Τι είναι ένα αρχείο DICOM;

Το DICOM είναι το ακρωνύμιο του Digital Imaging and Communications in Medicine και αφορά τον τομέα της Ιατρικής Πληροφορικής. Το DICOM χρησιμοποιείται για την ενσωμάτωση ιατρικών συσκευών απεικόνισης όπως εκτυπωτές, διακομιστές, σαρωτές κ.λπ. από διάφορους προμηθευτές και περιέχει επίσης δεδομένα αναγνώρισης κάθε ασθενούς για μοναδικότητα. Τα αρχεία DICOM μπορούν να κοινοποιηθούν μεταξύ δύο μερών, εάν έχουν τη δυνατότητα λήψης δεδομένων εικόνας σε μορφή DICOM. Το τμήμα επικοινωνίας του DICOM είναι πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής και χρησιμοποιεί TCP/IP για την επικοινωνία μεταξύ οντοτήτων. Οι εκδόσεις που υποστηρίζονται από υπηρεσίες web είναι 1.0, 1.1, 2 ή νεότερες εκδόσεις.

Ιστορία

Το DICOM αναπτύχθηκε από κοινού από το Αμερικανικό Κολλέγιο Ακτινολογίας (ACR) και την Εθνική Ένωση Κατασκευαστών Ηλεκτρικών Κατασκευαστών (NEMA) για την ανταλλαγή και προβολή ιατρικών εικόνων όπως μαγνητική τομογραφία, αξονική τομογραφία και εικόνες υπερήχων. Αρχικά, ήταν δύσκολο να αποκωδικοποιηθούν οι εικόνες που παρήγαγαν τα μηχανήματα. Ως εκ τούτου, η ACR και η NEMA σχημάτισαν μαζί μια ομάδα το 1983, η οποία κυκλοφόρησε το πρώτο της πρότυπο, το ACR/NEMA 300 το 1985. Η δεύτερη έκδοση κυκλοφόρησε το 1988, η οποία ήταν πιο δημοφιλής μεταξύ των προμηθευτών, αλλά σύντομα συνειδητοποιήθηκε ότι η δεύτερη έκδοση χρειάζεται επίσης βελτίωση. Η 3η έκδοση του προτύπου κυκλοφόρησε το 1993 ως “DICOM”. Η 3.0 εξακολουθεί να είναι η πιο πρόσφατη έκδοση, αλλά ενημερώνεται συνεχώς από το 1993.

Μορφή αρχείου DICOM

Το DICOM είναι ο συνδυασμός ορισμού μορφής αρχείου και πρωτοκόλλου επικοινωνίας δικτύου. Το DICOM χρησιμοποιεί την επέκταση .DCM. Το .DCM υπάρχει σε δύο διαφορετικές μορφές, δηλαδή μορφή 1.x και μορφή 2.x. Το DCM Format 1.x διατίθεται περαιτέρω σε δύο εκδόσεις κανονική και εκτεταμένη. Τα πρωτόκολλα HTTP και HTTPS χρησιμοποιούνται για τις υπηρεσίες web του DICOM.

Κεφαλίδα αρχείου

Η κεφαλίδα του αρχείου περιέχει 128 byte Προοίμιο αρχείου και 4 byte πρόθεμα DICOM.

Προοίμιο # 128 Bytes|Πρόθεμα # 4 Bytes “D, I, C, M

Το Preamble χρησιμοποιείται για την πρόσβαση στις εικόνες και άλλα δεδομένα στο αρχείο DICOM παρέχοντας συμβατότητα με τις κοινώς χρησιμοποιούμενες μορφές αρχείων εικόνας.

Το Πρόθεμα περιέχει τη συμβολοσειρά “DICM” ως κεφαλαίους χαρακτήρες.

Σύνολο δεδομένων

Κάθε αρχείο πρέπει να περιέχει ένα ενιαίο σύνολο δεδομένων που αντιπροσωπεύει την παρουσία SOP και την κλάση SOP με σχετικό IOD. Το σύνολο δεδομένων είναι η αναπαράσταση πληροφοριών του πραγματικού κόσμου. Το σύνολο δεδομένων περιέχει στοιχεία δεδομένων και τα στοιχεία δεδομένων περιέχουν τιμές των χαρακτηριστικών αυτού του αντικειμένου. Η δομή των χαρακτηριστικών καθορίζεται στα IOD. Ένα αντικείμενο δεδομένων DICOM αποτελείται από έναν αριθμό χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένων στοιχείων όπως όνομα, αναγνωριστικό κ.λπ., καθώς και ένα ειδικό χαρακτηριστικό που περιέχει τα δεδομένα εικονοστοιχείων εικόνας.

