Kaatumiskurssi DICOM Medical Imaging -tietojen käsittelystä

Kun tekniikka löytää tiensä lääketieteen kaikkiin osa-alueisiin, radiologian alalla on tapahtunut suurta edistystä. Radiologia riippui kerran yksinkertaisista kaksiulotteisista kuvista, jotka oli kehitettävä ja kiinnitettävä manuaalisesti ennen katselua. Nyt, melkein kaikki lääketieteellisen kuvantamisen muodot ovat digitalisoituneet ja radiologian spektri sisältää paitsi digitaaliset röntgenkuvat myös CT-skannaukset, MRI: t, ultraääni, ja ydinkuvaus. Standardien ja yhdenmukaisuuden ylläpitämiseksi erilaisissa lääketieteellisissä kuvantamismuodoissa, DICOM-käsite otettiin käyttöön.

Lääketieteen opiskelijana tai jopa täysimittaisena radiologina, mahdollisuus käsitellä niin paljon tekniikkaa voi tuntua melko pelottavalta. Tässä artikkelissa selitetään yksinkertaisesti, miten voit käsitellä DICOM-tiedostoja ja hyödyntää niiden kaikkia mahdollisuuksia.

Mikä on DICOM lääketieteellisessä kuvantamisessa?

DICOM sanoista Digitaalisen kuvantamisen ja viestinnän lääketieteen. Se on standardi, kansainvälisesti hyväksytty muoto katsella, tallentaa, hakea ja jakaa lääketieteellisiä kuvia. DICOM noudattaa määritettyjä protokollia lääketieteellisten kuvien välityksellä välitettyjen tietojen tarkkuuden ylläpitämiseksi.

Miksi minun täytyy oppia DICOM-tiedostoista?

Opiskelijana tai harjoittavana radiologina kaikki näkemäsi lääketieteelliset kuvat ovat todennäköisesti DICOM-muodossa. DICOM-lääketieteellisen kuvantamisen tietoja ei voi avata tavallisilla kuvantamisohjelmilla, jotka ovat käyttöjärjestelmissä, kuten Windows- tai Mac OS -käyttöjärjestelmissä. DICOM-lääketieteellisten kuvatiedostojen noutamiseksi, tarkastelemiseksi ja käyttämiseksi on asennettava erityinen DICOM-katseluohjelma. Siksi, on tärkeää tietää, miten tätä muotoa käytetään, mitkä ovat joitain asiaankuuluvia sovelluksia, ja miten pääset käsiksi sen sisältämiin tietoihin ja ominaisuuksiin.

Mitä DICOM Medical Image -tiedosto sisältää?

Mikä tahansa DICOM-lääketieteellinen kuva koostuu kahdesta osasta: otsikosta ja itse kuvasta. Otsikko koostuu kuvaa kuvaavista tiedoista, joista tärkein on potilastiedot. Tämä sisältää potilaan demografiset tiedot, kuten potilaan nimi, ikä, sukupuoli, ja syntymäaika. Otsikko voi myös antaa tietoja kuvan ominaisuuksista, kuten hankintaparametreista, pikselin voimakkuudesta, matriisikoosta ja kuvan mitoista. Kun tiedosto Explorer avataan DICOM-lääketieteellisen kuvantamisen tietojen tarkastelua varten, otsikko voi antaa potilasta ja kuvaa koskevia tietoja. Otsikko koodataan yleensä kuvaan niin, että potilas, jolle kuva kuuluu, voidaan helposti tunnistaa. Otsikko voi kuitenkin joskus kadota, jos DICOM-tiedosto viedään muihin muotoihin, kuten JPEG-tiedostoon. Joskus saatat haluta menettää otsikkotiedot tarkoituksella, yleensä nimettömäksi tutkimustapauksissa. Tämä voidaan tehdä vain käyttämällä tiettyjä ohjelmistotoimintoja.

Mistä voin käyttää DICOM-tiedostoja?

Tämä riippuu siitä, mihin tarkoitukseen haluat tiedostot. Jos olet potilas ja olet tehnyt skannauksia, saat todennäköisesti CD- tai DVD-levyn, jossa on kuvia. Jos olet lääketieteen opiskelija ja haluat katsella DICOM-kuvia oppimista ja opiskelua varten, voit ladata tällaisia kuvia online-resursseista. Jos olet radiologi ja sinun on käytettävä tiedostoja niiden tulkitsemiseksi ja diagnoosien tunnistamiseksi, sinun on käytettävä PACS-palvelinta.

• CD/DVD:t: Yleisesti ottaen lääketieteellisen kuvantamisen yhteydessä potilas saa yleensä kopion kuvatiedostoista CD- tai DVD-levyltä. Tällaisilla CD-levyillä on yleensä mukana DICOM-lääketieteellisen kuvantamisen katseluohjelma, joka voi auttaa sinua katselemaan kuvia. Joillakin CD-levyillä ei ehkä ole varsinaista sovellusta, mutta ne voivat tarjota Internet-linkin, jolla voit ladata sopivan lääketieteellisen DICOM-katseluohjelman.

• Verkkoresurssit: Jos olet opiskelija ja etsit lääketieteellisiä kuvia, joista oppia, on olemassa useita online-resursseja, jotka voivat auttaa sinua. Hyviä ovat Dicom-kirjasto, Osirix-kuvakirjastoja syöpä Kuvantamisarkistot.

• PACSpalvelin: PACS sanoista Picture Archiving and Communications System. Tämä on pohjimmiltaan tietokanta, johon kaikki lääketieteelliset kuvat tallennetaan. PACS-palvelimessa on oltava runsaasti tallennustilaa, koska korkealaatuiset DICOM-tiedostot vievät yleensä paljon tilaa. Jokaisella sairaalalla on yleensä oma PACS-palvelin. Sairaalassa otettu lääketieteellinen kuva tallennetaan automaattisesti kyseiseen PACS-palvelimeen.

Jotta radiologi voi käyttää DICOM-lääketieteellisiä kuvatiedostoja diagnoosia ja tulkintaa varten, DICOM-työaseman on oltava käytettävissä. Tämä on yleensä ohjelmistosovellus, joka pystyy integroimaan täydellisesti PACS-palvelimen kanssa: sovelluksen on voitava käyttää ja hakea DICOM-kuvia PACS-palvelimelta sekä sallia muokattujen kuvien katselu ja muokkaaminen ja tallentaminen uudelleen PACS-palvelimelle.

Kuinka tarkastelen DICOM-tiedostoa?

DICOM-lääketieteellisten kuvien katselu vaatii erityisiä ohjelmistoja. DICOM-lääketieteellisen kuvantamistiedon katseluun on periaatteessa kahdenlaisia ohjelmistoja - omia ohjelmistoja ja kolmannen osapuolen ohjelmistoja. Omaohjelmisto tulee yhdessä lääketieteellisen kuvantamisen laitteiston kanssa, ja sen luo yleensä sama valmistaja. Kun laite on hankkinut CT- tai MRI-skannauksen, kuvia voi tarkastella samalla työasemalla DICOM-lääketieteellisen kuvantamisen katseluohjelman kautta. Oman ohjelmiston avulla käyttäjät voivat dynaamisesti tarkastella peräkkäisiä kuvia ja mahdollistaa myös näiden kuvien jälleenrakentamisen. Yksi merkittävä haittapuoli on, että näitä kuvatiedostoja voidaan tarkastella vain samassa paikassa kuin laitteisto. Kuvat voidaan siirtää kannettaviin tallennuslaitteisiin tai muihin verkon tietokoneisiin vain pakkaamalla kuvat (kuvattu alla olevassa osassa). Kuitenkin, kun kuvat on viety, kyky katsella ja muokata alkuperäistä kuvaa häviää yleensä.

Kolmannenosapuolen ohjelmistot DICOM-kuvien katseluun ovat yleistymässä. Nämä ovat erillisiä sovelluksia, jotka voivat avata DICOM-tiedostoja mistä tahansa lähteestä — Internetistä, CD- tai DVD-levyltä tai PACS-palvelimelta. Nykyään markkinat ovat täynnä DICOM-katselusovelluksia, ja käytettävissä on sekä ilmaisia että maksettuja vaihtoehtoja. Jokaisella DICOM-lääketieteellisellä kuvankatseluohjelmalla on omat ominaisuutensa, ja voit valita niistä riippuen erityisvaatimuksistasi.

Mitä voin tehdä DICOM-tiedostolle kuvan katselun lisäksi?

Nykypäivän DICOM-lääketieteellisen kuvantamisen katsojat voivat tehdä muutakin kuin vain auttaa DICOM-kuvien katseluun. Jotkut sovellukset ovat riittävän hienostuneita parantamaan kuvanlaatua ja tuottamaan lisätietoja hankituista kuvista, jotka voivat auttaa diagnoosissa. Joitakin toimintoja, joita voit suorittaa kuvan katselun lisäksi, ovat

• Kuvanlaadunparantaminen: Voit lisätä tai vähentää kuvan kirkkautta. Kontrastia muuttamalla voit erottaa paremmin kuvan radiotiheät ja radiolucent-alueet. Voit myös lähentää kiinnostavaa aluetta. Erityinen menetelmä kuvanlaadun parantamiseksi kiinnostavalla alueella sisältää suurimman ja pienimmän intensiteetin ennusteita. Tämä auttaa eristämään alueet, jotka ovat absorboineet maksimaalisen tai pienimmän säteilyn, erottaen ne ympäröivistä alueista.

• Kuvienrekonstruointi: Alkuperäinen DICOM-tietojoukko sisältää sarjan kaksiulotteisia kuvia, jotka on otettu kaikilla kolmella tasoilla - aksiaalisella, koronaalisella ja sagittaalilla. Nämä kuvat voidaan rekonstruoida antamaan kolmiulotteinen näkymä anatomisesta alueesta. Tätä kutsutaan 3D-renderöinniksi. Toinen tekniikka, nimeltään Multiplanar Reconstruction (MPR), sisältää tuoreiden viipaleiden tekemisen 3D-rekonstruoiduista kuvista. Tämä antaa radiologille mahdollisuuden tarkastella erilaisia anatomisia tasoja tai kulmauksia alun perin hankituista viipaleista.

• Mittaustentekeminen: Joidenkin lääketieteellisten DICOM-katsojien avulla voit tehdä lineaarisia tai jopa tilavuusmittauksia anatomisista rakenteista. Tämä voi olla hyödyllistä hoidon suunnittelussa ja hoidon tehokkuuden arvioinnissa. Esimerkiksi, luisen kiertoradan traumaattisen vamman tapauksissa, volumetrinen analyysi ja loukkaantuneen kiertoradan vertailu muuttumattomaan voivat auttaa kiertoradan jälleenrakennuksen suunnittelussa.

• Lääketieteellistenkuvien vertailu ja yhdistäminen: DICOM-lääketieteellisten sovellusten avulla radiologi voi verrata kahta erilaista kuvaa samanaikaisesti. Tämä on hyödyllistä, kun halutaan arvioida taudin etenemistä ajan tai hoidon tehoa. Tiettyjen DICOM-sovellusten avulla voidaan myös yhdistää kahta erilaista lääketieteellistä kuvantamistapaa. Esimerkiksi PET- ja CT-kuvien yhdistäminen voi varmistaa, että korkean metabolisen aktiivisuuden alueet (sijaitsevat PET: n avulla) kartoitetaan tiettyihin anatomisiin kohteisiin (CT-skannauksella). Tämä antaa lääkärille mahdollisuuden poimia molempien kuvantamistapojen edut samanaikaisesti.

Miten voin jakaa ja viedä DICOM-tiedostoja?

Yhden potilaan DICOM-lääketieteellinen tiedosto koostuu useista kuvista, jotka kaikki ovat korkearesoluutioisia. Siksi tiedostokoko voi olla melko suuri (esimerkiksi yksi CT-skannaus voi kestää jopa 35 Mt). Nämä tiedostot on siis pakattava, ennen kuin ne voidaan jakaa ja siirtää.

Tiedostoja voidaan pakata kahdella tavalla - häviötön ja häviöllinen. Häviöttömässäpakkauksessa, vaikka tiedosto itsessään on pakattu, tietoja ei menetetä. Siksi alkuperäinen tiedosto voidaan palauttaa milloin tahansa. Tällainen pakkaus vaatii kuitenkin paljon käsittelyä, joten häviöttömät tiedostot ovat hitaita avautumaan ja hitaita tallentamaan. Tällä menetelmällä ei voida saavuttaa huomattavaa määrää pakkausta. Toisaalta häviöllinen pakkaus mahdollistaa tiedostokoon pienentämisen poistamalla todelliset tiedot. Yleensä vain tarpeettomat tiedot poistetaan. Joskus kuitenkin, jos liiallinen pakkaus tehdään, kuvan laatu voi vaikuttaa haitallisesti. Tällä menetelmällä tiedostot voidaan pakata paljon pienempiin kokoihin kuin alkuperäinen tiedosto.

Pakattu tiedosto voidaan viedä eri muotoihin. Jotkut yleisimmistä kuvamuodoista ovat JPEG-, TIFF-, PNG- ja GIF-muodot.

• JPEG(Joint Photographic Experts Group): JPEG-muoto tukee sekä häviötöntä että häviöllistä pakkausta. Standardi JPEG käyttää häviöllistä pakkausta. Operaattori voi määrittää, kuinka paljon pakkausta on sovellettava, ja voi siten hallita kuinka paljon dataa menetetään. Toinen versio, JPEG 2000, tukee häviötöntä pakkausta. Tämän sovelluksen avulla operaattorit voivat tunnistaa tietyt kuvan alueet ”kiinnostaviksi alueiksi”. Pelkästään nämä alueet puristetaan häviöttömästi, kun taas muut kuvan osat puristetaan häviöttömästi. JPEG on hyödyllinen kuvien jakamiseen helposti tietokoneiden välillä. Sitä voidaan käyttää kuvien lataamiseen verkkosivustoille ja tavallisiin PowerPoint-esityksiin. Huonona puolena on, että kuvien laatu ei välttämättä kelpaa paperijulkaisuihin.

• TIFF(Tagged Image File Format): TIFF-muoto voi myös tukea sekä häviöttömiä että häviöttömiä pakkauksia. TIFF toimittaa korkealaatuisempia kuvia, ja siksi se on useiden julkaisujen suositeltava muoto. Tiedostokoko on kuitenkin suurempi, eikä se välttämättä sovellu käytettäväksi esityksissä tai internetissä.

• PNG(Portable Network Graphics format): Tämä tukee häviötöntä pakkaustyyppiä. PNG: n avulla voidaan hallita kuvan ominaisuuksia, kuten kirkkautta ja läpinäkyvyyttä. Yksi PNG: n etu on, että kuvat voidaan merkitä metatiedoilla, jotka muistuttavat DICOM-tiedoston otsikkoa. Tämä monipuolinen muoto sopii julkaisuihin, esityksiin ja Internetiin.

• GIF(Graphics Interchange format): Tämä oli yksi varhaisimmista kuvantamismuodoista, jotka otettiin käyttöön, eikä sitä käytetä nykyään paljon. Sillä on rajalliset ominaisuudet ja puristus on tehotonta. Se tukee häviötöntä pakkaustyyppiä ja sitä käytetään suurelta osin verkkosivustoille.

Nyt kun olen oppinut DICOM-ohjelmistosta, mikä on seuraava askel?

Paras tapa käyttää DICOM-lääketieteellistä kuvantamistietoa on mennä käytännön käyttöön. Ensimmäinen vaihe on ladata tarpeisiisi sopiva DICOM-sovellus ja aloittaa sen käyttö. On olemassa useita ilmaisia sovelluksia, joiden avulla voit hankkia kokemusta. Suosituimpia ovat PostDICOM, Horos, Radiant, Miele LXIV ja Navegatium.

PostDICOM on yksi koko sopii kaikille sovellus, joka on juuri oikea aloittelijalle. Se on yhteensopiva yleisimmin käytettyjen käyttöjärjestelmien kanssa, mukaan lukien Windows, Mac OS, Linux ja Android-alustat. Se on nopea ja siinä on helppokäyttöinen käyttöliittymä, joka sopii erinomaisesti ihmisille, jotka vain oppivat DICOM-kuvien käsittelyn perusteet. Samanaikaisesti radiologit voivat käyttää sovellusta parannettuihin diagnostisiin ominaisuuksiin, kuten MPR, MP, MINIP ja äänenvoimakkuuden renderointi. PostDiComin mukana tulee ainutlaatuinen pilvipohjainen PACS, jonka avulla voit tallentaa DICOM-tiedostoja verkossa ja käyttää niitä missä ja milloin tahansa. Voit kokeilla, PostDICOM lääketieteellinen kuvantamisohjelmisto maksutta! Yhden helppokäyttöisen tilin kautta voit tallentaa kuvat pilvipohjaiseen PACS-palveluun. Jos sinusta tuntuu, että tarvitset enemmän tallennustilaa tai enemmän käyttäjätilejä, päivitysvaihtoehdot ovat käytettävissä. Kokeile PostDicomia tänään!