חידושים בהסכמים לצמצום עלויות האחסון

גידול ב Burden של נתונים רפואיים

מערכות בריאות מודרניות מסתמכות על מערכות צילום ותקשורת (PACS) לאחסון, בדיקה והפצת תמונות רפואיות דיגיטליות כגון צילומי רנטגן, MRIs, CT סריקות ואולטרסאונד. נפח נתוני ההדמיה ממשיך להתרחב בקצב חסר תקדים ו- #8212; מונע על ידי שיטות בדיקה גבוהות יותר, ניצולי בדיקות מוגברת והזדקנות. - מחקר אחד יכול להכיל מאות תמונות; מטריקס דיגיטלי מלא יכול לייצר מדי שנה של בדיקות יעילות של טיפול ב- GB; ללא טיפול תרופתי; עם עלויות טיפול תרופתיות; עם עלויות טיפול תרופתיות של מחזור נתונים, ללא טיפול תרופתיות של מחזור נתונים, ואוכלוסיות טיפול ב- GB.

מימון של דחיסות נתונים של PACS

דחיסת נתונים מפחיתה את מספר ה bits הנדרשים כדי לייצג תמונה, הורדת צרכי אחסון ישירות וזמני שידור.בדמיה רפואית, טכניקות דחיסה מסווגות באופן רחב כחסר או אובדן.

• (FLT:0) דחיסה ללא סייג 1 משמרת כל פיקסל בדיוק, ומאפשרת שיקום מושלם של התמונה המקורית.אלגוריתמים אופייניים כוללים קידוד אורך (RLE), Lempel-Ziv-Welch (LZW), ו- JPEG. קומפרספרסון עבור שיטות חסרות הפסד הם צנועים, בדרך כלל בין 2:1 ל 3:1 עבור תמונות רדיוגרפיים.
• (FLT:0) דחיסה לוסיבית 1:1 , מחיקת מידע באופן תפיסתי או לא חשוב מבחינה אבחונית כדי להשיג יחס גבוה הרבה יותר (10:1 עד 50:1 או יותר) תוך שמירה על איכות תמונה מקובלת.האתגר הוא להבטיח כי דחיסה בלתי הפיכות אינה פוגעת דיוק אבחון.

תקן DICOM תומך בשתי הגישות, והמכללה האמריקנית לרדיולוגיה (ACR) פרסמה הנחיות על השימוש בדחיסה אובדן עבור שיטות ספציפיות ומטרות קליניות.חידושים אחרונים דוחים את גבולות מה שניתן להשיג ללא הקרבה של תועלת אבחון.

חידושים אחרונים ב-Compression Techniques

למידה עמוקה ו#8211; דחיסה מבוססת

רשתות עצביות מלאכותיות, במיוחד רשתות עצביות אבולוציה (CNN) ורשתות ניווניות (גנים), הוכשרו לבצע דחיסה מקצה לקצה של תמונות רפואיות.מודלים אלה לומדים לזהות ולסלק את המרחב והמבניות תוך שמירה על תכונות קליניות רלוונטיות. לדוגמה, מחקר שפורסם ב-FLT:0RadiarchalologyFLT:1FLT הראה כי ganal מבוסס על 10: לא יכול לזהות אלגוריתם מתמטי משמעותי של מחקר על דחיסות רדיו.

הסתגלות ותכנים - מודעות לדיכוי

לא כל האזורים בתוך תמונה רפואית לשאת משקל אבחון שווה. אלגוריתמים דחיסה מותאמת מנתחים תוכן תמונה והתאמה יחסי דחיסה אזורית: אזורים קריטיים (למשל, צומת ריאות, קו שבר, או מוח ⁇ ) מקבלים טיפול כמעט ללא הפסד, בעוד אזורי רקע הומוגניים עוברים דחיסה גבוהה יותר. גישה זו ממקסימה את החיסכון הכולל ללא ביצועים אבחון מגובשים.

אסטרטגיות ללא אובדן /Lossy

במקום לבחור מצב אחד, טכניקות היברידיות משלבות דחיסה חסרת אובדן ואובדן בתוך אותה זרימת עבודה.לדוגמה, תמונה ראשונית עשויה להיות מאוחסן בפורמט דחוס ללא הפסד למטרות ארכיוניות ו medicolegal, בעוד גרסה אובדן מועברת מיד לבדיקה ראשונית על מכשירים ניידים.קודים מתקדמים כמו JPEG 2000 ו HEVC (H265) תומכים אדריכלות כפולה זו, המאפשרת הורדת יעיל של ענן מלא ללא אחסון נתונים מקוריים.

מבוסס Wavelet ו- Learned Codecs

דחיסת Wavelet (ששימוש ב-JPEG 2000) הייתה מרכיב עיקרי בדמיית רפואית במשך שנים בשל יכולתו לייצר תמונות חלקה, ללא חפצים ביחס לדחיסות גבוהה.עוד קודים שנלמדו לאחרונה (למשל, בהתבסס על Hyperprior autoencoders) Outperform JPEG 2000 בביצועי דחיסה ויעילות חישובית של IEEE.

יתרונות מעשיים עבור ארגוני בריאות

יישום דחיסה מתקדמת בפריסה של PACS מספק יתרונות מוחשיים מעבר פשוט לחסוך שטח כונן קשיח.

