TeleradiologieTeleradiologie
Historie, Stand und künftige Historie, Stand und künftige EntwicklungenEntwicklungen
Uwe Engelmann, A. SchrUwe Engelmann, A. Schrööter, H. Mter, H. Müünch, H.P. Meinzernch, H.P. Meinzer
Deutsches Krebsforschungszentrum, HeidelbergDeutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
CHILI GmbH, HeidelbergCHILI GmbH, Heidelberg
U. Engelmann: Teleradiologie Deutsches KrebsforschungszentrumAbt. Medizinische & Biologische Informatik
Unser HintergrundUnser Hintergrund
1992-1994 MEDICUSMEDICUS: Erster Bilddatentransfer über ISDN für wissenschaftliche Zwecke
1994-1996 MEDICUSMEDICUS--22: Dediziertes Teleradiologiesystem(in klinischer Routine)
Seit 1996 CHILICHILI: Workstation und PACS mitintegrierter Teleradiologie
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Unser AnsatzUnser Ansatz
Entwicklung von Konzepten in einer Forschungsgruppe am Deutschen Krebsforschungszentrum
Produktentwicklung im – Steinbeis-Transferzentrum
Medizinische Informatik– CHILI GmbH
Aktiver Technologie-Transfer
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EinflüsseEinflüsse
Seit 1996 Installation von über 250 Teleradiologie-Systemen in Deutschland, Belgien, Schweiz, USA, Korea, Grönland und China
2001-2002 Schlaganfall-Netzwerk Rheinland-PfalzDICOM-E-Mail mit Public-Key-Verschlüsselung
Seit 2003 @GIT-Minimalstandard für TeleradiologieDICOM-E-Mail, 1. Version 2004
Seit 2004 Förderprojekt Zukunftsoffensive III: Teleradiologie in Baden-Württemberg
Seit 2004 Arbeit an der DIN-Norm 6868-59: Abnahme- und Konstanzprüfung in der Teleradiologie nach RöV
2005-2007 Teleradiologische Vernetzung GrönlandsIntegration in web-basierte Aktensysteme
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RöntgenverordnungRöntgenverordnung
Neue Röntgen-verordnung RöVvom 1. Juli 2002
ausgegeben im BGBl.am5. Mai 2003
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Teleradiologie in der neuen RöVTeleradiologie in der neuen RöV
1. Indikation stellende Person
1. Indikation stellende Person2. Technische
Durchführung2. Technische Durchführung
3. Strahlenschutz3. Strahlenschutz
4. Telekommunikation4. Telekommunikation
5.5.
6. Notfallversorgung6. Notfallversorgung
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Teleradiologie nach RöV 2002Teleradiologie nach RöV 2002
Genehmigungspflichtig!Abnahme- und KonstanzprüfungenQualitätssicherung– Übertragungszeit– Vollständigkeit der Datenübertragung– Bildqualität– Stabilität (Verfügbarkeit)– Unmittelbare Telekommunikation– ...
DIN-6868-59 Abnahme- und Konstanzprüfungen in der Teleradiologie nach RöV
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Einsatz von KompressionsverfahrenEinsatz von Kompressionsverfahren
Verlustlose Kompression– ohne Einschränkungen erlaubt
Verlustbehaftete Kompression– erlaubt wenn die diagnostische Aussagekraft nicht
beeinträchtigt wird
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Datenschutzgesetze Datenschutzgesetze sind immer zu beachten!sind immer zu beachten!
