Een spoedcursus over het omgaan met medische beeldvormingsgegevens van DICOM

Nu technologie zijn weg vindt naar elk aspect van de geneeskunde, is er grote vooruitgang geboekt op het gebied van radiologie. Radiologie was ooit afhankelijk van eenvoudige tweedimensionale afbeeldingen die handmatig moesten worden ontwikkeld en gerepareerd voordat ze werden bekeken. Nu zijn bijna alle vormen van medische beeldvorming gedigitaliseerd en omvat het spectrum van radiologie niet alleen digitale röntgenfoto's, maar ook CT-scans, MRI's, echografie en nucleaire beeldvorming. Om normen en uniformiteit in de verschillende soorten medische beeldvormingsmodaliteiten te handhaven, werd het concept van DICOM geïntroduceerd.

Als geneeskundestudent of zelfs een volwaardige radioloog kan het vooruitzicht om met zoveel technologie om te gaan behoorlijk ontmoedigend lijken. In dit artikel wordt eenvoudig uitgelegd hoe u met DICOM-bestanden kunt omgaan en hun volledige potentieel kunt benutten.

Wat is DICOM in medische beeldvorming?

DICOM staat voor Digital Imaging and Communications in Medicine. Het is een standaard, internationaal geaccepteerd formaat om medische beelden te bekijken, op te slaan, op te halen en te delen. DICOM voldoet aan ingestelde protocollen om de nauwkeurigheid van informatie die wordt doorgegeven via medische beelden te behouden.

Waarom moet ik meer te weten komen over DICOM-bestanden?

Als student of praktiserend radioloog zijn alle medische beelden die u ziet waarschijnlijk in het DICOM-formaat. DICOM-gegevens voor medische beeldvorming kunnen niet worden geopend met gewone beeldvormingssoftware die aanwezig is op besturingssystemen zoals Windows of Mac OS. Er moet een speciale medische DICOM-viewer worden geïnstalleerd om medische beeldbestanden van DICOM op te halen, te bekijken en te openen. Daarom is het belangrijk om te weten hoe u dit formaat moet gebruiken, wat enkele relevante toepassingen zijn en hoe u toegang kunt krijgen tot de informatie en functies die erin zijn opgenomen.

Wat bevat een DICOM Medical Image-bestand?

Elk medisch beeld van DICOM bestaat uit twee delen: een koptekst en het eigenlijke beeld zelf. De koptekst bestaat uit gegevens die de afbeelding beschrijven, waarvan de belangrijkste patiëntgegevens zijn. Dit omvat de demografische informatie van de patiënt, zoals de naam, leeftijd, geslacht en geboortedatum van de patiënt. De koptekst kan ook informatie geven over beeldkenmerken zoals acquisitieparameters, pixelintensiteit, matrixgrootte en afmetingen van de afbeelding. Wanneer een bestandsverkenner wordt geopend om medische beeldvormingsgegevens van DICOM te bekijken, kan de koptekst patiënt- en beeldinformatie geven. De koptekst is meestal gecodeerd naar de afbeelding, zodat de patiënt tot wie de afbeelding behoort gemakkelijk kan worden geïdentificeerd. De koptekst kan echter soms verloren gaan als het DICOM-bestand wordt geëxporteerd naar andere indelingen, zoals JPEG. Soms wilt u opzettelijk de headergegevens kwijtraken, meestal met het oog op anonimisering in onderzoeksgevallen. Dit kan alleen worden gedaan met specifieke softwarefuncties.

Waar heb ik toegang tot DICOM-bestanden?

Dit hangt af van het doel waarvoor u de bestanden wilt hebben. Als u een patiënt bent en scans hebt gemaakt, ontvangt u waarschijnlijk een cd of dvd met afbeeldingen erop. Als u een geneeskundestudent bent en DICOM-afbeeldingen wilt bekijken om te leren en te studeren, kunt u dergelijke afbeeldingen downloaden van online bronnen. Als u radioloog bent en toegang moet krijgen tot bestanden om ze te interpreteren en diagnoses te identificeren, moet u een PACS-server gebruiken.

