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Madrid, 28 al 30 de Marzo de 2001
[OBJETIVO] [COMITÉS] [PARTICIPANTES] [ÁREAS] [ACTIV.INTERNACIONALES] [PROGRAMA] [MESAS REDONDAS] [S.CIENTÍFICAS] [S.TECNOLÓGICAS] [PÓSTERS] [INSCRIPCIÓN]
SESIÓN CIENTÍFICA 3 
Pereira Loureiro, Javier1; Castro Blanco, Antonio F.1; Dorado de la Calle, Julián2; Fernández Fernández, Mario M.1; Santos del Riego, Antonio2; Teijeiro Vidal, Jorge1; Pazos Sierra, Alejandro2
1. Lab. de Imagen Médica y
Diagnóstico Radiológico (IMEDIR)
Centro Universitario de Oza
Universidade da Coruña
2. Lab. de Redes de Neuronas
Artificiales y Sistemas Adaptativos (RNASA)
Dept. De Tecnología de la Información y
las Comunicaciones.
Universidade da Coruña
El implementación del protocolo DICOM1,2,3,4 en los equipos de generación de imagen diagnóstica actuales está consiguiendo la estandarización de los formatos digitales. Las características definidas en el estándar DICOM, en el cual se pretende contemplar las características específicas de cada una de las modalidades existente (TAC, RMN, RD, PET, etc.) evita que los visualizadores de imágenes comerciales estándar soporten este tipo de archivos5. Las posibilidad de disponer de un visualizador que se pueda integrar dentro de un RIS6,7, independientemente de las infraestructuras existentes permite aumentar las funcionalidades del servicio
Se abre entonces un campo de desarrollo de aplicaciones que permitan la visualización, procesamiento, almacenamiento y transmisión de estos datos ajustándose al protocolo DICOM. El software existente actualmente se agrupa en:
En este trabajo se presenta una aplicación desarrollada en JAVA que permite la visualización de estudios DICOM. Estos estudios pueden estar almacenados de forma local o en una base de datos remota a la cual se accede a través de JDBC utilizando el protocolo estándar de Internet TCP/IP.
En este punto se describirán algunos de los más difundidos visualizadores DICOM que existen actualmente y que pueden ser obtenidos a través de Internet
Entre los visores DICOM que se pueden encontrar gratuitamente destacan dos:
Se trata de un visor de imágenes DICOM que distribuye libremente la empresa AccuImage. Ha sido desarrollado con la misma tecnología que los productos comerciales de esta firma, entre los que destacaremos AccuView 3D Workstation, una potente estación de trabajo para la manipulación de imágenes DICOM, que permite realizar reconstrucciones 3D.
Las características que se pueden destacar son las siguientes:
El visor OSIRIS es el más completo de entre los que se pueden encontrar de forma gratuita.
Fue desarrollado en la Universidad de Ginebra, y la última versión disponible es la 3.5, del año 1.999.
Se presenta en 3 versiones diferentes para Unix, Apple Macintosh y PC con Windows.
OSIRIS trabaja con imágenes almacenadas en formato PAPYRUS 2 y 3, formato basado en el ACR/NEMA – DICOM 3.0, y desarrollado en esa misma universidad.
Entre sus funcionalidades están las siguientes:
La versión evaluada es la Beta 0.9, de septiembre de 1.999. Es una aplicación limitada y poco robusta, comprensible al tratarse de una versión de prueba, de todas formas es el único ejemplo que se puede encontrar gratuitamente y desarrollado en Java.
Incluye varios filtros y los efectos típicos de manipulación de imágenes.
La característica más importante a señalar es que está implementado en Java, lo que permite su portabilidad a otras plataformas.
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AccuLite Viewer |
OSIRIS |
EviewBox |
A modo de resumen, de los visores analizados destacamos OSIRIS como el más completo, el visor de AccuImage parece el mejor diseñado aunque al ser un producto shareware está más limitado y empuja a adquirir el comercial.
Por último, EviewBox es un visor que muestra en potencia muchas de las características que se le pueden pedir a un producto de este tipo, pero que todavía no están del todo desarrolladas. Destacar que al estar implementado en lenguaje Java permite la portabilidad de la que carecen todos los demás.
Todos los visores analizados disponen de herramientas de manipulación de imágenes muy completas pero, a excepción de EviewBox, no son portables (o hay disponibles diferentes versiones para cada plataforma). Otra característica común es que carecen de un acceso remoto, lo que limita seriamente su implantación.
