Um editor de laudos no padrão DICOM Structured Report

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1 Um editor de laudos no padrão DICOM Structured Report Mariana Kessler Bortoluzzi 1, Aldo von Wanguenhein 2, Michel Sehn 3, Maricy Caregnato 4 1,2, 3,4 Projeto Cyclops, Departamento de Informática e Estatística (INE), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasil Resumo DICOM Structured Report é um padrão para armazenamento e transmissão de laudos médicos. O padrão estabelece um método para construção e transferência de objetos compostos que codificam informações a respeito do paciente, e seus dados relativos à saúde. Estes objetos podem conter, além de texto, imagens DICOM, formas de onda e arquivos de áudio. Além disso, usam terminologia controlada, extraída de dicionários de conceitos médicos, com o objetivo de evitar as ambigüidades das linguagens naturais, e facilitar o entendimento automatizado do conteúdo. Este trabalho apresenta as principais características deste padrão, e do desenvolvimento de um editor de laudos compatível. O Editor em desenvolvimento é composto de duas ferramentas: um editor de modelos de laudo, que permite que o usuário crie modelos de exame que podem ser usados para guiar a edição de laudos, e um editor de conteúdo de laudo que permite a construção e edição de laudos no padrão, fazendo ou não uso de modelos. Palavras-chave: DICOM Structured Report, padrões para dados médicos, registro clínico eletrônico Abstract DICOM Structured Report is a storage and transmission standard for patient reports. The standard establishes a method to build and transfer composed objects that encode information concerning the patient, and (his/her/its) health related data. These composed objects can contain apart from text, DICOM images, waveforms and audio files. Also they make use of controlled terminology extracted from lexicons of coded concepts, in order to avoid the ambiguity of natural languages, and to facilitate automated understanding of content. This paper presents an overview of the DICOM SR standard and the development of a report editor compliant to the standard. The editor being developed is composed of two tools: an SR template editor, that allows the user to create examination templates which can be used as guides to build reports, and an SR content editor which allows the user to create and edit structured reports, with or without the use of templates. Key words: DICOM Structured Report, health information standards, electronic health record Introdução No Brasil cada vez mais instituições de saúde implementam sistemas de registro clínico eletrônico [1]. Infelizmente a imensa maioria das instituições que desenvolvem sistemas de prontuário eletrônico o fazem sem observar padrões para codificação, armazenamento e transferência de dados médicos. Desta forma, registros eletrônicos utilizados em uma instituição perdem parcialmente ou totalmente o significado quando inseridos em um sistema de prontuário eletrônico de outra instituição. Um registro clínico deve poder ser compartilhado entre profissionais de saúde de todas as áreas, entre setores de saúde, países diferentes e modelos diferentes de sistemas de saúde. [2]. Para que esse intercâmbio de informações possa acontecer com eficiência, é imprescindível que se utilize padrões para estes registros. Entre os padrões para armazenamento e transmissão de dados médicos utilizados atualmente, o padrão DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) se destaca por ser amplamente suportado pelos mais modernos equipamentos que geram imagens médicas. DICOM Structured Report é a parte do padrão DICOM que se refere a laudos médicos. Este trabalho apresenta uma visão geral do padrão DICOM Structured Report, com suas características mais importantes, incluindo uma descrição da estrutura de objetos padrão. Apresenta também o desenvolvimento de um editor de laudos no padrão, que deverá ser usado no Hospital Regional do Alto Vale do Itajaí como parte

