van nieuwe medische technologieën op betaalbare niveaus te houden.

• Bescherming van patiëntgegevens en privacy: Aangezien diagnostische medische beeldvorming zwaarder leunt op webgebaseerde technologieën, wordt patiëntinformatie online geüpload en opgeslagen. Er is een zekere basisbescherming aanwezig, in die zin dat alleen specifieke gebruikersaccounts die eigendom zijn van artsen en ziekenhuizen toegang hebben tot PACS-servers. Wanneer beelden worden geëxporteerd voor onderwijs- of onderzoeksdoeleinden, is er een optie om gegevens te anonimiseren die kunnen worden gebruikt om patiënten te identificeren. Toch zijn er zorgen geweest over datalekken en verlies van patiëntprivacy. Er is dringend behoefte aan beleidsmaatregelen om de bescherming van medische beeldgegevens op PACS-servers te waarborgen.

Geavanceerde diagnostische medische beeldvorming binnen handbereik—met PostDICOM!

PostDICOM helpt u en uw praktijk gelijke tred te houden met het steeds veranderende landschap van geavanceerde diagnostische beeldvorming. Dit robuuste, maar eenvoudig te gebruiken diagnostische medische beeldvormingsprogramma is een moderne DICOM-beeldviewer met verschillende geavanceerde functies. PostDICOM biedt een cloud-gebaseerd PACS-platform en wordt ondersteund op meerdere besturingssystemen, waaronder Windows, Mac OS, Linux en Android. Hiermee kunt u uw DICOM-bestanden overal en vanaf elk apparaat openen. PostDICOM heeft geavanceerde nabewerkingstools die superieure diagnose en behandelingsplanning mogelijk maken. Hoewel onze PACS cloud-gebaseerd is, zijn patiëntgegevens volledig veilig. We houden patiëntgegevens gescheiden per geografische regio, alle gegevens worden versleuteld en er worden beveiligde SSL-systemen gebruikt voor communicatie. Beelden kunnen worden geanonimiseerd voordat ze naar de PACS-server worden geüpload. PostDICOM is voor een beperkte tijd gratis te proberen met alle functies! Opslag kan tegen nominale kosten worden geüpgraded. Om de kracht van geavanceerde medische beeldvorming te benutten, bezoek postdicom.com en probeer uw gratis viewer vandaag nog!