mały|Przykład obrazu składowanego w systemie PACS System archiwizacji obrazu i komunikacji (, w skrócie PACS) – technologia przetwarzania obrazów medycznych, która zapewnia ekonomiczny sposób składowania oraz wygodny dostęp do obrazów z różnych źródeł. Elektroniczne obrazy medyczne i raporty są przesyłane cyfrowo poprzez PACS – eliminuje to potrzebę ręcznego archiwizowania. Uniwersalnym formatem dla składowania i przesyłania obrazów PACS jest DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine). Inne dane niż obrazy np. zeskanowane dokumenty mogą być przechowane z użyciem standardowych formatów jak PDF.

PACS umożliwia szybkie i wydajne dostarczanie dostępu do obrazów oraz powiązanych danych, przełamując fizyczne i czasowe bariery związane z tradycyjną dystrybucją, wydobywaniem i wyświetlaniem obrazów składowanych na kliszach fotograficznych.

Historia Idea systemu PACS została po raz pierwszy przedyskutowana na spotkaniu radiologów w 1982 roku. Wielu ludzi miało swój wkład w zdefiniowaniu samego pojęcia. Radiolog układu sercowo-naczyniowego dr Andre Duerinck zgłosił w 1983 roku, że pierwszy użył tego terminu w 1981 roku. Dr Samuel Dwyer uznaje jednak, że po raz pierwszy ten termin zaprezentowała dr Judith M. Prewitt.

Dr Harold Glass, lekarz pracujący w Londynie we wczesnych latach 90., zagwarantował finansowanie projektu z rządu UK i zarządzał nim przez wiele lat, co doprowadziło do przekształcenia szpitala Hammersmith w Londynie jako pierwszego szpitala w Wielkiej Brytanii, który całkowicie zrezygnował ze składowania danych na kliszach fotograficznych.

Pierwsza instalacja systemu PACS na dużą skalę miała miejsce w 1982 roku na uniwersytecie w Kansas. Była to jednak instalacja będąca bardziej lekcją pokazującą, czego nie należy robić, a nie co trzeba zrobić podczas takiego wdrożenia.

Zastosowania zastępowanie "twardych" kopii – PACS zastępuje sposoby zarządzania obrazami medycznymi oparte na tzw. twardych kopiach kliszy fotograficznych; wraz z wciąż malejącymi cenami nośników cyfrowych, PACS zapewnia zarówno oszczędność jak i wciąż rosnącą liczbę wolnego miejsca na nowe dane, a ponadto zapewnia natychmiastowy dostęp do danych. Kopie cyfrowe danych nazywane są także kopiami "miękkimi"; dostęp zdalny – umożliwia dostęp z dowolnego miejsca do dowolnych danych, co przekłada się także na możliwość telediagnostyki lub szkoleń na odległość. Umożliwia także lekarzom znajdującym się fizycznie w różnych miejscach na dostęp do tych samym danych w celu przeprowadzenia teleradiologii; elektroniczna platforma integracji obrazów – PACS zapewnia elektroniczną platformę udostępniania obrazów radiologicznych w celu wykorzystania ich w innych systemach, na przykład Szpitalnym Systemie Informacyjnym (HIS) lub Radiologicznym Systemie Informacyjnym (RIS); zarządzanie przepływem informacji w radiologii – PACS jest stosowany przez radiologów do zarządzania informacją nt. pacjentów; archiwizacja obrazów – zapewnienie pełnego bezpieczeństwa magazynowania i rozpowszechniania cyfrowych danych obrazowych; bezpieczeństwo składowania danych – utrzymanie kopii każdego obrazu na innym komputerze, serwerze (stworzenie tzw. backupu); komunikacja z urządzeniami diagnostycznymi – automatyczne przesyłanie obrazów z urządzeń diagnostycznych do serwera PACS; technika bezstratnej kompresji danych (lossless) – jest to technologia pozwalająca na wielokrotne zwiększenie pojemności posiadanego archiwum dzięki kompresji przechowywanych danych bez wpływu na czas dostępu do obrazów; autorouting – przesyłanie danych obrazowych na podstawie wcześniej zdefiniowanych warunków do stacji diagnostycznych, na serwery lokalne; ustanawianie reguł czasowych (wysyłanie badań wykonanych w określonych tygodniach, dniach, godzinach), rodzaju badania (TK, MR, CR, PET, inne), właściwości badania (lekarz zlecający, typ badania, danych pacjenta); prefetching – umożliwia z wyprzedzeniem kaskadowe przeszukiwanie dostępnych archiwów w poszukiwaniu wcześniejszych danych obrazowych w przypadku zaplanowania kolejnej wizyty pacjenta; obrazy są kopiowane do archiwum lokalnego ośrodka, w którym badanie ma zostać wykonane, w celu ich szybszego wyświetlenia przez lekarza opisującego w stacji diagnostycznej; operacja ta jest inicjowana przez zintegrowany system RIS (np. zaplanowanie wizyty w terminarzu) lub PACS (po wykonaniu badania).