2 de um Projeto Piloto de Telemedicina naquele Hospital. O editor é composto de duas ferramentas: um editor de modelos de laudo, e um editor de conteúdo de laudos que pode utilizar modelos para facilitar edição. O padrão DICOM Structured Report O padrão DICOM SR estabelece como devem ser formados objetos compostos de informação que codificam dados a respeito de exames, diagnósticos e, tratamentos, além de informações de contexto, como procedimentos que devem ser executados para o sucesso de um tratamento, e dados sobre profissionais de saúde envolvidos. Um objeto no padrão pode conter referências embutidas a imagens, eletrocardiogramas, e arquivos de áudio bem como a outros documentos no mesmo padrão. Desta forma um único objeto DICOM pode conter todas as informações referentes a um determinado tratamento. Cada objeto codifica apenas informações semânticas, e não contém informações sobre como o documento representado pelo objeto deve ser apresentado, ou impresso. Portanto, cada implementação de prontuário eletrônico pode ter um formato para apresentação que lhe for mais adequado. Além disso, objetos no padrão fazem uso de terminologia controlada, o que evita as ambigüidades da linguagem natural, facilita o entendimento automatizado do conteúdo, a busca por informações específicas, e a internacionalização do conteúdo. Definições de Objeto de Informação O padrão DICOM SR define três diferentes classes SOP (do inglês Service Object Pair- par serviçoobjeto) de laudos. Em cada definição de classe SOP um IOD (do inglês Information Object Definition Definição de Objeto de Informação) é combinado com um serviço de armazenamento. Um IOD é um modelo abstrato de dados orientado a objeto usado para especificar informações de objetos do mundo real [3]. Estas classes SOP são, em ordem crescente de complexidade e abrangência: Basic Text SR (Laudo Estruturado de texto), Enhanced SR (Laudo Estruturado aperfeiçoado), Comprehensive SR (Laudo Estruturado Abrangente). A diferença entre estas classes são restrições impostas à estrutura do documento, por exemplo, laudos da classe Basic Text não poderão conter itens de informação do tipo NUM (numérico) ou formas de onda, nem coordenadas espaciais referenciando imagens. O objetivo destas restrições é assegurar que um laudo no padrão criado por determinada aplicação obedeça a requisitos obrigatórios de forma a garantir que o documento seja apresentado ou editado por outra aplicação no padrão. Assim, uma aplicação para leitura e edição de laudos do padrão será escrita tendo como base os mesmos itens de informação codificados da mesma maneira, de acordo com sua classe SOP [4]. As informações em um Structured Report (SR) são agrupadas em 9 módulos cujos itens de informação se relacionam. Existe um módulo para informações sobre o paciente, como data de nascimento e peso, um módulo para informações gerais a respeito do documento, como por exemplo, nomes de pessoas responsáveis por verificar o documento e sinalizadores que indicam se o documento foi verificado, se está completo, etc. Existe também um módulo, chamado conteúdo do documento (document content), onde são registradas informações sobre histórico do paciente, sintomas, diagnóstico, e tratamento entre outras. Conteúdo do documento A informação contida no módulo conteúdo do documento é dividida em partes atômicas chamadas itens de conteúdo. Um item de conteúdo consiste de um par de nome-valor 1, em que o nome é um código retirado de um dicionário de termos, e o valor é de um tipo dentre os quatorze tipos de valor definidos pelo padrão. Um dicionário de termos associa um nome de conceito humanamente significativo a um código. Dicionários amplamente utilizados são SNOMED 2 para termos médicos, LOINC 3 para observações clínicas e laboratoriais, e UCUM 4 para unidades de medida. Entre os tipos de valor definidos pelo padrão para itens de conteúdo estão os tipos text (para texto), num (para números, porcentagens, etc.), image (para imagens), date (para datas), e waveform (para formatos de onda, como eletrocardiogramas). Todos os itens de conteúdo são organizados em uma hierarquia 5 de informações, de modo que a 1 Itens do tipo container, que normalmente são usados para conter títulos e subtítulos não tem o valor (no par nome-valor), apenas o nome. 2 SNOMED significa Systematized Nomenclature of Medicine - nomenclatura sistematizada para medicina. 3 LOINC significa Logical Observation Identifier Names and Codes. 4 UCUM significa Unified Code of Units of Measure - Código Unificado para Unidades de Medida. 5 Um laudo DICOM SR pode conter relacionamentos por referência de um nodo para

3 informação nos níveis mais altos da hierarquia contém ou deriva de informações nos itens mais abaixo na hierarquia. Cada item de informação (exceto o item raiz) contém um relacionamento explícito com seu item pai de forma a evitar que o significado de um ramo da árvore seja ambíguo. O padrão DICOM SR define oito diferentes tipos de relacionamentos, dentre eles estão contains (a informação do nodo pai está contida no nodo filho), has properties (tem propriedades, a informação do nodo filho é uma propriedade da informação do nodo pai), has obs. Context (a informação no nodo filho é uma observação sobre a informação do nodo pai) [5]. Em alguns casos é desejável referenciar um item de conteúdo (como uma imagem, por exemplo) que já compõe outra