Et krasjkurs om håndtering av DICOM medisinske bildedata

Når teknologien finner veien inn i alle aspekter av medisin, store fremskritt er gjort innen radiologi. Radiologi var en gang avhengig av enkle todimensjonale bilder som måtte utvikles og fikses manuelt før visning. Nå, nesten alle former for medisinsk bildebehandling har blitt digitalisert, og spekteret av radiologi inkluderer ikke bare digitale røntgenbilder, men også CT-skanninger, MR, ultralyd, og kjernefysisk bildebehandling. For å opprettholde standarder så vel som ensartethet på tvers av de forskjellige typene medisinske bildemodaliteter, konseptet DICOM ble introdusert.

Som medisinstudent eller til og med en fullverdig radiolog, utsiktene til å håndtere så mye teknologi kan virke ganske skremmende. Denne artikkelen vil forklare ganske enkelt hvordan du kan håndtere DICOM-filer og utnytte deres fulle potensiale.

Hva er DICOM i medisinsk bildebehandling?

DICOM står for Digital bildebehandling og kommunikasjon i medisin. Det er en standard, internasjonalt akseptert format for å vise, butikk, hente og dele medisinske bilder. DICOM er i samsvar med å angi protokoller for å opprettholde nøyaktigheten av informasjonen som videresendes gjennom medisinske bilder.

Hvorfor trenger jeg å lære om DICOM-filer?

Som student eller praktiserende radiolog vil alle medisinske bilder du ser sannsynligvis være i DICOM-formatet. DICOM medisinske bildedata kan ikke åpnes av vanlig bildebehandlingsprogramvare som finnes på operativsystemer som Windows eller Mac OS. En spesiell medisinsk DICOM-visningsprogram må installeres for å hente, vise og få tilgang til DICOM medisinske bildefiler. Derfor er det viktig å vite hvordan du bruker dette formatet, hva er noen relevante applikasjoner, og hvordan du får tilgang til informasjonen og funksjonene som finnes i.

Hva inneholder en DICOM Medical Image-fil?

Ethvert DICOM-medisinsk bilde består av to deler - en overskrift og selve bildet. Overskriften består av data som beskriver bildet, det viktigste er pasientdata. Dette inkluderer pasientens demografiske informasjon, for eksempel pasientens navn, alder, kjønn, og fødselsdato. Toppteksten kan også gi informasjon om bildekarakteristikker slik som innsamlingsparametere, pikselintensitet, matrisestørrelse og dimensjoner av bildet. Når en filutforsker åpnes for å vise DICOM medisinske bildedata, kan overskriften gi pasient- og bildeinformasjon. Overskriften er vanligvis kodet til bildet slik at pasienten som bildet tilhører lett kan identifiseres. Overskriften kan imidlertid noen ganger gå tapt hvis DICOM-filen eksporteres til andre formater, for eksempel JPEG. Noen ganger kan det være lurt å miste overskriftdataene med vilje, vanligvis med det formål å anonymisere i forskningssaker. Dette kan bare gjøres ved hjelp av spesifikke programvarefunksjoner.

Hvor får jeg tilgang til DICOM-filer?

Dette avhenger av formålet du vil ha filene til. Hvis du er pasient og har fått skanninger tatt, du vil sannsynligvis motta en CD eller DVD med bilder på den. Hvis du er medisinstudent og vil se DICOM-bilder for læring og studier, kan du laste ned slike bilder fra elektroniske ressurser. Hvis du er radiolog og trenger tilgang til filer for å tolke dem og identifisere diagnoser, må du bruke en PACS-server.

• CDer/DVDer: Generelt sett, når medisinsk bildebehandling er gjort, får pasienten vanligvis en kopi av bildefilene på en CD eller DVD. På slike CDer er det vanligvis en DICOM medisinsk bildebehandling inkludert som kan hjelpe deg med å se bildene. Noen CD-er har kanskje ikke et faktisk program, men kan gi deg en internettkobling for å laste ned en passende medisinsk DICOM-visningsprogram.

• Nettressurser: Hvis du er student og leter etter medisinske bilder å lære av, det er flere online ressurser som kan hjelpe deg. Noen gode inkluderer Dicom bibliotek, Osirix Image bibliotek, og kreft Imaging Arkiv.

• PACS-server: PACS står for Picture Archiving and Communications System. Dette er i utgangspunktet en database der alle medisinske bilder er lagret. En PACS-server må ha god lagringsplass, da DICOM-filer, som er av høy kvalitet, har en tendens til å oppta mye plass. Hvert sykehus har vanligvis sin egen PACS-server. Ethvert medisinsk bilde som tas på et sykehus, lagres automatisk på den PACS-serveren.

For at en radiolog skal få tilgang til DICOM-medisinske bildefiler med det formål å diagnostisere og tolke, må en DICOM-arbeidsstasjon være tilgjengelig. Dette er vanligvis et program som er i stand til fullstendig integrasjon med PACS-serveren: applikasjonen må kunne få tilgang til og hente DICOM-bilder fra PACS-serveren, samt tillate visning og redigering og deretter lagring av redigerte bilder tilbake igjen til PACS-serveren.

Hvordan viser jeg en DICOM-fil?

Vise DICOM medisinske bilder krever spesiell programvare. Det er i utgangspunktet to typer programvare for visning av DICOM medisinske bildedata - proprietær programvare og tredjeparts programvare. Proprietærprogramvare kommer sammen med maskinvaren for medisinsk bildebehandling og er vanligvis laget av samme produsent. Når CT- eller MR-skanningen er anskaffet av maskinen, kan bildene vises på samme arbeidsstasjon gjennom DICOM medisinsk bildebehandlingsprogram. Proprietær programvare lar brukerne dynamisk vise sekvensielle bilder og tillater også rekonstruksjon av disse bildene. En stor ulempe er at disse bildefilene bare kan vises på samme sted som maskinvaren. Bildene kan overføres til bærbare lagringsenheter eller til andre datamaskiner på nettverket bare ved å komprimere bildene (beskrevet i avsnittet nedenfor). Når bildene er eksportert, går imidlertid muligheten til å vise og redigere originalbildet vanligvis tapt.

Tredjepartsprogramvare for DICOM-bildevisning blir stadig mer vanlig. Dette er frittstående programmer som kan åpne DICOM-filer fra hvilken som helst kilde - Internett, en CD eller DVD eller en PACS-server. Markedet i dag er oversvømmet med DICOM-visningsapplikasjoner, med både gratis og betalte alternativer tilgjengelig. Hver DICOM medisinsk bildeviser har sitt eget sett med funksjoner, og du kan velge blant dem avhengig av dine spesifikke krav.

Hva kan jeg gjøre med en DICOM-fil i tillegg til at jeg bare ser på bildet?

Dagens DICOM-seere for medisinsk bildebehandling kan gjøre mer enn bare å hjelpe deg med å se DICOM-bilder. Noen applikasjoner er sofistikerte nok til å forbedre bildekvaliteten, samt generere tilleggsdata fra de oppkjøpte bildene som kan hjelpe til med diagnosen. Noen av funksjonene du kan utføre, i tillegg til å bare se på bildet, inkluderer

• Forbedrebildekvaliteten: Du kan øke eller redusere lysstyrken på bildet. Ved å endre kontrasten kan du skille bedre mellom radiodense og radiolucent områder av et bilde. Du kan også zoome inn på interesseområdet. En spesiell metode for å forbedre bildekvaliteten i interesseområdet innebærer projeksjoner med maksimal og minimal intensitet. Dette hjelper til med å isolere områder som har absorbert maksimal eller minimal stråling, og skiller dem fra omkringliggende områder.

• Rekonstruerebilder: Det første DICOM-datasettet inneholder en serie todimensjonale bilder, tatt i alle tre planene - aksial, koronal, og sagittal. Disse bildene kan rekonstrueres for å gi et tredimensjonalt syn på det anatomiske området. Dette kalles 3D-gjengivelse. En annen teknikk, kalt Multiplanar Reconstruction (MPR), innebærer å lage ferske skiver fra 3D-rekonstruerte bilder. Dette gjør at radiologen kan se forskjellige anatomiske nivåer eller vinkler fra skivene som opprinnelig ble anskaffet.

• Gjørmålinger: Noen medisinske DICOM-seere lar deg gjøre lineære eller til og med volumetriske målinger av anatomiske strukturer. Dette kan være nyttig i planlegging av behandling og vurdering av effekten av behandlingen. For eksempel, i tilfeller av traumatisk skade på den benete banen, volumetrisk analyse og sammenligning av den skadde bane med den upåvirkede kan man hjelpe til med å planlegge omløpskonstruksjon.

• Sammenligningog kombinasjon av medisinske bilder: DICOM medisinske applikasjoner lar radiologen sammenligne to forskjellige bilder samtidig. Dette er nyttig når man ønsker å vurdere sykdommens fremgang over tid eller effekten av behandlingen. To forskjellige medisinske bildemodaliteter kan også kombineres ved hjelp av visse DICOM-applikasjoner. For eksempel kan kombinasjon av PET- og CT-bilder sikre at områder med høy metabolsk aktivitet (lokalisert ved hjelp av PET) blir kartlagt til spesifikke anatomiske steder (ved hjelp av CT-skanning). Dette gjør det mulig for legen å trekke ut fordelene ved begge typer avbildningsmodaliteter samtidig.

