Conceitos chave
Formato de dados
O DICOM agrupa as informações em conjuntos de dados . Isso significa que um arquivo de uma imagem de radiografia de tórax, por exemplo, na verdade contém a identificação do paciente dentro do arquivo, de modo que a imagem nunca pode ser separada dessas informações por engano. Isso é semelhante à maneira como os formatos de imagem, como JPEG , também podem ter tags incorporadas para identificar e descrever a imagem. Um objeto de dados DICOM consiste em vários atributos, incluindo itens como nome, ID, etc., e também um atributo especial contendo os dados do pixel da imagem (ou seja, logicamente, o objeto principal não tem "cabeçalho" como tal, sendo lista de atributos, incluindo os dados de pixel). Um único objeto DICOM pode ter apenas um atributo contendo dados de pixel. Para muitas modalidades, isso corresponde a uma única imagem. No entanto, o atributo pode conter vários "quadros", permitindo o armazenamento de loops de cine ou outros dados de vários quadros. Outro exemplo são os dados NM, onde uma imagem NM, por definição, é uma imagem multidimensional de vários quadros. Nesses casos, dados tri ou quadridimensionais podem ser encapsulados em um único objeto DICOM. Os dados de pixel podem ser compactados usando uma variedade de padrões, incluindo JPEG , JPEG sem perdas , JPEG 2000 e Codificação de duração de execução (RLE) . LZW A compactação (zip) pode ser usada para todo o conjunto de dados (não apenas para os dados de pixel), mas isso raramente foi implementado. O DICOM usa três esquemas de codificação de elementos de dados diferentes. Com Elementos de Dados de Representação de Valor Explícito (VR), para VRs que não são OB, OW, OF, SQ, UT ou UN, o formato para cada Elemento de Dados é: GROUP (2 bytes) ELEMENT (2 bytes) VR (2 bytes ) LengthInByte (2 bytes) Dados (comprimento variável). Para outros Elementos de Dados Explícitos ou Elementos de Dados Implícitos, consulte a seção 7.1 da Parte 5 do Padrão DICOM. O mesmo formato básico é usado para todos os aplicativos, incluindo uso de rede e arquivo, mas quando gravado em um arquivo, geralmente um "cabeçalho" verdadeiro (contendo cópias de alguns atributos-chave e detalhes do aplicativo que o escreveu) é adicionado.
Exibição de imagem
Para promover a exibição de imagens em escala de cinza idênticas em diferentes monitores e imagens impressas consistentes de várias impressoras, o comitê DICOM desenvolveu uma tabela de pesquisa para exibir valores de pixel atribuídos digitalmente. Para usar a função de exibição padrão em escala de cinza DICOM (GSDF) , [7] as imagens devem ser visualizadas (ou impressas) em dispositivos que possuem essa curva de pesquisa ou em dispositivos que foram calibrados para a curva GSDF. [8]
Representações de valor
Consulte a Tabela 6.2-1 do PS 3.5 . Além de uma Representação de Valor, cada atributo também possui uma Multiplicidade de Valor para indicar o número de elementos de dados contidos no atributo. Para representações de valor de cadeia de caracteres, se mais de um elemento de dados estiver sendo codificado, os elementos de dados sucessivos serão separados pelo caractere de barra invertida "\".
Serviços
DICOM consiste em serviços, a maioria dos quais envolve a transmissão de dados através de uma rede. O formato de arquivo para mídia offline é uma adição posterior ao padrão.
Armazenar
O serviço DICOM Store é usado para enviar imagens ou outros objetos persistentes (relatórios estruturados, etc.) para um sistema de arquivamento e comunicação de imagens (PACS) ou estação de trabalho.
Compromisso de armazenamento
O serviço DICOM Storage Commitment é usado para confirmar que uma imagem foi armazenada permanentemente por um dispositivo (em discos redundantes ou em mídia de backup, por exemplo, gravada em um CD). O Service Class User (SCU: semelhante a um cliente ), uma modalidade ou estação de trabalho, etc., usa a confirmação do Service Class Provider (SCP: semelhante a um servidor ), uma estação de arquivo, por exemplo, para certificar-se de que é seguro excluir as imagens localmente.
Consulta/Recuperação
Isso permite que uma estação de trabalho encontre listas de imagens ou outros objetos e, em seguida, recupere-os de um sistema de arquivamento e comunicação de imagens.
Lista de trabalho de modalidade
O serviço DICOM Modality Worklist fornece uma lista de procedimentos de imagem que foram programados para execução por um dispositivo de aquisição de imagem (às vezes chamado de sistema de modalidade). Os itens da lista de trabalho incluem detalhes relevantes sobre o assunto do procedimento (identificação do paciente, nome, sexo e idade), o tipo de procedimento (tipo de equipamento, descrição do procedimento, código do procedimento) e a ordem do procedimento (médico de referência, número de acesso , motivo do exame). Um dispositivo de aquisição de imagem, como um scanner de TC, consulta um provedor de serviços, como um RIS, para obter essas informações, que são apresentadas ao operador do sistema e usadas pelo dispositivo de imagem para preencher detalhes nos metadados da imagem. Antes do uso do serviço DICOM Modality Worklist, o operador do scanner precisava inserir manualmente todos os detalhes relevantes.
Etapa do Procedimento Realizado da Modalidade
Serviço complementar à Modalidade Worklist, permite que a modalidade envie um relatório sobre um exame realizado incluindo dados sobre as imagens adquiridas, horário de início, horário de término e duração de um estudo, dose entregue, etc. manuseio mais preciso do uso de recursos (estação de aquisição). Também conhecido como MPPS, esse serviço permite que uma modalidade coordene melhor com os servidores de armazenamento de imagens, fornecendo ao servidor uma lista de objetos a serem enviados antes ou durante o envio desses objetos.
Imprimir
O serviço DICOM Print é utilizado para enviar imagens para uma Impressora DICOM, normalmente para imprimir um filme "X-Ray". Existe uma calibração padrão (definida no DICOM Parte 14) para ajudar a garantir a consistência entre vários dispositivos de exibição, incluindo impressão em papel.
Mídia off-line (arquivos)
O formato para arquivos de mídia off-line é especificado na Parte 10 do Padrão DICOM. Esses arquivos às vezes são chamados de "arquivos da parte 10". O DICOM restringe os nomes dos arquivos na mídia DICOM a 8 caracteres (alguns sistemas usam incorretamente 8.3, mas isso não está em conformidade com o padrão). Nenhuma informação deve ser extraída desses nomes (PS3.10 Seção 6.2.3.2). Esta é uma fonte comum de problemas com mídia criada por desenvolvedores que não leram as especificações cuidadosamente. Este é um requisito histórico para manter a compatibilidade com sistemas existentes mais antigos. Ele também exige a presença de um diretório de mídia, o arquivo DICOMDIR, que fornece informações de índice e resumo para todos os arquivos DICOM na mídia. As informações DICOMDIR fornecem informações substancialmente maiores sobre cada arquivo do que qualquer nome de arquivo poderia, portanto, há menos necessidade de nomes de arquivo significativos. Os arquivos DICOM geralmente têm uma extensão de arquivo .dcm se não fizerem parte de uma mídia DICOM (o que exige que eles não tenham extensão). o O tipo MIME para arquivos DICOM é definido pela RFC 3240 como aplicativo/dicom. O tipo de identificador de tipo uniforme para arquivos DICOM é org.nema.dicom. Há também um teste de troca de mídia em andamento e um processo de "connectathon" para mídia de CD e operação de rede que é organizado pela organização IHE .
História
DICOM ® é um padrão para comunicação de informações de imagens médicas . Destaques selecionados de sua história são mostrados abaixo:
1980
No início... era muito difícil para qualquer um que não fosse fabricante de aparelhos de tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM) decodificar as imagens que as máquinas geravam ou imprimi-las.
1983
O American College of Radiology (ACR) e a National Electrical Manufacturers Association (NEMA) uniram forças e formaram um comitê de padrões para atender às necessidades combinadas de radiologistas, físicos e fornecedores de equipamentos.
1985
Seu primeiro padrão cobrindo comunicação de imagem ponto a ponto, ACR-NEMA 300 , foi lançado. A transmissão de imagem especificada usou uma interface paralela dedicada de 16 bits.
1988
A segunda versão do ACR-NEMA 300 foi lançada, ganhando cada vez mais aceitação entre os fornecedores.
1990
A primeira demonstração do ACR-NEMA V2.0 ocorreu na Universidade de Georgetown em maio de 1990, e mais tarde naquele ano na reunião anual da Sociedade Radiológica da América do Norte (RSNA) .
1993
A terceira versão do Padrão evoluiu para usar redes de área local como Ethernet, colocando os protocolos de imagem médica em camadas sobre os protocolos gerais de rede ( TCP/IP ). O nome foi alterado para DICOM (Digital Imaging and COMmunications in Medicine) e publicado como NEMA Standard PS3.
1995
Protocolos de ultrassom , angiografia por raios X e medicina nuclear adicionados ao DICOM, atendendo às necessidades de imagens de cardiologia .
Troca de imagem baseada em CD via transferência off-line permitida de estudos de imagem.
O DICOM Standards Committee foi reorganizado para representar formalmente todas as especialidades médicas que utilizam a imagem, não apenas a radiologia, incluindo o American College of Cardiology (ACC) .
1996
O gerenciamento do fluxo de trabalho no departamento de imagem foi padronizado, pois o DICOM adicionou o serviço Modality Worklist .
1997
Objetos de informação de radioterapia foram adicionados.
1999
Endoscopia e dermatologia passaram a fazer parte do Padrão por meio da adição de objetos de Luz Visível.
A apresentação consistente de anotações de imagem em sistemas de exibição é habilitada com os primeiros objetos de informação de estado de apresentação.
2000
Dados estruturados, resultados analíticos e observações clínicas feitas no ambiente de imagem foram padronizados com o Structured Reporting (SR), estendendo o DICOM além de apenas imagens.
Mecanismos de segurança na Internet foram adicionados por meio de perfis de comunicação seguros para o protocolo DICOM.
2001
Mamografia CAD (Detecção Auxiliada por Computador) SR adicionado para os resultados da análise automatizada de imagens.
Mecanismos de segurança de mídia definidos.
2003
Formatos de imagem aprimorados de vários quadros adotados para suportar a próxima geração de técnicas avançadas de imagem de RM e TC. Troca de mídia de
DVD adicionada.
2004
WADO (Web-acesso a objetos DICOM) adicionado para recuperar imagens DICOM em conexões HTTP.
Odontologia e oftalmologia aderiram ao DICOM. Adicionado a troca de mídia de
memória USB e Flash .
Registro espacial suportado para registros rígidos de conjuntos de dados de imagem.
Codificação MPEG2 de dados de vídeo suportada.
2005
Relatórios Estruturados de Dose de Radiação (RDSR) adicionados para imagens baseadas em raios-x (incluindo angiografia, mamografia, CR e DR) para apoiar a coleta de dados relacionados à segurança do paciente. Encapsulamento de documentos
PDF em DICOM para gerenciar documentos associados a estudos de imagem.
2006
Adicionado registro espacial deformável para lidar com campos de RM, atlas e outros casos deformáveis.
2007
Dose de Radiação para CT (RDSR) adicionada ao RDSR.
2008
Tomossíntese de mama ("mamografia 3-D") adicionada.
2009
Adicionado ultra-som 3D .
2010
Imagem de lâmina inteira adicionada para dar suporte a imagens de patologia anatômica (identificação de espécime adicionada em 2008). Objetos de informações de
planejamento cirúrgico adicionados.
2011
Adicionada troca de mídia Bluray .
2013
Serviços web RESTful de segunda geração definidos para recuperar, armazenar e consultar imagens DICOM. O conjunto de serviços da Web é renomeado como DICOMweb™ e está alinhado com os próximos serviços da Web HL7 FHIR.
2014
Adicionado o Relatório de Dose de Radiação Radiofarmacêutica (RRDSR).
2015
Renderização baseada em servidor adicionada ao WADO-RS, permitindo que os clientes da Web solicitem que imagens e vídeos DICOM sejam renderizados em formatos de mídia de consumo para exibição simples, por exemplo, em portais de EHR.
Armazenamento de resultados de tractografia adicionado para dar suporte a aplicativos como MR DTI em neurologia.
Modelos de relatórios de imagem usando a Arquitetura de Documentos Clínicos HL7 ( CDA ) adicionados, alinhando-se com os requisitos para CDA nos regulamentos de Uso Significativo de Sistemas de Registros Eletrônicos de Saúde dos EUA.
Adicionadas imagens de fotografia oftálmica de campo amplo .
Objetos de instrução de entrega de braquiterapia adicionados para dar suporte à entrega de tratamento de radioterapia. Adicionado suporte de vídeo
AVC/H.264 (MPEG4) .
2016
CT Protocol Storage adicionado para protocolos genéricos (não específicos do paciente) e protocolos reais executados.
Objetos Adult Echo Measurement SR atualizados/simplificados para melhor compatibilidade com bancos de dados cardíacos e análise de dados. Adicionado suporte de vídeo
HEVC/H.265 (MPEG4) . Cabeçalhos de contexto de aquisição de animais pequenos adicionados para dar suporte a imagens em pesquisas pré-clínicas.
2017
Estados de apresentação volumétricos e de mesclagem adicionados para gerenciar a renderização 3D de conjuntos de imagens e mesclagem avançada de vários estágios.
Transcodificação NCI AIM para DICOM SR definida para facilitar o gerenciamento de marcação de imagem para aprendizado de máquina e outros aplicativos.
Relatórios de estimativa de dose do paciente (P-RDSR) com base em dados de RDSR para pacientes individuais adicionados.
Adição de imagens de angiografia oftálmica por OCT (OCT-A).
2018
Manufatura 3D - O encapsulamento STL adicionou fluxos de trabalho de impressão 3D médica baseados em imagens.
Conjuntos de criptografia TLS atualizados para corresponder às recomendações de segurança de transações atuais.
Injeção de contraste SR adicionada para rastrear registros detalhados do injetor de energia para controle de qualidade e análise clínica.
Multi-Energy CT Image Storage adicionado para fornecer codificações padrão de novas técnicas de aquisição espectral e de energia dupla para uso por displays de imagem e pacotes de análise.
As prescrições de RT de segunda geração fornecem a base para uma série de próximos objetos de planejamento e entrega de RT de 2ª geração.
2019
A Redocumentação DICOMweb reorganiza a Parte 18 para fornecer uma visão abrangente de todos os serviços web DICOM em uma estrutura uniforme orientada para implementadores da web.
Serviço DICOMweb Thumbnails adicionado para fornecer miniaturas de estudo/série/imagem para clientes como aplicativos da web.
Realtime Video Streaming (DICOM-RTV) adicionado para suportar streaming de vídeo médico e áudio em redes IP usando a família de protocolos SMPTE ST 2110 e um fluxo de metadados DICOM com perfil.
A segunda geração do C-Arm RT introduz o RT Radiation Set e a representação das técnicas do C-Arm.
Normas Relacionadas e Organizações de Desenvolvimento de Normas
Quais padrões o DICOM ® usa?
O padrão DICOM utiliza vários outros padrões bem estabelecidos:
O DICOM aborda vários níveis do modelo de rede OSI da ISO . Ele usa TCP/IP e HTTP como mecanismos de transporte, enquanto JPEG e MPEG são reconhecidos como tipos de conteúdo. Ele também tem seu próprio tipo MIME padrão .
O DICOM abrange protocolos de rede de base ampla para gerenciamento e segurança de infraestrutura (por exemplo, LDAP , DHCP , NTP , SAML , etc.). O DICOM faz o perfil do uso desses padrões no ambiente de imagem biomédica (consulte a Parte 15 ).
O SNOMED CT é o sistema de codificação preferido dentro do DICOM para anatomia, achados clínicos, procedimentos, produtos farmacêuticos/biológicos (incluindo agentes de contraste) e outros termos clínicos.
LOINC é outro vocabulário externo referenciado pelo DICOM; Os termos LOINC são amplamente usados em conjuntos de valores e modelos de relatórios estruturados.
A terminologia BI-RADS e os modelos de relatório são usados em relatórios estruturados DICOM para imagens de mama.
Quais padrões usam o DICOM® ?
O padrão DICOM é incorporado em uma variedade de perfis de integração IHE relacionados à imagem e em recursos HL7 FHIR relacionados à imagem . Tanto a ISO12052:2017 quanto a CEN 12052 são referências normativas ao padrão DICOM.
COMO o DICOM ® se relaciona com outros SDOs?
A organização DICOM tem relações de trabalho com várias outras organizações de desenvolvimento de padrões (SDOs):
IHE – DICOM tem um forte relacionamento com o IHE, a iniciativa Integrating the Healthcare Enterprise, onde perfis de Padrões são definidos como soluções para o fluxo de trabalho de saúde e desafios de integração empresarial.
HL7 – Um grupo de trabalho conjunto DICOM/HL7 existe há muitos anos para contribuir para o desenvolvimento dos Padrões HL7, propor extensões aos Padrões DICOM e HL7 quando apropriado e desenvolver ligações de informações entre os Padrões DICOM e HL7. O acordo com o HL7 pode ser encontrado aqui.
SNOMED – DICOM e SNOMED possuem um contrato de licença que permite o uso de um subconjunto do SNOMED-CT livre para uso, tanto para publicação em DICOM quanto por implementadores e usuários de produtos compatíveis com DICOM globalmente, sem restrição aos países membros do SNOMED.
ISO – O Comitê de Padrões DICOM tem uma ligação ativa do tipo A com o TC 215 da ISO . Este comitê técnico decidiu não criar um grupo de trabalho de imagem, mas confiar no DICOM para padrões de imagem biomédica.
IEC – DICOM tem uma ligação tipo B com os IEC SC 62B (Equipamento de imagem de diagnóstico) e SC 62C (Equipamento para radioterapia, medicina nuclear e dosimetria de radiação).
JIRA – A Japan Medical Imaging and Radiological Systems Industries Association é um membro de longa data do Comitê de Padrões DICOM.
JIC – DICOM é membro do Conselho de Iniciativa Conjunta para Padronização Global de Informática em Saúde, formado para permitir padrões de informática em saúde comuns e oportunos, abordando e resolvendo problemas de lacunas, sobreposições e esforços de padronização contraproducentes.