UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE · SOP Servis-Object Pair — servisno-objektni...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE

UPORABA SISTEMA HRAMBE IN PRENOSA

DIGITALNIH MEDICINSKIH SLIK V

RADIOLOGIJI (Specialistično delo)

Maribor, 2015 Brane Klopčič

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE

Mentor: red. prof. dr. József Györkös, univ. dipl. inž. el.

Somentorja: izr. prof. dr. Gregor Štiglic, univ. dipl. rač. in inf.

viš. pred. mag. Mateja Lorber, univ. dipl. org.

OBRAZEC 3

IZJAVA ŠTUDENTA O AVTORSKEM DELU

Podpisani Brane Klopčič, rojen 14.2.1976, v Ljubljani, študent Fakultete za zdravstvene vede

Univerze v Mariboru, Informatika v zdravstvu in zdravstveni negi, izjavljam, da je specialistično

delo z naslovom Uporaba sistema hrambe in prenosa digitalnih medicinskih slik v radiologiji , pri

mentorju red. prof. dr. József Györkös, univ. dipl. inž. el. in somentorjema izr. prof. dr. Gregor

Štiglic, univ. dipl. rač. in inf. ter viš. pred. mag. Mateja Lorber, univ. dipl. org. avtorsko delo. V

diplomskem delu so uporabljeni viri in literatura korektno navedeni; besedila niso prepisana brez

navedbe avtorjev.

Brane Klopčič (ime in priimek študenta)

(lastnoročni podpis)

Maribor, 2015

i

Povzetek

V specialističnem delu so predstavljeni sistem hrambe in prenosa digitalnih medicinskih

slik in standardi, po katerih si posamezni segmenti znotraj sistema izmenjujejo podatke.

Standard za zajem in prenos digitalnega medicinskega slikovnega gradiva, standard za

prenos podatkov med medicinskimi informacijskimi sistemi in mednarodna iniciativa za

informatizacijo zdravstva so podrobneje opisani in obrazloženi. Opisana je implementacija

sistema hrambe in prenosa digitalnih medicinskih slik, analiza stroškov in prednosti same

implementacije ter njen vpliv na delovni proces v različnih delovnih okoljih. Predstavljen

je model upravljanja delovnega procesa in spremembe, ki jih implementacija sistema

hrambe in prenosa digitalnih medicinskih slik prinese. Pri tem smo bili osredotočeni

predvsem na učinkovitost, ki daje klinične in poslovne rezultate. Tako je bilo ugotovljeno,

da implementacija izboljša delovni proces v smeri povečanja tako klinične kot tudi

poslovne učinkovitosti.

Ključne besede: arhiv, radiologija, PACS, DICOM, HL7, implementacija PACS, delovni

proces, poslovna učinkovitost, klinična učinkovitost

ii

Abstract

In this post-graduate paper were presented picture srchiving and communication system

and standards by which individual segments within the system exchange data. Digital

imaging and communications in medicine standard, health level seven standard and

international iniciative for integrating the healthcare enterprise were described and

explained. We described the implementation of picture archiving and communications

system, cost and benefit analysis of the implementation and its impact on the workflow in

a variety of clinical settings. The model of workflow management and the impact of

implementation of picture archiving and communications system on workflow was also

presented. In doing so, we were mainly focused on efficiency, which gives better clinical

and operational outcomes. It was found that implementation enhances workflow in the

means of better clinical and operational efficiency.

Keywords: archive, radiology, PACS, DICOM, HL7, PACS implementation, workflow,

clinical efficiency, operational efficiency

iii

Kazalo

1 UVOD IN OPIS PROBLEMA ........................................................................................ 1

2 NAMEN, CILJI IN RAZISKOVALNA VPRAŠANJA .................................................. 3

3 METODOLOGIJA .......................................................................................................... 4

4 OBRAVNAVA TEME .................................................................................................... 5

4.1 Zgodovina PACS ...................................................................................................... 5

4.2 Definiranje PACS ..................................................................................................... 7

4.2.1 Komponente PACS ............................................................................................ 8

4.3 Povezovanje komponent PACS med seboj ............................................................ 14

4.3.1 Eternet (Ethernet) ............................................................................................ 14

4.3.2 Javno omrežje (WAN, Wide Area Network) ................................................... 16

4.3.3 Topologija omrežja .......................................................................................... 18

4.4 Omrežna varnost ..................................................................................................... 21

4.4.1 Šifriranje in dešifriranje podatkov ................................................................... 22

4.4.2 Overitev verodostojnosti in kontrola podatkovne celovitosti .......................... 22

4.4.3 Digitalni podpis ............................................................................................... 23

4.4.4 Digitalni certifikat ............................................................................................ 23

4.4.5 Požarni zid ....................................................................................................... 23

4.4.6 SSL in varnost transportnih plasti (TLS, Transport Layer Security) .............. 24

4.4.7 VPN ................................................................................................................. 25

4.5 Hramba slikovnega gradiva .................................................................................... 26

4.5.1 Magnetni trak ................................................................................................... 26

4.5.2 Optični nosilec podatkov z visoko gostoto zapisa ........................................... 27

4.5.3 Trdi disk ........................................................................................................... 28

4.5.4 Fiksni pogon .................................................................................................... 29

4.6 Integracija bolnišničnih podatkov .......................................................................... 30

4.6.1 HL7 .................................................................................................................. 30

4.6.2 DICOM ............................................................................................................ 35

4.6.3 Integracija zdravstvenih organizacij (IHE, Integrating the Healthcare

Enterprise) ................................................................................................................... 42

4.7 Implementacija PACS ............................................................................................ 46

iv

4.7.1 Analiza stroškov in prednosti implementacije PACS ...................................... 50

4.7.2 Upravljanje delovnega procesa ........................................................................ 56

4.7.3 Vpliv PACS na delovni proces ........................................................................ 63

5 RAZPRAVA .................................................................................................................. 68

6 SKLEP ........................................................................................................................... 74

LITERATURA .................................................................................................................... 75

v

Kazalo tabel in slik

Tabela 1: Prepreke, ki lahko nastopijo pred in med implementacijo PACS. ...................... 46

Tabela 2: Določeni utežni faktorji za kriterije, drugo raven AHP modela. ......................... 49

Tabela 3: Tipične aktivnosti in nosilci aktivnosti znotraj oddelka za radiologijo. .............. 61

Slika 1: ISO/OSI in TCP/IP protokol. ................................................................................. 15

Slika 2: Položaj SSL glede na aplikacijsko in omrežno plast TCP/IP sklada. .................... 24

Slika 3: DICOM podatkovni objekt. .................................................................................... 38

Slika 4: DICOM podatkovni model. .................................................................................... 39

Slika 5: Izgradnja DIMSE. .................................................................................................. 41

Slika 6: Hierarhija odločanja v AHP modelu. ..................................................................... 48

Slika 7: Prednosti PACS za različne nivoje znotraj organizacije. ....................................... 52

Slika 8: Število prijavljenih mesečnih težav skozi vsa štiri leta po mesecih. ...................... 54

Slika 9: Odstotek prijavljenih napak mesečno, ki so nastale zaradi pomankljivega znanja.

..................................................................................................................................... 55

Slika 10: Odstotek prijavljenih napak mesečno, ki so nastale zaradi pomankljivega

delovanja strojne opreme. ............................................................................................ 56

Slika 11: Aspekti delovnega procesa. .................................................................................. 57

Slika 12: Aspekti delovnega procesa v radiologiji. ............................................................. 59

Slika 13: Učinkovitost je hitrost in natančnost pri zagotavljanju kliničnih in poslovnih

rezultatov. .................................................................................................................... 63

vi

Seznam kratic

DR Digital Radiology — digitalna radiologija

CR Computed Radiology — računalniška radiologija

PACS Picture Archiving and Communications System — sistem hrambe in prenosa

digitalnih medicinskih slik

ACR American College of Radiology — Ameriški kolegij radiologije

NEMA National Electrical Manufacturers Association — Nacionalno združenje

proizvajalcev elektronskih naprav

DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine — standard za zajem in

prenos digitalnega medicinskega slikovnega gradiva

HL7 Health Level Seven — standard za prenos podatkov med medicinskimi

informacijskimi sistemi

RISC Radiology Information System Consortium — Konzorcij radioloških

informacijskih sistemov

RIS Radiology Information System — radiološki informacijski sistem

SCAR Symposium for Computer Applications in Radiology — Simpozij za

računalniške aplikacije v radiologiji

SIIM Society for Imaging Informatics in Medicine — Društvo za slikovne

informatike v medicini

RSNA Radiology Society of North America — Radiološko društvo Severne

Amerike

IHE Integrating the Healthcare Enterprise — Mednarodna iniciativa za

informatizacijo zdravstva

HIMSS Healthcare Information and Management System Society — Društvo za

nadzor informacijskih sistemov v zdravstvenem varstvu in upravi

EHR Electronic Health Record — elektronski zdravstveni zapis

IT Information Technology — informacijske tehnologije

CT Computer Tomography — računalniška tomografija

UZ Ultrasound — ultrazvok

MR Magnetic Resonance — magnetna resonanca

CPU Central Processor Unic — osrednja procesna enota

vii

ROI Region of Interest — območje interesa

SSL Secure Socket Layer — sloj varnih vtičnic

VPN Virtual Private Network — navidezno zasebno omrežje

LAN Local Area Network — lokalno omrežje

ISO International Organization of Standardization — Mednarodna organizacija

za standardizacijo

OSI Open System Interconnection — referenčni model povezanih odprtih

sistemov

IP Internet Protocol — internetni protokol

UTP Unshielded Twisted Pair — neoklopljena sukana parica

Mbps Megabits per seconds — megabit na sekundo

ATM Asynchronous Transfer Mode — asinhroni prenosni način

DSL Digital Subscriber Line — digitalni naročniški vod

TLS Transport Layer Security — varnost transportnih plasti

HTTP Hypertext Transfer Protocol — protokol za prenos hiperteksta

TCP Transmission Control Protocol — protokol nadzora nad prenosom

IPSec IP Security — IP varnostni protokol

kB kilobyte — kilozlog

MBq megabyte — megazlog

GB gigabyte — gigazlog

TB terabyte — terazlog

PB petabyte — petazlog

CD-R Recordable Compact Disc — zgoščenka z možnostjo zapisa

CD Compact Disc — zgoščenka

DVD Digital Versatile Disc — vsestranska digitalna plošča

rpm rotations per minute — vrtljajev na minuto

MTTF Mean Time to Failure — povprečen čas do napake

SSD Solid State Drive — fiksni pogon

RAM Random Access Memory — pomnilnik z naključnim dostopom

ANSI American National Standards Institute — Ameriški inštitut za nacionalne

standarde

RIM Reference Information Model — referenčni informacijski model

viii

XML Extensible Markup Language — razširljiv označevalni jezik

HDF HL7 Development Framework — HL7 razvojno orodje

CDA Clinical Document Architecture — arhitektura bonišničnih podatkov

CCOW Clinical Context Object Workgroup — Delovna skupina za definiranje

bolnišničnih kontekstnih objektov

VR Value Representation — predstavitev vrednosti

L Lenght — dolžina

IE Information Entities — podatkovne entitete

IOD Information Object Definition — definicije podatkovnih objektov

DIMSE DICOM Message Service Elements — DICOM elementi sporočilnega

servisa

AE Application Entity — aplikacijska entiteta

AET Application Entity Title — naziv aplikacijske entitete

SCP Service Class Provider — ponudniki storitvenega razreda

SCU Service Class Users — uporabniki storitvenega razreda

SOP Servis-Object Pair — servisno-objektni par

IHE Integrating the Healthcare Enterprise — Integracija zdravstvenih

organizacij

AHP Analitical Hierarchy Process Model — analitično hierarhični model za

večkriterijsko odločanje

Brane Klopčič: Uporaba sistema hrambe in prenosa digitalnih medicinskih slik v radiologiji

1

1 UVOD IN OPIS PROBLEMA

Učinkovitost znotraj oddelkov za radiologijo je bila zadnjih 100 let omejena zaradi

shranjevanja slikovnih podatkov na film in spremljevalne zdravstvene dokumentacije v

fizični obliki. Veliko aktivnosti znotraj oddelkov je namreč namenjenih ravno upravljanju

s fizičnim slikovnim gradivom, rentgenogrami. Potrebno je zagotoviti delovanje arhiva, ki

mora v vsakem trenutku vedeti, kje se določeno slikovno gradivo nahaja in kdo je imel

vanj vpogled. Na vsak način je namreč potrebno poskrbeti za zaščito osebnih podatkov

pacientov in preprečiti izgubo slikovnega gradiva. Vsaka izguba lahko privede do

ponavljanja preiskav, to pa predstavlja izgubo za bolnišnico in podaljšuje čakalne vrste.

Gupta s sodelavci (2010) tako navaja, da je do ponovitev radioloških preiskav pri

premestitvah pacientov iz ene bolnišnice v drugo prišlo predvsem zaradi neposlanega

slikovnega gradiva, nekompatibilnosti programske opreme in nepravilno ali nepopolno

izvedene radiološke preiskave. Pri 40 % pacientov so morali, zaradi enega izmed zgoraj

naštetih vzrokov, radiološko preiskavo ponoviti. V nobenem primeru pa ne smemo

pozabiti tudi na dejstvo, da vsako dodatno rentgensko slikanje predstavlja nepotrebno

izpostavljenost ionizirajočemu sevanju tako pacienta kot tudi zaposlenega.

Zato smo zadnjih dvajset let na področju radiologije priča korenitim spremembam, saj

oddelki za radiologijo postopoma prehajajo na povsem digitalno slikovno gradivo. Prvič

lahko govorimo o digitalni radiografiji (DR, Digital Radiography) in računalniški

radiografiji (CR, Computed Radiography). Hkrati se uvaja tudi sistem hrambe in prenosa

digitalnih medicinskih slik (PACS, Picture Archiving and Communications System), ki je

sestavljen iz dveh delov. Prvi skrbi za prenos in integracijo podatkov v razpršenem

heterogenem okolju, drugi pa za hrambo, reorganizacijo in gručenje podatkov. Prvi del

vključuje radiološko napravo za zajem slikovnega gradiva, diagnostično postajo, delovno

postajo in laserski tiskalnik. Drug del predstavlja centralni strežnik, ki omogoča hrambo,

ponovno uporabo in gručenje multimodalnih slik ter hkrati tudi zaščiteno dostopanje do

baze podatkov.


2

Implementacija sistema je izredno zahtevna. Od uprave zahteva velik finančni zalogaj, od

zaposlenih pa veliko truda za implementacijo sistema v sam delovni proces. Celoten

strošek implementacije je porazdeljen takole: 40 % predstavlja nakup CR kaset in

čitalnikov, 29,8 % nakup delovnih postaj, 8,9 % nakup programske opreme, 8,3 % prostor,

7,8 % strežnik in 5,2 % spletna povezava ter omrežje (Fang in Yang, 2006). Tudi

vzdrževanje sistema ni mačji kašelj in pogosto zahteva vzpostavitev posebne skupine

zaposlenih, ki skrbijo izključno za to. Kljub vsemu pa se je potrebno zavedati, da z uvedbo

tega sistema povečamo učinkovitost pri zajemu, pregledovanju in interpretaciji slik.

Larsson s sodelavci (2006) ugotavlja, da se je z uvedno PACS ustvarjanje, iskanje in

arhiviranje digitalnega slikovnega gradiva dramatično izboljšalo. Uprava bolnišnice lahko

torej po vpeljavi PACS od oddelka za radiologijo pričakuje večjo učinkovitost.


3

2 NAMEN, CILJI IN RAZISKOVALNA VPRAŠANJA

Cilj specialističnega dela je opisati vse komponente PACS, komunikacijske standarde, pod

katerimi se le-te med seboj povezujejo, in na osnovi analiziranja ter primerjanja dosedanjih

znanstvenih spoznanj orisati učinke uvedbe sistema PACS na učinkovitost oddelka za

radiologijo.

V teoretičnem specialističnem delu tako želimo:

• opisati vse sestavne dele PACS,

• opisati komunikacijske standarde, pod katerimi se sestavni deli PACS povezujejo

med seboj, z drugimi radiološkimi napravami za zajem slikovnega gradiva in

aplikacijami,

• opisati povezovanje PACS z drugimi informacijskimi sistemi znotraj bolnišnice,

• opisati potek dela na oddelku za radiologijo z uporabo digitalnega slikovnega

gradiva in rentgenogrami.

Odgovoriti želimo na predvsem dve vprašanji:

Kako učinkuje uvedba sistema PACS na proces dela na oddelku za radiologijo?

Kako učinkuje uvedba sistema PACS na učinkovitost in natančnost oddelka za radiologijo?


4

3 METODOLOGIJA

Pri študiju literature bomo uporabili naslednje splošne teoretične metode raziskovanja:

• opisno oz. deskriptivno metodo za opisovanje dejstev, odnosov in procesov,

• komparativno metodo za primerjanje dejstev, odnosov in procesov z namenom

odkrivanja podobnosti in razlik,

• metodo analize in sinteze pri proučevanju na nivoju razčlenjevanja sestavljenih

pojavov in pri obravnavi posameznih delov glede na druge oziroma celoto ter na

nivoju združevanja enostavnih miselnih sestavin v sestavljene.

Za iskanje literature smo se poslužili predvsem iskalnika Google, spletnega knjigarnarja

Amazon in podatkovne baze PubMed. Samo slednja ponudi preko 9000 rezultatov na

iskanje besede PACS. Izmed teh smo imeli dostop do 2090 člankov. Med njimi smo nato

izbrali tiste, ki po vsebini in datumu uztrezajo specialističnemu delu.

Spletni knjigarnar Amazon nam je služil predvsem za iskanje knjig na temo PACS in

DICOM. Tudi tu smo se držali podobnih omejitev kot pri člankih, največji poudarek pa

smo dali predvsem na starost literature. Izmed 102,043 rezultatov na iskano besedo PACS

smo tako izbrali dve knjigi na to temo, pri iskani besedi DICOM je bilo rezultatov občutno

manj, le 336. Izbrali smo eno knjigo.

V povezavi s tematiko tega specialističnega dela ni bilo niti enega strokovnega članka in

niti ene strokovne knjige v slovenščini.


5

4 OBRAVNAVA TEME

Informatika je znanost, ki proučuje strukturo in delovanje informacijskih sistemov ter

odnose med človekom in informacijsko tehnologijo. Uporabo informatike v zdravstvu

pojmujemo kot zdravstveno informatiko, znotraj katere informatika služi vsem poklicem s

področja zdravstva. Del zdravstvene informatike je tudi radiološka informatika, ki se

pretežno ukvarja s slikovnim gradivom, ki je rezultat radiologije. Osnovna naloga

zaposlenih na oddelku za radiologijo je zajemanje, obdelovanje, shranjevanje, ponovno

prikazovanje in odčitavanje slikovnega gradiva. Pri tem uporabljajo različne diagnostične

in terapevtske radiološke naprave. Zato pri svojem delu na vsakem koraku naletijo na

izredno veliko informacij, pa naj bodo povezane s pacientom, z njegovim obolenjem, s

tehniko slikanja ali z rezultati slikanj. Da pa bi zaposleni bili učinkoviti, uspešni in bi

zanesljivo opravljali svoje delo, za to potrebujejo ustrezna orodja, tudi s področja

informatike.

4.1 Zgodovina PACS

Prvi dokumentiran poskus prenosa digitalnega slikovnega gradiva na daljavo so opravili

leta 1964 na kliniki v Michiganu. Želeli so namreč zmanjšati napake v zdravstvu z

reduciranjem količine dokumentacije v procesu zdravstvene nege. Poskus je neslavno

propadel zaradi prezapletenega uporabniškega vmesnika (Carter, 2010).

Prve zasnove prenašanja slikovnega gradiva in DR so bile javnosti predstavljene v

sedemdesetih in osemdesetih letih dvajsetega stoletja. Profesor Heinz U. Lemke je leta

1979 na konferenci v Univerzitetnem kliničnem centru v Stanfordu predstavil celotno

zasnovo prenosa in prikaza medicinskega slikovnega gradiva. Sama izvedba v tistem času

še ni bila mogoča, saj jo je zaviral počasen napredek v razvoju tehnologije (Carter, 2010).

Leta 1982 je potekala prva mednarodna konferenca v Kaliforniji. Na tej konferenci so

znanstveniki prvič resno prepoznali pomembnost zasnov prenašanja digitalnega slikovnega

gradiva in digitalne radiologije ter tudi skovali ime PACS. V Evropi je prišlo do podobnih


6

premikov, saj je samo leto kasneje potekala Prva mednarodna konferenca EuroPACS.

Udeleženci te vsakoletne konference še dandanes predstavljajo gonilno silo pri izmenjavi

znanja s področja PACS v Evropi (Carter, 2010).

Od leta 1983 sta Ameriški kolegij radiologije (ACR, American College of Radiology) in

Nacionalno združenje proizvajalcev elektronskih naprav (NEMA, National Electrical

Manufacturers Association) razvila in vpeljala standarde za medicinsko digitalno slikovno

gradivo. Leta 1990 je prišel tako v veljavo standard za zajem in prenos digitalnega

medicinskega slikovnega gradiva (DICOM, Digital Imaging and Communications in

Medicine) tretje verzije, ki je močno olajšala interoperabilnosti medicinskih naprav

(Pianykh, 2008).