Authentizität– von Absender und Empfänger– digitale Signaturen
Integrität– Vollständigkeit und keine Verfälschungen– z.B. Checksummen
Vertraulichkeit– Zugangskontrolle– Verschlüsselung auf der Leitung
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TaxonomieTaxonomie
Übertragungsmedium – Physisch– Elektronisch
Netzwerk-Topologien– Punkt-zu-Punkt Verbindungen– Sternförmige Verbindungen– Netzwerke
Datenflussbezogene Sicht– Push-Modell– Pull-Modell– On-Demand
Gemischtes Szenarien
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ÜbertragungsmediumÜbertragungsmedium
Physikalisch (Film, CD)– „Veraltet“– Eventuell bei geringem Datenaufkommen sinnvoll– Integration in den Workflow
Elektronisch– Schnell– Verschiedene Protokolle möglich
DICOM, E-Mail, WEB, CHILI– Sicherheit
VPN, SSL, Verschlüsselung
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NetzwerkNetzwerk--TopologienTopologien
Punkt-zu-Punkt Verbindungen
Sternförmige Verbindungen
Netzwerke
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Datenflussbezogene SichtDatenflussbezogene Sicht
Push-Modell– Aktiver versand zum Empfänger
Pull-Modell– Empfänger holt die Daten ab– Aber nur bereitgestellte !
On-Demand– „live“ Zugriff
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PushPush--ModellModell
TRHome
ISDN/DSL-Router
Netz ISDN/DSL-RouterModalität
mit Konsole
VersandVersand BefundungBefundung
ÜbertragungswegÜÜbertragungswegbertragungswegErzeuger
+Sender
ErzeugerErzeuger++
SenderSender
TR Gateway
EmpfängerEmpfEmpfäängernger
DBDB
Der Klassiker
PunktPunkt--zuzu--Punkt VerbindungPunkt Verbindung
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KlinikumLudwigshafen
Brussels Network
Beispiel für ein TRBeispiel für ein TR--Netzwerk (1999)Netzwerk (1999)
ZIMannheim
Klinikum Niederberg Velbert
RadiologieKlinikum
Mannheim
Krankenhaus Speyerers HofHeidelberg
Radiologie Klinikum Nürnberg
DeutschesKrebsforschungszentrumOnkologische Diagnostik
& Therapie
ATOS RadiologischeGemeinschaftspraxis Heidelberg
FrauenklinikUniversität Heidelberg
Ev. Krankenhaus SalemHeidelberg
Herzchirurgie Universität Heidelberg
Diagn. RadiologieUniversität Gießen
Radiologie Universität Bonn
HNO Universität Bonn
Mund- Kiefer-Gesichtschirurgie
Universität Heidelberg
Pneumologische Klinik Waldhof Elgershausen
Chirurgie Universität Gießen
StrahlenphysikUniversität Heidelberg
Klinikum Krefeld(Rad, GKZ, NC, Innere )St. Vinzenz Dinslaken
Luther-Krankenhaus Essen
Krupp-Krankenhaus Essen
Harvard Medical SchoolBeth Israel Hosp.
Boston, USA
Freiburg
Stanford Medical School
CA USA
WakeMedRaleigh, NC, USA
Radiologie Uni Marburg
St. Vinc. Lünen
RK Kassel
Grabs, CH
Altstätten, CHRadiolog.
Univers. KlinikHeidelberg
Worms
Neustadt/W
Uni Münster
Uni Halle
Radiologie Großhadern
München
Uni Tübingen
Bad Zwesten
Dachau
Deutsches Krebsforschungszentrum
Med. & Biol. Informatik
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ProtokolleProtokolle
DICOM-Protokoll– Vorteile:
• Verbreitung• Herstellerunabhängigkeit
– Vorsicht: • Datenschutz (Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität)• Abbruch von Verbindungen• Netzwerk-Overhead durch Protokoll
DICOM via SSL, VPN– Lösung der Verschlüsselungsproblematik
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ProtokolleProtokolle
Proprietäre Protokolle (z.B. CHILI-Protokoll)
– Vorteile:• Berücksichtigung von Datenschutz und Datensicherheit
(Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität)• Stabilität trotz Netzwerkunterbrechungen• Optimierter Durchsatz
– Nachteil: • Herstellerabhängigkeit
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TelekonferenzTelekonferenz
synchrone Daten synchrone Funktionen2 MauszeigerLive Audio (Rechner oder Freisprech-Tel.)eingeschränktes Live Videokeine Rederechtverwaltung notwendig!