De los visores comerciales, decir que suelen ser costosos y acompañan a los equipos de adquisición de imágenes, por lo que volvemos a encontrarnos con el problema de la portabilidad. Además suelen ser muy limitados y los que no lo son, no están al alcance de muchos centros hospitalarios.
Destacaremos el catalogo de productos de la firma AccuView, entre ellos AccuView 3D WorkStation, como herramientas más representativas.
3. Objetivos
Por lo visto anteriormente, hay un punto débil común en todos, y es la no portabilidad. Debido a la problemática existente no sólo en los RIS, sino en cualquier entorno hospitalario, una herramienta que esté desarrollada para una sola plataforma o para un determinado equipo, estará destinada a ser una más entre la cantidad de herramientas que solamente se pueden utilizar en un determinado entorno, generalmente un servicio o incluso un equipo.
Es necesario disponer de un visor que sea independiente de los equipos que obtienen las imágenes, del sistema de almacenamiento de estas y del entorno de comunicación.
La otra carencia principal de los visores analizados es que el acceso a los estudios es siempre como ficheros locales, es decir, no permiten abrir estudios almacenados en una base de datos, remota o no. Se buscar desarrollar una aplicación con acceso a SGBD, independientemente de su fabricante.
El material utilizado para desarrollar este trabajo ha sido el siguiente:
Software de desarrollo: Borland JBuilder 3.5 Foundation11 (entorno integrado de desarrollo Java con la versión del JDK 1.2.2). Fue elegido por ser gratuito y Java12 compatible 100%. La mayoría de los IDE Java proporcionan nuevas clases y herramientas desarrollados por la propia empresa. Esto puede ser considerado como una ventaja o ayuda pero también genera código que obliga a la utilización de paquetes no estándar. Al ser esta una versión gratuita no se suministran este tipo de clases y es algo limitado, aunque no ha sido ningún inconveniente. La característica principal de este IDE es la facilidad con la que se puede cambiar la versión del JDK, uno de los motivos por lo que descartó el competidor directo de JBUILDER: Visual Cafe de Symantec.
Servidor JDBC: IDS Server13. Este servidor permite realizar pruebas con diferentes de bases de datos, entre las que esta Ms Access (base de datos utilizada en las pruebas de desarrollo). Este fue el motivo por el que se seleccionó, además de ser gratuito durante 30 días
Una característica importante es que permite Secure JDBC, para establecer comunicaciones JDBC seguras utilizando los algoritmos de encriptación más conocidos.
Gestor de Base de Datos: Ms Access, Informix Fundation 2000 e MySQL
En la primera pantalla aparece un menú con las opciones de apertura de estudios. Se pueden abrir estudios locales, almacenados en el propio ordenador, o bien abrir estudios estableciendo una conexión a una base de datos remota o local.
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Pantalla inicial |
Apertura de estudios en la Base de datos |
Seleccionando la primera opción aparece un diálogo en el que se seleccionará el directorio en el que se encuentra el estudio.
Al elegir la opción de base de datos, serán solicitados el nombre de usuario y la contraseña de acceso. Una vez autenticado el usuario contra la base de datos, podremos ver una estructura en forma de árbol en la que se mostrarán los estudios disponibles, agrupados por el código y nombre del paciente. Haciendo doble clic en el estudio seleccionado se accederá a él.
Una vez abierto un estudio, local o remoto, la forma de proceder es la misma. La pantalla estará dividida del siguiente modo:
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Pantalla de trabajo. Estudio DICOM abierto. |
Aplicicación de paletas |
En la parte superior se muestran los datos del paciente, el clínico, fecha del estudio e institución donde se realizó dicho estudio.
En la parte central vemos la primera imagen que compone el estudio y, a la derecha, tres imágenes que se corresponden con los cortes axial, sagital y coronal, estos dos últimos reconstruidos a partir de las imágenes leídas, generalmente axiales. También se presenta cierta información técnica relativa a las imágenes, además de los valores de brillo y contraste y el porcentaje de zoom.
En la parte inferior se sitúan los controles y herramientas para manejar el estudio: botones de navegación por las imágenes, botón de animación (función "cine"), barras de control de los niveles de colores, un botón para cargar una paleta de color o un protocolo, controles de brillo y contraste, botones de zoom, un botón de inversión de la paleta, dos botones para aplicar filtros, un botón que permite restaurar los valores iniciales y un cuadro combinado en el que se pueden seleccionar las paletas o protocolos almacenados.
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Cuadro de herramientas |
Para obtener los cortes sagital y coronal se pulsará con el ratón en la imagen axial, aparecerá dos ejes que se corresponden con los cortes mostrados. Es posible ver las imágenes reconstruidas a tamaño real haciendo doble clic sobre ellas.