Leta 1987 je bil predstavljen standard za prenos podatkov med medicinskimi

informacijskimi sistemi (HL7, Health Level Seven). Ta standard je močno olajšal

interoperabilnost informacijskih sistemov, ki se uporabljajo v medicini (Pianykh, 2008).

Napredkov v radiologiji ne bi bilo brez učinkovitega delovanja različnih organizacij

znotraj medicinske informatike. Med pomembnejše sodi Konzorcij radioloških

informacijskih sistemov (RISC, Radiology Information System Consortium), ki je bil

ustanovljen v osemdesetih letih dvajsetega stoletja. Konzorcij je nameraval razviti

radiološki informacijski sistem (RIS, Radiology Information System), ki bi bil dostopen

vsem članom konzorcija. Leta 2006 je Simpozij za računalniške aplikacije v radiologiji

(SCAR, Symposium for Computer Applications in Radiology) spremenil svoje ime v

Društvo za slikovne informatike v medicini (SIIM, Society for Imaging Informatics in

Medicine) in skupaj z Radiološkim društvom Severne Amerike (RSNA, Radiology Society

of North America), ACR in NEMA postal zaslužen za množično vpeljavo PACS v

medicini (Pianykh, 2008).

Mednarodna iniciativa za informatizacijo zdravstva (IHE, Integrating the Healthcare

Enterprise) in Društvo za nadzor informacijskih sistemov v zdravstvenem varstvu in

upravi (HIMSS, Healthcare Information and Management Systems Society) delujeta zunaj

okvirov radiologije. IHE želi izboljšati načine izmenjave medicinskih podatkov znotraj


7

bolnišničnih informacijskih sistemov (HIS), vključno z elektronskim zdravstvenim

zapisom (EHR, Electronic Health Record). V osnovi promovira in koordinira uporabo

HL7 in DICOM standarda. HIMSS na drugi strani nadzoruje optimalno uporabo

informacijske tehnologije v zdravstvenem varstvu in upravi (Pianykh, 2008).

Nikakor pa ne smemo pozabiti tudi na razvoj vzporedne informacijske tehnologije (IT,

Information Technologies), ki je prav tako omogočila hitro širjenje PACS v zdravstvu. Od

devetdesetih let dvajsetega stoletja smo bili v radiologiji priča popolni digitalizaciji

slikovnega gradiva, dramatičnemu povečanju hitrosti računalniških omrežij v bolnišnicah,

padcu cen medijev za hrambo podatkov in razvoju visoko zmogljivih ter cenovno

dostopnih računalniških monitorjev (Pianykh, 2008).

4.2 Definiranje PACS

Vsesplošno veljavna definicija za PACS ne obstaja, vendar pa si je strokovna javnost edina

v tem, da je to sistem, ki mora vsebovati prikazovalnik slikovnega gradiva, arhiv podatkov

in komponente za upravljanje s podatki. Nekateri PACS vsebujejo tudi različne vmesnike,

ki jih lahko upravljamo s pomočjo programske opreme, z radiološko napravo za zajem

slikovnega gradiva. Med takšne naprave sodijo CR in DR radiografske naprave,

računalniška tomografija (CT, Computer Tomography), ultrazvok (UZ, Ultrasound),

magnetna resonanca (MR, Magnetic Resonance) ter tiskalniki za tiskanje na papir ali film.

Za uspešno implementacijo in kasneje popolno izkoriščenost celotnega sistema mora

zdravstvena ustanova izpolniti mnoge predpogoje:

Digitalizacija vsega zajetega slikovnega materijala. Zdravstvena ustanova mora pred

implementacijo PACS potrditi, da je vse zajeto slikovno gradivo v skladu s standardom

DICOM. Posebno pozornost mora nameniti predvsem starejšim radiološkim napravam, ki

verjetno ne podpirajo standarda DICOM in niso sposobne zajemati digitalnega slikovnega

materijala (Carter, 2010).


8

Primerna infrastruktura računalniškega omrežja. Zdravstvena ustanova mora pred

implementacijo PACS zagotoviti takšno infrastrukturo računalniškega omrežja, ki bo

sposobna prenašati velike količine podatkov po lokalnem omrežju v nekem razumnem

časovnem obdobju (Carter, 2010).

Ustrezen HIS. PACS omogoča avtomatizacijo pretoka demografskih podatkov pacienta v

samem delovnem procesu in tako zmanjša možnost napak in izboljša proces dela.

Demografski podatki pacienta se nahajajo v HIS ali RIS, vzdrževalci teh sistemov pa

morajo zagotoviti nadgradnjo in z njo omogočiti dostop do teh podatkov tudi PACS

(Carter, 2010).

Načrtovanje prostorske ureditve oddelka za radiologijo. Implementacija PACS v

bolnišnico pripelje tudi veliko nove računalniške opreme, ki zasede veliko prostora, mnogo

naprav pa zahteva tudi dodatne električne in mrežne vtičnice ter dodatno hlajenje (Carter,

2010).

Dodatno izobraževanje zaposlenih. Uspešen prehod na novo tehnologijo zahteva tudi

dodatno izobraževanje zaposlenih s področja strojne in programske opreme. S tem bomo

preprečili nepotrebne frustracije in upočasnjeno delo na delovnih postajah (Carter, 2010).

4.2.1 Komponente PACS

Splošni uporabniki, ki se pri svojem delu srečajo s PACS, opazijo le delovne postaje, ki so

navadno sestavljene iz namiznih računalnikov in več izredno kakovostnih monitorjev.

Kljub vsemu pa PACS ni sestavljen samo iz delovnih postaj, ampak v ozadju deluje veliko

več strojne in programske opreme, ki omogoča nemoteno delovanje celotnega sistema. Ta

oprema je veliko bolj kompleksna od delovnih postaj.

Na tržišču najdemo PACS različnih oblik in velikosti. Majhne bolnišnice lahko uporabljajo

majhne PACS, ki so sestavljeni iz enega računalnika, ki skrbi za preprosto arhiviranje

podatkov, in nekaj delovnih postaj. Takšni majhni sistemi so cenovno bolj dostopni,


9

učinkovitejši in preprostejši za upravljanje, vendar pa jih je velikokrat težje povezati v

večje sisteme, še posebno z drugim HIS. Večji PACS so sposobni med seboj povezati

ogromno število delovnih postaj in več centrov za arhiviranje, ki so lahko tudi na različnih

lokacijah. Različno veliki PACS pa zahtevajo tudi različno razvito informacijsko

infrastrukturo in še marsikaj drugega (Liu in Wang, 2011).

Naj gre za majhen PACS, ki je namenjen zdravstvenemu domu, ali pa veliki PACS za

klinični center, oba imata veliko vmesnikov za delo z različnimi radiološkimi napravami za

zajem slike, s strežnikom, z delovnimi postajami, s hrambo podatkov in z omrežjem, ki

lahko vse te naprave poveže med seboj. Različne radiološke naprave za zajem slike

ustvarjajo slikovno gradivo, ki se preko omrežja prenese do strežnika. V strežniku se to

gradivo upravlja in shranjuje. Delovne postaje se preko omrežja prenašajo s strežnikom

tako, da lahko dostopamo do slikovnega gradiva, ga interpretiramo in ustvarimo različna

diagnostična poročila. Do slikovnega gradiva in diagnostičnih poročil lahko dostopamo

tudi kasneje preko PACS ali EHR (Liu in Wang, 2011).

PACS strežnik predstavlja možgane celotnega sistema. Med tipična opravila strežnika

sodijo:

• sprejemanje slikovnega gradiva iz radioloških naprav za zajem slike,

• upravljanje z bazami podatkov,

• izmenjava podatkov z RIS, HIS in EHR,

• pošiljanje slikovnega gradiva delovnim postajam,

• nadzor arhiviranja slikovnega gradiva,

• kontrola vmesnikov med delovnimi postajami uporabnika in drugimi napravami,

• distribucija slikovnega gradiva ipd.

V majhnih sistemih je strežnik sestavljen iz enega računalnika, ki izvaja vsa opravila. Vsa

opravila si tako med seboj delijo iste razpoložljive vire. V večjih sistemih igra vlogo

strežnika gruča strežnikov, opravila pa so porazdeljena med posamezne strežnike znotraj te

gruče. Celoten proces dela je tako enakomerno porazdeljen, sistem pa je zaradi tega

sposoben opraviti večje število opravil. Ko ima vsako opravilo na voljo svoj strežnik, pa

naj bo to upravljanje s podatkovnimi bazami ali povezovanje z delovnimi postajami, ima


10

tako na voljo namensko osrednjo procesno enoto (CPU, Central Processor Unit), spomin

in ostale vire. Tako sistem izvaja opravila veliko hitreje kot v primeru deljenih virov. V

kolikor želimo sistem še pospešiti ali izboljšati zanesljivost delovanja, pa moramo za

izvajanje določenega opravila nameniti več strežnikov. V takem primeru govorimo o

izenačevanju obremenitve (Load-Balancing) in prevzemanju (Fail-Over) (Liu in Wang,

2011).

Izenačevanje obremenitve strežnika razporedi količino dela med dva ali več fizičnih

strežnikov. Gručo strežnikov tako prisili, da delujejo kot en strežnik. To ima več prednosti,

vendar pa v osnovi stremimo k zagotavljanju visoke razpoložljivosti in stopnjevanosti.

Stopnjevanost pomeni, da se je vir sposoben dinamično prilagajati na povečan tok

podatkov, to pa v nobenem primeru ne vpliva na obstoječo zmogljivost. To dosežemo z

virtualizacijo aplikacijske storitve, ki omogoči ločevanje aplikacijske storitve od

aktualnega fizičnega strežnika. Dodajanje dodatnih strežnikov lahko poveča obseg

aplikacijskih storitev, to pa je očem končnega uporabnika v celoti skrito. Visoka

razpoložljivost je sposobnost zagotavljanja neprekinjenega izvajanja aplikacijske storitve,

ki ostane dostopna in na voljo tudi v primeru okvare enega ali več strežnikov. Tako mora

ostati toliko časa, dokler se ne okvarijo vsi strežniki (Liu in Wang, 2011).

Ko gruča strežnikov z izenačevano obremenitvijo prejme zahtevo za izvedbo storitev, se

storitev posreduje najmanj aktivnemu strežniku. Na tak način se delo razporedi med vse

strežnike. V istem času je tako opravljenega več dela ali pa je delo opravljeno hitreje. Ko

več strežnikov dodelimo v izenačevano obremenitev, se iste vrste opravil dodelijo vsem

sodelujočim strežnikom, s tem pa izboljšamo delovanje celotnega sistema. Veliko bolj

zapleteno je pri gruči podatkovnih strežnikov, kjer morajo biti vse dejavnosti

sinhronizirane med sodelujočimi strežniki (Liu in Wang, 2011).

Prevzemanje je definirano kot neprekinjeno izvajanje aplikacijske storitve tudi v primeru,

ko se eden gradnik v sistemu okvari. Prevzemanje v gruči strežnikov dosežemo z

redundantno zasnovo strojne opreme, ko je vsak vitalni gradnik najmanj podvojen in hkrati

toliko zanesljiv, da lahko okvaro pravočasno odpravimo. V primeru napake v strojni ali

programski opremi mora biti delovanje sistema neprekinjeno (Liu in Wang, 2011).


11

Izenačevanje obremenitve se lahko uporabi tudi za implementacijo prevzemanja. Več

strežnikov lahko uporabimo za izenačevanje obremenitve in prevzemanje tako, da vsem

strežnikom dodelimo opravila. S tem je delovni proces enakomerno razporejem med njimi.

Med normalnim potekom dela so vsi strežniki v gruči pod neprestanim nadzorom. Ko se

kateri izmed njih preneha odzivati, je o tem obveščen izenačevalec obremenitve tako, da se

neodzivnemu strežniku ne dodeluje več izvajanje aplikacijskih storitev. Vse aplikacijske

storitve so razporejene med še delujoče strežnike. Pri tem se lahko rahlo zmanjša hitrost

delovanja celotnega sistema, vendar pa sistem še vedno deluje naprej neprekinjeno. Ta

sistem je veliko cenejši in veliko prožnejši od razporeditve strežnikov po sistemu

prevzemanja (Liu in Wang, 2011).

Vrste delovnih postaj. V PACS obstaja več različnih delovnih postaj, ki so zasnovane za

izvajanje točno določenih opravil znotraj oddelka za radiologijo. Med tipična opravila na

delovni postaji sodijo:

• dostop do nastavitev standarda DICOM,

• upravljanje različnih delovnih list,

• dostop do nastavitev zaslona,

• urejanje prikaza slike (nastavitev velikosti okna in nivojev, povečava, pomik,

zasuk ...),

• filtriranje in razvrščanje podatkov,

• spreminjanje histograma,

• merjenje razdalje in območja interesa (ROI, Region of Interest),

• napredno obdelovanje slik (renderiranje, 3D procesiranje ipd.),

• vmesna orodja za dostop in delo z drugimi IS (Krupinski in Kallergi, 2007).

Diagnostična delovna postaja je namenjena delu radiologa, ki interpretira slikovno gradivo.

Te delovne postaje so navadno opremljene z dvema visoko zmogljivima diagnostičnima

zaslonoma in popolnim kompletom za obdelovanje in urejanje slikovnega gradiva. Takšne

delovne postaje so opremljene z izredno zmogljivo CPU, velikim pomnilnikom, visoko

zmogljivo grafično kartico in dostopom do hitre omrežne povezave. S tako visoko

zmogljivo strojno opremo končnemu uporabniku omogočajo izredno kakovosten prikaz

slikovnega gradiva, njegovo hitro nalaganje in prikazovanje ter širok razpon nadzora nad


12

prikazanim slikovnim gradivom. Pogosto vsebujejo tudi programsko opremo, ki med seboj

poveže zdravstvene informacije iz različnih IS in omogočajo delovanje različnih sistemov

za prepoznavo govora. Takšna diagnostična delovna postaja je središče delovnega toka

vsakega radiologa, vendar pa jih je na oddelku, zaradi visoke cene, malo (Krupinski in

Kallergi, 2007).

Pregledovalne delovne postaje navadno najdemo na deloviščih radioloških inženirjev,

najpogosteje pa so povezane direktno na radiološke naprave za zajem slikovnega gradiva

in omogočajo radiološkemu inženirju identifikacijo pacienta, pregled in obdelavo

slikovnega gradiva pred shranjevanjem v sistemu. Teh delovnih postaj je izredno veliko.

Navadno so opremljene z enim ali dvema računalniškima zaslonoma ali nizko zmogljivima

diagnostičnima zaslonoma ter imajo pregleden in enostaven programski vmesnik, ki

radiološkim inženirjem olajša delo (Krupinski in Kallergi, 2007).

Delovna postaja za napredno obdelavo slik je narejena izključno za izvajanje naknadne

obdelave slikovnega gradiva. Te delovne postaje so izredno drage, saj vsebujejo

zmogljivo programsko opremo, visoko zmogljivo CPU, velik pomnilnik in najboljšo

grafično kartico, ki je dostopna na tržišču. Strojna oprema mora namreč omogočati

izvajanje zapletenih računskih algoritmov, za kar je potrebno zagotoviti zelo veliko

procesorske moči. Včasih takšna delovna postaja potrebuje več procesorske moči od

diagnostične delovne postaje. Kljub temu pa kakovost zaslonov ni visoka, saj CT in MRI

slike prečnih prerezov niso visoke ločljivosti, obdelane slike pa po obdelavi shranimo v

PACS. Tako do njih lahko dostopa radiolog preko diagnostične delovne postaje (Krupinski

in Kallergi, 2007).

Delovna postaja za zagotavljanje in nadzor kakovosti omogoča skrbnikom sistema, da

popravljajo nepravilnosti v podatkovnih in slikovnih bazah podatkov. Pri izvajanju opravil

lahko zaposleni vnesejo v sistem napačne demografske podatke pacienta ali pa shranijo

slikovno gradivo v mapo napačnega pacienta. Takšna delovna postaja omogoča skrbnikom

osnovne funkcije zagotavljanja in nadzora kakovosti, vendar morajo imeti do nje dostop le

pooblaščeni skrbniki. S svojim strokovnim delom morajo v vsakem trenutku zagotavljati in

vzdrževati integriteto podatkov. Takšna delovna postaja je navadno opremljena z enim ali


13

dvema računalniškima zaslonoma ali nizko zmogljivima diagnostičnima zaslonoma

(Krupinski in Kallergi, 2007).

Delovna postaja za digitalizacijo, uvoz digitalnega slikovnega gradiva, tiskanje na film in

zapisovanje na zgoščenke omogoča digitalizacijo rentgenogramov, uvažanje digitalnega

slikovnega gradiva z zgoščenk in hkrati tudi tiskanje digitalnega slikovnega gradiva na

rentgenski film ali njegovo zapisovanje na zgoščenke. Zavedati se moramo, da lahko

pacienti s seboj prinesejo rentgenograme ali zgoščenke iz druge bolnišnice, kjer še niso

vpeljali PACS ali pa želijo rezultate lastnih preiskav odnesti v takšno bolnišnico. Ta

opravila ne zahtevajo veliko zahtevne strojne opreme. Takšna delovna postaja je navadno

opremljena z enim ali dvema računalniškima zaslonoma ali nizko zmogljivima

diagnostičnima zaslonoma, z digitalizatorjem rentgenogramov in enoto za branje ter

zapisovanje zgoščenk. V bolnišnici najdemo eno ali dve takšni delovni postaji, navadno pa

se nahajajo v arhivu ali administraciji oddelka za radiologijo, kjer imajo že tako ali tako

nadzor nad hrambo in pretokom rentgenogramov. Na tej točki ne smemo pozabiti tudi na

varstvo pacientovih osebnih podatkov in zagotoviti ustreznega sledenja vpogledu v

pacientovo dokumentacijo (Krupinski in Kallergi, 2007).

Pisarniška namizna delovna postaja deluje po sistemu tankega odjemalca (Thin Client) in

je dejansko navadni osebni računalnik, ki omogoča popoln dostop do pacientovega EHR

od vsepovsod. Ne potrebuje nobene zahtevne strojne opreme, le dostop do interneta in

spletni brskalnik. V PACS vstopamo preko spletne aplikacije, ki pa nam zagotavlja le

osnovne funkcije. Za varnost prenešenih podatkov je poskrbljeno z uvedbo tankih

odjemalcev in tehnologij za zagotavljanje varnosti znotraj spletnega omrežja. Med takšne

tehnologije sodita sloj varnih vtičnic (SSL, Secure Socket Layer) in navidezno zasebno

omrežje (VPN, Virtual Private Network) (Krupinski in Kallergi, 2007).


14

4.3 Povezovanje komponent PACS med seboj

Računalniško omrežje lahko definiramo kot sistem med seboj neodvisnih računalnikov, ki

so povezami med seboj za izmenjavo podatkov in delitev perifernih enot, kot so npr. trdi

disk ali tiskalniki. Računalniško omrežje je vzpostavljeno ravno zaradi izmenjave

podatkov, brez te izmenjave podatkov pa PACS ne bi obstajal.

4.3.1 Eternet (Ethernet)

Eternet je najbolj priljubljen protokol za lokalno omrežje (LAN, Local Area Network), ki

določa način povezovanja in pretok informacij na nivoju fizične plasti. Tako omogoča

združljivost strojne opreme različnih proizvajalcev, saj določa pogoje, pod katerimi med

seboj strojna oprema komunicira. Eternet je dokončno standardizirala Mednarodna

organizacija za standardizacijo (ISO, International Organization of Standardization), ki je

leta 1978 vpeljala referenčni model povezanih odprtih sistemov (OSI, Open System

Interconnection). ISO/OSI referenčni model tako predstavlja modulirano zgradbo

protokolov, ki je razdeljena na sedem plasti, na vsaki plasti so točno določene omrežne

funkcije, vse plasti pa delujejo kot celota (Stevens in Fall, 2011).

Fizična plast je odgovorna za fizični prenos po komunikacijskem kanalu. Določa

mehanske, električne in funkcionalne standarde vodnikov in konektorjev (Stevens in Fall,

2011).

Povezovalna plast vsebuje vse funkcije in protokole, ki so potrebni za prenos podatkov.

Mednje sodi tudi ugotavljanje in odpravljanje napak (Stevens in Fall, 2011).

Omrežna plast je odgovorna za naslavljanje in usmerjanje enot sporočila skozi topologijo

omrežja pravemu naslovniku. Zagotavlja pravilno fragmentacijo in defragmentacijo. Pri

tem uporablja različne protokole, eden izmed njih je tudi internetni protokol (IP, Internet

Protocol) (Stevens in Fall, 2011).


15

Transportna plast zagotavlja zanesljiv prenos sporočila kot celote, vzpostavi povezavo

med končnima računalnikoma, nadzoruje tok podatkov in na koncu prekine povezavo. Na

tej plasti se vrši fragmentacija in odkrivanje ter odpravljanje napak (Stevens in Fall, 2011).

Sejna plast nadzoruje komunikacijo med napravami in aplikacijami (Stevens in Fall,

2011).

Predstavitvena plast je običajno del operacijskega sistema in omogoča pretvorbo

podatkov v obliko, ki je razumljiva za računalniško okolje na sprejemni strani, s čimer

podatke ustrezno predstavi. Vsebuje storitve kot so stiskanje, raztezanje, pretvorba znakov

šifriranje ipd. (Stevens in Fall, 2011).