• CD's/dvd's: Over het algemeen krijgt de patiënt bij medische beeldvorming meestal een kopie van de afbeeldingsbestanden op een cd of dvd. Op dergelijke cd's is er meestal een DICOM-viewer voor medische beeldvorming opgenomen die u kan helpen de afbeeldingen te bekijken. Sommige cd's hebben mogelijk geen daadwerkelijke toepassing, maar kunnen u voorzien van een internetlink om een geschikte medische DICOM-viewer te downloaden.

• Online bronnen: Als je een student bent en op zoek bent naar medische beelden om van te leren, zijn er verschillende online bronnen die je kunnen helpen. Enkele goede zijn de Dicom-bibliotheek, de Osirix Image-bibliotheek en de Kreeft Imaging Archives.

• PACS-server: PACS staat voor Picture Archiving and Communications System. Dit is in feite een database waarin alle medische beelden worden opgeslagen. Een PACS-server moet voldoende opslagruimte hebben, omdat DICOM-bestanden, die van hoge kwaliteit zijn, vaak veel ruimte innemen. Elk ziekenhuis heeft meestal zijn eigen PACS-server. Alle medische beelden die in een ziekenhuis worden gemaakt, worden automatisch opgeslagen op die PACS-server.

Voor een radioloog om toegang te krijgen tot medische beeldbestanden van DICOM met het oog op diagnose en interpretatie, moet er een DICOM-werkstation beschikbaar zijn. Dit is meestal een softwaretoepassing die volledig kan worden geïntegreerd met de PACS-server: de toepassing moet toegang hebben tot DICOM-afbeeldingen van de PACS-server en het bekijken en bewerken en vervolgens opslaan van bewerkte afbeeldingen weer op de PACS-server mogelijk maken.

Hoe bekijk ik een DICOM-bestand?

Voor het bekijken van medische beelden van DICOM is speciale software vereist. Er zijn in principe twee soorten software voor het bekijken van medische beeldvormingsgegevens van DICOM: eigen software en software van derden. Propriëtaire software wordt geleverd met de hardware voor medische beeldvorming en wordt meestal gemaakt door dezelfde fabrikant. Zodra de CT- of MRI-scan door het apparaat is verkregen, kunnen de beelden op hetzelfde werkstation worden bekeken via de DICOM Medical Imaging Viewer. Proprietary software stelt gebruikers in staat om dynamisch sequentiële afbeeldingen te bekijken en maakt ook reconstructie van deze afbeeldingen mogelijk. Een groot nadeel is dat deze afbeeldingsbestanden alleen op dezelfde locatie als de hardware kunnen worden bekeken. De afbeeldingen kunnen alleen worden overgebracht naar draagbare opslagapparaten of naar andere computers op het netwerk door de afbeeldingen te comprimeren (beschreven in het onderstaande gedeelte). Zodra afbeeldingen echter zijn geëxporteerd, gaat de mogelijkheid om de originele afbeelding te bekijken en te bewerken meestal verloren.

Software van derden voor het bekijken van DICOM-afbeeldingen komt steeds vaker voor. Dit zijn zelfstandige toepassingen die DICOM-bestanden vanaf elke bron kunnen openen: internet, een cd of dvd of een PACS-server. De markt van vandaag wordt overspoeld met DICOM-kijktoepassingen, met zowel gratis als betaalde opties beschikbaar. Elke DICOM medische beeldviewer heeft zijn eigen set functies en u kunt er een kiezen, afhankelijk van uw specifieke vereisten.

Wat kan ik doen met een DICOM-bestand naast het bekijken van de afbeelding?

