Télétransmission des images médicales et des données associées

Groupe Téléradiologie
Télétransmission des images médicales
et des données associées
Aspects techniques
Fiche
2009
Nous supposons que les pré-requis définis dans le « Guide pour le bon usage professionnel et déontologique de la téléradiologie »
publié en commun par le G4 et le CNOM sont satisfaits. Ce guide peut être téléchargé sur le site de la SFR :
http://www.sfrnet.org/SFR/teleradiologieg4cnom.pdf
Cette fiche ne prétend pas définir un « standard » pour la téléradiologie et surtout n’en aborde pas les aspects organisationnels.
Elle vise simplement à définir un minima technique en dessous duquel il n’est pas raisonnable d’envisager une application
utilisant la télétransmission d’images et des données associées. Elle est basée sur l’état de l’art dans les technologies de
l’information et des télécommunications mi 2009.
1.
Généralités
Il est impératif de commencer par définir clairement les limites de l’application envisagée : télédiagnostic,
téléexpertise…
Les solutions à retenir doivent correspondre au plus près à ce domaine d’application.
Par exemple, pour le télédiagnostic, le radiologue étant à distance par rapport au manipulateur (ex. le radiologue prend
son astreinte à domicile où les examens lui sont envoyés), elles doivent répondre à deux impératifs :
- Simplicité pour le manipulateur, en particulier il faut que la solution retenue lui permette d’envoyer l’examen
au radiologue depuis sa console d’acquisition sans avoir à passer par une étape de transfert par une station
intermédiaire (cela signifie que tout passage par une station, serveur ou routeur intermédiaire soit totalement
transparent),
- Qualité équivalente pour le radiologue à celle dont il peut bénéficier en étant dans son service, en particulier il
doit pouvoir réaliser les opérations élémentaires de fenêtrage et mesures, mais aussi, selon le type d’examen
qu’il aura à traiter, il doit pouvoir réaliser du MPR, du MIP, du 3D ou d’autres post-traitements. Il est
évidemment inutile de s’embarrasser d’outils qui ne seront pas utilisés.
À l’heure actuelle, il existe de nombreux ordinateurs personnels aux performances adéquates. Il faut toutefois veiller
à disposer d’un processeur suffisamment puissant et vérifier l’adéquation entre la qualité de l’écran et la nature des
images (en particulier sur le plan du contraste des images de radiographie).
Aujourd’hui, pour certaines applications de télétransmission, des stations dédiées sont utilisées. Un exemple bien
connu en France est l’application utilisée dans le cadre des réseaux de neuro-chirurgie. Mais la téléradiologie se
généralisant, il convient de faire évoluer cette approche basée sur des stations spécifiques vers l’intégration de la
dimension de télétransmission des images et de leurs données associées dans les infrastructures, d’une part du côté du
demandeur, lui évitant des déplacements et des manipulations inutiles, et d’autre part du côté de l’expert, pour les mêmes
raisons.
Une nouvelle technologie est émergente : il s’agit des serveurs d’applications pouvant être pilotés à distance par un
client léger. Les premières offres commerciales étant récentes et l’ensemble des produits n’étant pas encore totalement
matures, en particulier du fait de l’absence de standard régissant les échanges entre le serveur et le client, nous n’en
parlerons pas dans cette fiche. Il est cependant certain que d’ici deux ou trois ans ce type de solutions risquera de
changer un certain nombre d’approches, du moins pour les centres justifiant de multiples postes de travail.
2.
Le réseau
Trois grands types d’architecture réseau sont envisageables :
- La mise en place de stations dédiées de télémédecine, communiquant entre elles deux à deux sur un réseau
fermé : c’est l’exemple des réseaux de neuro-chirurgie. Elle utilise souvent les réseaux RNIS. L’avantage de
cette solution est la sécurité intrinsèque, par contre elle a l’inconvénient du coût à l’utilisation (abonnement
réseau, manipulations) ce d’autant plus que des débits élevés sont recherchés.
- La mise en place d’un serveur PACS central sur réseau ouvert : adaptée aux communautés partageant
fréquemment les données patient, elle s’appuie sur Internet avec VPN, le serveur sécurisant les accès.
Permettant de bien gérer le workflow et la traçabilité, elle est peu adaptée aux échanges au delà de la
communauté fermée. Dans le cas du choix d’une solution de ce type, il faut vérifier que les fonctions d’envoi et
de réception des images sont pilotables à partir des stations de radiologie internes à l’établissement.