Aplikacijska plast je najvišja plast, s katero pride v stik uporabnik. Je vmesnik med

uporabnikom in komunikacijskim omrežjem in omogoča identifikacijo komunikacijskih

partnerjev. Vsebuje številne standardne računalniške programe (Stevens in Fall, 2011).

Slika 1: ISO/OSI in TCP/IP protokol.


16

Slika 1 prikazuje primerjavo ISO/OSI in TCP/IP protokolnega sklada in plasti v njiju.

ISO/OSI sklad je sedemslojni, medtem ko ima TCP/IP sklad le pet slojev.

Hrbtenica omrežja eternet LAN je sestavljena iz vodnikov iz optičnih vlaken in

neoklopljenih sukanih paric (UTP, Unshielded Twisted Pair). Z vodniki iz optičnih vlaken

navadno povezujemo strežnike, z UTP pa različne delovne postaje znotraj PACS. Z

uporabo teh vodnikov, preklopnikov in usmerjevalnikov drastično znižamo namestitvene

stroške, izboljšamo zanesljivost omrežja in povečamo njegovo zmogljivost.

Podatkovna enota je okvir dolžine od 64 do 1516 zlogov.

Eternet spada med širokopasovna omrežja in omogoča visoke pasovne širine, tudi do 100

megabitov na sekundo (Mbps, Megabits per seconds). V takem primeru govorimo o

gigabitnem eternetu.

4.3.2 Javno omrežje (WAN, Wide Area Network)

WAN je omrežje, ki povezuje računalnike na veliko večjem področju. Navadno pokriva

različne regije, mesta ali celo države. V osnovi je namenjeno povezavi omrežij, ki so

geografsko ločene. Od LAN tehnologije se močno razlikuje, saj je to naročniška storitev,

ki jo zagotavljajo različni ponudniki, nudi nižje pasovne širine in uporablja TCP/IP

protokole.

Asinhroni prenosni način (ATM, Asynchronous Transfer Mode) je storitveni protokol

povezovalne plasti, ki deluje nad fizično plastjo. Podatkovna enota je paket stalne dolžine

53 zlogov.

Digitalni naročniški vod (DSL, Digital Subscriber Line) je najpogostejša tehnologija za

širokopasovni dostop do javnega omrežja v Evropi in izredno zaželjena za povezovanje

različnih bolnišnic med seboj v PACS. Omogoča digitalni prenos podatkov po vodnikih

telefonskega omrežja. Standardni telefonski vodnik je sestavljen iz dveh bakrenih


17

vodnikov. Takšna parica lahko prenaša veliko več podatkov, kot smo si lahko predstavljali.

Signali potujejo po bakrenih žicah z različnimi frekvencami, frekvenca signala pa je lastna

točno določenemu opravilu. Telefonski pogovor poteka pri frekvencah pod 4kHz, višje

frekvence pa so namenjene izmenjavi podatkov. Večina DSL storitev omogoča le različne

hitrosti za prenos podatkov k uporabniku in od njega.

DSL tehnologija ne zahteva novih vodnikov, saj za prenos podatkov uporablja obstoječe

telefonske vodnike. Težave lahko nastopijo tudi pri pošiljanju velike količine podatkov, saj

je hitrost prenosa podatkov k uporabniku veliko večja od hitrosti od uporabnika. Na

oddelku za radiologijo se nabere veliko podatkov, ki jih moramo poslati v PACS, torej od

uporabnika, pri nizkih hitrostih povezave.

Kabelski internetni dostop (Cable Internet Access) je širokopasovni dostop do javnega

omrežja, ki za prenos podatkov izkorišča obstoječe koaksialne vodnike kabelske televizije

(CATV, Community Antenna Television), v zadnjih letih pa jih nadomeščajo optični kabli.

Tudi tu signali potekajo pri različnih frekvencah, televizijskemu signalu pa je dodeljen le

6MHz del vodnika. CATV internetni dostop je izredno hiter, vendar pa se hitrost prenosa

deli z vsemi drugimi uporabniki v okolici, saj si uporabniki delijo omrežno zanko. V

kolikor je uporabnikov več, se lahko prenos podatkov drastično upočasni. Hitrost prenosa

podatkov pa z razdaljo ne pada. Prenos podatkov je asimetričen, tako da lahko tudi tu

nastopijo težave pri pošiljanju velikih količin podatkov.

Širokopasovni mobilni internetni dostop (Cellular Broadband Internet Access) sodi v

skupino brezžičnih tehnologij za dostopanje do interneta, pri kateri se za prenos podatkov

izkorišča infrastruktura mobilnega telefonskega omrežja. Največja prednost tega omrežja

je mobilnost, ki pa jo na določenih področjih omejuje slaba pokritost s signalom. Hitrost

prenosa je v glavni meri odvisna od moči signala, vendar le redko doseže najvišje hitrosti.

Ponudniki internetnih storitev (ISP, Internet Service Provider) tudi drastično omejujejo

količino prenesenih podatkov v določenem časovnem obdobju. Zato takšna oblika

internetnega dostopa ni primerna za prenašanje velikih PACS datotek. Kljub vsemu pa se

moramo zavedati dejstva, da se na področju širokopasovnega mobilnega internetnega


18

dostopa stvari razvijajo z nadzvočno hitrostjo, razvoj pa diktira neverjetno povpraševanje

tržišča.

4.3.3 Topologija omrežja

Topologija omrežja opisuje razporeditev delovnih postaj, vodnikov, preklopnikov in

usmerjevalnikov ter njihovih povezav v omrežju. Fizična topologija določa fizični način

postavitev delovnih postaj in povezave vozlišč v omrežje, logična pa pretok podatkov med

posameznimi vozlišči. Poznamo osnovne in hibridne topologije omrežja.

Osnovne topologije omrežja:

• Linearno vodilo imenujemo tudi ogrodje omrežja. Tu so vsi gradniki omrežja

povezani na osnovno prenosno sredstvo. Pri tej topologiji je uporaba vodnikov

izredno ekonomična, sistem lahko z lahkoto postavimo in ga enostavno tudi

razširimo. Kljub temu pa se prenos podatkov pri velikem prometu upočasni, napake

je težko odkriti, prekinitev na enem mestu pa pomeni izpad celotnega omrežja

(Carter, 2010).

• Zvezdna topologija omrežja je zasnovana tako, da je v sredini centralni preklopnik,

skozi katerega pošiljajo ali sprejemajo podatke vsi gradniki omrežja. Ta oblika

topologije omogoča enostavno priključitev novih postaj, omogoča centraliziran

nadzor in upravljanje, napaka na enem vozlišču ne vpliva na delovanje omrežja.

Omrežje prizadene okvara centralnega preklopnika. Slaba stran je tudi ta, da

zvezdna topologija zahteva veliko vodnikov (Carter, 2010).

• Obročna topologija je sestavljena iz gradnikov, ki so med seboj povezani

zaporedno in tako ustvarjajo obliko obroča. Sistem zagotavlja enakovreden dostop

za vse postaje, zagotavlja veliko zanesljivost prenosa podatkov, s povečanjem

števila uporabnikov pa se obremenitev omrežja ne poveča. Napaka na enem

računalniku ali vodniku prizadene delovanje celotnega omrežja, napake je izredno

težko odkriti, razširitem omrežja pa je možna samo s prekinitvijo prometa (Carter,

2010).


19

• Polna topologija je sestavljena iz vozlišč, ki so direktno povezana med seboj. V

primeru okvare povezave je vedno na voljo dodatna povezava. Ta oblika topologije

je primerna takrat, ko imamo v omrežju omejeno število vozlišč, vendar pa

moramo zagotoviti visoko stopnjo dosegljivosti. Sama vzpostavitev sistema je

izredno draga zaradi velikega števila vodnikov (Carter, 2010).

Hibridne topologije omrežja so kombinacije osnovnih topologij. V velikih bolnišnicah se

izredno redko uporablja le ena oblika topologije. Zato v tako velikih ustanovah navadno

najdemo različne hibride, ki zagotavljajo točno določene zahteve (Carter, 2010).

Logična topologija opisuje pot pretoka podatkov znotraj omrežja. Definicija same

topologije je enaka fizični topologiji omrežja, vendar pa jo v glavnem določajo mrežni

protokoli. Konfiguriramo jo s pomočjo preklopnikov in usmerjevalnikov. Zavedati se

namreč moramo, da igrajo v Eternet LAN preklopniki in usmerjevalniki izredno

pomembno vlogo (Carter, 2010).

Preklopnik je elektronska naprava, ki znotraj LAN povezuje vse računalnike in omrežne

naprave. Ima veliko priključnih mest (port) za podatkovne vodnike. Preklopnik vodi

podatkovni promet od izvirnega računalnika, ki je s podatkovnim vodnikom priključen na

ustrezno priključno mesto, do ciljnega računalnika, ki je prav tako s podatkovnim

vodnikom priključen na ustrezno priključno mesto na istem preklopniku. Na tak način

razčleni večje omrežje na manjše skupine. V LAN infrastrukturi bolnišnice lahko najdemo

več takšnih preklopnikov (Carter, 2010).

Usmerjevalnik je naprava, ki med seboj povezuje skupine omrežij in je izredno pomembna

komponenta IP omrežja. Deluje na nivoju omrežne plasti in preverja podatke o

podatkovnih paketih, ki so pomembni za omrežno plast in jih nato posreduje naprej v

skladu z nastavljenimi pravili. Navadno preverja veliko več podatkov kot le podatke

povezovalne plasti v podatkovnem paketu in ima veliko več procesne moči za izmenjavo

podatkov med različnimi skupinami v omrežju. Usmerjevalnik razume strukturo

naslavljanja v povezavi z omrežnimi protokoli, ki jih podpira, in po lastni presoji izmenjuje

podatkovne pakete. Sposoben je najti optimalno pot za prenos podatkov in optimalno


20

velikost podatkovnega paketa. Bolj izpopolnjeni usmerjevalniki so sposobni preverjati

podatke tudi na višjih plasteh in delujejo tudi kot požarni zid (Carter, 2010).

Pri načrtovanju omrežja je pomembnih več stvari:

• Standardizacija programske in strojne opreme zagotavlja povezljivost vseh naprav

različnih proizvajalcev v omrežju.

• Nadaljnja širitev omrežja je znotraj bolnišnice izredno pomembna. Pravilna

zasnova omrežja nam mora omogočati priklop dodatnih strežnikov in delovnih

postaj brez nepotrebnega preoblikovanja topologije omrežja.

• Zanesljivo omrežje omogoča nemoteno delovanje HIS, RIS in PACS. Pravilna

zasnova omrežja ne omogoča le hitre prenose podatkov, ampak tudi zanesljivo in

redundantno omrežje.

• Varnost omrežja mora biti na izredno visoki ravni, saj se po bolnišničnem

računalniškem omrežju pretakajo občutljivi podatki. Zato moramo pri načrtovanju

omrežja poskrbeti tudi za zagotavljanje ustrezne varnosti.

• Zmogljivost in stroški vzpostavitve omrežja so tesno povezani. Zmogljivost

omrežja je odvisna od podatkovne prepustnosti in odzivnega časa. Zmogljivejša

omrežja pa so tudi dražja. Zato moramo zagotoviti pravo ravnovesje med željeno

hitrostjo omrežja in njegovo ceno.

Načrtovanje samega omrežja zahteva veliko virov, saj le z optimalno načrtovanim

omrežjem zagotovimo zanesljiv in hiter prenos podatkov med HIS, RIS in PACS, poleg

tega pa omogočimo tudi prilagajanje celotnega sistema ob širitvi ali nadgradnji. Zato

moramo med procesom izgradnje bolnišničnega omrežja pretehtati različne vidike,

vključno z/s:

• oceno dostopnosti tehnologije,

• izbiro LAN tehnologije, ki jo bomo uporabili pri izgradnji omrežja znotraj

bolnišnice,

• izbiro WAN tehnologije, ki jo bomo uporabili pri povezovanju z oddaljenimi

lokacijami zunaj bolnišnice,

• zasnovo načrta za dejansko izgradnjo omrežja,

• seznamom komponent, ki jih potrebujemo za izgradnjo omrežja,


21

• določitvijo možnost širitve in modularno zasnovo omrežja,

• izračunom stroškov celotnega projekta,

• načrtovanjem upravljanja omrežja (Carter, 2010).

Slabo načrtovanje omrežja navadno pride do izraza ravno takrat, ko nastopi potreba po

spremembi omrežja. Lahko pride do težav pri dinamičnem dodeljevanju IP naslovov in

centralizirani koordinaciji omrežja ipd. Zato moramo najprej poskrbeti za kakovostno

zasnovo in načrtovanje omrežja ter naknaden pregled zasnove omrežja in infrastrukture

tudi po sami vzpostavitvi omrežja. Nenehno namreč prihaja do dodatnih zahtev omrežnih

aplikacij in sprememb v sami infrastrukturi omrežja.

Nadgradnja omrežja se izvaja v nekaj fazah. Pri tem se moramo zavedati vseh omejitev

nove in stare tehnologije. Zato je pomembno, da podrobno dokumentiramo celotno

omrežje za kasnejšo pomoč pri nadgradnji.

4.4 Omrežna varnost

Omrežna varnost je izredno pomembna v zdravstvu, kjer moramo izredno skrbno ravnati z

osebnimi, zaupnimi in zdravstvenimi podatki. Nekatere aplikacije v omrežju nimajo

vgrajenih varnostnih mehanizmov ali pa imajo vgrajene nestandardizirane varnostne

mehanizme. Zato se moramo poslužiti različnih varnostnih mehanizmov, ki so neodvisni

od delovanja različnih deležnikov znotraj omrežja.


22

4.4.1 Šifriranje in dešifriranje podatkov

Šifriranje digitalnih podatkov je način pretvorbe nezaščitenih podatkov v takšno obliko, da

nam le-ti ne morejo koristiti. Na tak način ostanejo podatki skriti pred očmi nepridipravov.

Dešifriranje je postopek, pri katerem se prej zaščiteni podatki pretvorijo v izvirno obliko. S

tehnološkim napredkom na tem področju lahko šifriramo podatke na različne načine.

Vsaka oblika šifriranja ima sebi lastne postopke, ki preoblikujejo podatke tako, da jih je

izredno težko dešifrirati. Močno šifriranje podatkov predvsem pomeni, da brez pravega

ključa za šifriranje podatkov v praksi težko pridemo do izvirnih podatkov. Šifriranje in

dešifriranje podatkov dosežemo z zapletenimi matematičnimi algoritmi.

Trenutni algoritmi za šifriranje in dešifriranje podatkov uporabljajo parametre, ki jih

imenujemo »ključi«, le-ti pa določajo stopnjo varnosti samih algoritmov. Daljši kot je

ključ, bolje so šifrirani podatki.

4.4.2 Overitev verodostojnosti in kontrola podatkovne celovitosti

Overitev verodostojnosti pri prenosu podatkov preko omrežja je način preverjanja

identitete pošiljatelja podatkov. Sama overitev nam lahko kaj hitro razkrije morebitnega

vsiljivca. Kontrola podatkovne celovitosti pa nam pove, da so na naslov pošiljatelja

prispeli podatki v pristni obliki. Oba načina preverjanja sta izrednega pomena vsake

omrežne varnosti (Carter, 2010).


23

4.4.3 Digitalni podpis

Digitalni ali elektronski podpis je osnovno šifriranje podatkov z uporabo sistema javnega

ključa. Pošiljatelj podatke digitalno podpiše z zasebnim ključem, jih pošlje po

nezaščitenem omrežju, prejemnik pa z javnim ključem preveri verodostojnost »podpisa«

pošiljatelja in s tem pošiljatelja identificira. Pravilno implementirane digitalne podpise

izredno težko ponaredimo, vsaj veliko težje kot lastnoročni podpis (Carter, 2010).

4.4.4 Digitalni certifikat

Digitalni certifikat je elektronski dokument, ki ga izda fizičnim osebam za to pooblaščen

izdajatelj. Digitalni certifikat je alternativa osebnim dokumentom, s katerim se preverja

istovetnost osebe ali spletne strani. Navadno vsebuje ime nosilca digitalnega certifikata,

serijsko številko, kopijo nosilčevega javnega ključa za šifriranje podatkov, digitalni podpis,

veljavnost certifikata, digitalni podpis izdajatelja certifikata ipd. V osnovi je identiteta

nosilca certifikata vezana na njegov javni ključ, izdajatelj certifikata pa izda svoj javni

ključ, ki je na voljo za dešifriranje podatkov. Ko prejemnik prejme šifrirane podatke, lahko

z javnim ključem izdajatelja certifikata dešifrira priponko digitalnega certifikata. Tako

preveri istovetnost certifikata in hkrati tudi pridobi pošiljateljev javni ključ za dokončno

dešifriranje podatkov (Carter, 2010).

4.4.5 Požarni zid

Računalniki v bolnišničnem omrežju komunicirajo tudi z drugimi omrežji, med katere sodi

tudi internet. Zato moramo zagotoviti varnost bolnišničnega omrežja pred napadi od zunaj

in hkrati omogočiti dostop do drugih omrežij. Med posameznimi omrežji zagotavljajo

varnost požarni zidovi, ki so lahko strojni ali programski. V osnovi pa so to mehanizmi, ki

uveljavljajo politiko omrežne varnosti tako, da ločijo varovano bolnišnično omrežje od

drugih nezaščitenih omrežij (Carter, 2010).


24

4.4.6 SSL in varnost transportnih plasti (TLS, Transport Layer Security)

SSL je varnostni protokol, ki omogoča šifrirano povezavo med strežnikom in odjemalcem.

Izraz »vtičnica« se nanaša na način prenašanja podatkov med aplikacijami strežnika in

odjemalca. SSL uporablja sistem šifriranja z javnim in zasebnim ključem ter digitalni

certifikat, s katerim zagotavlja istovetnost vseh udeležencev, zasebnost podatkov in

integriteto podatkov. Zasnovan je tako, da uporablja protokol nadzora nad prenosom

(TCP, Transmission Control Protocol) kot varno in zanesljivo komunikacijsko plast.

Vzpostavljena omrežna povezava je preverjena in zaščitena tako, da so podatki povsem

varni med samim prenosom (Carter, 2010).

Slika 2: Položaj SSL glede na aplikacijsko in omrežno plast TCP/IP sklada.

Slika 2 prikazuje SSL plast, ki je vrinjena med aplikacijsko in omrežno plast TCP/IP

sklada. Pri uporabi SSL je overjena verodostojnost pošiljatelja in prejemnika, protokol pa

uporablja šifrirno tehniko standardnega javnega ključa za preverjanje istovetnosti. Zavedati

se moramo, da je SSL skupek protokolov, ki pa je tudi alternativa TCP/IP protokolu. Tako

lahko vsaka TCP/IP aplikacija teče tudi preko SSL šifrirane povezave. SSL se izredno

pogosto uporablja tudi v PACS za zagotavljanje varnega prenosa podatkov po

nezavarovanih omrežjih (Stevens in Fall, 2011).

TLS je protokol šifriranja, ki zagotavlja varnost med pošiljanjem podatkov preko TCP/IP

omrežja in integriteto na nivoju omrežne transportne plasti. Teče na plasteh pod

aplikacijskimi protokoli, med katere sodi tudi protokol za prenos hiperteksta (HTTP,


25

Hypertext Transfer Protocol), in nad zanesljivimi protokoli, med katere sodi TCP. TLS

lahko uporabimo tudi za vzpostavitev tunela za celotno omrežje pri VPN. Podpira

vzajemno ugotavljanje istovetnosti, pri kateri morata imeti certifikat oba, pošiljatelj in

prejemnik. Ta varnostni protokol je vključen tudi v DICOM standard, osnovni TLS

zaščiten komunikacijski profil pa se uporablja kot zaščiten tunel za izmenjavo DICOM

slikovnega materijala in objektov.

SSL je predhodnik TLS, čeprav se v določenih vidikih razlikujeta, pa se ju obravnava

enakovredno. Oba protokola zagotavljata šifriranje podatkov in ugotavljanje istovetnosti

pri aplikacijah, kjer izmenjava podatkov poteka po nezavarovanem omrežju. TLS je odprt

standard in ima nekaj dodatnih funkcij. Kljub temu pogosteje uporabljamo SSL protokol,

vendar pa se to utegne v prihodnosti spremeniti.

4.4.7 VPN

VPN je dejansko intranet, ki se razprostira preko javnega interneta in tako omogoča

vzpostavitev zasebne varne povezave. Ob vpeljavi VPN in drugih tehnologij omrežne

varnosti lahko povsem varno uporabljamo internet. V praksi VPN predstavlja tunel med

dvema omrežjema. Preko takšnega omrežnega tunela lahko brez težav dostopamo do

oddaljenih delovnih postaj. Jedro tehnologije VPN je šifriranje podatkov in ugotavljanje

istovetnosti uporabnikov. Zaradi tega lahko zasebno omrežje vgradimo na hrbtenico

javnega omrežja in to ob dejstvu, da je za zaščito in varnost poskrbljeno tako kot pri

zasebnih omrežjih. VPN mora tako uveljaviti varnostne mehanizme znotraj sebe.

Najpogosteje se uporablja IP varnostni protokol (IPSec, IP Security).

Istovetnost uporabnikov se ugotavlja individualno ali v povezavi z VPN. Vključuje

biometriko, gesla, metode šifriranja, požarni zid ipd. Nekatere tehnološke rešitve zahtevajo

interakcijo uporabnika, druge pa so že vgrajene v PACS delovne postaje.


