Bilddatenmanagementsysteme in der Medizin
Bildarchivierungs- und Kommunikationssysteme(Picture Archiving and Communication System, PACS)
Empfehlungen der Kommission für IT-Infrastruktur und desApparateausschusses der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur
Berücksichtigung bei Großgeräteanträgen (2011)

Deutsche Forschungsgemeinschaft
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DFG

Vorwort ..................................................................................................................................... 3

1.

Wirtschaftlichkeit und Versorgungskonzept ...................................................................... 42.

Integration in ein Gesamtkonzept ..................................................................................... 4

3.

Systemauswahl ................................................................................................................. 5

4.

Schnittstellen ..................................................................................................................... 6

5.

Grundlegende Systemeigenschaften ................................................................................ 66.

Personal ............................................................................................................................ 8

7.

Anforderungen an den Antrag ........................................................................................... 82

Vorwort
Bilddatenmanagementsysteme sind ein Teil des Informationsmanagements im
Gesundheitssystem und damit auch an einer Universitätsklinik. Ihr Einsatz erfolgt sowohl inder Krankenversorgung als auch in Forschung und Lehre. Ein Bilddatenmanagementsystem(Picture Archiving and Communication System, PACS) sollte mit den Bild gebenden Geräten(Modalitäten) und den Informationssystemen in den jeweiligen Funktionsbereichen (z. B. in
der Radiologie: Radiologie-Informationssystem, RIS) bzw. anderen IT-Anwendungssystemeneines Krankenhausinformationssystems (KIS) verbunden sein. Traditionell spielt hier das
Management digitaler radiologischer Bilddaten die Hauptrolle. Nachdem in den letzten
Jahren weitere Radiologie-nahe Krankenhausabteilungen (Nuklearmedizin, Strahlentherapie)
mit Bilddatenmanagementsystemen ausgestattet wurden, spielen derzeit vor allem neue
Anwendungsbereiche wie z. B. Endoskopie, Kardiologie, Pathologie, Ophthalmologie unddigitale Photographie eine große Rolle. Dabei gilt es zu beachten, dass das
Bilddatenmanagement in diesem Umfeld mit neuen komplexen Prozessen konfrontiert wird
und sich auch neuen technologischen Anforderungen stellen muss. Für die Konzeption eines
Bilddatenmanagementsystems/PACS sollten daher die Anforderungen aller relevanten
Fachrichtungen berücksichtigt werden („Enterprise PACS“), es sollte hierbei die Einbindungvon Bild erzeugenden Systemen in den Bereichen der theroretischen Medizin bzw.
Grundlagenforschung ebenfalls Berücksichtigung finden. Die Kommission für IT-Infrastruktur
und der Apparateausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft empfehlen bei derAntragstellung von Bilddatenmanagementsystemen die folgenden Hinweise zu beachten.
Diese Hinweise könnten bei der Beschaffung entsprechender Systeme für Krankenhäuser
außerhalb der Universitäten ebenfalls hilfreich sein.
PACS Konzepte sollen neben den Aufgaben der regulären Krankenversorgung sowie
Forschung und Lehre auch weitergehende und spezielle Anforderungen bei derDurchführung Klinischer Studien und der Anwendung von Bildgebung in dem Bereich derGrundlagenforschung berücksichtigen. Einerseits ergeben sich für Klinische Studien u.a.
besondere Anforderungen an die Kommunikation mit externen Partnern, an die
Vergleichbarkeit von Verlaufsuntersuchungen oder die Zuordnung zu Studienprotokollen, diedurch die IT-Infrastruktur erfüllt werden müssen. Andererseits werden Forschungsgeräte inder Grundlagenforschung zur Bildgebung eingesetzt, dies sind aktuell vor allem digitale
Lichtmikroskopie oder Elektronenmikroskopie oder auch funktionelle Verfahren, diebesondere Anforderungen sowohl durch neuartige Objektarten als auch hohe Datenvolumina
mit sich bringen. Für beide Anwendungsbereiche werden Konzepte für die strukturierte
Verwaltung zur standardisierten Datenspeicherung, -verarbeitung und -analyse sowie für die
Zusammenführung bzw. Verknüpfung mit anderen klinischen Daten (z.B. Labor, Pathologie)
benötigt.
Bilddatenmanagementsysteme sind daher als integraler Bestandteil einer IT-Gesamtlösung
aufzufassen und die nachfolgenden Betrachtungen sind entsprechend zu werten. Die
Einführung von Bilddatenmanagementsystemen führt auf Grund ihres finanziellen Umfanges
zu einer langfristigen Bindung u. a. auch an einen Hersteller sowie zu erheblichen
Folgeaufwendungen (Kosten und Personal). Deshalb ist für eine entsprechende Investitioneine mittel- bzw. langfristige Entscheidung erforderlich, die vom gesamten Klinikum getragenund in einem Großgeräteantrag dokumentiert werden muss.
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1. Wirtschaftlichkeit und Versorgungskonzept
Neben dem Bedarf für Patientenversorgung, Forschung und Lehre muss derWirtschaftlichkeit eine hohe Priorität eingeräumt werden. Unter Berücksichtigung dieses
Bedarfs und auf der Basis von Wirtschaftlichkeitsberechnungen sollte ein
Versorgungskonzept aufgestellt werden. Das Versorgungskonzept soll die einschlägigen,funktionalen und organisatorischen Forderungen abbilden. Daraus lassen sich die
Anforderungen an die notwendige Anwendungs-Software sowie an die System-Software undHardware ableiten. Zum Versorgungskonzept gehört die Darstellung der Modalitäten, dieeingebunden werden sollen. Der Einheit von Bild und Befund kommt eine besondere
Bedeutung zu. Das ausgewählte System sollte mandantenfähig sein. Es sollte auch
Telematik-Services unterstützen, die zur Realisierung innovativer, institutionsübergreifender
Versorgungskonzepte benötigt werden, Beispiele hierfür sind DICOM-eMail (entsprechend
der DRG-Empfehlungen), eFallakte oder IHE-XDS-Konzepte.