PACS jest oferowany przez wszystkich głównych wytwórców sprzętu do obrazowania medycznego, firmy medyczne IT oraz wiele niezależnych firm tworzących oprogramowanie. Podstawowe, darmowe oprogramowanie PACS może być znalezione w Internecie.

Składowe systemu PACS Technicznie w skład PACS wchodzą następujące elementy: urządzenie produkujące cyfrowe zdjęcia medyczne (CT, MRI, Ultrasonograf), system wprowadzania danych o pacjentach i bazy danych zawierających dane demograficzne, oprogramowanie do przetwarzania zdjęć cyfrowych, system archiwizacji zdjęć cyfrowych, baza danych umożliwiająca obsługę zdjęć cyfrowych, system komunikacyjny pozwalający na przesyłanie zdjęć cyfrowych do wskazanego, odległego użytkownika (linia telefoniczna-modem, sieć komputerowa) serwer o odpowiedniej mocy obliczeniowej nadzorujący pracę systemu informatycznego i zestaw stacji roboczych do analizy zdjęć medycznych, system zapewniający poufność danych (szyfrowanie, prawa dostępu). System taki może być zrealizowany jako integralna część systemu radiologicznego albo jako oddzielna aplikacja integrująca Szpitalny System Informacyjny i Radiologiczny System Informacyjny.

Integracja PACS z systemami RIS oraz HIS mały|Modele komunikacji PACS, RIS, HIS (na górze: każdy z każdym, na dole: szeregowy Systemy PACS wchodzą często w skład HIS (Szpitalny System Informacyjny) lub RIS (Radiologiczny System Informacyjny) i wspomagają archiwizowanie i dystrybucję obrazów radiologicznych.

Radiologiczny System Informacyjny traktowany jest wówczas jako system przechowujący dane tekstowe o pacjencie oraz odwołania do bazy danych obrazów cyfrowych z rozmaitych badań (CT, MRI, Ultrasonografia, itd.), a także jako system planowania badań i terapii na oddziale radiologicznym z kontrolą przepływu pacjentów. System PACS natomiast jest nastawiony na zarządzanie dostępem do obrazów cyfrowych. Obrazy cyfrowe składowane w komputerowej bazie danych są dostępne dla wszystkich specjalistów zajmujących się danym pacjentem w tym samym czasie, co umożliwia jednoczesne diagnozowanie i konsultacje "na żywo" nawet w odległych miejscach. Niewątpliwą korzyścią jest wyeliminowanie całego procesu chemicznego związanego z procesem wywoływania i utrwalania kliszy (filmu) fotograficznej.

Generalnie możemy wyróżnić dwa modele integracji systemu PACS z RIS oraz HIS: system komunikacji „każdy z każdym” oraz model szeregowy z RIS w centrum. W większości realizacji, system PACS jest systemem nadrzędnym w stosunku do dwóch pozostałych i to jemu przypada rola integracji całości – kontrola i synchronizacja przepływu informacji, obsługa różnych formatów wymiany danych (DICOM, HL7).

Model "każdy z każdym" ma pewne wady: skomplikowany schemat zależności między poszczególnymi składnikami modelu: HIS, RIS, PACS, konieczność ścisłej kontroli i synchronizacji przesyłania danych, używanie wielu protokołów komunikacyjnych oraz formatów danych, duże trudności w integracji systemów pochodzących od różnych dostawców.

W modelu szeregowym cały system podzielony jest na dwa niezależne, niekolidujące interfejsy: RIS ↔ PACS oraz HIS ↔ RIS, co znacznie redukuje stopień komplikacji w zarządzaniu przepływem informacji. Rzutuje to w istotny sposób na łatwość rozbudowy i unowocześnienia systemów.