26

4.5 Hramba slikovnega gradiva

Navadno so pacientovi demografski podatki, podatki o predhodnem zdravljenju, rezultati

različnih preiskav in medicinsko slikovno gradivo shranjeni na papirju ali filmu. Tak

arhivski materijal zasede izredno veliko prostora, upravljanje z njim pa veliko dodatnega

dela s strani zaposlenih. V času digitalne dobe pa se papir in film umikata digitalni obliki,

tako da počasi prihajamo v obdobje brezpapirnega arhiva.

Najmanjša enota informacije je bit, ki ga navadno predstavljata enoti dvojiškega sistema,

ničla in enica. Naslednja enota je zlog, ki je sestavljena iz osmih bitov in je najmanjši

samostojno naslovljivi del računalniškega pomnilnika. V PACS uporabljamo kilozlog (kB,

kilobyte), ki obsega 1024 zlogov, megazlog (MB, megabyte), ki obsega 1024 kilozlogov,

gigazlog (GB, gigabyte), ki obsega 1024 megazlogov, in terazlog (TB, terabyte), ki obsega

1024 gigazlogov. Prihodnost počasi prinaša tudi petazlog (PB, petabyte), ki obsega 1024

terazlogov. Uspeh PACS in EHR je odvisen od varnosti digitalnih medicinskih podatkov in

zanesljivosti hrambe in prenosa.

4.5.1 Magnetni trak

V nekaterih PACS se magnetni trak uporablja za dolgoročno hrambo podatkov ali za

sekundarno varnostno kopijo podatkov, ki služi kot dolgoročna redundantna hramba

podatkov. Podatki se shranjujejo na tanek magnetni sloj, ki prekriva trak. Trak se med

prevrtavanjem z enega na drug kolut premika mimo magnetne glave, ki piše ali bere

podatke, shranjene na traku.

Magnetni trakovi lahko shranijo do 1 TB podatkov, njihova prednost pa je v nizkih

stroških nakupa in vzdrževanja. Slabost magnetnih trakov je v počasnem dostopu do

podatkov. Zato se v PACS uporabljajo predvsem za izdelavo varnostnih kopij.


27

4.5.2 Optični nosilec podatkov z visoko gostoto zapisa

Zgoščenka z možnostjo zapisa (CD-R, Recordable Compact Disc) ni namenjena za

arhiviranje podatkov, temveč za prenos slikovnega gradiva med posameznimi

zdravstvenimi ustanovami, kjer direktna povezava še ni vzpostavljena. Zgoščenka (CD,

Compact Disc) je debela 1,2 mm in ima premer 120 mm. Narejena je iz polikarbonata, ki

ima na površini spiralne brazde. Na eni strani je prekrita z izredno tanko plastjo

organskega barvila, čeznjo je tanka plast srebra, na koncu pa še zaščitna kovinska odbojna

plast. Spiralne brazde omogočajo laserju natančnejši zapis na površino diska. Na CD lahko

shranimo do 700 MB podatkov.

Med pisanjem pisalni laser na površini diska segreje sloj organskega barvila in trajno

spremeni njegove optične lastnosti. Tako se žarki bralnega laserja drugače lomijo na

predelih s spremenjenimi optičnimi lastnostmi. Intenziteta svetlobe laserja se zabeleži,

pretvori v električni signal in na koncu prevede v binaren digitalen podatek. Že popisanega

odseka CD-R ne moremo prepisati z drugimi podatki.

CD-R ne omogoča trajne hrambe podatkov, saj ima omejeno življenjsko dobo. Njegova

življenjska doba je približno tri leta, preberemo pa ga lahko približno tisočkrat.

Za cenovno dostopno sekundarno varnostno kopijo podatkov, ki služi kot dolgoročna

redundantna hramba podatkov, lahko uporabljamo tudi vsestransko digitalno ploščo (DVD,

Digital Versatile Disc), ki je plošča z digitalno zapisanimi podatki in večjo gostoto zapisa

od CD. Na DVD lahko shranimo do 4,7 GB podatkov.


28

4.5.3 Trdi disk

Dandanes se v PACS in EHR za hrambo digitalnih podatkov uporablja ravno trdi disk.

Sestavljen je iz:

• okroglih in nemagnetnih plošč iz aluminija, stekla ali keramike, ki so na obeh

straneh prekrite s feromagnetnim materijalom iz kobaltove zlitine,

• elektromotorja,

• vretena,

• aktuatorja,

• bralno-pisalne diskovne glave,

• elektronskega krmilnega vezja in

• zračnega filtra.

Diskovne plošče imajo na sredini luknjo, skozi katero so pritrjene na vreteno. Vreteno

poganja izredno hiter elektromotor. Na površine diskov podatke zapisuje in odčitavajo

diskovne glave, ki so pritrjene na drsnike. Drsniki so pritrjeni na ročice aktuatorja, ki

določa položaj glav. Natančno delovanje aktuatorja je izredno pomembno, saj igra izredno

pomembno vlogo pri delovanju in zmogljivosti trdega diska.

Diskovne plošče se v trdem disku vrtijo izredno hitro in dosegajo hitrosti tudi do 10.000

vrtljajev na minuto (rpm, rotations per minute).

Vedno večje količine digitalnih podatkov zahtevajo tudi vedno večji prostor, ki je

namenjen za hrambo teh digitalnih podatkov. Zato tudi trdi diski postajajo vedno večji in

vedno zmogljivejši. Danes lahko na posamezne trde diske že shranimo nekaj TB podatkov.

Trdi disk je sestavljen iz veliko majhnih gibljivih delčkov in se izredno hitro pokvari.

Verjetnost za njegovo zamenjavo je veliko večja od povprečnega časa do napake (MTTF,

Mean Time to Failure), ki ga objavi proizvajalec.


29

4.5.4 Fiksni pogon

Razvoj trdih diskov gre v smer fiksnih pogonov (SSD, Solid State Drive), ki so sestavljeni

iz polprevodniških pomnilnikov. Njegova vloga je hramba digitalnih podatkov, tehnološko

pa ločimo več vrst SSD pogonov.

SSD na osnovi pomnilnika z naključnim dostopom (RAM, Random Access Memory).

Zgodnji SSD pogoni so vsebovali obsežen trdi disk in RAM. Zavedati se moramo dejstva,

da spada RAM med neobstojne pomnilnike, ki za svoje delovanje potrebujejo električno

energijo. Zato so imeli vgrajeno baterijo, ki je omogočala ravno toliko avtonomije, da so se

digitalni podatki shranili na trdi disk. Ob vključitvi so se podatki ponovno naložili iz trdega

diska na RAM.

SSD na osnovi bliskovitega pomnilnika (Flash Memory). Bliskoviti pomnilik so najprej

pričeli uporabljati proizvajalci digitalnih fotoaparatov, prenosnih USB pomnilnikov,

predvajalnikov glasbe ipd. Sodi med obstojne pomnilnike. V primerjavi s trdim diskom je

veliko hitrejši in bolj zaneljiv.

Hibridni bliskoviti pomnilnik je dejansko kombinacija trdega diska in SSD na osnovi

bliskovitega pomnilnika. SSD v tem primeru služi kot medpomnilnik. Tako je trdi disk

veliko manj obremenjen, do podatkov pa prihajamo veliko hitreje.

V delovnih postajah, ki so namenjene pregledovanju in analiziranju slikovnega materijala,

je hitrost izredno pomembna. Poleg tega pa na njih ne potrebujemo shranjevati velikih

količin podatkov. Zaradi tega se SSD pomnilniki izredno dobro obnesejo v delovnih

postajah. Lahko v celoti prevzamejo vlogo trdega diska ali pa trdi disk zgolj razbremenijo.

Z vpeljavo SSD pomnilnikov tudi povečamo zanesljivost delovanja delovne postaje.

SSD ni primeren za dolgoročno shranjevanje podatkov, saj je takšnih podatkov relativno

veliko, do njih dostopamo poredko, visoko dostopnost podatkov pa pogosto omeji hitrost

omrežja in tako ne pride do izraza.


30

4.6 Integracija bolnišničnih podatkov

Zdravstveno varstvo je edinstveno z vidika nabora bolnišničnih podatkov, slikovnega

gradiva, podatkovnih baz, programske opreme, plačilnega sistema, ekonomije delovnega

procesa ipd. Znotraj zdravstvenih ustanov potekajo različni delovni procesi, ki za vire

uporabljajo povsem različne računalniške sisteme, ki izvajajo različne delovne operacije.

Pri svojem delu dostopajo do različnih podatkov in jih na določenih nivojih tudi

spreminjajo. Tako lahko govorimo o pretvarjanju vhodnih količin v izhodne. V idealnem

informacijskem okolju bi se morali podatki med posameznimi informacijskimi sistemi

izmenjevati in usklajevati avtomatično, vendar pa v realnosti temu ni tako. Kljub vsemu pa

obstaja neizmerna težnja ravno po dostopu in izmenjavi bolnišničnih podatkov. V grobem

obstajata dve glavni gonilni sili, ki stremita k vpeljavi skupnega standarda pri izmenjavi in

interpretaciji bolnišničnih podatkov: drastično povečanje bolnišničnih podatkov v digitalni

obliki in osnovanje EHR (Liu in Wang, 2011).

Posledično lahko govorimo o zahtevani interoperabilnosti ali skupni uporabnosti,

sposobnosti sistema, da sodeluje z okoljem drugega sistema brez uporabnikovega

poseganja, npr. omogočanje povezljivosti informacijskih virov na internetu (Kanič et al.,

2011). Prepoznamo lahko tehnično, semantično in procesno interoperabilnost,

najpomembnejša pa je semantična interoperabilnost, saj ta predstavlja povezljivost dveh

informacijskih sistemov do te mere, da razumeta, interpretirata in uporabljata podatke na

povsem enak način. Pri tem je predvsem pomembno, da ne prihaja do potvarjanja podatkov.

4.6.1 HL7

HL7 je neprofitna mednarodna skupina strokovnjakov s področja zdravstvenih

informacijskih tehnologij, ki je bila ustanovljena leta 1987. Skupaj so vzpostavili prvi HL7

standard za izmenjavo in upravljanje bolnišničnih podatkov v elektronski obliki. Leta 1994

je standard akreditiral Ameriški inštitut za nacionalne standarde (ANSI, American National

Standards Institute) kot standard razvojne organizacije, ki deluje v zdravstveni industriji.

Prvotni namen delovanja je bil predvsem na področju bolnišnične administracije in


31

izmenjave, integracije in prenosa bolnišničnih podatkov z vzpostavitvijo obsežnega

ogrodja ter povezanih standardov. Dandanes standarda ne akreditira več ANSI, ampak

roko nad njim drži ISO in mnoge druge mednarodne organizacije za razvoj standardov

(Huang, 2010).

Samo ime simbolizira sedem slojev ISO/OSI komunikacijskega modela. ISO določa

komunikacijski model s sedmimi sloji, sedmi sloj pa je aplikacijski. Ravno na tem nivoju

poteka izmenjava podatkov in izvedba vseh varnostnih ukrepov. HL7 standard ne ponuja

rešitev za izgradnjo bolnišnične aplikacije, ampak predstavlja ogrodje naborov za

integracijo različnih uporabniških vmesnikov. S tem omogoča izmenjavo, integracijo,

delitev in pridobivanje različnih digitalnih bolnišničnih podatkov. Tako lahko govorimo o

komunikacijskem standardu, ki omogoča bolnišničnih aplikacijam čim bolj optimalno

integracijo. Aplikacije, ki ustrezajo HL7 standardom, si lahko izmenjujejo podatke med

seboj in to kljub temu, da delujejo na povsem različnih platformah z različnimi

operacijskimi sistemi, napisanimi v različnih programskih jezikih (Huang, 2010).

Pred vpeljavo HL7 je bila izmenjava podatkov med dvema HIS izredno otežena, če ne celo

povsem nemogoča. Na obeh straneh je bilo potrebno izvesti veliko programskih sprememb,

predvsem pri pošiljanju in sprejemanju podatkov. Do tega je prišlo predvsem zaradi

dejstva, da razvoj posamezne aplikacije poteka dokaj izolirano in brez sodelovanja med

različnimi skupinami razvijalcev. Razvoj vmesnika pa predstavlja dobršen izziv vsaki

računalniški ekipi (Huang, 2010).

HL7 V2.x. Aplikacijski standard za izmenjavo elektronskih podatkov v bolnišničnem

okolju. Prvi tak standard za izmenjavo sporočil je bil izdan leta 1990, do danes pa je bilo

izdanih že več verzij, vse pa so med seboj združljive. Določa različne oblike elektronskih

podatkov, ki nastajajo znotraj delovnega procesa v bolnišnicah, pa naj bo to v logistiki,

računovodstvu ali bolnišnični administraciji. Danes ga podpira že več kot 90 % razvijalcev

in proizvajalcev HIS, tako da igra poglavitno vlogo pri izmenjavi bolnišničnega

digitalnega gradiva (Huang, 2010).


32

Vsako sporočilo je podatkovna enota, ki si jo izmenjata dva sistema. V standardu HL7

V2.x predstavlja sporočilo niz podatkov, ki je človeku povsem razumljiv. Zgrajeno je iz

posameznih gradnikov, podatkovnih polj, ki so med seboj povezani v logične segmente.

Segmenti so nanizani v točno določenem zaporedju, obstoječim lahko dodajamo različne

elemente, nove funkcionalnosti pa ustvarjajo nove segmente (Huang, 2010).

HL7 V3.x. Aplikacijski standard za izmenjavo elektronskih podatkov v bolnišničnem

okolju druge generacije, ki je popolnoma drugačen od predhodnika. Izdan je bil leta 2005.

Temelji na referenčnem informacijskem modelu (RIM, Reference Information Model).

Enostavno berljivost in dokaj enostavno razumevanje omogoča uporaba razširljivega

označevalnega jezika (XML, Extensible Markup Language). V primerjavi s HL7 V2.x je

veliko kompleksnejši (Huang, 2010).

RIM igra pomembno vlogo pri razvoju metodologije in procesov, saj definira osnovne

gradnike, dovoljena razmerja in pravila znotraj sporočil, na podlagi katerih lahko

sestavimo HL7 V3.x sporočilo. Omogoči tudi eksplicitno reprezentacijo semantičnih in

leksikalnih povezav med samimi podatki v sporočilu (Huang, 2010).

Razvoj HL7 V3.x temelji na HL7 razvojnem ogrodju (HDF, HL7 Development

Framework). S pomočjo HDF odkrivamo, analiziramo, oblikujemo in dokumentiramo

različne procese, pravila in artefakte, ki so povezani z razvojem specifikacij v HL7

standardih. To je nepretrgan razvojni proces, s katerim želimo dobiti takšen nabor

specifikacij, da bi lahko oblika sporočila zagotavljala optimalno interoperabilnost med

različnimi HIS. Za popolno integracijo HIS ni dovolj le prenesti sporočilo iz ene aplikacije

v drugo (Huang, 2010).

HL7 je z leti neprestanega razvoja pričel pokrivati veliko večje področje in ne le izmenjave

sporočil v bolnišničnem okolju. Med tem razvojem se je pojavila potreba po standardizaciji

bolnišničnih dokumentov do te mere, da bi jih lahko izmenjevali in uporabljali v EHR.

Zato se je znotraj HL7 oblikoval označevalni standard za dokumente, ki ga imenujemo

arhitektura bolnišničnih dokumentov (CDA, Clinical Document Architecture). CDA


33

določa strukturo in semantiko bolnišničnih dokumentov. Bolnišnični dokument je zapis

opazovanj in storitev s sledečimi definiranimi lastnostmi:

• Vztrajnost. Bolnišnični dokument ostaja nespremenjen tako dolgo, kot je to

določeno z zakonodajo.

• Upravljanje. Bolnišnični dokument lahko ureja pooblaščena oseba ali organizacija.

• Pravna veljava. Bolnišnični dokument je primeren za uporabo v zdravstvene in

pravne namene.

• Celota. Bolnišnični dokument mora vsebovati vse relevantne podatke.

• Berljivost. Bolnišnični dokument mora biti napisan v takšni obliki, da ga lahko

prebere človek (Dolin et al., 2001).

CDA dokumentov je definirana s popolnimi informacijskimi objekti, med katerimi

najdemo tudi slike, zvok in drugo multimedijsko vsebino. Takšni dokumenti navadno

vsebujejo pacientove napotnice, sprejemne podatke, anamnezo, različne diagnostične

odčitke in poročila, zapise zdravstvene nege, odpustnice ipd. CDA je lahko izviren

dokument, dodatek k obstoječemu dokumentu ali revizija obstoječega dokumenta in je

izredno pomemben sestavni del EHR (Huang, 2010).

CDA do potankosti določa kodiranje, strukturo in semantiko bolnišničnih dokumentov za

izmenjavo. Vsak CDA dokument vsebuje glavo in telo. Glava dokumenta vsebuje štiri

logične komponente:

• Informacije dokumenta služijo za identifikacijo posameznega dokumenta,

določanje stopnje zaupnosti, opis povezav z ostalimi dokumenti in naročila.

• Združeni podatki opisujejo nastavitve, pod katerimi je nastal dokument.

• Seznam nosilcev aktivnosti omogoča sledljivost dokumentacije, saj predstavlja

seznam vseh zaposlenih v bolnišnici, ki so do dokumenta dostopali, ga spreminjali

ali pa prejeli kopijo dokumenta.

• Seznam koristnikov aktivnosti omogoča sledljivost dokumentacije in vključuje

pacienta in njegove bližnje, ki sodelujejo pri zdravljenju in imajo pravico do

vpogleda v dokumentacijo (Dolin et al., 2001).


34

Telo dokumenta je navadno sestavljeno iz odsekov, odstavkov, seznamov in tabel. Tem

strukturnim komponentam lahko dodamo različne opise in jih lahko gnezdimo. Vsebujejo

lahko tekst, različno multimedijsko vsebino in druge oblike zapisa, ki izvirajo iz

standardne terminologije (Dolin et al., 2001).

CDA kot model izmenjave bolnišnične dokumentacije pokriva področje, ki je veliko širše

od preproste izmenjave sporočil in predstavlja ogrodje za popolno semantiko bolnišnične

dokumentacije. Kot tak je primeren za EHR. Za mnoge predstavlja primarno obliko za

odčitke diagnostičnih slik.

Poleg standarda za izmenjavo podatkov HL7 razvija tudi aplikacijski standard za

izboljšanje učinkovitosti delovnega procesa v bolnišnici. Med obravnavo pacienta znotraj

bolnišnice lahko nosilec aktivnosti pri svojem delu uporablja več neodvisnih aplikacij, ki

delujejo v različnih informacijskih sistemih. Za dosego optimalne učinkovitosti delovnega

procesa se pojavlja potreba po virtualnem sodelovanju aplikacij do te mere, da navzven

delujejo kot ena sama aplikacija. Tako lahko nosilec aktivnosti dostopa in upravlja z

različnimi vrstami bolnišničnih informacij, ki so povezane z obravnavanim pacientom. To

lahko dosežemo z različnimi tehnikami upravljanja vsebine (Huang, 2010).

Delovna skupina za definiranje bolnišničnih kontekstnih objektov (CCOW, Clinical

Context Object Workgroup) določa smernice za sodelovanje med različnimi aplikacijami,

ki temeljijo na grafičnem uporabniškem vmesniku. V začetku je bil to neodvisni konzorcij,

danes pa je to tehnični komite organizacije HL7. CCOW je osredotočena predvsem na

standardizacijo, ki se osredotoča na končnega uporabnika in omogoča lažjo integracijo

aplikacij na kraju uporabe. Je osnovni standardni protokol znotraj bolnišničnega okolja, ki

omogoča upravljanje vsebine. Definira protokole, ki omogočajo povezanost in

sinhronizacijo različnih bolnišničnih aplikacijah z enako vsebino.

Ena izmed prednosti HL7 V3.x je jasna vzpostavitev kriterijev, ki določajo stopnjo

skladnosti določene programske opreme s standardom. Stopnja skladnosti je jasno

navedena v priloženi dokumentaciji HIS in je lahko podlaga za uspešno implementacijo v

celoten PACS. Le redki informacijski sistemi se držijo vseh aplikacijskih pravil, ki jih


35

določa HL7 V3.x. Zato se moramo pred nakupom osredotočiti predvsem na funkcionalno

in tehnično skladnost. Proizvajalčeva izjava o skladnosti navaja točno tiste dele standarda,

s katerimi se sklada delovanje informacijskega sistema.

HL7 je široko uporabljan v bolnišničnem okolju za izmenjavo podatkov, vendar pa je

prihodnost standarda HL7 predvsem na področju semantične, funkcionalne, poslovne,

zasebne in varnostne interoperabilnosti. Uporaba standardov semantične interoperabilnosti

je našla svoje mesto šele v HL7 V3.x. Dejansko so HL7 standardi ogrodje, ki določa

sposobnosti in meje interoperabilnosti, medtem ko smernice implementacijskega standarda

izbirajo specifične elemente iz skupine standardov, ki ponujajo nazorne opise kaj, kdaj,

zakaj in kako bo prihajalo do izmenjave podatkov. Na interoperabilnost ne vplivajo

standardi, pač pa implementacija smernic. Vpeljava standarda omogoča preprosto

izmenjavo kritičnih podatkov, ta pa izboljša vsak vidik bolnišničnega delovnega procesa.

Ravno zaradi tega postaja nepogrešljiva komponenta v zdravstvenem sistemu.