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Reconstrucción del corte Sagital |
Recostrucción del corte Coronal |
Para aumentar el zoom se seleccionará esta herramienta y se pulsará sobre la imagen, podremos moverla manteniendo el ratón pulsado sobre ella y desplazándolo hacia la dirección deseada. Para disminuir el zoom se pulsará sobre el botón [zoom -].
Se pueden modificar los valores del brillo y del contraste pulsando sobre los botones correspondientes, en la parte derecha aparecerán los valores numéricos, siendo cero el valor inicial.
También es posible cargar una paleta de colores propia, que podremos definir utilizando cualquier editor de texto, o incluso Microsoft Excel. Esta herramienta es una útil ayuda al diagnóstico, ya que permite establecer protocolos que nos muestren los diferentes tejidos según su intensidad, potenciando unos, asignándoles determinada gama de colores y atenuando otros o incluso ocultándolos.
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Imagen original |
Modif. brillo y contraste |
Ejemplo de protocolo |
Ejemplo de paleta |
Utilizando las barras situadas a la izquierda podemos establecer una ventana de color, que nos permitirá observar solamente el rango de colores seleccionado.
Por último, se dispone de dos filtros predeterminados que permiten el perfilado de la imagen y la detección de los bordes.
Para restablecer los valores iniciales se pulsará el botón restaurar.
La aplicación dispone además de una utilidad que permite almacenar los estudios que tenemos en una máquina local en la base de datos. En el menú principal está esta opción, pulsando sobre ella aparecerá un cuadro de diálogo, después de ser solicitada la autorización de acceso, a través del cual seleccionaremos el estudio que queremos almacenar, de la misma manera que si lo quisiéramos abrir en modo local.
Si lo que queremos es almacenar el estudio comprimido, recomendable en muchos casos, sólo es necesario marcar la casilla inferior en la pantalla de selección del estudio.
Aparecerá un cuadro en el que podemos escribir una descripción o alias para el estudio. Este se almacenará en la base de datos utilizando la información que ya viene en los ficheros DICOM, principalmente el código del paciente y su nombre, evitando tener que volver a escribir estos datos y los posibles errores que se pueden derivar.
Los objetivos marcados al principio del desarrollo eran diseñar un software para el análisis de estudios DICOM que solucionase los problemas de portabilidad típicos en un HIS o RIS, además de proporcionar un acceso centralizado en una base de datos.
Ambos objetivos se cumplieron y se ha conseguido una aplicación totalmente modular, a la que se le irán añadiendo utilidades que la harán todavía más productiva.
Hay que destacar el hecho de que aunque el lenguaje Java es interpretado, y por tanto, lento, esta característica apenas de aprecia en la operatividad del visor. Habrá que esperar para observar el comportamiento con los nuevos módulos, que se exponen en el siguiente punto.
Se presenta una herramienta que muestra los cortes sagital y coronal a partir de los cortes originales, generalmente axiales.
Una de las ventajas de tener los estudios almacenados en una base de datos sería la centralización de la información, obteniendo así la posibilidad de acceso múltiple desde puntos distantes y evitando la duplicidad de la información. Hay que tener en cuenta que un hospital de 600 camas genera entre 100.000 y 1.000.000 de imágenes al año. Con este volumen de información, además del almacenamiento es necesaria también una buena gestión del espacio, ya que un estudio (desde 1 a más de 100 imágenes) puede ocupar entre 1 y 80 Megabytes. Se ha implementado un sistema que permite comprimir los datos almacenados en la base de datos.
Este trabajo es la base de lo que será un potente y completo visor de estudios DICOM, integrado en el Proyecto de Telemedicina actualmente en desarrollo en el Laboratorio de Imagen Médica y Diagnóstico Radiológico de la Universidad de A Coruña. Como objetivo inmediato está comenzar con el desarrollo de un módulo de reconstrucción de imágenes en 3 dimensiones a partir de los ficheros DICOM originales, utilizando la API 3D de Java. A estas reconstrucciones, como en el caso de las reconstrucciones 2D, se les podrá aplicar los protocolos y paletas de color, además de filtros y otras técnicas de manipulación de imágenes.
Cumpliendo con la normativa vigente sobre seguridad de datos de carácter personal, está prevista la implantación de un módulo de auditoria del control de acceso y de encriptación de datos.
Por último, se irán añadiendo modalidades que hasta ahora no son reconocidas por el visor, y otras utilidades como la segmentación de estructuras y la impresión.
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Última actualización: miércoles, 04 de abril de 2001