parte da hierarquia, sem repeti-la. Além do relacionamento com seu item pai, um item de conteúdo pode ter outro relacionamento dito por referência com outro item de conteúdo pertencente a hierarquia. Desta forma a hierarquia forma um grafo acíclico dirigido. Modelos de laudo Figura 1 Laudos para domínio específico, como, por exemplo, laudos de exame oftalmológico em determinada clínica, podem ter um formato comum. O padrão DICOM SR permite que sejam usados modelos de laudos para aplicações específicas. Um SR template (modelo de SR) é um modelo de laudo padrão que sugere ou restringe a hierarquia de itens de conteúdo ou parte desta hierarquia e que pode conter especificações de nomes (do par nome-valor), relacionamentos, tipos de valor e conjuntos de valores possíveis para um nome (do par nome-valor)[5]. É extremamente importante que qualquer software desenvolvido para profissionais de saúde tenha interface intuitiva e amigável, sob pena de a ferramenta ser abandonada ou subtilizada [6], [7]. No padrão DICOM SR, o uso dos relacionamentos e dos tipos de valores para codificar uma informação é extremamente flexível de forma que uma mesma informação pode ser codificada de várias formas diferentes. Esta flexibilidade para codificação de informações pode causar certa confusão na inclusão de informações. Para tornar o processo de criação de um laudo mais simples, decidiu-se separar o editor de laudos em um editor de modelos de laudos e um editor de laudos que permite ao usuário utilizar uma estrutura previamente construída ou criar uma nova estrutura. Resultados Foi desenvolvida uma ferramenta para edição de modelos de laudo que permite ao usuário construir uma estrutura de hierarquia de um laudo informando para cada nodo o nome (do par nomevalor), o seu tipo de valor e o tipo de relacionamento com seu nodo pai. Os relacionamentos e tipos fornecidos para o usuário no menu estão de acordo com os tipos e relacionamentos da classe Comprehensive SR. A Figura 2 mostra um snapshot do editor de modelos. Para permitir a visualização da estrutura do documento, com seus itens de informação e relacionamentos, foi utilizada a ferramenta Graph Editor que exibe uma hierarquia representando esta estrutura, e permite que o usuário selecione itens de informação, para serem excluídos ou para receberem nodos filhos. Editor de laudos. Além do editor de estruturas está em desenvolvimento um editor de conteúdo de laudo. Utilizando o editor é possível abrir para edição laudos DICOM SR ou criar novos laudos. Para criar um laudo no padrão, o usuário pode escolher um dos modelos previamente construídos com o editor de modelos, ou construir o laudo, sem uma estrutura modelo adicionando os itens de conteúdo, seus relacionamentos e conteúdo. Desenvolvimento do editor de laudos outro na hierarquia de modo que a hierarquia se torne um grafo dirigido acíclico.

4 Figura 2: edição de um modelo de laudo SR utilizando o editor de modelos Ao abrir um modelo, o editor de laudos mostra a estrutura, que é uma hierarquia de itens de conteúdo, onde o valor, do par nome-valor, está incompleto. O usuário vai então preencher os itens, adicionar novos itens ou excluir itens do documento padrão até que toda a hierarquia esteja consistente de acordo com as regras do padrão, e que a estrutura reflita o exame que está sendo documentado. O editor orienta o usuário no processo de inclusão de itens mostrando apenas relacionamentos e tipos de valor compatíveis com o ícone correspondente ao seu tipo de valor e ao seu status de consistência. A Figura 3 mostra um snapshot da interface do editor de conteúdo, observe que itens não preenchidos ou de outra nodo que está selecionado. A interface apresenta a hierarquia de itens mostrando para cada item um forma inconsistentes apresentam um ícone amarelo e itens consistentes apresentam ícone azul (o documento da figura está em processo de edição, portanto alguns itens estão inconsistentes). Como descrito anteriormente cada item de informação é formado por um par nome-valor, em que o nome é um termo escolhido de um dicionário de termos. O editor utiliza provisoriamente um dicionário de termos elaborado pelo grupo. É possível para o usuário substituir este dicionário por outro mais conveniente. O editor pode abrir e editar documentos de qualquer uma das três classes SOP de DICOM SR, e permite que o usuário editando o documento modifique sua classe SOP. Por exemplo, é possível para o usuário adicionar item numérico a um Basic Text SR. Neste caso, o editor avisa o usuário da necessidade de trocar a classe do documento para Enhanced SR e troca a classe do documento de forma que o este fique novamente consistente em relação à sua classe.