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BeispielBeispiel--Szenario: Szenario: Radiologe zu HauseRadiologe zu Hause
CHILI BasicCHILI Start
ISDN, DSL
Krankenhaus
Home
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BeispielBeispiel--Szenario: Szenario: Befundung außer HausBefundung außer Haus
ISDN, DSL
Portalklinik
Schwerpunktklinik
CHILI ReportCHILI Basic
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Netzwerk Topologie: PunktNetzwerk Topologie: Punkt--zuzu--PunktPunkt
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Bewertung: PunktBewertung: Punkt--zuzu--PunktPunkt
Geringer initialer Aufwand bei 2 Partnern
Nachteile– Firewall-Problematik: Öffnen bestimmter Ports
(Datenschutzbeauftragte, Firewalladministratoren...) – Jeder Partner muss bei jedem eingerichtet werden:
n! Konfigurationen– Beispiel: 20 Partner = 180 Konfigurationen– Problematisch bei vielen Kommunikationspartnern
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Andere TopologienAndere Topologien
Server Server
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PullPull--ModellModell
TRHome
ISDN/DSL-Router
Netz ISDN/DSL-RouterModalität
mit Konsole
VersandVersand BefundungBefundung
ÜbertragungswegÜÜbertragungswegbertragungswegErzeugerErzeugerErzeuger HolerHolerHoler
DBDB
Webserver
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2001-2002Schlaganfall-Netzwerk
Rheinland-Pfalz
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20012001--2002: 2002: SchlaganfallSchlaganfall--Netzwerk RheinlandNetzwerk Rheinland--PfalzPfalz
Optimale Versorgung von Schlaganfall-Patienten Elektronischer (Bild-) Datenaustausch
Standard-konform– DICOM – E-Mail (DICOM MIME Type)– Public-Key-Encryption
Autorouting and automatische Protokoll-KonvertierungWenig Probleme mit Firewall
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ÜbertragungsÜbertragungs--ProtokolleProtokolle
AktiverBildversand
Auto-Routing
TR TR SystemSystem
DICOMDICOM
EE--MailMailEE--MailMail
DICOMDICOM
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VERSCHLÜSSELT
DatenflußDatenfluß
Stroke-Unit 1. Ordnung
Stroke-Unit 2. OrdnungSMTP
MailServerMail
Server
Firewall(SMTP, IMAP4, SSH)
Firewall(SMTP, IMAP4, SSH)
SMTP
IMAP4
IMAP4
TRSystem
TRTRSystemSystem
Modalities PACS
Workstations
Modalities Modalities PACSPACS
WorkstationsWorkstationsDICOM
SMTPFirewall
(SMTP, IMAP4, SSH)
Firewall(SMTP, IMAP4, SSH)
IMAP4
TRSystem
TRTRSystemSystem
IMAP4SMTP
Modalities PACS
Workstations
Modalities Modalities PACSPACS
WorkstationsWorkstationsDICOM
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Anschlußvoraussetzungen Anschlußvoraussetzungen
DICOM-Gerät, das die Bilder zum TR-System sendet– Modalität– DICOM-Workstation– PACS
Einzurichten:– DICOM C-Store Partner
• Port• AET• IP-Adresse
– Aufwand < 60 Minuten bei Wartung
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2003: Zukunftsoffensive III
Projekt Notfall-TeleradiologieBaden-Württemberg
Traumazentren & Stroke Units
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Sechs unabhängige Sechs unabhängige Netzwerke/ProjekteNetzwerke/Projekte
LudwigsburgFreiburg
Villingen-Schwenningen
HeidelbergMannheimKarlsruhe
Ulm
Stuttgart
48 Krankenh48 Krankenhääuseruser
4 Universit4 Universitäätsklinikentskliniken
DICOM-E-Mail !!