- La mise en place d’un maillage d’échange d’images entre les établissements, sur réseau ouvert. C’est clairement
vers cette solution que l’on doit évoluer, en se basant sur l’utilisation d’Internet et sans limiter le choix de
l’opérateur télécom, en prenant en compte à la fois l’interopérabilité et la sécurité.
Pour que l’application soit viable, un réseau à débit suffisant doit être utilisé :
- Les réseaux RNIS utilisent des accès de base offrant deux fois 64 Kbits/s (attention au facteur 8 : cela
correspond au total à 2 fois 8 Ko/s soit 16 Ko/s), plusieurs accès de base peuvent être juxtaposés pour
augmenter le débit, mais le coût augmente d’autant.
- Aujourd’hui, les réseaux SDSL et ADSL sont largement diffusés à travers le territoire et permettent d’atteindre
des débits suffisants pour transférer l’examen d’une région anatomique en coupes de 5 mm en moins de 5
minutes et les coupes millimétriques correspondantes en une dizaine de minutes.
Deux aspects sont à considérer : le débit montant de l’établissement vers le réseau et le débit descendant vers le
poste du radiologue.
• L’ADSL est une technologie asymétrique (le A signifie « Asymetric ») donnant un bon débit dans le
sens du téléchargement (les offres s’étalant entre 2 et 16 Mo/s, à l’heure de la rédaction de cette
fiche). Par contre, l’envoi de données vers le réseau peut être très lent et atteint dans le meilleur des
cas 512 Ko/s. Il faut donc disposer d’une liaison de type SDSL (S pour « Symetric »), ou équivalent,
au sortir de l’établissement ; ce type de liaison est actuellement disponible en 1 ou 2 Mo/s.
• Le débit descendant vers le poste du radiologue ne pose aucun problème. Les débits affichés par les
fournisseurs d’accès étant des débits de crête rarement atteints (les débits sont plus stables en SDSL
qu’en ADSL), il faut idéalement envisager un abonnement ADSL correspondant entre 2 à 4 fois le
débit sortant de l’établissement (par exemple, si les examens sont émis via un SDSL 2 Mo/s, le
radiologue doit avoir une liaison ADSL entre 4 et 8 Mo/s).
Finalement, le RNIS qui eut son heure de gloire et fut utilisé aux débuts de la télétransmission des images médicales
est maintenant complètement dépassé et très coûteux par rapport aux solutions SDSL/ADSL. À la date de parution de
cette fiche, nous recommandons de se baser sur une combinaison SDSL/ADSL ou SDSL/SDSL en fonction des flux de
données montant et descendant (si ces flux sont très asymétriques, la combinaison SDSL/ADSL sera préférée car moins
onéreuse).
1
3.
La sécurité
Si le choix se porte sur le réseau ouvert (cas de toutes les solutions « Web », entre autres), cet élément essentiel pour
toutes les applications de la télémédecine est malheureusement souvent négligé. Il ne faut pas oublier que les examens
d’imagerie sont des données de santé personnelles qui sont parmi les plus protégées par la loi et le contrôle de leur
utilisation et transmission est du ressort de la CNIL.
En aucun cas ces données ne peuvent être transmises « en clair » à travers Internet et une infrastructure sécurisée
basée sur un cryptage robuste doit être mise en place1.
La solution la plus répandue est de type « VPN » (Virtual Private Network ou Réseau Virtuel Privé). Par ailleurs le
système de sécurité doit être capable d’authentifier avec certitude l’utilisateur distant.
Nous attirons l’attention sur le fait que les clients web proposés avec la plupart des PACS ne fournissent pas cette
architecture de réseau sécurisé, les industriels estimant qu’il revient à l’utilisateur de mettre en place de lui-même cette
infrastructure. L’utilisation sans précaution de ces fonctions vous mettra donc en situation de grave défaut vis à vis de la
CNIL.
Au delà des ces aspects de confidentialité, la solution retenue doit prendre en compte la notion de responsabilité, avec
l’identification claire du demandeur et de l’expert d’une part, et de la traçabilité d’autre part. Et naturellement de la
fiabilité des transferts (vérification d’intégrité et reprise partielle en cas d’échec de transmission).
Les radiologues utilisant la télétransmission d’images médicales et des données associées doivent de plus suivre de
près les évolutions réglementaires, qui se basent et se baseront de plus en plus sur les cartes CPS.