Es sollte dargestellt werden, ob und wie eine Anbindung an ein lokales bzw. zentrales,
digitales Archiv vorgesehen ist. Technische und rechtliche Entwicklungen, insbesondere inden Bereichen Netzwerktechnologie, digitale Bildarchivierung, rechtliche Anerkennung
digitaler Dokumente, digitale Signatur und Konzepte zur Zugriffsberechtigung sind dabei zu
beachten. So sollten die Netzwerke derart ausgelegt werden, dass Bilddaten performant undsicher übertragen werden können. Aufgrund der Innovationszyklen bei digitalen
Speichermedien sind für die mittel- und langfristige Archivierung Migrationsstrategien zu
berücksichtigen, wobei für den jeweiligen Standort analysiert werden muss, welches die
jeweils technisch und wirtschaftlich günstigsten Lösungen für die Gestaltung von Archiven
sind.

Ein Bilddatenmanagementsystem muss integriert sein in die Gesamt-IT-Infrastruktur für
Versorgung und Forschung. Die betriebswirtschaftlichen und soziotechnologischen Folgen
einer Einführung des PACS für das Klinikum und die Medizinische Fakultät sollten dargelegt
werden. Eine hohe Bedeutung kommt der Beurteilung und Gestaltung der
Aufgabenverschiebung zwischen den Berufsgruppen zu. Zudem sollte berücksichtigt
werden, dass der Einfluss der digitalen Bilddaten auf die medizinische Entscheidungsfindungzunimmt. Damit steigen die Anforderungen an die Verfügbarkeit und die Auswirkungen auf
das Risikomanagement nehmen zu.

2. Integration in ein Gesamtkonzept
Jedes Beschaffungsvorhaben muss im Rahmen eines IT-Gesamtkonzeptes desUniversitätsklinikums bzw. der Medizinischen Fakultät stehen. Dieses Informationsverarbeitungs-Gesamtkonzept sollte als Anlage dem Antrag beigefügt werden. In der Regel
erfolgt die Steuerung eines PACS über unmittelbar mit dem PACS verknüpfte
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abteilungsspezifische Informationssysteme. Die Kommunikation zwischen diesen beiden
Systemen sowie die Einbettung des PACS in die Gesamtstruktur der Informationsversorgungeines Klinikums, speziell das Zusammenspiel mit den Abteilungsinformationssystemen, demPatientendatenverwaltungssystem und dem klinischen Arbeitsplatzsystem (elektronische
Krankenakte), sind darzustellen. Die Kommunikationsfähigkeit mit weiteren Systemen, z. B.
im Hinblick auf Telemedizinanwendungen, ist zu berücksichtigen. Zur Darstellung des ITGesamtkonzepts gehört auch die Darstellung der Netzwerkinfrastruktur.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es wünschenswert, dass sich die Kliniken und Instituteeines Klinikums auf ein gemeinsames Vorgehen zum Bilddatenmanagement verständigen (z.
B. durch eine gemeinsame Ausschreibung und Auftragsvergabe). Wenn ein Vorhaben inregionale oder Landeskonzepte eingebunden ist, sind diese im Antrag darzustellen.
Die unterschiedlichen Anforderungen von Seiten der Nutzer (klinische Fachabteilungen bzw.
Forschergruppen) und der Betreiber (in der Regel die Klinischen Rechenzentren) sollten in
gemeinsamen Projektgruppen vor einer Antragstellung analysiert und zusammengeführt
werden.