DICOM+ WWW !!
VPN + DICOM
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LudwigsburgFreiburg
Villingen-Schwenningen
HeidelbergMannheimKarlsruhe
Ulm
Stuttgart
SichereSichereDICOMDICOM--EE--MailMail??
BadenBaden--Württemberger Württemberger KommunikationsstandardKommunikationsstandard
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BadenBaden--WürttembergerWürttemberger KommunikationsstandardKommunikationsstandard
Sichere DICOMSichere DICOM--EE--MailMail
LudwigsburgFreiburg
Villingen-Schwenningen
HeidelbergMannheimKarlsruhe
Ulm
Stuttgart
Server Server
CommunicationCommunication
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Standardisierung von Standardisierung von of Sicherer DICOMof Sicherer DICOM--EE--MailMail
2003: Initiative der Deutschen Röntgengesellschaft DRG(Arbeitsgruppe @GIT)
Zur Zeit unterstützt von 16 Mitgliedern– Universitäten– Non-Profit Organisationen– Firmen– 4 erfolgreiche Connectathons
Nachgewiesene InteroperabilitätWeiterentwicklungen
– Andere Dokumente– Splitten großer Bilder– Return-Codes per E-Mail
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NetzwerkNetzwerk--Topologie: DICOMTopologie: DICOM--EE--MailMail
Server Server
EE--Mail Mail SMTP via
Internet
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Bewertung DICOMBewertung DICOM--EE--MailMail
Vorteile:– Kaum Probleme mit Firewall-Admins– Mail-Server kann im Internet stehen– schneller Anschluss neuer Partner– Datenschutzmaßnahmen umgesetzt
Nachteile:– benötigt dedizierten Mailserver– Initial höherer Investitionsaufwand– Verteilung und Updates von privaten Schlüsseln
(Public-Key Infrastruktur)
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Teleradiologie perTeleradiologie per
WebWeb--TechnologieTechnologie
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Generelle ArchitekturGenerelle Architektur
Klinischer Arbeitsplatz
HTTP(s)eigenes Protokoll
Verschlüsselung + Kompression
Authentifizierung (proprietär, LDAP, ADS, NIS, ticketcheck)
PACS
Webserver
DatenbankBilder
DICOM, ...
QueryRetrieve
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Integration mit der EPAIntegration mit der EPA
KIS/RIS/EPA -Client
CHILI/Web-Server
URL:http://server/chiliweb.cgi?study_uid=0x323453&ticket=326831212
Generierte HTML-Seite
Lädt Bilderholt den Befund
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Integration mit ISIntegration mit IS--H*Med (GSD, Berlin)H*Med (GSD, Berlin)
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Telekonferenz im WebTelekonferenz im Web
Synchronisation von Daten und Funktionen
Beide Mauszeiger
Unabhängig von – der Hardware
• Monitorgröße und -auflösung
– Betriebssystem• Linux, Mac, Windows, ...
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ModalitätenModalitäten
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NetwerkNetwerk--TopologieTopologie
Webserver Webserver
EinweiserEinweiser
KrankenhausKrankenhaus
http
via LAN
Radiologe Radiologe zu Hausezu Hause
https via
Internet
ExterneExterneRadiologieRadiologie
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Integrierbar in medizinische ITIntegrierbar in medizinische IT--SystemeSysteme
KIS/RIS im Haus
Überregionale elektronische Patientenakten, Gesundheitsakten, z.B.– Soarian Integrated Care (Siemens Medical Solutions)– LifeSensor (ICW)– CIMECS (Uni Giessen, Neurologische Klinik Braunfels,
Land + LÄK Hessen, EU, T-Systems, ...)