Στοιχεία δεδομένων

Το στοιχείο δεδομένων αποτελείται από το στοιχείο δεδομένων Tag, μήκος τιμής και τιμή για το στοιχείο δεδομένων. Υπάρχουν 5 τύποι στοιχείων δεδομένων και συγκεκριμένα στοιχεία Απαιτούμενα Δεδομένα Τύπου 1, Στοιχεία Δεδομένων υπό όρους Τύπου 1C, Απαιτούμενα Στοιχεία Δεδομένων Τύπου 2, Στοιχεία Δεδομένων υπό Συνθήκη Τύπου 2C και Προαιρετικά Στοιχεία Δεδομένων Τύπου 3. Βασικό Τρεις τύποι δομών στοιχείων δεδομένων είναι οι εξής.

Στοιχείο δεδομένων με ρητό VR

Στοιχείο δεδομένων με ρητό VR

Στοιχείο δεδομένων με σιωπηρή εικονική πραγματικότητα

1. Ετικέτα στοιχείου δεδομένων: Ένας διατεταγμένος ακέραιος αριθμός που αντιπροσωπεύει τον αριθμό της ομάδας και τον αριθμό του στοιχείου
2. Αναπαράσταση τιμής VR: Το VR είναι μια συμβολοσειρά χαρακτήρων που αντιπροσωπεύει το VR του Στοιχείου δεδομένων.
3. Μήκος τιμής: ο ανυπόγραφος ακέραιος αντιπροσωπεύει το ρητό μήκος του πεδίου τιμής.
4. Πεδίο τιμής: Περιγράφει τις τιμές των στοιχείων δεδομένων.

Σύνταξη μεταφοράς

Η σύνταξη μεταφοράς είναι ένα σύνολο κανόνων για την κωδικοποίηση ώστε να αναπαριστούν ξεκάθαρα πιο αφηρημένες συντακτικές. Με τη βοήθεια της σύνταξης μεταφοράς, οι οντότητες που επικοινωνούν διαπραγματεύονται κοινές τεχνικές κωδικοποίησης τις οποίες υποστηρίζουν.

SOP

Η Ένωση IOD και DIMSE ορίζει μια κλάση SOP. Ο ορισμός της κλάσης SOP περιέχει τους κανόνες και τη σημασιολογία που μπορεί να περιορίσουν τη χρήση των υπηρεσιών στην Ομάδα Υπηρεσιών DIMSE ή τις ιδιότητες του IOD. Παραδείγματα στοιχείων υπηρεσίας είναι Αποθήκευση, Λήψη, Εύρεση, Μετακίνηση κ.λπ. Παραδείγματα Αντικειμένων είναι εικόνες CT, εικόνες μαγνητικής τομογραφίας, αλλά περιλαμβάνουν επίσης λίστες χρονοδιαγράμματος, ουρές εκτύπωσης κ.λπ.

Υπηρεσίες

Η DICOM παρέχει διάφορες υπηρεσίες, που σχετίζονται κυρίως με την επικοινωνία δεδομένων. Το καθένα περιγράφεται συνοπτικά παρακάτω:

Αποθήκευση: Η υπηρεσία DICOM Store στέλνει εικόνες ή άλλα αντικείμενα σε ένα σύστημα αρχειοθέτησης και επικοινωνίας εικόνων (PACS) ή διακομιστή.

Δέσμευση αποθήκευσης: Η υπηρεσία δέσμευσης αποθήκευσης χρησιμοποιείται για την επιβεβαίωση ότι μια εικόνα έχει αποθηκευτεί μόνιμα στη συσκευή ba σε οποιοδήποτε τύπο μέσου.

Ερώτημα/ανάκτηση: Αυτή η υπηρεσία επιτρέπει σε ένα σταθμό εργασίας να βρίσκει τις λίστες εικόνων ή άλλων αντικειμένων και στη συνέχεια να τις ανακτά από το PACS.

Λίστα εργασιών Modality: Η υπηρεσία λίστας εργασίας modality παρέχει μια λίστα διαδικασιών απεικόνισης που έχουν προγραμματιστεί για εκτέλεση από μια συσκευή λήψης εικόνας.

Εκτύπωση: Αυτή η υπηρεσία στέλνει εικόνες στον εκτυπωτή.

Αριθμοί θύρας μέσω IP

Το DICOM χρησιμοποιεί τις ακόλουθες θύρες TCP και UDP:

1. 104
2. 2761
3. 2762
4. 11112

Βιβλιογραφικές αναφορές

• https://en.wikipedia.org/wiki/DICOM
• https://www.leadtools.com/sdk/medical/dicom-spec
• https://www.dicomstandard.org/concepts/
• https://www.dicomlibrary.com/dicom/