4.
La compression
Ce sujet fera l’objet d’une fiche spécifique. Pour l’instant seule la compression sans perte est recommandable, mais
des études sont en cours pour déterminer si la compression avec perte est acceptable et si oui jusqu’à quel ratio. Si de
récentes études ont montré qu’un certain degré de perte était acceptable pour le diagnostic, l’impact sur les posttraitements n’a pas encore été évalué.
Nous ferons juste une mise au point : en aucun cas il ne faut opposer des flux JPEG aux flux DICOM. Il faut savoir
qu’un objet DICOM peut contenir des images compressées, le standard de compression utilisé par DICOM étant JPEG.
Le Comité DICOM étant membre du Consortium JPEG, il a participé à l’élaboration de JPEG 2000 qui est reconnu et
utilisé dans DICOM. Il est essentiel de comprendre qu’à ratio de compression identique, la différence de poids
informatique entre une image DICOM compressée JPEG et une image « pure » JPEG est minime et ce contrairement à
certains discours marketing.
5.
La qualité de la visualisation
Un radiologue interprétant des examens dans le cadre d’une télétransmission doit pouvoir travailler dans des
conditions équivalentes à celles dont il disposerait dans son service. Cela signifie qu’il doit disposer à distance :
- D’un ordinateur avec un processeur suffisamment puissant pour afficher les images rapidement (en 2009, la
plupart des processeurs en sont capables à partir de la moyenne gamme), mais surtout équipé d’une quantité de
mémoire vive plus importante que ce qui est proposé en standard sur la plupart des configurations (de 2 à 8 Go,
en fonction de la quantité d’images que l’on sera amené à manipuler simultanément). Il faut savoir que certaines
technologies de type « serveur 3D » peuvent permettre de s’affranchir de la configuration matérielle, mais elles
sont encore peu répandues et onéreuses pour de petites structures.
- D’un écran de taille et définition suffisantes (17" minimum, idéalement 20 ou 24" pour les applications scanner
et IRM, la radiologie de projection nécessite des écrans de qualité supérieure, en particulier pour la gestion du
contraste des images). Dans la littérature internationale, il est préconisé :
• Pour les images de type TDM, IRM, échographie, fluoroscopie numérique et médecine nucléaire la
définition de l’écran de type VGA peut suffire, quoique limite. Le ratio de luminance min/Max doit
être d’au moins 50 avec une luminance maximum d’au moins 171 cd/m2.
• Pour les images radiographiques un écran de 2 mégapixels avec une profondeur de 12 bits est le plus
souvent recommandé.
Note importante : Des entretiens avec des industriels nous ont fait découvrir que certains collègues ne voulaient pas
entendre parler de VPN au prétexte que « ce n’est plus internet ». Nous attirons votre attention sur le fait que cette attitude
met en contravention avec la loi.
La SFR met donc vigoureusement en garde contre de telles pratiques éminemment risquées : l’utilisation d’Internet est tout à
fait possible à la condition expresse d’utiliser un VPN ou un encryptage fort.
•
L’image mammographique est encore plus exigeante et nécessite un écran 5 méga pixels avec un
ratio de luminance élevé, au dessus de 60, avec une luminance maximale comprise entre 250 et
450 cd/m2.
- Cependant il ne faut pas oublier que la qualité de l’affichage ne dépend pas uniquement de la qualité de l’écran
mais est aussi fonction des qualités de la carte graphique de l’ordinateur. Ses performances doivent donc être en
adéquation avec celles de l’écran. Un des points importants à prendre en compte est la profondeur de codage
que la carte est capable de supporter car d’elle dépend la largeur de l’échelle de gris pouvant être gérée par la
carte. Si dans certains cas une profondeur de 8 bits (256 niveaux) peut suffire, dans une grande majorité des cas
une profondeur de 12 bits (4096 niveaux) est hautement souhaitable.
- D’un logiciel d’interprétation permettant au minimum de réaliser toutes les opérations de base : fenêtrage,
zoom, mesure de distance et de densité/signal, mais aussi, si cela est nécessaire au diagnostic, du MPR ou du
MIP. Il est certain que d’autres possibilités de post-traitement sont envisageables, en particulier la visualisation
3D, cette liste n’étant pas limitative.
- De la possibilité de visualiser tout ou partie des images dans leur forme originale, non dégradée par une
quelconque forme de compression.