De huidige DICOM-kijkers voor medische beeldvorming kunnen meer doen dan alleen u helpen DICOM-afbeeldingen te bekijken. Sommige toepassingen zijn geavanceerd genoeg om de beeldkwaliteit te verbeteren en aanvullende gegevens van de verkregen afbeeldingen te genereren die kunnen helpen bij de diagnose. Enkele van de functies die u kunt uitvoeren, naast het eenvoudig bekijken van de afbeelding, zijn onder meer

• De beeldkwaliteit verbeteren: U kunt de helderheid van de afbeelding verhogen of verlagen. Door het contrast te wijzigen, kunt u beter onderscheid maken tussen radiodense en radiolucerende gebieden van een afbeelding. Je kunt ook inzoomen op het interessegebied. Een speciale methode om de beeldkwaliteit in het interessegebied te verbeteren, omvat projecties met maximale en minimale intensiteit. Dit helpt bij het isoleren van gebieden die maximale of minimale straling hebben geabsorbeerd, waardoor ze worden onderscheiden van de omliggende gebieden.

• Afbeeldingen reconstrueren: De initiële DICOM-gegevensset bevat een reeks tweedimensionale afbeeldingen, gemaakt in alle drie de vlakken: axiaal, coronaal en sagittaal. Deze beelden kunnen worden gereconstrueerd om een driedimensionaal beeld te geven van het anatomische gebied. Dit wordt 3D-rendering genoemd. Een andere techniek, Multiplanar Reconstruction (MPR) genaamd, omvat het maken van verse plakjes van de 3D-gereconstrueerde afbeeldingen. Hierdoor kan de radioloog verschillende anatomische niveaus of hoekingen bekijken van de plakjes die oorspronkelijk werden verkregen.

• Metingen uitvoeren: Sommige medische DICOM-viewers stellen u in staat om lineaire of zelfs volumetrische metingen van anatomische structuren uit te voeren. Dit kan nuttig zijn bij het plannen van de behandeling en het beoordelen van de werkzaamheid van de behandeling. Bijvoorbeeld, in gevallen van traumatisch letsel aan de benige baan, kan volumetrische analyse en vergelijking van de gewonde baan met de onaangetaste baan helpen bij het plannen van orbitale reconstructie.

• Medische beelden vergelijken en combineren: de medische toepassingen van DICOM stellen de radioloog in staat om twee verschillende beelden tegelijkertijd te vergelijken. Dit is handig wanneer men de voortgang van de ziekte in de loop van de tijd of de werkzaamheid van de behandeling wil beoordelen. Er kunnen ook twee verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten worden gecombineerd met behulp van bepaalde DICOM-toepassingen. Het combineren van PET- en CT-beelden kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat gebieden met een hoge metabole activiteit (gelokaliseerd met PET) in kaart worden gebracht op specifieke anatomische locaties (met behulp van CT-scan). Hierdoor kan de arts tegelijkertijd de voordelen van beide soorten beeldvormingsmodaliteiten extraheren.

Hoe deel en exporteer ik DICOM-bestanden?

Het medisch dossier van DICOM van een enkele patiënt bestaat uit meerdere afbeeldingen, die allemaal een hoge resolutie hebben. Daarom kan de bestandsgrootte vrij groot zijn (een enkele CT-scan kan bijvoorbeeld oplopen tot 35 MB). Deze bestanden moeten daarom worden gecomprimeerd voordat ze kunnen worden gedeeld en overgedragen.

Er zijn twee manieren waarop bestanden kunnen worden gecomprimeerd: verliesvrij en verliesvrij. Bij compressie zonder verlies, hoewel het bestand zelf is gecomprimeerd, is er geen verlies van informatie. Daarom kan het originele bestand op elk moment worden hersteld. Dit soort compressie vereist echter veel verwerking en dus verliesvrije bestanden zijn traag te openen en traag op te slaan. Met deze methode kan geen substantiële hoeveelheid compressie worden bereikt. Aan de andere kant maakt compressie met verlies een verkleining van de bestandsgrootte mogelijk door daadwerkelijke gegevens te verwijderen. Gewoonlijk worden alleen overbodige gegevens verwijderd. Soms echter, als overmatige compressie wordt uitgevoerd, kan de beeldkwaliteit nadelig worden beïnvloed. Met deze methode kunnen bestanden worden gecomprimeerd tot veel kleinere formaten dan het originele bestand.