Infrastruktura Celem infrastruktury PACS jest dostarczenie niezbędnego frameworku do zintegrowania rozdzielonych i heterogenicznych systemów obrazowania, dostarczenie inteligentnego zarządzania bazą danych informacji związanych z radiologią, zorganizowanie wydajnych sposobów oglądania, analizowania i dokumentowania wyników badań oraz udostępniania ich do innych wybranych lekarzy.

Fizycznie infrastruktura PACS składa się z 5 klas systemów komputerowych połączonych różnymi układami sieci: radiologiczne systemy obrazowe, komputery zbierające wyniki badań, kontrolery klastrów, serwery bazodanowe oraz przeglądowe stacje robocze.

Jednym z najtrudniejszych zadań jest niezawodne zbieranie aktualnych obrazów medycznych i powiązanych z nimi informacji m.in. o pacjentach, opisów zdjęć itp. z radiologicznego systemu informacji. W tym celu stworzone są specjalne komputery tzw. bramy izolujące komputery udostępniające obrazy radiologiczne od reszty systemu. Powodem jest częsty brak w komputerach specjalizujących się przetwarzaniem obrazów ustandaryzowanego oprogramowania do komunikacji i koordynacji z resztą systemu PACS. Wspomniane komputery – bramy zbierają od tamtych komputerów obrazy, konwertują je na format zgodny z PACS i przekazują dalej do kontrolerów klastrów.

Klaster jest grupą komputerów ze statystycznie podobnym rodzajem przechowywanych danych m.in. klastry dt pediatrii czy neuroradiologii mogą istnieć jako oddzielne logiczne jednostki w infrastrukturze PACS. Wewnątrz każdego klastra znajduje się inteligentna maszyna tzw. kontroler klastra, którego zadaniem jest zbieranie obrazów i przekazywanie ich dalej do stacji roboczych, zarządzanie archiwizacją oraz niezawodnością systemu.

Kluczowa w kwestii wydajnego dostępu do danych i integracji operacji radiologicznych jest odpowiednia architektura i struktura bazy danych. Powinna ona uwzględniać 3 poziomy modelowania. Pierwszy jest zewnętrznym modelem danych, który łączy w sobie widoki ważne z punktu widzenia lokalnego użytkownika dla każdego etapu procesu radiologii, w skład którego wchodzą następujące informacje: opis transakcji lub raportu, powiązane obiekty, priorytet transakcji, częstotliwość żądań, poufność i wymagane zasoby. Drugi poziom to model koncepcyjny, który zbiera powyższe wymagania i na ich podstawie tworzy zintegrowaną strukturę danych wspieraną przez wszystkie aplikacje PACS. W tym modelu danych następuje rozpoznanie, jakie jednostki danych są potrzebne, jakie istnieją zależności pomiędzy nimi i jakie mają właściwości. Ostatni trzeci poziom uwzględnia fizyczną implementację, która musi logicznie implementować model koncepcyjny i jednocześnie zapewniać dobrą wydajność i niezawodność. W tym modelu duże jednostki danych (obrazy) i te małe (teksty) są zarządzane w różny sposób ze względu na inny sposób przechowania i przetwarzania. Do mniejszych, tekstowych jednostek danych są zazwyczaj wykorzystywane komercyjne relacyjne bazy danych.

Przeglądowe stacje robocze powinny w pełni wykorzystywać zasoby i możliwości przetwarzania całej sieci PACS. Oprogramowanie na takim komputerze musi zawierać oprogramowanie do komunikacji, klienta bazy danych, zarządzania zasobami, wyświetlania i przetwarzania obrazów. Można wyróżnić 3 typy takich stacji roboczych: stacje wysokiej rozdzielczości służące do głównej diagnozy, stacje średniej rozdzielczości dla innych lekarzy i wykorzystania podczas konferencji oraz wysokiej rozdzielczości stacje drukujące.

Zaleca się, aby podczas tworzenia systemu PACS korzystać z tak wielu standardowych rozwiązań sprzętowych i programowych, jak to tylko możliwe. Zmniejsza to nakład pracy i zwiększa przenośność systemu, a także upraszcza późniejsze zarządzanie systemem. Dotyczy to m.in. systemów operacyjnych (Unix, Windows lub Mac), protokołów transmisyjnych (TCP/IP), systemu bazodanowego (SQL) i transmisji obrazów w sieci (DICOM). Ponadto w dobrze zaprojektowanym systemie PACS zaleca się, aby wszystkie moduły były w stanie ze sobą pracować i komunikować się pozwalając na przesyłanie między sobą obrazów.