4.6.2 DICOM

HL7 je predvsem komunikacijski standard, ki omogoča izmenjavo sporočil, DICOM pa je

standard za medicinsko slikovno gradivo. Vse od 80. let 20. stoletja je uporaba sistemov za

zajem digitalnega medicinskega slikovnega gradiva, pregledovalnih delovnih postaj,

sistemov za shranjevanje slikovnega gradiva, HIS, RIS znotraj bolnišnic v izjemnem

porastu. Za vse te deležnike sta vitalnega pomena predvsem povezljivost in

interoperabilnost, kar pa je v svetu lastniške strojne in programske opreme izredno težko

zagotoviti. DICOM omogoča povezljivost in interoperabilnost vseh naprav znotraj

bolnišnice in kot tak določa vse podrobne specifikacije, ki jih morajo proizvajalci

medicinske programske in strojne opreme upoštevati. Vsebuje natančne specifikacije za

proizvajalce, ki jih morajo upoštevati pri svojih zasnovah. Je mednarodno priznan in v

uporabi praktično v vseh bolnišnicah po svetu, saj brez njega ne bi bilo mogoče prenašati,

shranjevati in tiskati medicinskega slikovnega gradiva (Pianykh, 2008).


36

DICOM ne služi le za določanje preprostega datotečnega formata za medicinsko slikovno

gradivo, pač pa skrbi tudi za povezovanje vseh medicinskih slikovnih sistemov v omrežju.

Tako lahko govorimo o industrijskem standardu za prenos digitalnega medicinskega

slikovnega gradiva in spremljajočih podatkov med napravami. Temelji na OSI/ISO

referenčnem modelu in omogoča digitalno komunikacijo med diagnostičnimi in

terapevtskimi napravami ter aplikacijami različnih proizvajalcev. Tako visoka stopnja

povezljivosti je pomembna za zniževanje stroškov v zdravstvu.

Danes je v veljavi DICOM 3.0, ki je sestavljen iz osemnajstih delov in natisnjen na 3000

straneh. Dostopen je na uradni strani NEMA, za njegovo uporabo pa proizvajalci ne

plačujejo licenčnine.

Vse medicinsko slikovno gradivo je shranjeno v DICOM formatu. DICOM datoteke ne

vsebujejo zgolj slik, pač pa tudi pacientove podatke (ime, identifikacijsko številko, spol,

rojstni datum), pomembne akvizicijske podatke (naprava, ki je bila uporabljena za zajem

slike in nastavitve same naprave), vsebino posamezne preiskave in povezavo te preiskave z

ustrezno bolnišnično dokumentacijo. Poleg tega določa omrežni protokol izmenjave

informacij, ki uporabljajo za komunikacijo TCP/IP internetni sklad protokolov, med vsemi

aplikacijami znotraj bolnišničnega omrežja. Tako lahko DICOM omrežni protokol

uporabimo za iskanje določene radiološke preiskave v arhivu, pridobivanje vsebine in njen

prikaz na delovni postaji.

DICOM podatkovni element. DICOM pretvori vse realne podatke v gradnike, ki jih

imenujemo elementi. Celoten seznam elementov, ki se uporabljajo v medicini, je naveden

v DICOM podatkovnem slovarju (DICOM Data Dictionary). Ti elementi morajo biti

formatirani v skladu z eno izmed 27 točno določenih oblik podatkov, ki jih imenujemo tudi

predstavitev vrednosti (VR, Value Representation). Vsak element je sestavljen iz unikatne

oznake (Tag), VR, dolžine in vrednosti (Pianykh, 2008).

Unikatna oznaka je sestavljena iz dveh štirimestnih številk, npr.: 0010,0010. Prva številka

določa oznako skupine, druga pa oznako elementa. Elementi, ki nosijo isto številko

skupine, so del te skupine. Skupina 0010 vsebuje elemente s pacientovimi podatki, skupina


37

0028 podatke o slikah (širina, višina, bitna in barvna globina). Skupin z lihimi številkami

ni, saj so namenjene proizvajalcem, da lahko v njih shranjujejo svoje elemente (Pianykh,

2008).

Znotraj posamezne skupine je na prvem mestu vedno element skupine (ssss,0000), ki

vsebuje podatek o celotni dolžini (L, Lenght) vseh elementov znotraj te skupine v zlogih.

Podatek dolžine skupine ima enako funkcijo kot dolžina elementa. Aplikacijam omogoča

hitrejše preskakovanje podatkov, ki jih ne potrebujejo, saj tako točno vedno, kje se skupina

konča (Pianykh, 2008).

Table 1: Elementi znotraj skupine, ki se začne z unikatnim označevalcem skupine.

(ssss,eeee) VR DOLŽINA VREDNOST

(podatkovni elementi pred skupino 0010)

(0010,0000) UL 4 L zlogov

(0010,0010) PN 10 JanezˆNovak

(0010,0030) DA 8 19760505

(preostali elementi skupine 0010)

(0010,4000) LT 12 No_coments_

(0012,0000) UL 4 L zlogov Vir: Povzeto po Liu in Wang (2011).

DICOM podatkovni objekt. Definicija objekta znotraj standarda DICOM temelji na

objektno usmerjenemu programiranju. Objekt je sestavljen iz različnih elementov, ki so

znotraj objekta razvrščeni po številki skupine in elementa, naraščajoče. Tako bomo

element (0008,0012) vedno našli pred elementom (0008,0014). Element (0010,0010) pa bo

napisan za obema, saj je njegova številka skupine višja od prvih dveh, kot je razvidno v

tabeli 1. Takšen vrstni red omogoča aplikacijam hitrejše delovanje, saj za prikaz

pacientovih podatkov ne potrebujejo prebrati celotne datoteke, pač pa samo vse elemente

skupine 0010.


38

Slika 3: DICOM podatkovni objekt.

Vir: Povzeto po Pianykh (2008).

Preprosti podatkovni objekti (slika 3) vsebujejo različne sekvence podatkovnih elementov.

V kolikor pa je med njimi podatkovni element z VR SQ (Sequencing Data Set), pa lahko

podatkovni objekt postane veliko bolj zapleten. Podatkovni element z VR SQ je oblikovan

tako, da lahko vsebuje sekvence različnih podatkovnih množic, vsaka izmed teh množic pa

je samostojen podatkovni objekt. Tudi ti objekti lahko vsebujejo podatkovne elemente z

VR SQ. Takšna rekurzija ali gnezdenje podatkovnih objektov ustvari izredno kompleksno,

drevesu podobno strukturo, kjer so veje objekti, elementi pa listi (Pianykh, 2008).

Sestavljanje podatkovnih objektov iz več kot 2000 podatkovnih elementov, ki jih vsebuje

DICOM podatkovni imenik, je precej zapletena naloga. Nekateri gradniki enostavno ne

gredo skupaj. Podatkovne elemente moramo združevati v večje gradnike, iz teh večjih

gradnikov pa lahko zgradimo bolj pomembne in veliko bolje definirane podatkovne

objekte.

Med takšne večje gradnike sodijo podatkovni moduli, podatkovne entitete (IE, Information

Entities) in definicije podatkovnih objektov (IOD, Information Objects Definition).

Podatkovni elementi gradijo podatkovne module, podatkovni moduli gradijo IE, IE pa

gradijo IOD.

Podatkovni modul omogoča prvi in najbolj osnovni nivo organizacije podatkovnih

elementov znotraj objekta. Identifikacijski modul pacienta tako vsebuje takšne podatkovne

elemente, ki lahko hranijo osebne podatke pacienta (ime, ID, rojstni datum ipd.). Namen


39

modula je tako konsistentno in strukturirano združevanje med seboj sorodnih elementov

(Pianykh, 2008).

IE so zgrajene iz točno določenih podatkovnih modulov, ki jih določa DICOM. Navaden

IE pacienta tako vključuje modul pacienta, identifikacijski modul primerka in subjektni

modul kliničnega testa. IE tako predstavlja naslednjo stopnjo kompleksnosti DICOM

podatkovnega modela. Moduli združujejo med seboj povezane podatkovne elemente

(atribute), IE pa predstavljajo entitete iz resničnega življenja, ki sodelujejo v delovnem

procesu znotraj radiološkega oddelka. Tako je lahko entiteta pacient, CT slika, DICOM

tiskalnik ipd. IE bomo najlažje razumeli, ko si bomo ogledali spodnji diagram (slika 4)

delovnega procesa, kot ga vidi DICOM, kjer vsak kvadrat predstavlja IE (Pianykh, 2008).

Slika 4: DICOM podatkovni model.


40

IOD je zgrajena iz smiselno povezanih IE in predstavlja sam vrh podatkovne hierarhije.

Definicije določajo vse podatkovne objekte, tako da se vsi podatki obdelujejo pod njenimi

pogoji. Tako ni za vsako realno entiteto (pacient, CT slika, DICOM tiskalnik ipd.) njen

IOD nič drugega kot niz atributov, združenih v module in IE, ki ustrezno opisujejo

dejansko stanje. IOD je tako abstrakten prikaz dejanskih objektov, dejanski DICOM

objekti pa niso nič več kot le IOD zapisi v DICOM formatu, pri čemer se VR uporablja za

zapis podatkovnih elementov (Pianykh, 2008).

DICOM elementi sporočilnega servisa (DIMSE, DICOM Message Service Elements) je

zbirka določil, ki se uporabljajo na aplikacijskem nivoju za izmenjavo podatkov med

DICOM napravami. Temelji na TCP/IP protokolu, ki zagotavlja osnovne povezovalne

funkcije strojni in programski opremi. Tako se podatki, zaporedja zlogov, pošiljajo od enih

vrat ali IP naslova do drugih.

Vsaka aplikacija znotraj DICOM omrežja se imenuje aplikacijska entiteta (AE, Application

Entity). Tako med AE sodijo DICOM strežnik, delovne postaje, tiskalniki, naprave za

zajemanje slikovnega gradiva ipd. Vsaka izmed teh naprav mora imeti mrežno kartico in

lasten IP naslov, DICOM pa vsaki AE določi še unikatno ime, naziv aplikacijske entitete

(AET, Application Entity Title). AET se ne nanaša na posamezno napravo, ampak na

aplikacijo. Tako lahko na posamezni delovni postaji tečeta dve aplikaciji, vsaka pa ima

svoj unikaten AET. DICOM naprave tako komunicirajo s posamezno aplikacijo in ne s

celotno delovno postajo (Pianykh, 2008).

Model obdelovanja in izmenjave podatkov v DICOM omrežju je povsem preprost. AE

znotraj omrežja lahko ponuja ali zaproša za določeno storitev. AE, ki nudijo storitve,

sodijo med ponudnike razreda storitev (SCP, Service Class Providers), entitete, ki

zaprošajo za storitev, pa sodijo med uporabnike razreda storitev (SCU, Service Class

Users). Vse SCP in SCU aplikacije so upodobljene na nivoju storitvenih razredov.

Storitveni razredi znotraj DICOM povezujejo podatke s funkcijami, ki te podatke

obdelujejo. Lahko gremo še korak dlje in rečemo, da je storitveni razred povezan s

posameznim IOD z enim ali več ukazi (Pianykh, 2008).


41

Vsak storitveni ukaz, ki ga AE odda ali prejme, se imenuje DIMSE. DIMSE protokol tako

postavlja pravila izmenjave storitev in predstavlja hrbtenico DICOM omrežja. Posledično

je vsaka storitev DIMSE sestavljena iz zahtevka in odgovora. Zahtevek pošlje SCU AE

(CT čitalec, ki želi shraniti odčitano sliko v arhivu), odgovor pa SCP AE (CT arhiv)

(Pianykh, 2008).

DICOM napiše omrežni objekt, ki vsebuje VR vrednosti. Storitvene atribute vedno shrani

v skupino elementov s številko 0000, storitvene objekte pa, v nasprotju s podatkovnimi

objekti, imenuje DICOM ukazni objekti. Vsak ukazni objekt se zaključi z elementom, ki

nosi unikatno oznako (0000,0800). Ukaznemu objektu je skoraj vedno pripet tudi

podatkovni objekt. V tem primeru gre za pošiljanje podatkov in ne le za izvajanje določene

storitve, kot je vidno na spodnji sliki (Pianykh, 2008).

Slika 5: Izgradnja DIMSE.

Vir: Povzeto po Pianykh (2008).

Servisno-objektni par (SOP, Servis-Object Pair) je kombinacija IOD, ki določa DICOM

podatke, in DIMSE, ki določa DICOM ukaze. Vsak SOP ima opisno ime in pridružen UID.

Ko mora DICOM določiti vrsto procesa in način procesiranja, to vedno naredi na nivoju


42

SOP. SOP razredi so zaradi tega izredno pomembni, saj nam povedo, kaj lahko

pričakujemo od določene aplikacije.

SCU ali SCP je zgolj vloga, ki jo lahko igra vsaka kompatibilna AE v določeni situaciji.

Arhiv lahko igra vlogo SCP v primeru CT naprave, ko želi ta shraniti slike, in SCU, ko želi

poslati shranjene slike delovni postaji. Skoraj pri vseh SOP navadno SCU prične s

komunikacijo in SCP nanjo odgovori.

Koncept SOP, SCU in SCP je izredno pomemben pri vsaki praktični implementaciji

DICOM. Zgolj SOP SCU in SCP natančno določajo interakcije med posameznimi AE,

določajo procesirane in neprocesirane podatke ter podatke, ki bodo preko mreže poslani

drugim AE. Različni SOP določajo DICOM profil katere koli DICOM kompatibilne

naprave, od največje CT naprave pa do najmanjšega pregledovalnika DICOM datotek.

Vsak proizvajalec programske ali strojne opreme tako izda DICOM izjavo o skladnosti za

vsak proizvod posebej. Del te izjave je seznam podprtih SOP in njihova SCU/SCP vloga.

Zato moramo pred vsakim nakupom skrbno pregledati to izjavo o skladnosti, saj na njej

natančno piše, kaj programska ali strojna oprema lahko izvaja znotraj DICOM mreže in

česa ne (Pianykh, 2008).

4.6.3 Integracija zdravstvenih organizacij (IHE, Integrating the Healthcare Enterprise)

IHE je leta 1997 ustanovila skupina mednarodnih radiologov in računalniških

strokovnjakov z željo po vzpostavitvi procesa, ki bi olajšal integracijo različne programske

in strojne opreme do te mere, da bi se lahko podatki med različnimi sistemi izmenjevali

brez težav. Iniciativa sama po sebi ne postavlja novih standardov, temveč zgolj pospešuje

usklajeno uporabo že uveljavljenih. Vsi sistemi znotraj IHE veliko bolj učinkovito

izmenjujejo podatke in posledično vplivajo na sam delovni proces.

Leta 1998 sta RSNA in HIMSS združila moči in jasno definirali postopke uporabe

obstoječih standardov v radiologiji. Želeli so doseči dostop do bolnišničnih podatkov, ki


43

bodo pravilni in vedno dostopni. IHE iniciativa tako določa na soglasju temelječ model in

okvir za neopazno integracijo HIS.

Zavedati se je potrebno, da znotraj posameznih zdravstvenih organizacij deluje več IS,

vsak izmed njih pa je zadolžen za točno določeno nalogo. Popolna integracija teh sistemov

zagotavlja bolj učinkovito izmenjavo podatkov, to pa posledično pozitivno vpliva na

delovni proces. Pozitivne spremembe znotraj delovnega procesa v bolnišnici pa čutijo

predvsem pacienti, saj se izboljša njihova oskrba na vseh nivojih.

IHE tako z uporabo že obstoječih standardov za izmenjavo informacij in slikovnega

gradiva, kot sta DICOM in HL7, omogoča standardiziran pristop k izmenjavi bolnišnične

dokumentacije in izboljšanju delovnega procesa. IHE iniciativa tako zagotavlja zanesljivo

in priročno metodologijo za dosego integracijskih ciljev, pri tem pa kot orodje uporablja

obstoječe standarde. IHE ni standard, temveč iniciativa za izdelavo dokumenta o soglasju.

IHE tehnični okvir (IHE Technical Framework) je do potankosti organiziran dokument,

ki zagotavlja celotna navodila za izvedbo opredeljenih integracijskih zmogljivosti za

posamezno domeno. Definira integracijske profile (Integration Profiles) oz. klinične

primere uporabe in sorodne transakcije. Integracijski profili opisujejo klinične informacije

in potrebe glede poteka delovnih procesov, določajo akterje in transakcije, ki so potrebne

za njihovo izvajanje. Razdelimo jih, glede na njihovo funkcijo znotraj integracijskega

procesa IS, v štiri glavne kategorije: profil infrastrukture, profil vsebine, profil delovnega

procesa in prezentacijski profil (Pianykh, 2008).

Tehnični okviri različnih domen so procesno orientirani. Od virov znotraj delovnega

procesa v zdravstvenih ustanovah zahtevajo določene spremembe njihovega delovnega

procesa do te mere, da delovni proces sovpada z določili v okviru. Integracija različne

programske in strojne opreme v zdravstveno okolje je izredno zahtevna. Zahteva jasno

komunikacijo med zdravstveno ustanovo kot uporabnikom in proizvajalcem kot

ponudnikom. IHE tehnični okriv ponuja dobro določen nabor vzorcev delovnega procesa

in ustreznih elementov kot skupni jezik za takšno komunikacijo. V kolikor se obe strani

dogovorita glede definicije in definiranih vzrocev delovnega procesa v okviru, pridobita že


44

jasno dokumentirane specifikacije in pogosta vprašanja z odgovori za obe strani. Vse je

bilo že narejeno in videno (Pianykh, 2008).

IHE integracijski profil je funkcionalna enota IHE iniciative, ki z natančnim opisovanjem

implementacije komunikacijskih in varnostnih standardov rešuje klinične težave. Ti profili

temeljijo na vzpostavljenih standardih za izmenjavo informacij znotraj in zunaj posamezne

organizacije. Nudijo tudi rešitve za težave v interoperabilnosti, ki se pojavijo na različnih

stopnjah delovnega procesa. Tako lahko govorimo o varovanju pacientovih podatkov,

administraciji, informacijski infrastrukturi in dostopu do različnih informacij za ponudnike

zdravstvenih storitev in paciente. V vsakem profilu se nahaja rešitev za določeno aktivnost

znotraj delovnega procesa, rešitev pa je vedno izvedljiva v skladu s splošno veljavnimi

standardi in definiranimi akterji, transakcijami in naborom podatkov (Pianykh, 2008).

Ponudnik akterja v integracijskih profilih najde povsem jasen implementacijski načrt in

smernice za vpeljavo standardov za točno določen proizvod. To dokumentacijo so skrbno

pripravili, pregledali in testirali drugi partnerji iz industrije. Zdravstveni delavec kot kupec

najde v integracijskih profilih standardiziran besednjak, s katerim lahko izrazi integracijske

zahteve, in priročno ter zanesljivo metodologijo definiranja nivoja skladnosti z obstoječimi

standardi. Tako se lahko pri nakupu novih ali posodobitvi obstoječih sistemov z

zmanjšanjem kompleksnosti in zniževanjem stroškov doseže visok nivo interoperabilnosti

(Pianykh, 2008).

IHE akter (IHE Actor) je definiran kot samostojni ali podrejeni sistem, ki upravlja z

zdravstvenimi podatki. Vsak akter podpira določen nabor transakcij. Transakcija je

definirana kot interakcija med akterji, ki je namenjena izmenjavi zdravstvenih informacij

in komunikaciji. Med akterje sodijo HIS, RIS, PACS in naprave za zajem slikovnega

gradiva, pri izvajanju transakcij pa vsak izmed njih igra svojo vlogo. Vloge, ki jih sistemi

igrajo znotraj specifičnega oddelka, določajo proizvajalci in uporabniki sistemov (Pianykh,

2008).

IHE Connectathon je letni dogodek in hkrati proces testiranja interoperabilnosti akterjev

in implementacij različnih integracijskih profilov. Proizvajalci na ta način pridobijo


45

osnovne ocene delovanja njihove opreme in neprecenljive povratne informacije o

skladnosti z interoperabilnimi rešitvami, ki jih je določila IHE. Izkušeno tehnično osebje

med samim testiranjem nadzira transakcije med akterji v nevtralnem okolju. Transakcije

potekajo v okviru že definiranih integracijskih profilov. Med samim procesom testiranja se

tako natančno preveri vse vloge, ki jih akter igra, implementacijo integracijskih profilov in

izvede transakcije s številnimi sistemi drugih prizvajalcev. Proizvajalci med procesom

testiranja še dodatno izpopolnijo svoj proizvod na podlagi pridobljenih interakcij in

povratnih informacij s samega testiranja (Pianykh, 2008).

IHE integracijska izjava (IHE Integration Statement) je dokument, ki ga pripravi in

objavi proizvajalec po uspešnem zaključku testiranja. Izjava je sestavljena iz seznama

integracijskih profilov, ki jih določen akter podpira, in vlog, ki jih akter lahko igra znotraj

navedenih profilov. S tem proizvajalec dokazuje, da akter deluje skladno z IHE tehničnim

okvirjem (Pianykh, 2008).

Zainteresirani kupci sistemov morajo integracijsko izjavo pregledati skupaj z izjavo o

skladnosti z določenim standardom. Slednja izjava je predpogoj za pridobitev integracijske

izjave.