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Bewertung WebtechnologieBewertung Webtechnologie
Vorteile– Keine Zusatz-Software auf Client-Seite notwendig– Keine Probleme mit Firewalls– Zugriff von beliebigen Standorten– Zusätzliche Benutzer einfach anschließbar
Nachteile– Pull-Modell– Online-Datenübertragung vom Server
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Teleradiologie in Teleradiologie in
Heterogenen NetzwerkenHeterogenen Netzwerken
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Beispiel: Universitätsklinik FreiburgBeispiel: Universitätsklinik FreiburgEin heterogenes NetzwerkEin heterogenes Netzwerk
WWW
http
DICOM
DICOMWorkstation
Kreiskrankenhaus
Server Server
CommunicationCommunication
Universitätsklinik Freiburg
VPN
DICOM
SMTPInternet
HeidelbergMannheimKarlsruhe
E-MailWorkstation
SMTP
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Regelbasiertes AutoroutingRegelbasiertes Autorouting
AutorouterAutorouter
DICOMDICOM
nfsnfs
VideoVideo
CHILICHILI
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
CDCD--ROMROM
DICOMDICOM
httphttp
CHILICHILI
CDCD--ROMROM
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
nfsnfs
RegelnRegeln
EmpfEmpfäängerngerZielrechner Zielrechner
ProtokollProtokollZeitpunktZeitpunkt
......
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Regelbasiertes AutoroutingRegelbasiertes Autorouting
DICOMDICOM
nfsnfs
VideoVideo
CHILICHILI
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
CDCD--ROMROM
DICOMDICOM
httphttp
CHILICHILI
CDCD--ROMROM
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
nfsnfs
RegelnRegeln
EmpfEmpfäängerngerZielrechner Zielrechner
ProtokollProtokollZeitpunktZeitpunkt
......
AutorouterAutorouter
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Regelbasiertes AutoroutingRegelbasiertes Autorouting
AutorouterAutorouter
DICOMDICOM
nfsnfs
VideoVideo
CHILICHILI
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
CDCD--ROMROM
DICOMDICOM
httphttp
CHILICHILI
CDCD--ROMROM
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
nfsnfs
RegelnRegeln
EmpfEmpfäängerngerZielrechner Zielrechner
ProtokollProtokollZeitpunktZeitpunkt
......
U. Engelmann: Teleradiologie Deutsches KrebsforschungszentrumAbt. Medizinische & Biologische Informatik
Regelbasiertes AutoroutingRegelbasiertes Autorouting
DICOMDICOM
nfsnfs
VideoVideo
CHILICHILI
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
CDCD--ROMROM
DICOMDICOM
httphttp
CHILICHILI
CDCD--ROMROM
ftp,scpftp,scp
EE--MailMail
nfsnfs
RegelnRegeln
EmpfEmpfäängerngerZielrechner Zielrechner
ProtokollProtokollZeitpunktZeitpunkt
......
AutorouterAutorouter
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Teleradiologie in Teleradiologie in
Großen RegionenGroßen Regionen
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GrönlandGrönland--KonzeptKonzept
Ein zentrales Krankenhaus
15 kleine Außenstellen mit Modalitäten
Häufige Strom- und Netzwerkausfälle
Verfügbarkeit ALLER Bilder überall
Integriert in vorhandenes PACS, RIS und KIS
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Quelle: http://jensjk.dk/Jens-Jørgen Kjærgaard
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VerkehrssystemeVerkehrssysteme
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DistriktDistrikt--KrankenhäuserKrankenhäuser
NuukTasilaqIttoqortormiitNanortalikNarsaqQaqortoqManitsoqUummannaq
IlulissatAasiaatSisimiutPaamiutQaanaaqQeqertarsuaqQasigiannguitUpernavik
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Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Distrikt-Krankenhaus
CR PC
Teleradiologie-Gateway
Dronning Ingrid Krankenhaus
PACSPACS
WebserverWebserver
TR-GatewayTR-Gateway
KISRISKISRIS
ModalitätenModalitäten
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Ergebnis GrönlandErgebnis Grönland
Blackbox-Lösung für die Übertragung von Bildern und Befunden über unzuverlässige NetzwerkeVerbesserung der medizinischen Versorgung für Menschen in unzugänglichen Regionen
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Integration in den klinischen WorkflowIntegration in den klinischen Workflow
Klassisches Problem:– Von außen kommende Bilddaten nicht im eigenen
KIS/RIS/PACS integriert– Kollisionen mit Pat-IDs, Auftragsnummern etc.