Ceci implique que, quels que soient les protocoles de sécurisation et compression utilisés, les images soient restituées au
radiologue dans leur format d’origine, le plus souvent DICOM avec, dans ce cas, conservation de toutes les informations
contenues dans les en-têtes des objets DICOM, indispensables pour réaliser des mesures et la plupart des post
traitements. La réalisation de MPR et MIP nécessite la transmission des coupes fines, donc d’un gros volume de données
expliquant les besoins en bande passante du réseau et en puissance et mémoire de l’ordinateur. C’est ici que se situera
l’intérêt des serveurs d’applications, car seuls les images résultantes seront transmises.
6.
La demande
Selon les recommandations G4/CNOM, un échange entre le demandeur et le radiologue doit impérativement avoir
lieu avant la réalisation de l’acte. Cet échange peut être oral, l’idéal étant cependant un échange écrit, mais le plus
souvent les installations actuelles ne permettent de diffuser vers le radiologue la demande faite dans le gestionnaire de
demande du SIR ou du SIH. Si un moyen de transmettre une demande écrite vers le radiologue existe, ceci doit se faire
par le canal sécurisé mis en place. Deux possibilités sont envisageables à court/moyen terme :
- Un envoi par le web d’une demande générée dans le gestionnaire de demande, c’est l’idéal car permet de
conserver une gestion complète du workflow. Ceci nécessite de pouvoir mettre un client du gestionnaire de
demande chez le radiologue.
- L’envoi d’un DICOM SR, mais aucun outil de demande d’examen à disposition ne gèrera un tel DICOM SR, le
système de télé radiologie peut alors récupérer la demande et l’encapsuler dans un DICOM SR pour l’envoyer
au radiologue par le VPN.
Cette question n’étant pas encore définitivement réglée sur le plan technique et des standards, les radiologues
utilisant la télétransmission d’images doivent surveiller cet aspect de près pour se mettre en conformité dès que les outils
adéquats seront disponibles.
7.
Le retour du compte rendu
Après avoir interprété l’examen le radiologue doit transmettre un compte rendu par voie sécurisée. Le simple mail
transitant par Internet est à proscrire. Il peut toutefois transiter par l’intermédiaire du VPN déjà mis en place afin d’en
assurer la sécurisation. Si éventuellement le mail sécurisé SMTP S/MIME est envisagé, il nécessite l’obtention d’un
certificat X 509 auprès d’un tiers de confiance, ce certificat doit être remis de manière sécurisée au destinataire du
compte rendu pour qu’il puisse le décrypter. Normalement, seul le médecin demandeur et/ou en charge du patient doit
pouvoir accéder au compte rendu. Ce compte rendu doit par ailleurs être archivé selon les usages locaux dans le PACS,
le SIR et/ou le SIH. Si le radiologue a réalisé des post-traitements, il peut être intéressant qu’il puisse en renvoyer les
résultats vers le serveur gérant le système en vue de leur intégration dans l’archive ou le PACS (et donc au format
DICOM).
Au total, le retour du compte rendu est la plupart du temps le point faible des solutions de téléradiologie. L’utilisation
d’une application tierce connectée au système RIS, et dont les données peuvent transiter par le VPN nous semble donc la
plus efficace (Fig 1).
Figure 1 : Exemple de solution de téléexpertise
sécurisée. L’interprétation à distance nécessite la
connexion du site d’interprétation au site de
production des images par l’intermédiaire d’un
lien sécurisé de type VPN (Réseau Privé Virtuel)
qui authentifie les deux parties et transfère les
données de façon chiffrée, de sorte qu’il n’est pas
possible à un tiers d’intercepter et de décoder les
données à des fins frauduleuses. Cette architecture
est indispensable si la connexion des deux sites se
fait par Internet. Chaque site doit être équipé d’un
pare-feu (dit aussi « firewall ») bien configuré
pour éviter les intrusions directes sur les machines
hébergeant les données des patients. Lorsque les
images sont produites dans l’hôpital, elles sont
transférées directement depuis une station PACS
vers la station d’interprétation d’images distante.
Le radiologue distant doit pouvoir disposer de la
demande d’examen, mais aussi pouvoir produire
et transmettre un compte rendu. Ceci peut se faire
en utilisant une application distante reliée au SIR ou au SIH. Les communications « textuelles » doivent également emprunter une connexion sécurisée,
qui peut être identique à celle utilisée pour les images.
8.