IHE radiologija je bila vzpostavljena leta 1998 z namenom vzpostavitve

interoperabilnosti in odprave tažav pri izmenjavi podatkov v radiologiji. Nastali so

radiološki profili, na standardih sloneče rešitve za pomembne, pogoste in osnovne procese

v radiologiji. Delovni proces na oddelku za radiologijo ima opravka z veliko količino

strojne in programske opreme. Zaradi tega je še posebno potrebno, da so vsi ti sistemi

skladni s temi profili in vpeljani po vsem svetu.

Delovni proces na oddelku za radiologijo je sestavljen iz velikega števila aktivnosti. IHE

radiološki tehnični okvir (IHE Radiology Technical Framework) definira metodologijo

ustvarjanja, upravljanja in izmenjevanja elementov za uspešno izvedbo vseh aktivnosti.

Integracijski profili, ki jih določa radiološki tehnični okvir, pa uporabljajo za opis realnega

okolja v radiološkem oddelku obstoječa standarda HL7 in DICOM. IHE tako do potankosti

definira vse aktivnosti znotraj delovnega procesa. Zato je proizvajalcem radiološke


46

programske in strojne opreme povsem jasno, kako bodo čim bolj učinkovito vključili

produkte v sam delovni proces (Pianykh, 2008).

Radiološki tehnični okvir definira 16 integracijskih profilov, vsak izmed njih pa vsebuje

skupino virov (akterjev in transakcij), ki so potrebni za izvedno določene aktivnosti znotraj

delovnega procesa.

4.7 Implementacija PACS

Osnovna prednost implementacije PACS je predvsem v zavedanju, da sama

implementacija ne bo šla po zlu. V samo 5,5 % primerih je zdravstvena organizacija

odstopila od PACS. Velika verjetnost je, da projektna skupina že pred samo

implementacijo naleti na več težav, nekaj izmed njih pa si lahko ogledamo v spodnji tabeli.

(Duyck et al., 2010).

Tabela 1: Prepreke, ki lahko nastopijo pred in med implementacijo PACS.

Prepreka Primer

Projektna ali ekonomska Težave pri financiranju

Držanje časovnih okvirov

Vključevanje končnih uporabnikov

Izbira ponudnika

Tehnična Skladnost IS

Strežnik in kapaciteta strežnika

Zmogljivost mreže

Organizacijska Izobraževanje

Opremljenost končnega uporabnika s

strojno opremo

Človeški faktor Sprejemanje in uporaba IS Vir: Povzeto po Duyck et al. (2010).


47

Sama implementacija celotnega sistema PACS je veliko bolj podobna priklopu nove

telefonske centrale in ponovni razpeljavi telefonskih paric, kot pa namestitvi in priklopu

kakšne izmed visoko tehnoloških naprav za zajem slike. Sam vpliv uvedbe PACS sistema

sega veliko širše od oddelka za radiologijo in tako ga je potrebno tudi gledati, kot

nekakšno nadgradnjo HIS in RIS, čeprav večinski finančni vložek nosi ravno oddelek za

radiologijo.

Do sedaj prepoznane prednosti PACS so:

• izboljšana skrb za pacienta zaradi učinkovitejšega upravljanja z naročanjem na

radiološke preiskave in posledično boljše koriščenje zmogljivosti ter krajše čakalne

dobe,

• hitrejši pregled slikovnega gradiva in hitrejše kreiranje odčitka,

• boljša komunikacija z napotnim zdravnikom,

• natančnejše delo radiologa zaradi lažjega dostopa do bolnišnične dokumentacije in

arhiviranega slikovnega gradiva in

• celokupno boljše storitve za zdravnike in paciente (Joshi et. al., 2011).

Pri izbiri PACS moramo biti izredno previdni in upoštevati veliko kriterijev. Med

najpomembnejšimi deležniki so vsekakor radiologi. Kljub pomembnosti samega procesa

izbire pa ni na voljo nobenih empiričnih vrednotenj posameznih kriterijev. Joshi et. al.

(2011) je raziskal preference in zahteve radiologov in za izpeljavo prioritetnih uteži

uporabil analitično-hierarhični model za večkriterijsko odločanje (AHP, Analytical

Hierarchy Process Model).

AHP metoda je ena izmed najboljših za podporo odločanju. Nudi številne prednosti pred

podobnimi metodami, saj omogoča preučevanje tako racionalnih kot tudi intuitivnih

pogojev, kar bistveno olajša izbiro najboljše rešitve. Slednja predpostavka je mogoča le ob

upoštevanju določenih, ustrezno izbranih in obteženih kriterijev. Najenostavnejši način, ki

se uporablja za strukturiranje problema, je hierarhično sestavljen iz treh ravni:

• cilji, ki se nahajajo najvišje,

• kriteriji, ki so umeščeno na srednjo raven, in

• rešitve, ki se nahajajo na tretji, najnižji ravni (Stanimirović in Vintar, 2011).


48

Spodnja struktura (slika 6) omogoča klasifikacijo elementov glede na njihovo pomembnost

in jih uvršča na uztrezno raven, upoštevajoč njihova razmerja do nadrejenih in podrejenih

elementov odločitvenega procesa. Ravno klasifikacija elementov oziroma izbira

optimalnih kriterijev največkrat predstavlja največji problem, s katerim se srečajo

uporabniki večkriterijskih odločitvenih modelov. Ko so kriteriji enkrat izbrani in

strukturirano po svoji namembnosti, je uporaba AHP modela relativno enostavna

(Stanimirović in Vintar, 2011).

Slika 6: Hierarhija odločanja v AHP modelu.

Vir: Povzeto po Stanimirović in Vintar (2011).

Vivek et. al. (2011) je znotraj AHP modela izbral za cilj projekta izbor PACS, kar je

predstavljalo prvo raven. Skupaj z radiologi in PACS administratorji je sestavil nabor

kriterijev: kakovost ekranov, uporabniški vmesnik za pregledovanje in urejanje slikovnega

materijala, uporabniški vmesnik za upravljanje z delovnim procesom, zmogljivost sistema

in njegova arhitektura ter kot zadnji kriterij tudi kontinuiteta sistema in njegova

funkcionalnost. Uteži posameznih kriterijev in rešitve na tretji ravni je določil s pomočjo

ankete.


49

Tabela 2: Določeni utežni faktorji za kriterije, drugo raven AHP modela.

KRITERIJ UTEŽNI FAKTOR Kontinuiteta sistema in njegova funkcionalnost 0,32

Zmogljivost sistema in njegova arhitektura 0,23

Uporabniški vmesnik za upravljanje z delovnim procesom 0,20

Uporabniški vmesnik za upravljanje s slikovnim gradivom 0,17

Kakovost ekranov 0,08

Vir: Povzeto po Vivek et. al. (2011).

Po izboru in vrednotenju ter obtežitvi kriterijev (tabela 2) sledi izračun funkcije koristnosti.

Rezultati so bili zanimivi, saj radiologe manj skrbi kakovost ekranov in zmogljivost

uporabniških vmesnikom, več pozornosti pa namenjajo upravljanju z delovnim procesom.

Prav tako namenjajo pozornost potrebam pacientov in napotnih zdravnikov v smislu

varnosti podatkov in hitrejšemu izvajanju storitev (Vivek et. al., 2011).

Zaposleni na oddelku za radiologijo, še posebno zdravniki, so sprva izredno naklonjeni

implementaciji PACS, vendar pa se to spremeni v trenutku, ko se seznanijo s

spremembami na delovnem mestu. Vsi pričakujejo, da bodo imeli od sistema koristi že vse

od prvega dne po implementaciji, pozabljajo pa na dejstvo, da bodo tudi oni morali skozi

učni proces. Nosilci aktivnosti bodo morali spremeniti ustaljene vzorce izvajanja aktivnosti,

to še posebno velja za zdravnike, ki so močno povezani z zdravstvenimi tehniki ali

administratorji. Implementacija IS vpliva na sam delovni proces do te mere, da mora

uporabnik IS večino dela opraviti sam in dela ne more več delegirati podpornemu osebju

(Duyck et al., 2010).

Pričakovano implementacija PACS poveča učinkovitost oskrbe pacienta, učinkovitost pa je

vidna predvsem iz spremembe delovnega procesa znotraj samega oddelka za radiologijo in

tudi širše. Vendar pa PACS spremeni delovne procese tudi na drugih oddelkih. Ne glede na

vse skupaj pa je, v današnjem poslovnem okolju vedno bolj oteženega upravljanja

zdravstvenega sistema in vedno bolj izražene težnje po zniževanju stroškov, več kot

dobrodošla predvsem krajša ležalna doba, večje število pregledanih radioloških preiskav,

krajši čas, ki je potreben za odčitavanje ene radiološke preiskave, nižje število ponovljenih


50

radioloških preiskav, manjše število izgubljenega slikovnega gradiva in manjše število

nepregledanih radioloških preiskav.

Proces implementacije se konča takrat, ko sistem sprejme večina uporabnikov. Uporabnik

verjetneje sprejme novost v primeru, ko ima od nje koristi. Da bi imeli uporabniki največ

koristi, pa morata biti izpolnjena dva pogoja:

• Zdravstvena organizacija mora organizirati ustrezno izobraževanje za vse

uporabnike PACS.

• Uporabniki morajo uspešno vključiti uporabo PACS v izvajanje aktivnosti. Pri tem

se moramo zavedati, da lahko delovanje RIS in PACS tudi prilagodimo v smeri

zagotavljanja potreb uporabnikov (Duyck et al., 2010).

Največ sprememb v delovnem procesu morata narediti napotni zdravnik in radiolog. Za

mnoge zdravnike to pomeni tudi učenje dela z računalnikom. Zato moramo dati poseben

poudarek na izobraževanje, saj nevešči zaposleni ne bodo zlahka prilagodili svojih

delovnih navad, ker od sistema ne pričakujejo nobenih koristi (Duyck et al., 2010).

4.7.1 Analiza stroškov in prednosti implementacije PACS

Pri implementaciji PACS se povečajo stroški predvsem zaradi (1) potrebe po tehnični

podpori, ki lahko pade na ramena obstoječemu IT oddelku v večjih ali pa sklenitev

pogodbe s podizvajalcem pri manjših zdravstvenih ustanovah in (2) občutno povečanega

pretoka informacij po omrežju. Zaradi večje obremenitve omrežja je potrebno nadgraditi

infrastrukturo obstoječega omrežja.

Implementacija PACS predstavlja veliko finančno investicijo, ki pa ne prinese takoj

vidnega prihranka. Na samo implementacijo moramo gledati predvsem kot na investicijo v

izboljšanje učinkovitosti in natančnosti pri skrbi za pacienta. Zato moramo pri analizi

stroškov in koristi pogledati širše in ne le na finančni vložek, ki je potreben za nakup,

implementacijo in vzdrževanje PACS. Enako moramo narediti tudi pri oceni koristi,


51

pogledati moramo širše, preko oddelka za radiologijo in zaobjeti širok spekter sprememb,

ki jih povzroči odprava klasičnih rentgenogramov (Pianykh, 2008).

Največkrat je prva reakcija vodilnega kadra ob vpogledu na finančno konstrukcijo celotne

implementacije trditev, da naj zaposleni na oddelku za radiologijo »bolj zavzeto, hitreje in

dlje delajo«, pri tem pa naj zmanjšujejo stroške delovanja oddelka. Zavedati se moramo, da

je takšen pristop poguben, saj ima takšna vsiljena ekonomija svoje meje in pri tem

uničujoče vpliva tudi na moralo človeških virov (Dreyer, 2006).

Celotne stroške implementacije PACS lahko razdelimo na več sklopov:

• 40 % stroškov predstavlja nakup CR kaset in čitalnikov,

• 29,8 % stroškov predstavlja nakup delovnih postaj,

• 8,9 % stroškov predstavlja nakup programske opreme,

• 8,3 % prostor,

• 7,8 % strežniki,

• 4,3 % spletna povezava in

• 0,9 % omrežje (Fang in Yang, 2006).

V drugi fazi moramo pogledati vse pozitivne stvari, ki jih implementacija PACS pripelje v

ustanovo. Prva prednost je vsekakor finančna, druga pa je izboljšanje v kliničnih storitvah,

ki imajo prav tako posreden vpliv na finančno stanje ustanove. V obeh primerih pa

prihranki nastanejo predvsem zaradi povečane učinkovitosti v samem delovnem procesu,

saj se drastično zmanjša število nepregledanih in ponovljenih radioloških preiskav ter

izgubljenega slikovnega gradiva. Seveda se moramo pri tem zavedatu tudi dejstva, da se ti

učinki hitreje ali sploh pokažejo le v primeru dobrega načrtovanja že pred samo

implementacijo in dobrega sistema usposabljanja nosilcev aktivnosti.

Slika 7 tako prikazuje prednosti, ki jih implementacija PACS prinese različnim nivojem

znotraj organizacije.


52

Slika 7: Prednosti PACS za različne nivoje znotraj organizacije.

Med najbolj pogoste finančne prednosti, ki nastanejo zaradi implementacije PACS, sodijo:

• izboljšava delovnega procesa z dosego boljše učinkovitosti in izboljšane skrbi za

pacienta,

• zdravniki lahko hkrati dostopajo do slikovnega gradiva istega pacienta z različnih

lokacij,

• krajše zamude, do katerih je prihajalo zaradi nedosegljivega slikovnega gradiva ali

odčitkov,

• zmanjša se izguba slikovnega gradiva,

• zmanjša se potreba po ponovitvi radiološke preiskave zaradi slabe kakovosti

rentgenogramov ali izgube slikovnega gradiva,

• zmanjša se strošek filmov in kemikalij,

• zmanjša se strošek arhiviranja.

Včasih je izredno težko ali pa celo nemogoče oceniti natančne prihranke, ki bodo nastali

ob implementaciji PACS. Nekateri prihranki so veliko lažje določljivi (odprava uporabe

filmov in kemikalij, zmanjšana količina zaposlenih, ki so bili do sedaj potrebni za

manipulacijo z rentgenogrami in znižanje stroškov za ponovitev radioloških preiskav),

drugi pa se pokažejo na daljši čas. Zavedati se moramo, da je PACS dejansko sestavni del

celotnega sistema upravljanja s pacientom, hkrati pa zagotavlja oddelku za radiologijo

učinkovitejše izvajanje storitev, ki jih potrebujejo zdravniki in pacienti. Pogosto sega tudi


53

širše, izven same zdravstvene ustanove, saj lahko do gradiva dostopajo tudi drugi z

uporabo teleradiologije.

Fang in Yang (2006) sta naredila finančno oceno implementacije PACS na podlagi

osemletnega spremljanja denarnega toka na radiološkem oddelku pred in po

implementaciji PACS. Med obratovalnimi stroški pred PACS tako najdemo stroške nakupa

in vzdrževanja tiskalnikov in temnic, nakupa filmov, vložnih map, radiografskih kaset in

kemikalij, plač administracije arhiva, vzdrževanje arhiva in ekološke razgradnje odpadnih

filmov ter kemikalij. Na oddelku pred implementacijo PACS obratovalne stroške

predstavlja:

• 58 % stroškov nakupa filmov, kemikalij in vložnih map,

• 22 % stroškov tiskalnikov, temnic in sorodnih stroškov,

• 20 % stroškov plač administracije v arhivu.

Fang in Yang (2006) tudi navajata, da se finančni prihranki opazijo na začetku četrtega leta

po implementaciji PACS. Tako lahko sklepamo, da se investicija v PACS povrne po štirih

letih, ob zadostnem številu radioloških preiskav. Največji prihranek predstavlja zamenjava

in vzdrževanje tiskalnikov in temnic za razvijanje rentgenogramov. Govorimo lahko o

63 % prihranka.

Zdravniki so zadovoljni z novimi prednostmi. Najbolj očiten je prihranek časa, ki so ga

pred implementacijo porabili za arhiviranje rentgenogramov, telefonsko svetovanje in

zmanjšana količina izgubljenega slikovnega gradiva. Oskrba pacientov na urgenci in

intenzivni negi poteka hitreje, saj se čas ne porablja za transport rentgenogramov (Fang in

Yang, 2006).

Zavedati pa se moramo tudi stroškov, ki jih PACS prinese. Povprečna amortizacijska doba

modalitete je 8 let, medtem ko ima računalniška strojna oprema občutno krajšo

amortizacijsko dobo. Računalniki imajo amortizacijsko dobo dolgo 5 let, to pa pomeni, da

to strojno opremo uporabljamo 4 leta, 5. leto pa se odločimo za zamenjavo. Zanemariti ne

smemo tudi stroškov podpore in vzdrževanja PACS, ki v najslabšem primeru nanesejo tudi

10 % vseh letnih stroškov (Fang in Yang, 2006).


54

Olbrish s sodelavci (2011) je analiziral trend podpore PACS v obdobju štirih let po

implementaciji PACS, od 2005 do 2008. Leta 2008 so opravili 550.000 radioloških

preiskav, sam sistem pa je uporabljalo preko 2.500 uporabnikov. PACS podporno skupino

so sprva sestavljali le trije zaposleni, do konca leta 2008 pa sta se jim pridružila še dva

sodelavca.

Slika 8: Število prijavljenih mesečnih težav skozi vsa štiri leta po mesecih.

Vir: Olbrish et al. (2011, str. 287).

Med letoma 2005 in 2008 je količina prijavljenih težav v povprečju na mesec narasla za

47 %, izven delovnega časa pa je bilo prijav za 92 % več, kar je razvidno s slike 8 (Olbrish

et al., 2011).

Takoj po implementaciji PACS je 18 % napak nastalo zaradi pomanjkanja znanja, z leti

uporabe pa je odstotek neprestano padal vse do 4 % v zadnjem letu, kar je razvidno na sliki

9 (Olbrish et al., 2011).


55

Slika 9: Odstotek prijavljenih napak mesečno, ki so nastale zaradi pomankljivega znanja.


Kalyanpur, Singh in Bedi (2010) prav tako navajajo, da je izobraževanje pomembno

predvsem s praktičnega vidika, saj na dolgi rok dramatično vpliva na učinkovitost

celotnega PACS in skrajša čas, ki je potreben za povračilo vloženih finančnih sredstev.

Pomembno je, da pričnemo z izobraževanjem še pred samo implementacijo PACS, tako da

so nosilci aktivnosti produktivni že od prvega dne.

Tudi število napak, do katerih je prišlo zaradi težav v delovanju strojne opreme, se je od

implementacije vztrajno zniževalo in se ustavilo pri 5,4 % (Olbrish et al., 2011).

MacDonalds in Neville (2010) sta z uporabo splošnih računovodskih metod, ki so v

uporabi znotraj kanadskega zdravstvenega sistema, prišla do ugotovitve, da povprečna

radiološka preiskava v PACS okolju stane 11,8 $, pred uvedbo PACS pa je stala 9,5 $. V

zaključku tako navajata, da bo v povprečju radiološka preiskava prvih šest let po

implementaciji PACS za 2,65 $ dražja, vendar pa dodajata, da je težko upravičevati PACS

zgolj na podlagi modela finančnih stroškov. Upoštevati je potrebno vse prednosti, ki jih

PACS prinaša. Finančni vložek ni bil povrnjen tudi zaradi manjšega števila preiskav, dobre


56

organiziranosti radiološkega oddelka v času uporabe rentgenogramov in visokih stroškov

implementacije PACS, vključno s programsko in strojno opremo ter stroški vzdrževanja.

Slika 10: Odstotek prijavljenih napak mesečno, ki so nastale zaradi pomanjkljivega delovanja strojne opreme.


Slika 10 prikazuje število napak, do katerih je prišlo zaradi pomanjkljivega delovanja

strojne opreme.

4.7.2 Upravljanje delovnega procesa

Upravljanje delovnega procesa je visoko cenjeno in izredno dobro razvito področje

industrijskega in proizvodno naravnanega okolja. Vključuje analizo in razgradnjo

posameznih korakov, ki so potrebni za izpeljavo določene naloge, pa naj bo to sestavljanje

avtomobila ali pa pridobivanje in odčitavanje rentgenograma. Mnoge gospodarske panoge

že vrsto let izboljšujejo delovne procese s pomočjo skrbne analize delovnega procesa in

namenjajo veliko delovnih ur njegovemu upravljanju. V radiologiji ni tako, včasih se celo

zdi, da zdravstvene ustanove še ne znajo sprejeti tega koncepta (Dreyer, 2006).


57

Radiološki oddelki se spopadajo z vedno večjih številom radioloških preiskav, ki pa jih

morajo opraviti z vedno manjšim številom zaposlenih. Merjenje in izboljševanje

produktivnosti s proučevanjem delovnega procesa znotraj samega oddelka pa je postalo

ključnega pomena pri optimiziranju delovnih aktivnosti (Widerman in Gallet, 2006).

Delovni proces je sestavljen iz množice med seboj povezanih aktivnosti, ki se izvajajo v

organizacijskem sistemu in posredno ali neposredno vplivajo na dodano vrednost pri

uresničevanju skupnega cilja organizacijskega sistema. Pri tem je aktivnost najmanjša

enota procesa, opredelimo pa jo lahko kot zaključeno zaporedje delovnih operacij, ki ob

uporabi različnih vrst virov (nosilci aktivnosti, strojna in programska oprema ipd.)

pretvarjajo vhodne količine v izhodne.

Slika 11: Aspekti delovnega procesa.

Slika 11 prikazuje aspekte delovnega procesa, ki je abstrakten prikaz dejanskega stanja v

delovni organizaciji, prikazan pretok pa se lahko nanaša na podatke, storitve ali produkte,

ki jih prenašamo iz ene faze v drugo. Znotraj delovnega procesa najdemo tudi več modelov

ali vzorcev:

• procesni vzorec, ki ponazarja sekvence aktivnosti,

• organizacijski model, ki ponazarja aspekte človeških virov,

• upravljanje z delovnimi enotami (oprema, naprave, orodja ...),


58

• upravljanje delovnih mest in materijalov,

• vzorci in sledenja toka pacientov in

• vseh pravil, ki nadzorujejo izvajanje aktivnosti znotraj delovnega procesa.

Upravljanje s poslovnimi procesi predstavlja sistematični pristop k boljšemu razumevanju

samega delovnega procesa in posledično k lažjemu merjenju, kvantificiranju in

optimiziranju produktivnosti (Wideman in Gallet, 2006). Cilj upravljanja z delovnim

procesom je zmanjševanje človeških napak, ki bi vodile v ponavljanje radioloških preiskav,

zmanjševanje porabe virov in hitrost pretvarjanja vhodnih količin v izhodne. Tako lahko s

prilagajanjem delovnega procesa vplivamo na učinkovitost in kakovost.

Delovni proces na oddelku za radiologijo je visoko strukturiran, produktno orientiran,

kompleksen, razpršen, tehničen in osredotočen na slikovno gradivo. Slika 12 ponazarja

posplošen, vendar značilen delovni proces na oddelku za radiologijo, s poudarkom na

samih aktivnostih znotraj HIS, RIS, PACS in sistemih za zajem slikovnega gradiva oz.

modalitetah.


59

Slika 12: Aspekti delovnega procesa v radiologiji.

Sodelovanje strokovnega osebja z informatiki je izredno pomembno, saj med obema

skupinama zeva semantičen prepad. To pride največkrat do izraza ravno pri implementaciji

zahtevne programske in strojne opreme v specifično okolje.

Načrt analize delovnega procesa prikazuje prikaz izvajanja aktivnosti in uporabe virov za

izvajanje teh aktivnosti v trenutku. Na podlagi kliničnih potreb tako določa:

• mesta, kjer se pregleduje slikovno gradivo,


60

• pravila, kdo, kdaj, kje in kolikokrat lahko dostopa do slikovnega gradiva,

• na podlagi prvih dveh podatkov hitrost in kapaciteto omrežja, na katero bodo ta

mesta priključena v PACS,

• politiko pošiljanja slik napotnemu zdravniku z ali brez odčitka.

Pri načrtovanju in implementaciji PACS je najtežje spremeniti navade zaposlenih, te

spremembe pa so trdno povezane tudi s sprejetjem PACS s strani taistih zaposlenih. Prav

tako ni nobenih natančnih definicij ali implementacijskih procesov, ki bi vodili odgovorne

skozi sam proces.

Na oddelku za radiologijo je cilj delovnega procesa izvedba preiskav, pri čemer je dodana

vrednost zajeto slikovno gradivo in odčitek. V dobro zasnovanem delovnem procesu lahko

veliko aktivnosti avtomatiziramo. Avtomatizacija lahko signifikantno doprinese k

boljšemu pretoku in hitrim odzivnim časom, to pa povsem pričakovano vpliva na

izboljšanje učinkovitosti in zadovoljstvo uporabnikov. Zato mora biti ves trud usmerjen k

analizi vseh aktivnosti in tehtanju virov, ki izvajajo samo aktivnost. Pri tem ne smemo

pozabiti na aplikacijske sisteme. Rešitve, ki jih dobimo s pametnim upravljanjem

delovnega procesa, morajo biti neodvisne od PACS, RIS in modalitet, še posebno v okoljih,

ki ga krojijo različni dobavitelji.

Različne vrste procesov v radiologiji moramo identificirati, jih pravilno modelirati oz.

vzorčiti in avtomatizirati. Aktivnosti so sestavljene iz zaporedja delovnih operacij, nekaj

splošnih pa lahko najdemo v tabeli 3, čeprav se moramo zavedati, da se zaporedja

aktivnosti med oddelki, bolnišnicami in državami razlikujejo. Dejansko zaporedje

aktivnosti je predvsem odvisno od preferenc vodilnih, zakonodaje, infrastrukture in drugih

faktorjev.


61

Tabela 3: Tipične aktivnosti in nosilci aktivnosti znotraj oddelka za radiologijo.

Aktivnost Nosilci aktivnosti Mesto izvajanja

aktivnosti

Aplikacijski

sistem

Naročanje preiskave

Prejem napotnice Administrator Adminitracija RIS

Naročanje preiskave Administrator Administracija RIS

Pridobivanje podatkov HIS

Registracija prihoda pacienta Administrator Administracija RIS

Izvedba radiološke preiskave Predogled slikovnega gradiva Radiolog

Inženir radiologije

Diagnostični prostor Modaliteta

Pridobivanje slikovnega

gradiva

Inženir radiologije Diagnostični prostor Modaliteta

Preverjanje kakovosti

slikovnega gradiva

Radiolog

Inženir radiologije

Diagnostična delovna

postaja

Modaliteta

Obračun opravljenih storitev Inženir radiologije Delovna postaja RIS

Administrativni postopki po opravljeni preiskavi

Predhodno nalaganje

slikovnega gradiva

Avtomatizirano PACS

Arhiviranje slikovnega gradiva Avtomatizirano PACS

Pregled slikovnega gradiva in odčitavanje

Pregled slikovnega gradiva Radiolog Izvidna soba PACS

Diktiranje odčitka Radiolog Izvidna soba RIS

Generiranje preliminarnega

poročila

Radiolog Izvidna soba RIS

Administrativni postopki po odčitavanju slikovnega gradiva Pretipkavanje odčitka Administrator

Avtomatizirano

Administracija RIS

Avtoriziranje odčitka Radiolog Izvidna soba RIS

Oddaja odčitka Avtomatizirano RIS/PACS

Izdaja računa Avtomatizirano RIS/HIS

Posamezne delovne operacije ali celo aktivnosti so lahko povsem avtomatizirane ali pa jih

morajo človeški viri opravljati ročno. Za povečevanje učinkovitosti znotraj oddelka za


62

radiologijo moramo neobhodno spreminjtati tudi posamezne delovne operacije ali celo

aktivnosti.

Aktivnosti so lahko vzorčene in avtomatizirane takrat, ko jih viri neprestano izvajajo na

enak način. V takem primeru govorimo o aktivnostih, ki imajo značilno strukturo. Na

oddelku za radiologijo se tako izvajajo različne aktivnosti, od izredno strukturiranih do

izredno nestrukturiranih. Vendar pa imajo storitveno naravnane panoge v delovnem

procesu pretežno dobro strukturirane aktivnosti. To se še posebno dobro vidi pri izredno

rutinskih in frekventnih radioloških preiskavah, npr. slikanju pljuč. Takšnih radioloških

preiskav je znotraj delovnega procesa na oddelku za radiologijo približno 80 %, to pa

predstavlja dobro osnovo za uvedbo principov upravljanja z delovnim procesom.

Delovni proces se prične s prejemom napotitve pacienta na preiskavo in odčitanje

slikovnega gradiva ter narejen odčitek. Napotnica vsebuje vse pacientove demografske in

druge podatke, ki so pomembni za ustrezno izvedbo preiskave. Napotnici je lahko

priložena tudi druga medicinska dokumentacija, ki radiološkemu inženirju omogoči

optimalno izvedbo preiskave, radiologu pa odčitek pridobljenega slikovnega gradiva.

Pacienta se razporedi na ustrezen seznam dela. Ob določenem času in na določeni

rentgenski napravi za zajem slikovnega gradiva se mu opravi preiskava. Tako dobljeno

slikovno gradivo najprej pregleda inženir radiologije, se prepriča o tehnični neoporečnosti

in gradivo posreduje radiologu. Radiolog naredi odčitek in ga skupaj s slikovnim gradivom

pošlje naročniku preiskave, administracija pa obračuna vse storitve.

Pri izvajanju aktivnosti imajo delavci oz. nosilci teh aktivnosti na voljo več različnih IS, ki

so drug od drugega povsem neodvisni. Tako najdemo različne PACS, ki so vezani na

posamezno radiološko napravo za zajem slike, RIS za časovno razporejanje in urejanje

preiskav, naročanje, pregled že opravljenih preiskav, odčitavanje, urejanje odčitkov,

pošiljanje odčitkov v HIS ter na koncu tudi obračun storitev. Zadnje reziskave pa gredo v

smeri integracije in konsolidacije teh heterogenih sistemov za izboljšanje delovnega

procesa tako radiologov kot tudi radioloških inženirjev.


63

Tudi Larsson s sodelavci (2006) prihaja do podobnih ugotovitev. Z uvedno PACS se je

ustvarjanje, iskanje in arhiviranje digitalnega slikovnega gradiva dramatično izboljšalo.

Digitalno slikovno gradivo lahko tudi kadarkoli obdelujemo in spreminjamo na različne

načine.

4.7.3 Vpliv PACS na delovni proces

Izhodna količina delovnega procesa na oddelku za radiologijo je odčitek, ki ga zahteva

napotni zdravnik, pacient ali administracija. Odčitek mora biti natančen in pripravljen v

doglednem času. Učinkovitost lahko opišemo kot seštevek hitrosti in natančnosti izvajanja

aktivnosti znotraj delovnega procesa, ki vodi do izhodnih količin, te pa delimo na klinične

in poslovne rezultate (slika 13).

Slika 13: Učinkovitost je hitrost in natančnost pri zagotavljanju kliničnih in poslovnih rezultatov.

Klinični rezultat je končni odčitek radiologa, ki ga zahteva napotni zdravnik, ta pa mora

vsebovati diagnostično natančne in pomembne podatke, ki bodo lahko uporabljeni za

zdravljenje pacienta (Menashe, 2010).


64

Poslovni rezultat je sposobnost proizvesti klinični rezultat hitro v okolju z različnimi

informacijskimi sistemi in razpršenimi delovnimi mesti. Vzpostavitev optimalne

informacijske infrastrukture pa je, za maksimiziranje učinkovitosti celotnega delovnega

procesa, izredno zahtevno (Menashe, 2010).

Koristniki storitev radiološkega oddelka so napotni zdravniki, pacienti in zdravstvena

administracija, vsi skupaj pa imajo štiri storitvena pričakovanja in eno administrativno:

• Pacient ima lažji dostop do slikovnega gradiva. To pomeni, da pacient lahko

dostopa do radioloških preiskav v doglednem času oziroma v skladu s kliničnimi

indikacijami.

• Storitev za stranke. Poleg »rednega« dela morajo nosilci aktivnosti sodelovati pri

posvetovanjih z zdravniki, izvajati dodatne preiskave, odčitavati slikovno gradivo v

urgentnih primerih, se udeleževati kliničnih in administrativnih sestankov,

poučevati in izvajati aktivnosti izven delovnega časa v okviru nadurnega in

dežurnega dela.

• Hiter dostop do odčitkov in slikovnega gradiva. Napotni zdravnik pričakuje

izvedbo preiskave in dostop do odčitkov ter slikovnega gradiva v takšnem

časovnem okviru, da to ne bo vplivalo na samo zdravljenje pacienta.

• Natančno in kakovostno odčitavanje. Napotni zdravniki vedno pogosteje zahtevajo

poglobljeno strokovno znanje, ki se mora odražati tudi v odčitkih. Zato je izredno

pomemben faktor pri izboljševanju natančnosti in kakovosti odčitkov tudi

posvetovanje s sodelavci.

• Razumevanje poslovne plati radiologije. Radiologija je za vsako zdravstveno

ustanovo eden izmed glavnih virov denarnih prihodkov. Zato uprava ustanove

zahteva povečanje denarnega toka s povečevanjem števila realiziranih radioloških

preiskav in zniževanjem stroškov. Zato mora celotni proces na radiološkem

oddelku delovati učinkovito (Menashe, 2010).

Za zadovoljevanje koristnikov storitev radiološkega oddelka se navadno uporabljajo

sledeče rešitve:

• Radiolog se med uradnimi urami nahaja na fizični lokaciji in odčitava slike, ki jih

ustvari lokalna radiološka naprava za zajem slikovnega gradiva. Za to uporablja


65

lokalno dostopne IS in sorodno zdravstveno dokumentacijo, ki jo s seboj prinese

pacient ali spremstvo.

• Potek svetovanja je zapleten, saj drug radiolog nima direktnega dostopa do

slikovnega gradiva in sorodne zdravstvene dokumentacije. Zato mora svetovalec

pogosto zapustiti lastno delovišče, to pa vpliva na hitrost dela.

• V času dežurstva je na voljo omejeno število radiologov, ki jih želijo hkrati na več

delovnih mestih.

• Pošiljanje odčitkov napotnim zdravnikom poteka ročno, le redki pa imajo dostop

do RIS.

• Razporejanje nalog poteka ročno, tako da so človeški viri različno obremenjeni. Na

določenih deloviščih imajo lahko tudi več tednov dolgo čakalno dobo.

Razporejanje je zahtevno, saj ponekod radiolog študij ne more pregledovati s

svojega delovišča, drago, saj se mora pogosto slikovno gradivo prenesti na

podatkovni medij ali natisniti na film in vpliva tudi na natančnost, saj ima gradivo,

natisnjeno na film, pogosto slabšo prostorsko in kontrastno ločljivost.

S poslovnega vidika tako želi radiološki oddelek čim hitreje opraviti samo radiološko

preiskavo in maksimizirati število odčitavanj na časovno enoto brez žrtvovanja natančnosti.

Tako želijo dejansko povečati učinkovitost znotraj obstoječega delovnega procesa.

Implementacija sistema PACS tako vpliva na učinkovitost na več nivojih:

• Skupni delovni seznam omogoča avtomatsko razporejanje nalog na vse človeške

vire, ne glede na njihovo lokacijo. Vsi radiologi imajo dostop do seznama,

uporabniški vmesnik pa delo olajša s filtriranjem in razvrščanjem podatkov.

• Skupni dostop do slikovnega gradiva in sorodne zdravstvene dokumentacije

drastično vpliva na hitrost izvajanja aktivnosti, veliko lažje poteka tudi svetovanje,

saj svetovalec lahko s svojega delovišča pregleda celotno slikovno gradivo in

sorodno zdravstveno dokumentacijo.

• Enotno virtualno namizje omogoča dostop do potrebnih orodij za odčitavanje slik

na vseh deloviščih (doma, v pisarni ali v zdravstveni ustanovi).

• Napotni zdravnik ima možnost dostopa do odčitka in slikovnega gradiva na daljavo.


66

Na oddelku za radiologijo največji delež stroškov predstavljajo ponovitve radioloških

preiskav. Zato moramo v delovnem procesu zmanjšati število nepotrebnih in že

opravljenih preiskav. Do ponavljanja radioloških preiskav največkrat prihaja pri

premestitvah pacientov iz ene v drugo zdravstveno ustanovo ali ambulantnih pregledih, pri

čemer slikovno gradivo spremlja pacienta na podatkovnem mediju (CD, DVD ipd.). To je

izredno priročno in poceni, vendar pa ustvari več težav, ki povzročijo neučinkovitost

zdravnika, zmotijo delovni proces in posledično vplivajo tudi na povečevanje stroškov

znotraj zdravstvenega sistema (Macyszyn, 2013).

Podatkovni mediji poleg slikovnega gradiva vsebujejo tudi aplikacijo za pregledovanje slik.

Te aplikacije se med seboj razlikujejo in zdravnikom pri pregledovanju predstavljajo

mnoge težave. Vedno znova se morajo privajati na različne in pogosto zapletene

uporabniške vmesnike, včasih pa pogrešajo tudi pregledovalna orodja, brez katerih ne

morejo zadovoljivo pregledati gradiva. Pogosto pa se aplikacije ne zaženejo in tako

onemogočijo pregled slikovnega gradiva. Tudi mediji igrajo podobno vlogo kot

rentgenogrami, saj so fizični. Potrebno jih je prenašati naokrog in jih varovati skladno z

zakonodajo o varstvu osebnih podatkov (Macyszyn, 2013).

Zaradi zgoraj naštetih razlogov moramo 4,5−7,5 % radioloških preiskav ponoviti, saj si

zdravniki s slikovnim gradivom ne morejo pomagati. Ob uvedbi PACS teh težav ni, saj se

slikovno gradivo centralno uvozi v sistem, zdravnik pa ga pregleduje iz katere koli

diagnostične delovne postaje (Macyszyn, 2013).

Gupta, et al. (2010) prav tako navaja, da je do ponovitev radioloških preiskav pri

premestitvah pacientov iz ene bolnišnice v drugo prišlo predvsem zaradi neposlanega

slikovnega gradiva, nekompatibilnosti programske opreme in nepravilno ali nepopolno

izvedene radiološke preiskave. Pri 40 % pacientov so morali, zaradi enega izmed zgoraj

naštetih vzrokov, radiološko preiskavo ponoviti.

Prehod na digitalizirano slikovno gradivo v radiologiji vodi v 82 % zmanjšanje osebnega

posvetovanja na oddelkih splošne radiologije in to kljub povečanem obsegu izvedenih


67

preiskav. Padec števila posvetovanj s 13 % (obdobje pred implementacijo PACS) na 2,4 %

je precej večji od pričakovanega (Dreyer, 2006, str. 112).

Laprise, et al. (2009) ugotavlja, da nosilci aktivnosti prihranijo veliko časa in denarja, ki so

ga pred implementacijo PACS porabili za tiskanje rengtenogramov in upravljanje z njimi.

Nikakor pa ne smemo pozabiti tudi na hitrejšo izvedbo same radiološke preiskave, ki je v

digitalnem okolju izvedena veliko hitreje, kot je bila prej v analognem. Widerman in Gallet

(2006) tako navajata, da je rentgensko slikanje pljuč v digitalnem okolju kar za 43 %

hitrejše v primerjavi z analognim. Diagnostični prostor je bil v digitalnem okolju tudi

krajši čas zaseden (38 %) v primerjavi z analognim (66 %). Tako lahko zaključimo, da se

tudi na strani radioloških inženirjev drastično izboljša učinkovitost, saj je preiskava

narejena hitreje, kapacitete znotraj radiološkega oddelka pa so manj zasedene.

Nitrosi, et al. (2007) je prišel ob spremljanju implementacije PACS v regijski bolnišnici z

900 posteljami in s 180.000 opravljenimi radiološkimi preiskavami letno do podobnih

rezultatov. Po implementaciji PACS je radiološki oddelek opravil 7,1 % več radioloških

preiskav, pri tem je bila preiskava dražja za 5,4 %, za izvajanje delovnega procesa so

potrebovali štiri zaposlene manj in bili tako za 18 % bolj produktivni.

Radiologi so bili hitrejši tudi pri pisanju odčitkov, saj so 64 % hitreje napisali odčitek za

splošno rentgensko sliko, 52 % hitreje za CT preiskavo, 28% hitreje za MR preiskavo in

61 % hitreje za mamografijo (Nitrosi et al., 2007).


68

5 RAZPRAVA

PACS ima izredno dolgo zgodovino, saj so bile prve zasnove sistema predstavljene že v

sedemdesetih in osemdesetih letih dvajsetega stoletja, vendar pa izvedba v tistem času in s

takratno tehnologijo še ni bila mogoča. Kljub vsemu pa so takrat in v kasnejših letih

znanstveniki iskali rešitve v okviru različnih mednarodnih organizacij (Carter, 2010).

PACS je sestavljen iz enega ali več PACS strežnikov in delovnih postaj. Delovne postaje

lahko glede na funkcionalnost razdelimo na diagnostične, pregledovalne, za obdelavo slik,

za zagotavljanje in nadzor kakovosti, digitalizacijo, uvažanje, tiskanje in zapisovanje

slikovnega materijala ter pisarniške namizne delovne postaje (Krupinski in Kallergi, 2007).

Vse komponente PACS, vključno z napravami za zajem digitalnega slikovnega materijala,

so povezane v LAN. Hrbtenica LAN je sestavljena iz vodnikov iz optičnih vlaken in UTP

vodnikov. Poleg vodnikov najdemo v LAN tudi preklopnike in usmerjevalnike. Vse

komponente PACS in LAN so med seboj povezane na določen način, to pa opisujeta

fizična in logična topologija omrežja. Fizična topologija določa fizični način postavitve

delovnih postaj, strežnikov in povezave vozlišč v omrežje, logična pa potek podatkov med

posameznimi vozlišči. V zadnjem času se najpogosteje uporablja hibridna topologija

omrežja, ki je sestavljena iz kombinacije osnovnih topologij. Logično topologijo upravljajo

mrežni protokoli (ISO/OSI in TCP/IP), konfiguriramo pa jo s pomočjo preklopnikov in

usmerjevalnikov (Carter, 2010).

Zato moramo biti izredno pozorni na samo načrtovanje omrežja že pred samo

implementacijo PACS v bolnišničnem okolju in zagotoviti standardizacijo programske in

strojne opreme, možnost nadaljnje širitve omrežja, zanesljivost delovanja samega omrežja,

varnost omrežja in optimalno razmerje med zmogljivostjo ter stroški vzpostavitve omrežja.

Varnost občutljivih osebnih podatkov znotraj omrežja mora biti v bolnišničnem okolju

vedno na prvem mestu. Zato moramo pred, med in po implementaciji PACS poskrbeti tudi

za vzpostavitev različnih varnostnih mehanizmov. Izbiramo lahko med šifriranjem

podatkov, overitvijo verodostojnosti in kontrolo podatkovne celovitosti, digitalnim


69

podpisom, digitalnim certifikatom, požarnim zidom, SSL in TLS ter VPN. Pomembno je,

da tudi tu izberemo kombinacijo takšnih mehanizmov, ki bodo za zmerno ceno ponujala

optimalno varnost bolnišničnih podatkov.