5 Figura 3: Inclusão de um relacionamento por referência na edição de um laudo utilizando o editor de conteúdo de laudo. Com a ferramenta, o documento resultante pode ser impresso em um arquivo DICOM ou armazenado em um banco de dados DICOM. A gerência dos documentos na base de dados e transferencia dos mesmos é realizada pelo software DICOM Editor, previamente desenvolvido pelo Projeto Cyclops. As imagens e eletrocardiogramas contidos no documento são apresentados ao usuário por ferramentas previamente desenvolvidas pelo Projeto Cyclops, o DICOM Series Editor e DICOM Waveform, respectivamente. Como os demais software do Projeto Cyclops, o editor de laudos está sendo implementado utilizando-se a linguagem de programação Smalltalk. Discussão e Conclusões São inúmeros os benefícios que podem ser alcançados com a padronização dos registros clínicos eletrônicos. A necessidade de se utilizar padrões se torna mais evidente a medida que mais instituições implementam sistemas de registro clinico eletrônico. O padrão DICOM SR se destaca por fazer parte de um padrão para dados médicos amplamente utilizado atualmente, pela flexibilidade para representação de informações, o uso de terminologia controlada, e a possibilidade de embutir outros objetos no padrão como imagens e eletrocardiogramas. O padrão DICOM SR é recente, mas já existem grupos de trabalho desenvolvendo SR Templates para áreas específicas, entre elas a cardiologia e a oftalmologia. O Projeto Cyclops já conta com diversas ferramentas para manipulação de dados DICOM e membros do projeto contam com experiência no desenvolvimento de tais ferramentas, fato que contribui para o sucesso deste trabalho.

6 O editor está em um estágio avançado de desenvolvimento, e já foi apresentado aos médicos do Hospital Regional do Alto Vale do Itajaí, em Rio do Sul-SC, onde deverá ser instalado quando seu desenvolvimento estiver concluído. As dificuldades decorrentes da flexibilidade para codificação de informações, característica do padrão, foram amenizadas com a separação do editor em duas ferramentas, permitindo que o usuário crie modelos de relatórios e utilize estes modelos para facilitar o processo de criação de laudos. Utilizando o editor é possível inspecionar laudos e verificar compatibilidade como o padrão, e sua consistência, desta forma o editor pode também ser usado para projetar sistemas de registros que utilizem modelos específicos. Muitos trabalhos futuros podem se beneficiar de um editor amigável para laudos DICOM SR. Telefone: (048) (centro de estudos HU- UFSC). mariana@inf.ufsc.br Agradecimentos Os autores agradecem aos demais membros do Projeto Cyclops pelo apoio durante a realização do trabalho objeto deste artigo, e à UNIDAVI pelo auxílio financeiro. [1] Camargo, Leoleli. Medicina na Rede; Jornal Zero Hora; 15/06/2002. [2] Ilha, Jaime de O. Registro Clínico Computadorizado: Padronização e Codificação. Revista Informédica, 1 (5): 5-8. Disponível na Internet, URL: [3] Dellani, Paulo Roberto. Desenvolvimento de um servidor de imagens médicas digitais no padrão DICOM; [dissertação], Universidade Federal de Santa Catarina.;2001. [4] Clunie, David A. DICOM Structured Reporting; [5] DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine [6] Belian, Rosalie Barreto; Novaes, Magdala de Araújo. Tópicos Relevantes no Desenvolvimento do Prontuário Eletrônico do Paciente; [7] Pellegrini, Gisele F. Metodologia de Construção de Sistemas de Informação em Centros de Saúde.[dissertação]. Universidade Federal de Santa Catarina.;2001. Contato Mariana Kessler Bortoluzzi - Mestranda em Ciência da Computação UFSC. URL: