Die digitale medizinische Bildgebung ist zu einem festen Bestandteil der Radiologie geworden. Der Radiologe von heute muss mit den technischen Aspekten der medizinischen Bildgebung vertraut sein. An der Spitze der medizinischen Bildgebungstechnologie steht der DICOM-Standard. DICOM steht für Digitale Bildgebung und Kommunikation in der Medizin. Dies ist eine Reihe von Standards, die vom American College of Radiology in Zusammenarbeit mit der National Electrical Manufacturers Association festgelegt wurden. DICOM stellt sicher, dass medizinische Bilder den Qualitätsstandards entsprechen, sodass die Genauigkeit der Diagnose erhalten bleibt. Alle Bildgebungsmodalitäten, einschließlich CT, MRT und Ultraschall, müssen den DICOM-Standards entsprechen. Bilder im DICOM-Format müssen über spezielle DICOM-Anwendungen abgerufen und verwendet werden. Das Grundkonzept von DICOM zu verstehen ist zwar einfach genug, aber der Prozess der tatsächlichen Verwendung von DICOM-bezogener Hard- und Software erfordert einen größeren technischen Einblick. In diesem Artikel werden die verschiedenen Phasen des DICOM-Workflows für medizinische Bilder untersucht.
Medizinische DICOM-Bilder durchlaufen verschiedene Prozesse — Erfassung, Speicherung, Bearbeitung, Sekundärverarbeitung, Freigabe und Druck sowie Abruf. Alle Aspekte dieses Workflows werden von einem zentralen Server verwaltet, der als PACS bezeichnet wird.
Das Herzstück des gesamten DICOM-Workflow-Prozesses ist PACS. PACS steht für Picture Archiving and Communications System. PACS fungiert im Wesentlichen als Host, der DICOM-bezogene Bildgebungsdaten speichert und Funktionen integriert, die sich auf diese Bilder beziehen. Sie müssen sich PACS als zentralen Koordinator vorstellen, in dem sich mehrere Prozesse treffen und integrieren. Eine ideale DICOM-PACS-Software sollte in der Lage sein, Quellgeräte, Arbeitsstationen, gemeinsame Netzwerke, Abruf- und Druckgeräte zu integrieren.
In früheren Tagen wurden medizinische Bilder, die sowohl manuell als auch digital aufgenommen wurden, als Filme ausgedruckt oder auf externen Geräten wie CDs und DVDs gespeichert. Die Entwicklung von PACS hat zu einem schnelleren und zuverlässigeren Umgang mit medizinischen Bildern geführt. Die Kosten für die Radiologie sind aufgrund des geringeren Bedarfs an gedruckten Filmen und festem Speicherplatz gesunken. Obwohl digitaler Speicher früher teuer war, sind die Kosten im Laufe der Jahre erheblich gesunken. Mit PACS kann der Radiologe die Zeit besser verwalten, da Bilder buchstäblich von überall und zu jedem Zeitpunkt abgerufen werden können. Die Zeit, die zum Verfolgen früherer Bilder benötigt wird, wird ebenfalls reduziert. Die digitale Speicherung von Bildern verringert das Risiko von unbeabsichtigten Fehlern wie falsch beschrifteten Dateien und Schäden an Filmen. Die Bearbeitungszeit für das Reporting wird ebenfalls verkürzt, da der Workflow insgesamt verbessert wird. All dies trägt zu besseren Patientenergebnissen bei.
PACS besteht aus einer Reihe von Komponenten, die für den DICOM-Workflow unerlässlich sind. Diese werden im Folgenden beschrieben:
Die Quelle aller medizinischen Bilder ist die Hardwareausrüstung, die sie generiert. Der Detektor innerhalb des bildgebenden Geräts erkennt das Bild und überträgt es in einem digitalisierten Format an den Computer, auf dem es entweder sofort angezeigt oder zur späteren Betrachtung gespeichert werden kann. Alle Bilder werden im DICOM-Format erfasst und gespeichert.
Sobald die Bilder von der Quelle aufgenommen wurden, müssen sie sicher gespeichert werden. Die DICOM-Serversoftware fungiert als Ablagesystem, um alle Bilder auf organisierte Weise zu speichern. Bilder vom DICOM-Server können entweder zur Interpretation an die digitale Workstation gesendet oder gedruckt werden. Einige fortschrittliche DICOM-Server-Softwareanwendungen ermöglichen auch das direkte Hochladen und Online-Teilen von Bildern.
Wie der Name schon sagt, ist die DICOM-Workstation der Bereich, in dem Radiologen Bilder betrachten und interpretieren. Es gibt zwei Arten von DICOM-Arbeitsplatzsoftware. Der erste Typ, proprietäre Software genannt, wird zusammen mit der Quellausrüstung geliefert und wird normalerweise vom selben Hersteller erstellt. Diese DICOM-Arbeitsplatzsoftware muss unbedingt am selben Ort wie das Quellgerät verwendet werden. Die zweite Art von DICOM-Arbeitsplatzsoftware ist Software von Drittanbietern, die an einem vom Quellgerät entfernten Standort verwendet werden kann. Diese Art von Software ist besonders in Krankenhäusern nützlich, in denen ein hoher Zustrom von Patienten zu medizinischen Bildgebungsuntersuchungen kommt. Bilder können schnell für jeden Patienten aufgenommen werden und können zu einem späteren Zeitpunkt vom Radiologen abgerufen und interpretiert werden. Eine DICOM-Anwendung eines Drittanbieters muss DICOM-Bilder vom PACS-Server empfangen können. Daher müsste dazu die DICOM-Empfängersoftware in die Anwendung integriert sein. Die DICOM-Empfängersoftware ermöglicht dem Radiologen den Zugriff auf Bilder vom PACS-Server oder von externen Laufwerken wie CD/DVD-Laufwerken.
Eine DICOM-Arbeitsplatzsoftware kann zusätzlich zu den Öffnungs- und Empfangsfunktionen über zusätzliche Funktionen verfügen, die dem Radiologen helfen können, die diagnostische Genauigkeit zu verbessern und das Fortschreiten von Krankheiten zu verfolgen. Einige dieser Funktionen beinhalten
Bildverbesserung: Mit der DICOM-Arbeitsplatzsoftware können Radiologen die Qualität der Bilder verbessern, indem Parameter wie Helligkeit, Farbe und Kontrast geändert werden. Diese Funktion ist normalerweise auch bei den grundlegendsten DICOM-Viewern verfügbar.
Bildveränderung und Rekonstruktion: Die fortschrittliche DICOM-Arbeitsplatzsoftware ermöglicht es Benutzern, die ursprünglich aufgenommenen Bilder zu bearbeiten, sodass aus den medizinischen Bildern neue Informationen gewonnen werden können. Beispielsweise können die Bilder einer bestimmten anatomischen Region, die in drei Ebenen (axial, koronal und sagittal) aufgenommen wurden, zu einem dreidimensionalen rekonstruierten Bild kombiniert werden. Dies gibt dem Radiologen eine bessere anatomische Orientierung. Das rekonstruierte Bild kann auch erneut in verschiedenen Ebenen und Winkeln im Vergleich zu den ursprünglich aufgenommenen Bildern geschnitten werden. Diese Technik wird als Multiplanare Rekonstruktion (MPR) bezeichnet.
Lokalisierung der Region von Interesse: Bereiche, die die maximale oder minimale Energiemenge absorbieren, können als Maximum-Intensitätsprojektionen (MIP) und Minimale Intensitätsprojektionen (MINIP) identifiziert werden. Die Identifizierung dieser Bereiche kann dem Radiologen helfen, Auffälligkeiten schnell zu erkennen.
Generieren von Berichten: Einige Zuschauer ermöglichen es Radiologen sogar, Berichte auf der Grundlage ihrer Ergebnisse zu erstellen und sie in Textverarbeitungsprogramme zu exportieren.
Exportieren von Dateien: Medizinische Bilder können für Lehr- und Lernzwecke verwendet werden. Manchmal können medizinische Bilder auch in Buch- und Zeitschriftenveröffentlichungen verwendet werden. Medizinische Bilder im DICOM-Format sind riesig und können oft nicht direkt verwendet werden. Es ist notwendig, die Datei zu komprimieren und in ein anderes Imaging-Format zu konvertieren. Es sind verschiedene Bilddateiformate verfügbar. Das JPEG-Format wird am häufigsten verwendet, und DICOM-Dateien können mit diesem Format auf eine sehr kleine Größe komprimiert werden. Durch die JPEG-Komprimierung können jedoch Daten verloren gehen und die ursprüngliche DICOM-Datei kann nicht wiederhergestellt werden. Andere Dateiformate wie TIFF und PNG ermöglichen die Wiederherstellung der Originaldatei, können Dateien jedoch nur begrenzt komprimieren. JPEG ist nützlich, wenn man Bilder in der Lehre, in Fallpräsentationen oder zur Präsentation von Fällen im Internet verwenden möchte. Die Formate TIFF und PNG eignen sich besser für Buch- und Zeitschriftenveröffentlichungen.
Anonymisierung von Dateien: Wenn die medizinischen Bilder für Forschungszwecke bestimmt sind oder in einem offenen Forum wie einer Website veröffentlicht werden sollen, ist es ethisch notwendig, die Dateien zu anonymisieren, damit das medizinische Bild nicht mit einem bestimmten Patienten verknüpft werden kann. Einige DICOM-Anwendungen ermöglichen eine Anonymisierung, indem sie Patienteninformationen aus dem Header der Datei entfernen.
Obwohl das Drucken von medizinischen DICOM-Bildern langsam eingestellt wird, gibt es immer noch Fälle, in denen gedruckte Filme nützlich sein können. Wenn beispielsweise chirurgische Eingriffe an entfernten Orten durchgeführt werden (wo der Operationskomplex keinen Zugang zum PACS-Server hat), kann es hilfreich sein, die Filme auszustellen. In diesen Fällen kann eine DICOM-Druckersoftware verwendet werden, um Filme aus gespeicherten DICOM-Bildern zu drucken. Neben der DICOM-Drucksoftware kann auch ein Drucker erforderlich sein, der DICOM-Bilder drucken kann.
1. Webbasiertes PACS
Mit dem Aufkommen des Cloud-basierten Speichers ist webbasiertes PACS Realität geworden. PACS muss nicht auf ein bestimmtes Krankenhaus oder eine bestimmte Klinik beschränkt sein. Alle medizinischen Bilder, die an der Quelle aufgenommen wurden, können ins Internet hochgeladen und in der Cloud gespeichert werden. Dies hat zur Entwicklung eines neuen Abzweigs der Radiologie geführt — der Teleradiologie. Teleradiologie ermöglicht es Radiologen, Bilder anzusehen und Diagnosen in entfernten Zentren zu stellen.
2. Integration anderer Informationssysteme mit PACS
Neben PACS gibt es mehrere andere Informationssysteme, die in Krankenhäusern eingesetzt werden. Das Radiologie-Informationssystem (RIS) wurde entwickelt, um Bestellungen für die medizinische Bildgebung entgegenzunehmen, Rechnungen dafür zu erstellen und den vom Radiologen interpretierten Abschlussbericht zu liefern. Das Krankenhausinformationssystem (HIS) enthält in der Regel die vollständigen elektronischen Krankenakten und Rechnungsinformationen des Patienten. Fortschrittlichere Softwaresysteme ermöglichen die Integration aller oben genannten Informationssysteme mit PACS. Auf diese Weise kann eine vollständige Aufzeichnung der Patienteninformationen gespeichert und dem Arzt zugänglich gemacht werden, der dann fundiertere Entscheidungen über die medizinische Versorgung eines Patienten treffen kann.