– Teleradiologie-Daten werden isoliert!
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Integration in den klinischen WorkflowIntegration in den klinischen Workflow
Lösung:
– Nutzung von IHE-Mechanismen (Scheduled Workflow)– Patient wird (automatisch) im KIS aufgenommen– Auftrag einer radiologischen Untersuchung– Externe Daten werden mit den Daten der DICOM-Worklist
gepatch (Patient Reconciliation)
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ProblemeProbleme
• Patient nicht bekannt im
KIS/RIS
• keine Leistungserfassung
• keine Workflow-Integration
• ‚falsche‘ Patienten-ID im
PACS:
• Kollisionen möglich
• keine Zuordnung
• Daten eventuell nicht sichtbar
oder nicht zugeordnet im
PACS
KIS/RIS
Ohne IntegrationOhne Integration
TR Anbindung
Bildempfang1
1
Weiterleiten an das PACS2
DICOM
2
Einsender PACS
??
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ErgebnisErgebnis:
• Patient bekannt im KIS/RIS
• Leistungserfassung möglich
• Workflow-Integration
• Reconciliation möglich
• richtige Patienten-ID im PACS
• keine Kollisionen
• Zuordnung möglich
• Daten sichtbar im PACS
KIS/RIS
IntegrierterIntegrierterTeleradiologischer DatenflußTeleradiologischer Datenfluß
PACS
TR HUB
MWL SCUMWL SCU
DICOM
DBDB
HL7
HL7 InitiatorHL7 Initiator
PATCHPATCH
MWL SCPMWL SCP
Bildempfang1
Zwischenspeichern2
Patienten Registrierung3
Auftrag Erstellen4
Worklist abfragen5
Daten Patchen6
Weiterleiten an das PACS7
1
Einsender
DICOM
7
4 53
6
2
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StandardsStandards
Basis: DICOM, HL7, ...
IHE– Import Reconciliation Workflow: IRWF– Cross Enterprise Document Sharing: XDS
@GIT in der DRG– DICOM-E-Mail
DIN/NAR– Qualitätssicherung in der TR DIN 6868-59
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Erkennbare TrendsErkennbare Trends
Protokolle– Punkt-zu-Punkt (DICOM oder proprietär)– DICOM-E-Mail– Web-Technologie
Ausfallsichere Blackbox-Lösungen (TR-Gateways)– Redundante Hardware– Ausfallsichere Software– Einfach integrierbar in vorhandene Infrastruktur
Heterogene Netze – verschiedene Protokolle und Systeme– Automatisches Routen zwischen versch. Systemen
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Wichtige AnwendungsszenarienWichtige Anwendungsszenarien
Befundung am anderen Ort– Teleradiologie nach Röntgenverordnung– Verteilte Radiologien
Interdisziplinäre Konsile– z.B. Schlaganfallvernetzung
Bereitstellung von Bildern für Einweiser, Kollegen und Patienten– statt Film oder CD
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PardigmenwechselPardigmenwechsel
1997– Reine Teleradiologie-Workstations machen keinen Sinn– Teleradiologie-Funktionalität muss ein integraler
Bestandteil der Standard-Workstation sein
2007– Verschmelzung von „Web-Akten“ mit Teleradiologie
• Integrierte Versorgung• Krankenhaus-Konzern-Akten• Gesundheitsakten
– Multi-direktionaler Datenaustausch
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DankeDanke