3. Systemauswahl
Die Datenhaltung basiert in der Regel auf relationalen Datenbanken. Eventuelle neue
Datenhaltungskonzepte sollten unbedingt im Vorfeld daraufhin überprüft werden, ob sie die
geplante Fallzahl und das daraus resultierende Bilddatenvolumen während der projektierten
Laufzeit des Systems performant handhaben können, gegebenenfalls sind Ausstiegs- oder
Migrationsstrategien festzulegen. Das PACS, eventuell zusammen mit dem
Abteilungssystem der jeweiligen Bild erzeugenden Abteilung, sollte auch in der Lage sein,
Dokumente mitverwalten zu können, die keine Bilder enthalten. Grundsätzlich sollte
sichergestellt werden, dass der Anbieter alle erforderlichen DICOM-Objekttypen für die
jeweiligen Anforderungen unterstützt bzw. zusichert, im Rahmen der Weiterentwicklung neu
entwickelte DICOM-Objekttypen kurzfristig bereitzustellen. Aktuelle Anwendungsbeispielehierfür sind Ophthalmologie und Chirurgie. Für moderne Systeme mit „on-demand-Zugriff“
bzw. Streaming sind entsprechende Ressourcen der Server und Netzwerke vorzusehen.
Grundsätzlich sollte das ausgewählte PACS derart transparent in die IT-Landschaft eines
Krankenhauses eingebunden werden, so dass eine patientenbezogene Zusammenführung
aller Bilddaten und Dokumente in der elektronischen Krankenakte möglich ist und über das
Klinische Arbeitsplatzsystem visualisiert werden kann.

Der Fortentwicklung und Ergänzung marktgängiger Systeme wird grundsätzlich der Vorzug
vor Neuentwicklungen gegeben. Neuentwicklungen können jedoch immer dann als
bedeutsam in Betracht gezogen werden, wenn - auch im Hinblick auf den Abbau von
Wettbewerbsverzerrungen - neuartige Organisations- und Systemkonzepte entwickelt
werden, Pilotanwender zur Verfügung stehen und der Systementwickler wesentliche Voroder Eigenleistungen einbringt.

5

4. Schnittstellen
Den Schnittstellen, insbesondere zwischen dem PACS und zum entsprechenden
Informationssystem, kommt eine besondere Bedeutung zu. Sowohl hier wie bei den weiteren
Schnittstellen, z. B. zum Patientendatenverwaltungssystem, zum klinischen Arbeitsplatzsystemoderzumelektronischen
Krankenaktenarchiv,
solltenstandardisierte
1
Kommunikationsschnittstellen (HL7 ) bestehen. Ähnliches gilt für die Schnittstellen zu den
Modalitäten. Hier sollte der Standard DICOM (Digital Imaging and communications in
Medicine2) in der Formulierung des technischen Rahmenwerkes der IHE-Initiative(Integrating the Healthcare Enterprise3) durchgängig realisiert werden. Wenn standardisierte
Schnittstellen noch nicht vorhanden sein sollten, muss das Systemkonzept künftige
Standardisierungen ermöglichen. Schon bei der Beschaffung von Modalitäten sollte auf die
Unterstützung des DICOM-Standards geachtet werden (siehe dazu die separaten
Empfehlungen der DFG). Auch sollten Schnittstellen zu Telemedizinplattformen und in einem
solchen Kontext weiterhin erforderliche Technologien (Verschlüsselung, Authentisierung,
Public Key Infrastruktur, Virtual Privat Network, usw.) berücksichtigt werden.

5. Grundlegende Systemeigenschaften
Von einem Bilddatenmanagementsystem werden folgende grundlegende Eigenschaften
erwartet:•

Es sollte an offenen Architekturen orientiert sein.

•

Das System sollte modular aufgebaut sein. Bei der Ausschreibung sollte auf eine
kostenmäßige Trennung von Hard- und Software geachtet werden.