Télétransmission d’images médicales, outil intégré
À ses débuts, l’outil dit de « téléradiologie », était un outil autonome avec une organisation relativement rigide. La
tendance actuelle est à l’intégration de cet outil dans le workflow des actes d’imagerie. Pour les utilisateurs, la tendance
est à l’intégration sur le poste de travail du quotidien. Lors d’un choix d’un système de télétransmission d’images
médicales, l’utilisateur doit donc être particulièrement vigilant sur cette intégration et privilégier un outil « intégrable »,
prenant en compte toutes les données associées (demande, compte rendu…), à la station autonome et ce d’autant plus
que cette solution sera toujours plus coûteuse et moins souple.
9.
Perspectives d’avenir
Un certain nombre d’outils apparaissent qui vont permettre une meilleure intégration des outils de télétransmission
d’images médicales et des données associées :
- Le DICOM SR qui pourra permettre de résoudre aussi bien la génération, la transmission et l’archivage tant de
la demande que du compte rendu,
- L’architecture de plugin en cours de développement par le comité DICOM qui permet d’envisager à moyen
terme l’intégration complète des applications de télétransmission sur les stations de travail et modalités, quel
qu’en soit le fournisseur, à partir du moment ou l’architecture sera implémentée sur les stations hôtes et par les
éditeurs de solution de télé radiologie.
- Les industriels commencent tout juste à proposer des serveurs d’application de post-traitement utilisable en
téléradiologie. À l’heure actuelle, il n’existe aucun standard pour de telles applications et la question est en
cours de discussion au DICOM Committee. Si vous envisagez une telle solution, vous devez veiller à ce que :
• La connexion respecte tous les impératifs de sécurité décrits plus haut et soit donc utilisable à travers
un VPN ou équivalent,
• La qualité de visualisation réponde aux minima décrits ci-dessus,
• Les temps de réponse soient acceptables,
• Le client fonctionne correctement sur l’ordinateur à votre domicile, en particulier si vous disposez
d’un Macintosh.
Ces solutions sont encore récentes et si cela peut être une solution d’avenir, il convient d’être encore prudent en
attendant que les solutions soient vraiment matures et qu’un standard soit disponible pour les communications
entre serveur et client.
- SFR 4i ayant diffusé un livre blanc sur les aspects techniques de la téléradiologie au niveau de DICOM et IHE,
ces instances considèrent que la téléradiologie doit être prise en compte dans la seconde génération de profil
Scheduled Workflow dont le développement sera lancé prochainement. On peut en espérer une meilleure
intégration de la télétransmission dans nos outils du quotidien.
Les industriels ne feront, pour la plupart, cet effort d’intégration que sous la pression des utilisateurs. Il revient donc
aux radiologues concernés par la télétransmission des images médicales de faire pression sur leurs fournisseurs pour
qu’ils implémentent ces nouveaux outils et travaillent dans le sens de l’intégration de cette télétransmission sur les outils
du quotidien.
Rédacteurs de cette fiche pour SFR 4i : Joël Chabriais, Philippe Puech
Version 1
Date de publication : Octobre 2009
Groupe de travail SFR-4i (image, informatique, information, intégration)
Responsable : Joël Chabriais (Aurillac)
Membres : Jean-François Chateil (Bordeaux), Michel Claudon (Nancy), Guy Frija (Paris), Yves Gandon (Rennes), Vincent Hazebroucq (Paris), Robert Lavayssière (Paris),
Frédéric Lefevre (Nancy), Jean-Philippe Masson (Carcassonne), Philippe Puech (Lille), Daniel Reizine (Paris), Pierre-François Robache (Saint Quentin), Elisabeth
Schouman-Claeys (Paris), Laurent Verzaux (Le Havre).
Invités permanents (par leurs activités) : Bernard Aubert (Fontenay-aux-Roses), Cristina Bertini (Bordeaux), Karima Bourquard (Paris), Bernard Gibaud (Rennes), JeanFrançois Lahaye (Lille), Stéphane Pierrefitte (Paris), Eric Poiseau (Rennes).
Groupe de travail Téléradiologie
Responsable : Alain Rahmouni (Créteil)
Membres : Daniel Bersani (Pau), Louis Boyer (Clermont-Ferrand), Olivier Hauger (Bordeaux), Vincent Hazebroucq (Paris), Jean-Philippe Masson (Carcassonne), Jacques
Niney (Melun), Philippe Puech (Lille), Elisabeth Schouman-Claeys (Paris), Bruno Silberman (Paris).