Het gecomprimeerde bestand kan naar verschillende formaten worden geëxporteerd. Enkele van de meest voorkomende afbeeldingsindelingen zijn JPEG-, TIFF-, PNG- en GIF-indelingen.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): Het JPEG-formaat ondersteunt zowel compressie zonder verlies als compressie met verlies. Standaard JPEG maakt gebruik van compressie met verlies. De operator kan aangeven hoeveel compressie moet worden toegepast en kan dus bepalen hoeveel gegevens verloren gaan. Een andere versie, JPEG 2000, ondersteunt compressie zonder verlies. Met deze applicatie kunnen operators bepaalde delen van het beeld identificeren als 'interessegebieden'. Alleen al deze gebieden zullen verliesvrije compressie ondergaan, terwijl andere delen van de afbeelding compressie met verlies ondergaan. JPEG is handig voor het eenvoudig delen van afbeeldingen tussen computers. Het kan worden gebruikt voor het uploaden van afbeeldingen op websites en voor standaard PowerPoint-presentaties. Aan de andere kant is de kwaliteit van de afbeeldingen misschien niet goed genoeg voor papieren publicaties.

• TIFF (Tagged Image File Format): Het TIFF-formaat kan ook compressies met verlies en verlies ondersteunen. TIFF levert beelden van hogere kwaliteit en is daarom het voorkeursformaat van verschillende tijdschriften voor publicatie. De bestandsgrootte is echter groter en dit is mogelijk niet geschikt voor gebruik in presentaties of op internet.

• PNG (Portable Network Graphics-indeling): Dit ondersteunt compressie zonder verlies. Met behulp van PNG kunnen beeldfuncties zoals helderheid en transparantie worden geregeld. Een voordeel van PNG is dat de afbeeldingen kunnen worden getagd met behulp van metadata, vergelijkbaar met de koptekst van een DICOM-bestand. Dit veelzijdige formaat is geschikt voor publicaties, presentaties en internet.

• GIF (Graphics Interchange-formaat): Dit was een van de eerste beeldvormingsformaten die werd geïntroduceerd en wordt tegenwoordig niet veel gebruikt. Het heeft beperkte functies en de compressie is inefficiënt. Het ondersteunt compressie zonder verlies en wordt grotendeels gebruikt voor websites.

Nu ik over DICOM-software heb geleerd, wat is de volgende stap?

De beste manier om uw DICOM-kennis over medische beeldvorming te gebruiken, is door hands-on te gaan. De eerste stap is het downloaden van een DICOM-applicatie die aan uw behoeften voldoet en deze gaat gebruiken. Er zijn verschillende gratis applicaties die je kunt gebruiken om ervaring op te doen. De meest populaire zijn PostDiCom, Horos, Radiant, Miele LXIV en Navegatium.

PostDiCom is een one-size-fits-all applicatie die precies goed is voor de beginner. Het is compatibel met de meest gebruikte besturingssystemen, waaronder Windows-, Mac OS-, Linux- en Android-platforms. Het is snel en heeft een gebruiksvriendelijke interface die geweldig is voor mensen die net de basisprincipes van het omgaan met DICOM-afbeeldingen leren. En tegelijkertijd, met geavanceerde functies, waaronder MPR, MP, MINIP en volumeweergave, kunnen radiologen de applicatie gebruiken voor verbeterde diagnostische mogelijkheden. PostDiCom wordt geleverd met een unieke cloud-gebaseerde PACS waarmee u DICOM-bestanden online kunt opslaan en ze overal en altijd kunt openen. U kunt PostDiCom medische beeldvormingssoftware gratis proberen! Via één toegankelijk account kunt u de afbeeldingen opslaan in PACS in de cloud. Als je denkt dat je meer opslagruimte of meer gebruikersaccounts nodig hebt, zijn er opties om te upgraden beschikbaar. Probeer PostDICOM vandaag nog uit!