•

Zur Vorbereitung auf zunehmende Systemanforderungen (Performance, Speicherbedarf) sollten Lösungen ausgewählt werden, welche sowohl im Bereich derModalitätenanbindung als auch hinsichtlich Server- und Speichererweiterungenskalierbar sind.

•

Die Komponenten zur Bildverteilung sowie zur Verwaltung
Langzeitspeicherung der Bilddokumente sollten getrennt ausgelegt sein.

•

Es sollten Endgeräte zeitgemäßer Usability eingesetzt werden. Eine Differenzierungzwischen Befundungsstationen und reinen Betrachtungsstationen ist sinnvoll.
Großbildprojektionen sollten möglich sein. Die Endgeräte im Klinikum („Klinische
Arbeitsplatz-PCs“) sollten grundsätzlich multi-funktional einsetzbar sein, so dass sie
die Präsentation aller Objekte der elektronischen Krankenakte (d. h. sowohl Text- undnumerische Daten als auch Stand- und Bewegtbilder aus dem PACS) in einfacher,schneller und integrierter Form erlauben.

•

Für die Ablageformate der Dokumente sind Standards zu verwenden und dem
Betreiber offen zu legen. Im Hinblick auf eine ggf. anstehende Systemablösung sowie
auf zukünftige Migrationsanforderungen sind frühzeitig konzeptionelle Lösungen füroffene, transparente Speicherkonzepte anzustreben („vendor neutral archive“).
6

und

zur

•

Innovative Speicherkonzepte für Direct-Access-, Prefetching- und PreloadingAlgorithmen sowie für das Management der Vorgangsbearbeitung sind erforderlich.
Regelwerke sollen je nach Nutzungszielen (z.B. Forschung, Krankenversorgung
allgemein, Screeningprojekte, …) die Verwendung unterschiedlicher Speicherpfade
bzw. -technologien im Sinne von Verfügbarkeit, Performance, Archivierungsbedarfs,
Kostenaufwand usw. unterstützen.

•

Verbindliche Absprachen sollten zu allen Schnittstellen auf der Basis von Standards(DICOM2 inklusive der „Conformance Statements“ und HL73) erfolgen. Insbesondere
sollten die Richtlinien der IHE-Initiative4, formuliert im jeweils aktuell gültigen
Technischen Rahmenwerk (Technical Framework), Verwendung finden.

•

Die Bereitstellung konfigurierbarer, fachspezifischer
funktionales und ablauforientiertes Arbeiten wird erwartet.

•

Ein PACS sollte dahingehend ausgewählt werden, dass eine patientenbezogene
Zusammenführung aller Bilddaten und Dokumente in einer elektronischen
Krankenakte direkt oder indirekt möglich ist, und dass die spezielle Funktionalität desPACS in die durch das KIS unterstützten Workflows effizient eingebracht werden
kann.

•

Bildverteilungssysteme sollten ein „Single Login“ am Klinischen Arbeitsplatz, sowie
eine Übernahme der Patienten- / Study-Identifikation beim Aufruf aus dem Klinischen
Arbeitsplatz ermöglichen.

•

Die Nutzerverwaltung sollte über Funktionen eines Identity-Managementsystems
möglich sein. Dies ist besonders bei Bildverteilungssystemen von Bedeutung, um
nicht alle potenziellen Nutzer redundant in dem Bildverteilungssystem verwalten zu
müssen.

•DeraktuelleStandvonEmpfehlungenzum
Einsatzirreversibler
Kompressionsverfahren sollte berücksichtigt werden (z. B. ESR Positionspapier„Usability of Irreversible Image Compression in Radiological Imaging“, Insights
Imaging, 2011, Volume 2, Number 2, 103-115)•

Bei der Speicherung von Daten, die mit neuen digitalen Verfahren erzeugt wurden,muss eine Validierung der rechtlichen Situation gewährleistet werden (z.B. durch
multizentrische Studien, Erstellung von Leitlinien).

•

Im Hinblick auf die klinische Bedeutung der Verfügbarkeit eines PACS sollen
Konzepte zur Handhabung von Störfällen entwickelt werden (z. B. Verfügbarkeit im
OP bei Ausfall zentraler PACS-Komponenten) und generell Vorkehrungen für
Katastrophenfälle (z.B. Feuer oder Wasserschäden im Rechnerraum) dargestellt
werden.

7

Bedienoberflächen

für

6. Personal
Bilddatenmanagementsysteme
benötigeneine
professionelle
Betreuung.
Dieverantwortlichen Betreuer eines solchen Systems sollten über adäquate Kenntnisse sowohl
in der klinischen Anwendung als auch in der Medizinischen Informatik verfügen. Die
Zusammenarbeit bei Planung und Betrieb des PACS mit dem Klinischen Rechenzentrum
und/oder dem jeweiligen Institut für Medizinische Informatik muss sichergestellt sein.
Ausreichende
personelle
Ressourcen
sindvorzusehen.
Einverantwortliches
Projektmanagement incl. Kostenkontrolling sowie ein Projekt-Lenkungsausschuss sind zu
etablieren. Die entsprechenden Konzepte sind im Antrag darzustellen.

7. Anforderungen an den Antrag
Unter Berücksichtigung der zuvor genannten Aspekte sollten im Antrag vor allem folgende
Punkte berücksichtigt werden:•

Abgrenzung des Antragsumfangs: PACS für eine oder mehrere Abteilungen? Sind
Abteilungsinformationssysteme Antragsbestandteil oder schon vorhanden?

•

Darstellung evtl. schon vorhandener Bilddatenmanagementsysteme und deren
synergetischer Nutzung. Gegebenenfalls kann auch die Ablösung alter Systeme mit
entsprechender Begründung dargestellt werden.

•

Darstellung des Workflow- und Funktions-Konzepts (z. B. „durchgängige
Unterstützung bei elektronischer Auftragskommunikation vom KAS über das jeweilige
Abteilungssystem zum PACS“), basierend auf den realen Arbeitsabläufen in derPraxis.

•Insbesondere soll bei der Darstellung der Workflows die Integration mit dem
klinischen Informationssystem KAS bzw. einem abteilungsspezifischen Systemerläutert werden (z.B. RIS-zentrisch oder PACS-zentrisch).

•

Darstellung der Datenhaltung, der Datenmodelle und der Funktionen aller im
Antragskontext relevanten Anwendungssysteme.

•

Darstellung der Netzwerkstruktur des Klinikums sowie des im Kontext des Antrags
evtl. geplanten Netzwerkausbaus.

•

Darstellung, Detailspezifikation und Realisierungskonzept aller Schnittstellen (inkl.
Feldinhalte bzw. IHE-Integrationsprofile), bezüglich der Kommunikation aller
notwendigen Patientendaten innerhalb der eigenen Einrichtung sowie auch mit
Partnern außerhalb. Hierbei soll auch die Datenpflege („update“-Funktion bei
Namensänderungen u. ä.) berücksichtigt werden bzw. begründet werden, wenn vom
IHE Profil IRWF abgewichen wird.
8•

Berechnung desKommunikation..

•

Konzept für die mittel- und langfristige Archivierung.

•

Konzept für die Bildverteilung in den Abteilungen bzw. im gesamten Klinikum.

•

Leistungs- und HauptspeicheranforderungenTransaktionsraten.

•

Zeitliches wie finanzielles Stufenkonzept.

•

Organisations- und Infrastrukturkonzept einschließlich Personalbedarf.

•

Darstellung des Projektmanagements, des Projektablaufs, der Systemverantwortungund des Schulungskonzeptes.

•

Zur vereinfachten Darstellung der angemeldeten Kosten werden von der DFGGeschäftsstelle Tabellen zur Verfügung gestellt, die für jede Stufe bzw. jedes Modul
auszufüllen sind.

•

Dem Antrag sollte ein Konzept für die Gesamtversorgung des Krankenhauses
zugrunde liegen (IT-Gesamtkonzept), das in Kurzform darzustellen ist.

•

Neben der Investitionsplanung sind Folgekostenberechnungen und ReinvestitionsPlanungen darzustellen; eine Dokumentation von Vorstandsbeschlüssen zur
Beurteilung des aus dem Antrag mittel- und langfristig zu erwartenden
Ressourcenbedarfs ist beizufügen.

•Bei Neuentwicklungen oder Wechsel der Geschäftspartner ist eine Bewertung derMarktsituation der neuen Geschäftspartner sowie eine Abschätzung derNachhaltigkeit der Lösung beizufügen.

Mengengerüsts

für

die

Massendatenspeicherung

im

Hinblickauf

Referenzen
1) http://www.hl7.org/
2) http://medical.nema.org/
3) http://www.ihe.net/

Fragen beantwortet:
Dr. Werner Bröcker (Tel.: 0228 885 2476, E-Mail: werner.broecker@dfg.de)

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die

und

geplanten