עלויות אחסון מופחתות

בתי חולים אשר מאמצים דחיסה אובדן ביחס של 8:1 עד 15:1 עבור מחקרים ארכיוניים יכולים להפחית את דרישות האחסון הכולל שלהם על ידי 80 & #8211; 90% זה ישירות מוריד עלויות עבור מערכות SA / נאס"א, אחסון אובייקטים בענן, תשתיות גיבוי. מעל אופק של 5 שנים, החיסכון יכול להיות עד מאות אלפי דולרים עבור מוסד בינוני.

צילום: Transmission

תמונות מחוסמות לנסוע מהר יותר ברשתות, ומאפשרות לרדיולוגים לטעון מחקרים תוך שניות ולא דקות.זה חשוב במיוחד עבור טלגרף, התייעצות מרחוק, ומחלקות חירום שבו הזמן הוא קריטי.הקטנת צריכת רוחב הפס מסייע גם מתקנים עם קישוריות לאינטרנט מוגבלת, כגון מרפאות כפריות או יחידות הדמיה ניידות.

שיפור ניהול חיים

עם גודל קובץ קטן יותר, מנהלי PACS יכולים לאחסן יותר ביעילות: לעתים קרובות גישה מחקרים האחרונים על אחסון פלאש מהיר במהירות גבוהה, ומבחנים ישנים או פחות נגישים על מדיה איטית יותר, זולה יותר. קומפרסציה גם מפשטת ארכיון לטווח ארוך, התאוששות אסון וגירדת ענן כי פחות על ידי tes יש לעבור או לשכפל.

אמון אבחון נשמר

מחקרים קליניים נרחבים הראו כי אלגוריתמים מודרניים של דחיסה, המשמשים בתוך יחסי המלצה, לא לבצע ביצועים אבחון ברמה גבוהה עבור משימות נפוצות כגון זיהוי שברים, nodules ריאות, או אינסטיאקציונית ⁇ . ארגונים כמו האגודה האירופית של רדיולוגיה לעדכן באופן קבוע הנחיות להורדת רמות דחיסה מקובלות על ידי מתודולוגיות.

שיקולים ושיקולי איכות

דחיסה אובדן בסביבה קלינית דורשת תשומת לב קפדנית לציות רגולטוריות. בארצות הברית, מינהל המזון והתרופות (FDA) מסדיר את אלגוריתמים של PACS ודחיסה כמכשירים רפואיים.כל שיטת דחיסה המציגה שינויים בלתי הפיכים חייבת להפגין אי-פריות באמצעות בדיקות קפדניות.חוק ביטוח הבריאות וחשבונאות (HIPAA) גם מחייב כי הנתונים נותרו נגישים לאותה תקופת שמירה על פני 14Ispecability מקורית.

שיטות רדיולוגיות צריכות לבצע מחקרים ספציפיים של אימות באתר לפני אימוץ קודק דחיסה חדש, המעדים כי איכות התמונה נשארת מספיקה עבור שילוב התיק הקליני שלהם.מערכות PACS רבות כוללות כעת כלי אבטחת איכות בנויים המשווים סטטיסטיקות תמונה דחוסות ומקוריות, המציעות רשת בטיחות נוספת.

תפקידה של AI במערכות דיכוי עתידי

אינטליגנציה מלאכותית אינה רק משפרת את אלגוריתמי הדחיסה עצמם, אלא גם את זרימת העבודה הרחבה של PACS.מודלים של למידת מכונות יכולים לחזות אילו מחקרים צפויים לדרוש שחזור איכותי וקודם-קמצ'ה אותם בהתאם.מערכות עתידיות עלולות להשתלב ישירות לתוך הצינור השחזור של סורקי CT ו-MRI, החל אלגוריתמים מותאמים במהלך היווצרות תמונה. Edge במכשירי רכישה יכולים לאפשר דחיסה בזמן אמת לפני שתמונות אי פעם יגיעו לארכיון PACS, תוך צמצום של טביעת הרגל, במקור במקור.

אתגרים Ahead

למרות ההתקדמות, כמה מהמכשולים נשארים.העלות החישובית של דחיסת בינה מלאכותית מתקדמת יכולה להיות גבוהה, במיוחד כאשר עיבוד אלפי מחקרים ביום על חומרה קיימת.תקני סטנדרטיזציה חייב לעדכן את פרופילי DICOM כדי להתאים קודים חדשים ללא פיצול.יתר על כן, על החוקרים להישאר ערניים לגבי הפוטנציאל לאלגוריתמים שעלולים להשפיע על אוכלוסיות מסוימות או אטומים מסוימים באופן לא פרופורציונלי על שיתוף פעולה מתמשך בין האקדמיה, לבין בעיות מקצועיות אלה.

מסקנה

חידושים בדחיסת נתונים של PACS משנים את האופן שבו ארגונים רפואיים מנהלים את השיטפון ההולך וגדל של נתוני הדמיה.על ידי שילוב של יושרה חסרת אובדן לאזורים קריטיים עם ירידה אגרסיבית של רקע לא-רגיש, טכניקות מודרניות מספקות חיסכון משמעותי בעלויות אחסון, זרימות עבודה מהירות יותר, ושמירה על דיוק אבחון.כ אסטרטגיות למידה והתאמה מתקדמות, העשור הבא צפוי לראות יחסי דחיסה שהיו בלתי אפשריים, תוך שיפור יעילות של דרישות טיפול ואימות של טיפול בחולים ופתרון הדמיה: