A DICOM standard

Általában a DICOM standardról

A DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) egy nemzetközi standard, az egészségügyi tevékenység során előállított képi információk kezelésére, tárolására és továbbítására vonatkozóan. A standard lehetővé teszi, hogy a különböző gyártók által készített eszközök (képalkotó berendezések, szerverek, printerek, munkaállomások) képesek legyenek kommunikálni egymással egy kép archiváló és kommunikációs rendszeren (PACS – picture archiving and communication system) keresztül.

A standard története a nyolcvanas évek elejére nyúlik vissza. Ebben az időben a radiológia területén egyre nagyobb számban jelentek meg az újabb és újabb képalkotó modalitások, melyek digitális képet állítottak elő. Ilyen volt a CT (computer tomography) vagy az MRI (magnetic resonance imaging). A különböző készülékek gyártói saját képformátumot alkottak és saját rendszereiken kívül a képeket nem lehetett megjeleníteni.

A standard szükségessége felismerésében egy fontos pont volt, amikor sugárterapeuták dózis számításokhoz akarták használni a digitális képi tartalmat, de a meglévő eszközeikkel a képalkotó rendszerek nem kommunikáltak. 1983-ban az American College of Radiology (ACR) és a National Electrical Manufacturers Association (NEMA) felállított egy bizottságot egy standard kidolgozása érdekében, aminek első változata 1985-ben ACR/NEMA 300 néven jelent meg[17]. A standardnak számos hibája alkalmazás közben derült ki, ezért többször átdolgozták. Minden bizonnyal a legnagyobb lökést az elterjedésének és a pontosabb kidolgozásának az adta, hogy 1992-ben az Egyesült Államok Hadserege a Medical Diagnostic Imaging Support (MDIS) program keretében az összes kórházát és klinikáját felszerelte teleradiológiai munkaállomásokkal, a nagyobbakba pedig PACS-szervereket telepített.A standard 1993-ban új nevet kapott (DICOM), amivel az alkotók a nagyobb nemzetközi elfogadást akarták elérni, elhagyva a névből az american jelzőt[18].

A DICOM formátumban tárolt képek egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy minden egyes elemében, a képi tartalom (pixelek) mellett számos meta-adat is megtalálható. Ezek az adatok elválaszthatatlanok a képi információtól. Ide tartoznak például a beteg azonosító adatai, a vizsgálat ideje, a használt eszköz. Miután elkészül egy DICOM kompatibilis kép, egyedi azonosítót kap. A képben benne tárolt adatokat megváltoztatni később nem lehet, mérések, annotációk külön objektumokban kerülnek

tárolásra. A képformátum tekintetében a DICOM rugalmas – nem ír elő egy univerzális tömörítési sémát vagy színkodolást, a hangsúly, a kompatibilitáson van. A pixel tartalom lehet monochrome, színes RGB-kódolt vagy YCbCr-kódolt, lehetőség van multispektralis kódolásra is. A képek lehetnek tömörítetlenek – natív DICOM képek vagy tömörítettek. A tömörítés bármely séma szerint működhet, a leggyakoribbak a JPEG, JPEG2000, MPEG2, de egyedi tömörítési technikák is alkalmazhatóak. Az adatokat szigorúhierarchia szerint tárolják. Egy különálló kép egy széria része, amit egy adott eszköz állít elő. A széria egy vizsgálathoz rendelt, a vizsgálat pácienshez. A valós munkafolyamatot jobban leírva fordítva: páciens – vizsgálat – széria – kép. Egy kép csak egy szériához, vizsgálathoz, beteghez tartozhat, de természetesen egy vizsgálatban lehet több széria és több kép is.

DICOM a patológiai képalkotásban

Abban az időben, amikor a DICOM standardot megalkották, még nem létezett digitális patológia. A standard egyes elemei vagy radiológia specifikusak vagy a technikai fejlettség egy korábbi állapotát tükrözik. Célszerűnek gondolhatnánk egy új, digitális patológiára szabott standard létrehozását, azonban a DICOM annyira elterjedt a világon, több milliárd képet tárolnak már meglévő és kiépített PACS rendszereken, hogy az az általános vélekedés alakult ki, hogy anyagi és szervezési megfontolások alapján, a digitális patológiai eszközöket kell a standardhoz igazítani és nem fordítva. Lehet természetesen ezzel egyet nem érteni, a realitás mégis az, hogy az egészségügyi kormányzatok nem fognak támogatni két párhuzamosan működő digitális kép tároló/kommunikáló rendszert, pusztán azért, mert egyes pontokon változtatás szükséges egyik és másik digitális kép előállító rendszereken.

A patológia szemszögéből két legfontosabb DICOM dokumentum: a DICOM Supplement 122/2008 (Specimen Identification) és a DICOM Supplement 145/2010 (Whole Slide Imaging). A leírtak jelenleg ajánlás szintjén vannak, a gyártók sajnálatos módon nem alkalmazzák őket. A következőkben a dolgozatom témájához közelebb álló kérdésre, a DICOM standard és a digitális metszetek méretére térek ki.

Amikor a DICOM standardot a radiológiai gyakorlatban előállított digitális képekhez igazították, senki nem gondolta, hogy több GB-os képi tartalmakat kell majd az informatikai rendszereknek kezelnie. A DICOM-on belül, így megállapítottak egy maximális, 64K x 64K pixel méretet képenként. A teljes digitális metszet ennél sok esetben nagyobb. A megoldást abban látják, hogy a meglévő DICOM hierarchiában (páciens – vizsgálat – széria – kép) a digitális metszet, mint széria kerül azonosításra, ami

széria több képet tartalmaz(hat). A képelemek a korábban taglalt piramis egyes elemeinek feletethetőek meg (16. Ábra).

16. Ábra. A digitális metszetek DICOM formátumban történő tárolásának sémája.

A digitális metszet kép-piramisának építőelemei a DICOM standardban képek szériájaként jelenik meg (DICOM Supplement 145.).

A fenti megoldás, tehát a DICOM formátumhoz igazodás a digitális metszet tile-okban történő tárolásával és azok szériaként való értelmezésével, összhangban áll azzal az igénnyel, és meghagyja annak a lehetőségét, hogy a digitális metszeten gyors navigálás és nagyítás váltásra legyen lehetőség. Meg kell jegyezni azonban, hogy a jelenlegi DICOM rendszerekben a teljes szériát le kell tölteni, a képeken bármiféle navigációjához. Ez a digitális metszetekre jellemző Gigabyte (GB)nagyságrendű méretnél jelenleg kivitelezhetetlen, mivel a munkafolyamat nagyfokú lassulásához vezetne.