Hvordan kan jeg dele og eksportere DICOM-filer?

DICOMs medisinske fil av en enkelt pasient består av flere bilder, som alle har høy oppløsning. Derfor kan filstørrelsen være ganske stor (for eksempel kan en enkelt CT-skanning kjøre opp til 35 MB). Disse filene må derfor komprimeres før de kan deles og overføres.

Det er to måter filer kan komprimeres på - tapsfri og lossy. I tapsfri komprimering, selv om selve filen er komprimert, er det ikke noe tap av informasjon. Derfor kan den opprinnelige filen gjenopprettes når som helst. Imidlertid krever denne typen komprimering mye behandling, og tapsfrie filer er sakte å åpne og sakte å lagre. Man kan ikke oppnå en vesentlig grad av kompresjon med denne metoden. På den annen side tillater lossy komprimering reduksjon i filstørrelse ved å fjerne faktiske data. Vanligvis fjernes bare overflødige data. Noen ganger imidlertid, hvis overdreven komprimering er gjort, kan bildekvaliteten påvirkes negativt. Med denne metoden kan filer komprimeres til mye mindre størrelser enn den opprinnelige filen.

Den komprimerte filen kan eksporteres til forskjellige formater. Noen av de vanligste bildeformatene inkluderer JPEG-, TIFF-, PNG- og GIF-formater.

• JPEG(Joint Photographic Experts Group): JPEG-formatet støtter både tapsfri og tapsfri komprimering. Standard JPEG bruker lossy komprimering. Operatøren kan spesifisere hvor mye komprimering som skal anvendes og kan dermed kontrollere hvor mye data som går tapt. En annen versjon, JPEG 2000, støtter tapsfri komprimering. Med denne applikasjonen kan operatører identifisere visse områder av bildet som 'regioner av interesse'. Disse områdene alene vil gjennomgå tapsfri komprimering, mens andre deler av bildet vil gjennomgå komprimering med tap. JPEG er nyttig for enkelt å dele bilder mellom datamaskiner. Den kan brukes til å laste opp bilder på nettsteder og for standard PowerPoint-presentasjoner. Ulempen med, kvaliteten på bildene er kanskje ikke god nok til papirpublikasjoner.

• TIFF(Tagged Image File Format): TIFF-formatet kan også støtte både tapsfrie og tapsfrie kompresjoner. TIFF leverer bilder av høyere kvalitet og er derfor det foretrukne formatet for flere tidsskrifter for publisering. Filstørrelsen er imidlertid større, og dette er kanskje ikke egnet for bruk i presentasjoner eller på internett.

• PNG(Portable Network Graphics format): Dette støtter tapsfri type komprimering. Ved hjelp av PNG kan bildefunksjoner som lysstyrke og gjennomsiktighet styres. En fordel med PNG er at bildene kan merkes ved hjelp av metadata, ligner på overskriften til en DICOM-fil. Dette allsidige formatet er egnet for publikasjoner, presentasjoner, og internett.

• GIF(Graphics Interchange-format): Dette var et av de tidligste bildeformatene som ble introdusert, og er ikke mye i bruk i dag. Den har begrensede funksjoner og kompresjonen er ineffektiv. Den støtter tapsfri type komprimering og brukes i stor grad til nettsteder.

Nå som jeg har lært om DICOM-programvare, hva er neste trinn?

Den beste måten å bruke DICOM medisinsk bildebehandling på, er å gå praktisk. Det første trinnet er å laste ned et DICOM-program som passer dine behov, og begynne å bruke det. Det er flere gratis applikasjoner som du kan bruke for å få erfaring. De mest populære inkluderer PostDiCom, Horos, Radiant, Miele LXIV og Navegatium.

PostDiCom er et program som passer til alle størrelser som passer akkurat for nybegynnere. Den er kompatibel med mest brukte operativsystemer, inkludert Windows-, Mac OS-, Linux- og Android-plattformer. Det er raskt og har et brukervennlig grensesnitt som er flott for folk som bare lærer det grunnleggende om å håndtere DICOM-bilder. Og samtidig, med avanserte funksjoner, inkludert MPR, MP, MINIP og volumgjengivelse, kan radiologer bruke applikasjonen for forbedrede diagnostiske evner. PostDiCom kommer med en unik skybasert PACS som lar deg lagre DICOM-filer online og få tilgang til dem hvor som helst, når som helst. Du kan prøve, PostDICOM medisinsk bildebehandlingsprogramvare gratis! Gjennom én enkelt tilgjengelig konto kan du lagre bildene i skybasert PACS. Hvis du føler at du trenger mer lagringsplass eller flere brukerkontoer, er alternativer for oppgradering tilgjengelige. Prøv PostDICOM i dag!