Ko podatki pridejo varno do PACS strežnika, jih moramo tudi ustrezno shraniti. Podatke,

ki jih moramo hraniti dolgoročno, lahko hranimo na magnetnih trakovih. Magnetni trakovi

so nezahtevni za vzdrževanje, cenovno dostopni, vendar pa do podatkov, ki so shranjeni na

njih, dostopamo izredno počasi. Za prenašanje podatkov naokrog so najbolj primerni CD

in DVD mediji, vendar pa ti ne omogočajo trajne hrambe podatkov, saj imajo izredno

omejeno življenjsko dobo. V PACS se za shranjevanje podatkov najpogosteje uporabljajo

trdi diski, na katerih lahko shranimo več TB podatkov. Sestavljeni so iz veliko majhnih

gibljivih delčkov in se zato tudi dokaj hitro pokvarijo. Zato jih počasi zamenjujejo SSD iz

polprevodniških pomnilnikov. So izredno hitri, zanesljivi in tudi dokaj dragi. Zaradi visoke

cene tudi niso primerni za dolgoročno shranjevanje podatkov. Njihovo hitrost lahko omeji

tudi izredno počasno omrežje.

Po žilah bolnišničnega omrežja se pretaka veliko podatkov, ki so lahko vhodne in/ali

izhodne količine različnih delovnih procesov. V idealnem informacijskem okolju tako

stremimo k optimalni interoperabilnosti, še posebno semantični, tu pa nastopijo predvsem

standardi za izmenjavo bolnišničnih podatkov med posameznimi informacijskimi sistemi

(HL7, DICOM) in IHE iniciativa (Liu in Wang, 2011).

HL7 standard predstavlja ogrodje naborov za integracijo različnih uporabniških vmesnikov

bolnišničnih aplikacij in s tem omogoča izmenjavo, integracijo, delitev in pridobivanje

različnih bolnišničnih podatkov. Tako lahko govorimo o komunikacijskem standardu, ki

omogoča bolnišničnih aplikacijam čim bolj optimalno integracijo. Aplikacije, ki ustrezajo

HL7 standardom, si lahko izmenjujejo podatke med seboj, in to kljub temu, da delujejo na

povsem različnih platformah z različnimi operacijskimi sistemi in napisanimi v različnih

programskih jezikih (Huang, 2010).

DICOM je svetovno priznan industrijski standard za prenos digitalnega slikovnega gradiva

in spremljajočih podatkov med napravami. Kot tak omogoča povezljivost in


70

interoperabilnost med diagnostičnimi in terapevtskimi napravami ter aplikacijami različnih

proizvajalcev (Pianykh, 2008).

IHE iniciativa določa na soglasju temelječ model in okvir za neopazno integracijo HIS. Z

uporabo že obstoječih standardov omogoča standardiziran pristop k izmenjavi bolničnične

dokumentacije in izboljšanje delovnega procesa. IHE ni standard, temveč proces za razvoj

naprav, ki bodo lahko optimalno delovale znotraj bolnišničnega okolja. Na eni strani

definira vse aktivnosti znotraj delovnega procesa in tako nudi proizvajalcem strojne in

programske opreme vpogled v potrebe na dotičnem delovnem mestu, na drugi pa opisuje

tehnične zahteve in naloge, ki jih mora oprema opraviti. Na koncu testiranja je za vsako

napravo izdana integracijska izjava, ki je sestavljena iz nalog, ki jih je naprava sposobna

izvajati v določenem okolju, in seznama standardov, ki jih podpira. S tem je olajšan nakup

strojne in programske opreme v zdravstvenih ustanovah (Pianykh, 2008).

Implementacija PACS ni samo pomembna za radiološki oddelek, pač pa njen vpliv sega

veliko širše. Pri izbiri samega PACS moramo biti izredno previdni in upoštevati želje in

potrebe nosilcev aktivnosti (Joshi et. al., 2011). Za ovrednotenje preferenc in zahtev

radiologov uporabljamo AHP. AHP nam služi kot podpora pri odločanju, saj problem

strukturira z vzpostavitvijo treh hierarhičnih ravni (cilji, kriteriji, rešitve) (Stanimirović in

Vintar, 2011). Radiologom in PACS administratorjem je pomembna predvsem kontinuiteta

sistema in njegova funkcionalnost, zmogljivost sistema in njegova arhitektura ter

učinkovitost uporabniškega vmesnika za upravljanje z delovnim procesom. Veliko manj

pomembna sta jim uporabniški vmesnik za upravljanje s slikovnim gradivom in kakovost

ekranov (Vivek et. al., 2011).

Implementacija PACS zahteva od nosilcev aktivnosti dodatno izobraževanje in spremembo

ustaljenih vzorcev izvajanja aktivnosti. To velja še posebno za zdravnike, saj svojega dela

v novem informacijskem okolju ne morejo več delegirati podpornemu osebju. Predvsem je

pomembno, da zdravstvena organizacija organizira ustrezno izobraževanje za vse

uporabnike PACS, uporabniki pa morajo uporabo PACS vključiti v izvajanje aktivnosti.

Implementacija PACS ustvari največ sprememb v delovnem procesu radiologa in

napotnega zdravnika, za mnoge zdravnike pa to pomeni tudi učenje dela z računalnikom


71

(Duyck et al., 2010). Učinkovitost znotraj oddelka za radiologijo in širše se poveča

predvsem na podlagi spremembe delovnega procesa. Slikovno gradivo je veliko natančneje

in hitreje pregledano, skrajša se čas, ki je potreben za odčitavanje ene radiološke preiskave,

zmanjša se število ponovljenih radioloških preiskav, zmanjša se število izgubljenega

slikovnega gradiva in število nepregledanih radioloških preiskav. Hkrati pa implementacija

predstavlja tudi finančno breme za samo zdravstveno organizacijo. Celotne stroške

implementacije PACS tako lahko razdelimo na nakup CR kaset in čitalnikov, delovnih

postaj, programske opreme, strežnikov, omrežja, vzpostavitve spletne povezave ter

ureditev prostorov (Fang in Yang, 2006).

Pred implementacijo PACS je na oddelku za radiologijo večino slikovnega materijala

analognega, v obliki rentgenogramov. Tako predstavlja kar 58 % stroškov nakup filmov,

kemikalij in vložnih map za prenašanje rentgenogramov, 22 % stroškov gre za vzdrževanje

tiskalnikov, temnic in sorodnih naprav, 20 % pa predstavljajo plače administracije v arhivu.

Po implementaciji se prihrani kar 63 % denarja na račun vzdrževanja tiskalnikov, temnic in

sorodnih naprav ter nakupa filmov, kemikalij in vložnih map. Kljub vsemu pa nekaj

tekočih stroškov prinese tudi sama implementacija, saj je potrebno vzdrževati strojno in

programsko opremo, ki ima tudi dokaj kratko amortizacijsko dobo (4−8 let) ter zagotavljati

podporo in vzdrževanje samega PACS (Fang in Yang, 2006).

Takoj po implementaciji je povečano število napak predvsem zaradi neznanja, na koncu pa

se odstotek teh napak ustali na 4 %, medtem ko je 5,4 % napak z naslova nedelovanja

strojne opreme (Olbrish et al., 2011). Posamezna radiološka preiskava je po implementaciji

PACS sistema dražja, vendar pa je težko upravičevati PACS zgolj na podlagi modela

finančnih stroškov. Upoštevati je potrebno vse prednosti, ki jih PACS prinaša

(MacDonalds in Neville, 2010).

Radiološki oddelki se spopadajo z vedno večjih številom radioloških preiskav, ki pa jih

morajo opraviti z vedno manjšim številom zaposlenih. Merjenje in izboljševanje

produktivnosti s preučevanjem delovnega procesa znotraj samega oddelka pa je postalo

ključnega pomena pri optimiziranju delovnih aktivnosti (Widerman in Gallet, 2006).


72

Tako govorimo o delovnem procesu, ki je sestavljen iz množice med seboj povezanih

aktivnosti, ki se izvajajo v organizacijskem sistemu in posredno ali neposredno vplivajo na

dodano vrednost pri uresničevanju skupnega cilja organizacijskega sistema. Delovni

proces na oddelku za radiologijo je visoko strukturiran, produktno orientiran, kompleksen,

razpršen, tehničen in osredotočen na slikovno gradivo. Brez PACS sistema je sestavljen iz

aktivnosti, ki vsebujejo delovne operacije, povezane z ročnim upravljanjem čakalnih vrst

in delom z rentgenogrami, analognim slikovnim gradivom. Tako je veliko virov

porabljenih ravno za pregledovanje, prenašanje in arhiviranje rentgenogramov. Pri tem je

ostane veliko rentgenogramov nepregledanih ali pa celo izgubljenih, njihovo odčitavanje je

dolgotrajno, posvetovanje s kolegi ali pa pregledovanje slikovnega gradiva predhodnik

preiskav ali spremljajoče bolnišnične dokumentacije pa izredno zamudno ali skoraj

nemogoče. Vsaka poizvedba po dodatni dokumentaciji v delovni proces vrine cel sklop

aktivnosti, ki za svojo izvedbo potrebujejo tudi veliko časa, včasih tudi dan ali dva. Zaradi

ročnega upravljanja čakalnih vrst so modalitete velikokrat neizkoriščene, posledično so

daljše tudi čakalne dobe. Tak delovni proces je dolg, počasen in nenatančen, s kliničnega

in poslovnega vidika pa povsem neučinkovit.

Zaradi neučinkovitost celotnega radiološkega oddelka tako trpijo predvsem napotni

zdravniki, ki ne morejo pričeti z zdravljenjem, in pacienti, ki dolgo časa čakajo na

preiskavo in ne morejo biti kakovostno oskrbljeni.

Znotraj PACS se rentgenograme, analogni slikovni materijal, zamenja z digitalnim

slikovnim materijalom. Delovni proces posledično vsebuje veliko avtomatiziranih

aktivnosti, mnogo virov pa se tudi sprosti ali pa so celo odveč. Naročanje pacientov na

preiskavo poteka avtomatično, s tem so modalitete veliko bolje izkoriščene, pacient pa

veliko hitreje pride na vrsto. Digitalno slikovno gradivo je radiologu in napotnemu

zdravniku na voljo takoj po opravljeni preiskavi, veliko hitrejši in lažji je vpogled v

slikovno gradivo predhodnih preiskav in posvetovanje. Zaradi krajšega delovnega procesa

radiolog veliko hitreje odčita slikovno gradivo, pri svojem delu pa je natančnejši. Občutno

manj je ponovljenih preiskav zaradi izgube slikovnega gradiva, tudi pri premestitvah

pacientov iz drugih zdravstvenih ustanov.


73

Tako moramo znotraj delovnega procesa določene aktivnosti, ki jih viri neprestano

izvajajo na enak način, vzorčiti in avtomatizirati. To nam omogoča informatizacija

delovnega procesa ob uvedbi PACS. Tako je poslovni rezultat lahko veliko boljši, saj smo

sposobni proizvesti klinične rezultate hitreje in natančneje. Pacient in napotni zdravnik

veliko hitreje prideta do slikovnega gradiva in odčitka, radiolog hitreje dostopa do

slikovnega gradiva odčitavane radiološke preiskave in vseh prejšnjih, to pa mu omogoča

natančno in kakovostno delo. Posledično je tudi razumevanje radiologije s poslovne plati

boljše, saj je za vsako zdravstveno ustanovo eden izmed glavnih virov denarnih prihodkov

(Menashe, 2010).

Poslovno učinkovitost tako dosegamo z maksimiziranjem števila odčitavanj na časovno

enoto brez žrtvovanja natančnosti oziroma s povečanjem učinkovitosti znotraj obstoječega

delovnega procesa. Implementacija PACS tako vpliva na učinkovitost na več nivojih:

omogoča avtomatsko razporejanje nalog na vse človeške vire, omogoča skupni dostop do

slikovnega gradiva in sorodne zdravstvene dokumentacije, nudi enoten uporabniški

vmesnik na vseh delovnih postajah in omogoča napotnemu zdravniku dostop do odčitka in

slikovnega gradiva na daljavo (Macyszyn, 2013).

Implementacija PACS vpliva na delovni proces pozitivno, saj za 40 % zmanjša število

ponovljenih preiskav (Gupta, et al., 2010), zmanjša se potreba po posvetovanju radiologa z

napotnim zdravnikom za 82 % (Dreyer, 2006), prihrani se veliko časa in denarja, ki je bil

pred implementacijo porabljen za tiskanje in upravljanje z rentgenogrami (Laprise, et al.,

2009), radiološke preiskave so opravljene hitreje (Widerman in Gallet, 2006),

produktivnost celotnega oddelka za radiologijo pa se izboljša za 18 % (Nitrosi, et al., 2007).


74

6 SKLEP

PACS ima izredno dolgo zgodovino, saj so bile prve zasnove sistema predstavljene že v

sedemdesetih in osemdesetih letih dvajsetega stoletja. PACS je sestavljen iz enega ali več

PACS strežnikov in delovnih postaj, vse komponente pa so med seboj povezane v LAN, z

možnostjo dostopa do interneta ali ne. Celoten sistem mora omogočati implementacijo v

bolnišnično okolje, razširitev ter varno in zanesljivo delovati. Varnost občutljivih osebnih

podatkov znotraj omrežja mora biti v bolnišničnem okolju vedno na prvem mestu, kar

dosegamo na različne načine. Podatke pa moramo tudi primerno shraniti in pri tem

omogočiti uporabi podatkov primeren dostop. Zaradi velike količine podatkov, ki jih

generirajo različni informacijski sistemi znotraj bolnišnic, pa moramo poskrbeti tudi za

zadostno stopnjo interoperabilnosti. Za to poskrbijo standardi (HL7, DICOM) in IHE

iniciativa. Sama implementacija ima velik vpliv na celoten radiološki oddelek in širše,

zahteve človeških virov pa najbolje ocenimo z AHP, ki nam služi kot podpora pri

odločanju. Od človeških virov oziroma od nosilcev aktivnosti sama implementacija

zahteva dodatno izobraževanje in spremembo ustaljenih vzorcev izvajanja posameznih

aktivnosti. Učinkovitost se namreč poveča ravno s spremembo delovnega procesa, čim več

aktivnosti pa je potrebno avtomatizirati. Zaradi avtomatizacije se veliko virov, pa naj bodo

človeški ali drugi, drastično sprosti, te vire pa lahko bolj smotrno uporabimo za dosego

boljše klinične in poslovne učinkovitosti. Pri tem je cilj maksimiziranje števila opravljenih

radioloških preiskav in odčitkov na časovno enoto brez žrtvovanja natančnosti. Tako lahko

zaključimo, da implementacija na delovni proces vpliva pozitivno, saj se izboljša

učinkovitost znotraj oddelka za radiologijo, ob povečanju stroškov izvedbe radiološke

preiskave in ob zavedanju, da je pri večjem številu opravljenih preiskav tudi ta razlika

vedno manjša.

75

LITERATURA

Carter, C. Digital radiography and PACS. St. Louis, Mo.: Mosby/Elsevier, (2010).

Dolin, R.H., Alschuler, L., Beebe, C., Biron, P. V., Boyer, S. L., Essin, D., Kimber, E.,

Lincoln, T. in Mattison, J. E. The HL7 Clinical Document Architecture. Journal of the

American Medical Informatics Association, 2001, 8(6), 552−569.

Dreyer, Keith J. ur. PACS: A guide to the digital revolution. New York: Springer, (2006).

Duyck, P., Pynoo, B., Devolder, P., Voet, T., Adang, L., Ovaere, D., in Vercruysse, J.

Monitoring the PACS Implementation Process in a Large University Hospital—

Discrepancies Between Radiologists and Physicians. Journal of Digital Imaging, 2010,

23(1), 73−80.

Fang, Y., in Yang, M. Financial Assessment of a Picture Archiving and Communication

System Implemented all at Once. Journal of Digital Imaging, 2006, 19(Suppl 1), 44−51.

Gupta, E., Greer, S., in Martin, E. Inefficiencies in a rural trauma system: The burden of

repeat imaging in interfacility transfers. The Journal of Trauma, 2010, 69(2), 253−255.

Huang, H. PACS and imaging informatics: Basic principles and applications (2nd ed.).

Hoboken, N.J.: Wiley-Blackwell, 2010.

Joshi, V., Kyootai, L., Melson, D., in Narra, V. Empirical investigation of radiologists'

priorities for PACS selection: An analytical hierarchy process approach. Journal of

Digital Imaging, 2011, 24(4), 700−708.

Kalyanpur, A., Singh, J. in Bedi, R. Practical issues in picture archiving and

communication system and networking. Indian Journal of Radiology and Imaging,

2010, 20(1), 2−5.

Kanič, I., Leder, Z., Ujčič, M., Vilar, P. in Vodeb, G. Bibliotekarski terminološki slovar.

Kamnik: Amebis, 2011.

Krupinski, E., in Kallergi, M. Choosing a Radiology Workstation: Technical and Clinical

Considerations. Radiology, 2007, 242(3), 671−682.

Laprise, N.K., Hanusik, R., FitzGerald, T. J., Rosen, N. in White, K. S. Developing a

Multi-Institutional PACS Archive and Designing Processes to Manage the Shift from a

Film to a Digital-Based Archive. Journal of digital Imaging, 2009, 22(1), 15−24.

76

Larsson, W., Aspelin, P., Bergquist, M., Hillergard, K., Jacobsson, B., Lindsköld, L.,

Wallberg, J. in Lundberg, N. The effects of PACS on radiographer's work practice.

Radiography, 2005, 13(3), 235−240.

Liu, Y. in Wang, J. PACS and Digital Medicine: Essential Principles and Modern Practice.

New York: CRC Press, 2011.

MacDonald, D. in Neville, D. Evaluating the Implementation of Picture Archiving and

Communication Systems in Newfoundland and Labrador − a Cost Benefit Analysis.

Journal of Digital Imaging, 2010, 23(6), 721−731.

Macyszyn, L. Lega, B., Bohman, L. E., Smith, M. J., Malhotra, N. R., Welch, W. in Grady,

S. M. Implementation of a departmental picture archiving and communication system: a

productivity and cost analysis. Neurosurgery, 2013, 73(3), 528−533.

Menashe B., Aradi, Y. in Shreiber, R. From Shared Data to Sharing Workflow: Merging

PACS and teleradiology. European Journal of Radiology, 2010, 27, 3−9.

Nitrosi, A., Borasi, G., Nicoli, F., Modigliani, G., Botti, A., Bertolini, M. in Notari, P. A

filmless radiology department in a full digital regional hospital: quantitative evaluation

of the increased quality and efficiency. Journal of Digital Imaging, 2007, 20(2),

140−148.

Olbrish, K., Shanken, P., Rabe, D., Steven, L. in Irizarry, N. Four-Year Enterprise PACS

Support Trend Analysis. Journal of Digital Imaging, 2011, 24(2), 284−294.

Pianykh, O. Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM): A Practial

Introduction and Survival Guide. Berlin: Springer, 2008.

Stanimirović, D. in Vintar, M. Analitično hierarhični procesni model odločanja za zunanje

ali notranje izvajanje informacijskih storitev v javnem sektorju. Organizacija, 2011,

44(1), A30−A38.

Stevens, W. in Fall, K. TCP/IP Illustrated (2nd ed.). Boston, MA: Addicon-Wesley, 2011.

Wideman, C. in Gallet, J. Analog to digital Workflow Improvement: A Quantitative Study.

Journal of Digital Imaging, 2006, 19 (Suppl 1), 29−34.

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE

IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE SPECIALISTIČNEGA DELA IN OBJAVI

OSEBNIH PODATKOV SPECIALIZANTA

Podpisani Brane Klopčič izjavljam, da sem za potrebe arhiviranja oddal elektronsko verzijo

zaključnega dela v Digitalno knjižnico Univerze v Mariboru. Specialistično delo sem izdelal sam ob

pomoči mentorja in dveh somentorjev. V skladu s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorskih in

sorodnih pravicah (Ur. l. RS, št. 16/2007) dovoljujem, da se zgoraj navedeno zaključno delo objavi

na portalu Digitalne knjižnice Univerze v Mariboru.

Tiskana verzija specialističnega dela je istovetna elektronski verziji, ki sem jo oddal za objavo v

Digitalno knjižnico Univerze v Mariboru.

Podpisani izjavljam, da dovoljujem objavo osebnih podatkov vezanih na zaključek študija (ime,

priimek, leto in kraj rojstva, datum diplomiranja, naslov specialističnega dela) na spletnih straneh

in v publikacijah UM.

(lastnoročni podpis specializanta)

Maribor, 2015

Ime in priimek specializanta: Brane Klopčič Vpisna številka: 30036230 Študijski program: Informatika v zdravstvu in zdravstveni negi Naslov specialističnega dela: Uporaba sistema hrambe in prenosa digitalnih

medicinskih slik v radiologiji Mentor: red. prof. dr. József Györkös, univ. dipl. inž. el. Somentorja: izr. prof. dr. Gregor Štiglic, univ. dipl. rač. in inf.

viš. pred. mag. Mateja Lorber, univ. dipl. org.

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE · SOP Servis-Object Pair — servisno-objektni...

Documents

Transcript of UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE · SOP Servis-Object Pair — servisno-objektni...