Et lynkursus i håndtering af DICOM-data til medicinsk billedbehandling

I takt med at teknologien finder vej ind i alle aspekter af medicinen, er der sket store fremskridt inden for radiologi. Radiologi var engang afhængig af simple todimensionelle billeder, der skulle fremkaldes manuelt og fikseres før visning. Nu er næsten alle former for medicinsk billeddannelse blevet digitaliseret, og spektret af radiologi omfatter ikke kun digitale røntgenbilleder, men også CT-scanninger, MR-scanninger, ultralyd og nuklear billeddannelse. For at opretholde standarder samt ensartethed på tværs af de forskellige typer medicinske billeddannelsesmodaliteter blev begrebet DICOM introduceret.

Som medicinstuderende eller endda færdiguddannet radiolog kan udsigten til at håndtere så meget teknologi virke ret overvældende. Denne artikel forklarer enkelt, hvordan du kan håndtere DICOM-filer og udnytte deres fulde potentiale.

Hvad er DICOM inden for medicinsk billedbehandling?

DICOM står for Digital Imaging and Communications in Medicine. Det er et standardiseret, internationalt accepteret format til at vise, gemme, hente og dele medicinske billeder. DICOM overholder fastsatte protokoller for at opretholde nøjagtigheden af de oplysninger, der formidles gennem medicinske billeder.

Hvorfor skal jeg lære om DICOM-filer?

Som studerende eller praktiserende radiolog vil alle medicinske billeder, du ser, sandsynligvis være i DICOM-formatet. DICOM-data til medicinsk billedbehandling kan ikke åbnes af almindelig billedsoftware, der findes på operativsystemer som Windows eller Mac OS. En speciel medicinsk DICOM-fremviser skal installeres for at hente, vise og få adgang til medicinske DICOM-billedfiler. Derfor er det vigtigt at vide, hvordan man bruger dette format, hvad nogle relevante applikationer er, og hvordan man får adgang til oplysningerne og funktionerne indeni.

Hvad indeholder en medicinsk DICOM-billedfil?

Ethvert medicinsk DICOM-billede består af to dele – en header og selve billedet. Headeren består af data, der beskriver billedet, hvoraf de vigtigste er patientdata. Dette inkluderer patientens demografiske oplysninger såsom navn, alder, køn og fødselsdato. Headeren kan også give oplysninger om billedegenskaber såsom optagelsesparametre, pixelintensitet, matrixstørrelse og billedets dimensioner. Når en stifinder åbnes for at se DICOM-data, kan headeren give patient- og billedoplysninger. Headeren er normalt kodet til billedet, så patienten, som billedet tilhører, let kan identificeres. Dog kan headeren nogle gange gå tabt, hvis DICOM-filen eksporteres til andre formater, såsom JPEG. Nogle gange vil du måske med vilje miste header-dataene, normalt med henblik på anonymisering i forskningssager. Dette kan kun gøres ved hjælp af specifikke softwarefunktioner.

Hvor kan jeg få adgang til DICOM-filer?

Dette afhænger af formålet med filerne. Hvis du er patient og har fået foretaget scanninger, vil du sandsynligvis modtage en CD eller DVD med billeder på. Hvis du er medicinstuderende og ønsker at se DICOM-billeder til læring og studier, kan du downloade sådanne billeder fra onlineressourcer. Hvis du er radiolog og har brug for adgang til filer for at fortolke dem og identificere diagnoser, skal du bruge en PACS-server.

• CD'er/DVD'er: Generelt set, når medicinsk billedbehandling udføres, får patienten normalt en kopi af billedfilerne på en CD eller DVD. På sådanne CD'er er der normalt en medicinsk DICOM-fremviser inkluderet, der kan hjælpe dig med at se billederne. Nogle CD'er har muligvis ikke en faktisk applikation, men kan give dig et internetlink til at downloade en passende medicinsk DICOM-fremviser.

• Onlineressourcer: Hvis du er studerende og leder efter medicinske billeder at lære af, er der flere onlineressourcer, der kan hjælpe dig. Nogle gode inkluderer Dicom library, Osirix Image library og Cancer Imaging Archives.

• PACS-server: PACS står for Picture Archiving and Communications System. Dette er dybest set en database, hvor alle medicinske billeder gemmes. En PACS-server skal have rigelig lagerplads, da DICOM-filer, der er af høj kvalitet, har tendens til at optage meget plads. Hvert hospital har normalt sin egen PACS-server. Ethvert medicinsk billede, der tages på et hospital, gemmes automatisk på den PACS-server.

For at en radiolog kan få adgang til medicinske DICOM-billedfiler med henblik på diagnose og fortolkning, skal en DICOM-arbejdsstation være tilgængelig. Dette er normalt en softwareapplikation, der er i stand til komplet integration med PACS-serveren: applikationen skal kunne få adgang til og hente DICOM-billeder fra PACS-serveren samt tillade visning og redigering og derefter gemme redigerede billeder tilbage på PACS-serveren igen.

Hvordan ser jeg en DICOM-fil?