Um den gesamten DICOM-PACS-Workflow angemessen abzudecken, benötigen Sie Software, mit der Sie die DICOM-Bilder von der Quelle empfangen können (DICOM-Empfängersoftware), Software, mit der Sie die Bilder anzeigen und bearbeiten können (DICOM-Viewer), Software, die Ihnen hilft, alle Bilddaten zu speichern und nach Belieben abzurufen (DICOM Serversoftware) und Software, mit der Sie Ihre medizinischen Bilder teilen und drucken können (DICOM-Exportsoftware und DICOM-Drucksoftware). Anstatt eine Vielzahl von Softwareanwendungen für diese Zwecke zu verwenden, gibt es Programme, die zwei oder mehr der oben genannten Anforderungen erfüllen. Im Großen und Ganzen gibt es zwei Arten von Softwareanwendungen, die alle Radiologen erwerben müssen:
Mit dieser Software können Benutzer in erster Linie aufgenommene DICOM-Bilder anzeigen. Es verfügt normalerweise über Funktionen zum Abrufen und Drucken, und einige Viewer unterstützen auch den Export von Dateien. Fortgeschrittene DICOM-Viewer verfügen über zusätzliche Workstation-Funktionen, die das Bearbeiten und Rekonstruieren von Bildern ermöglichen. Einige der heute verfügbaren beliebten DICOM-Viewer sind
Horos: Horos ist ein Open-Source-DICOM-Viewer, der mit Mac OS funktioniert. Die Software ermöglicht nicht nur die Anzeige, sondern auch erweiterte Diagnosen mithilfe von MPR, MIP und Volume-Rendering. Es hat auch Tools zum Bearbeiten von Bildern und zum Durchführen von Messungen. Horos hat auch ein Plug-In, das das Hochladen von Bildern auf radiopedia, eine Online-Ressource mit einer großen Anzahl von Referenzfällen und Artikeln, ermöglicht. Horos kann jedoch nicht kostenlos in PACS integriert werden. Es ist gut für Studenten und Einwohner. Radiologen können die kommerzielle Version Osirix MD verwenden.
Radiant: Der Radiant DICOM-Bildbetrachter ist eine einfache, schnelle Plattform, die mit Windows kompatibel ist. Es verfügt über mehrere Funktionen, darunter MPR, MIP und Bildfusion. Bilder können in JPEG, PNG und andere Bildformate exportiert werden. Sie können auch direkt in Präsentationen und Word-Dokumente kopiert werden. Die Anwendung ist nur ein Betrachter und bietet keinen Speicherplatz. Es ist jedoch nützlich für Studierende und Einwohner, sowohl für das Studium als auch für die Forschung.
Es wird auch als DICOM-PACS-Software bezeichnet und kann, wie der Name schon sagt, DICOM-Dateien speichern und abrufen. Eine DICOM-PACS-Software kann einen eigenen Betrachter haben oder sie kann in andere DICOM-Viewer integriert werden. Einige Beispiele für kostenlose DICOM PACS-Zuschauer sind
Dicoogle: Dicoogle ist ein Open-Source-PACS-Archiv, das das Speichern und Abrufen von DICOM-Dateien unterstützt. Es verfügt über eine Indizierungs-/Abfrage-Engine, mit der Benutzer nach DICOM-Studien suchen und diese abrufen können. Es kann auf mehreren Plattformen funktionieren, darunter Windows, Linux und Mac OS.
Orthanc: Orthanc ist eine weitere Open-Source-DICOM-Anwendung. Es funktioniert auf mehreren Plattformen, einschließlich Windows, Mac OS und Linux, und kann jeden Computer, der eines dieser Betriebssysteme verwendet, in einen Mini-PACS-Server verwandeln. Es kann auch DICOM-Daten in das PNG-Format exportieren.
SonicDICOM: Dies ist eine DICOM-Serversoftware, die auch mit einem webbasierten DICOM-Viewer geliefert wird. Es kann auch in andere DICOM-Viewer integriert werden. Die kostenlose Version ist eine Testversion und ermöglicht das Speichern von bis zu dreißig Studien mit nicht mehr als fünf Web- oder DICOM-Verbindungen gleichzeitig. Es ist mit Windows OS kompatibel.
Bemerkenswert ist, dass es einige sehr praktische Anwendungen gibt, die sowohl einen DICOM-Viewer als auch PACS in einer einzigen Software kombinieren. Von diesen gehört PostDICOM zu den Besten. Es verfügt über einen leistungsstarken, benutzerfreundlichen DICOM-Viewer, der alle erweiterten Bildgebungsfunktionen wie MPR, MIP, MINIP und Volume-Rendering bietet. PostDICOM gehört zu den ersten Anwendungen, die webbasierte PACS zum Speichern von DICOM-Bildern anbieten. Es ermöglicht den Export in mehrere Formate und das Teilen von Bildern ist über den Cloud-Speicher einfacher. Wenn Sie also Ihren DICOM-Workflow vereinfachen möchten, probieren Sie PostDICOM aus!
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