Visning af medicinske DICOM-billeder kræver speciel software. Der findes grundlæggende to typer software til visning af DICOM-data – proprietær software og tredjepartssoftware. Proprietær software følger med hardwaren til medicinsk billedbehandling og er normalt skabt af samme producent. Når CT- eller MR-scanningen er erhvervet af maskinen, kan billederne ses på samme arbejdsstation gennem den medicinske DICOM-fremviser. Proprietær software giver brugerne mulighed for dynamisk at se sekventielle billeder og tillader også rekonstruktion af disse billeder. En stor ulempe er, at disse billedfiler kun kan ses samme sted som hardwaren. Billederne kan overføres til bærbare lagerenheder eller til andre computere på netværket kun ved at komprimere billederne (beskrevet i afsnittet nedenfor). Men når billeder først er eksporteret, går evnen til at se og redigere det originale billede normalt tabt.

Tredjepartssoftware til DICOM-billedvisning bliver mere og mere almindeligt. Disse er selvstændige applikationer, der kan åbne DICOM-filer fra enhver kilde – internettet, en CD eller DVD, eller en PACS-server. Markedet i dag flyder over med DICOM-visningsapplikationer, med både gratis og betalte muligheder tilgængelige. Hver medicinsk DICOM-fremviser har sit eget sæt funktioner, og du kan vælge mellem dem afhængigt af dine specifikke krav.

Hvad kan jeg gøre med en DICOM-fil ud over blot at se billedet?

Dagens medicinske DICOM-fremvisere kan gøre mere end blot at hjælpe dig med at se DICOM-billeder. Nogle applikationer er sofistikerede nok til at forbedre billedkvaliteten samt generere yderligere data fra de erhvervede billeder, hvilket kan hjælpe med diagnosen. Nogle af de funktioner, du kan udføre, ud over blot at se billedet, inkluderer

• Forbedring af billedkvaliteten: Du kan øge eller mindske billedets lysstyrke. Ved at ændre kontrasten kan du bedre skelne mellem radiodense og radiolucente områder i et billede. Du kan også zoome ind på interesseområdet. En speciel metode til at forbedre billedkvaliteten i interesseområdet involverer maksimum og minimum intensitetsprojektioner. Dette hjælper med at isolere områder, der har absorberet maksimal eller minimal stråling, og adskille dem fra omkringliggende områder.

• Rekonstruktion af billeder: Det indledende DICOM-datasæt indeholder en serie af todimensionelle billeder, taget i alle tre planer – aksial, koronal og sagittal. Disse billeder kan rekonstrueres for at give en tredimensionel visning af det anatomiske område. Dette kaldes 3D-gengivelse. En anden teknik, kaldet Multiplanar Rekonstruktion (MPR), involverer at lave nye snit fra de 3D-rekonstruerede billeder. Dette giver radiologen mulighed for at se forskellige anatomiske niveauer eller vinkler fra de snit, der oprindeligt blev erhvervet.

• Foretagelse af målinger: Nogle medicinske DICOM-fremvisere giver dig mulighed for at foretage lineære eller endda volumetriske målinger af anatomiske strukturer. Dette kan være nyttigt til planlægning af behandling og vurdering af behandlingens effektivitet. For eksempel, i tilfælde af traumatisk skade på den benede øjenhule, kan volumetrisk analyse og sammenligning af den skadede øjenhule med den upåvirkede hjælpe med planlægning af rekonstruktion.

• Sammenligning og kombinering af medicinske billeder: DICOM-applikationer giver radiologen mulighed for at sammenligne to forskellige billeder på samme tid. Dette er nyttigt, når man ønsker at vurdere sygdommens udvikling over tid eller behandlingens effektivitet. To forskellige medicinske billeddannelsesmodaliteter kan også kombineres ved hjælp af visse DICOM-applikationer. For eksempel kan kombination af PET- og CT-billeder sikre, at områder med høj metabolisk aktivitet (lokaliseret ved hjælp af PET) kortlægges til specifikke anatomiske steder (ved hjælp af CT-scanning). Dette giver lægen mulighed for at udnytte fordelene ved begge typer billeddannelsesmodaliteter på samme tid.

Hvordan deler og eksporterer jeg DICOM-filer?

Den medicinske DICOM-fil for en enkelt patient består af flere billeder, som alle er i høj opløsning. Derfor kan filstørrelsen være ret stor (for eksempel kan en enkelt CT-scanning fylde op til 35 MB). Disse filer skal derfor komprimeres, før de kan deles og overføres.

Der er to måder, hvorpå filer kan komprimeres – tabsfri og tabsgivende. Ved tabsfri komprimering komprimeres filen, men der er intet tab af information. Derfor kan den originale fil gendannes til enhver tid. Denne type komprimering kræver dog meget behandling, og derfor er tabsfrie filer langsomme at åbne og langsomme at gemme. Man kan ikke opnå en væsentlig mængde komprimering med denne metode. På den anden side tillader tabsgivende komprimering reduktion i filstørrelse ved at fjerne faktiske data. Normalt fjernes kun redundante data. Nogle gange, hvis der udføres overdreven komprimering, kan billedkvaliteten dog blive negativt påvirket. Med denne metode kan filer komprimeres til meget mindre størrelser end den originale fil.

Den komprimerede fil kan eksporteres til forskellige formater. Nogle af de mest almindelige billedformater inkluderer JPEG, TIFF, PNG og GIF.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): JPEG-formatet understøtter både tabsfri og tabsgivende komprimering. Standard JPEG bruger tabsgivende komprimering. Operatøren kan angive, hvor meget komprimering der skal anvendes, og dermed kontrollere, hvor meget data der går tabt. En anden version, JPEG 2000, understøtter tabsfri komprimering. Med denne applikation kan operatører identificere visse områder af billedet som 'interesseområder'. Disse områder alene vil gennemgå tabsfri komprimering, mens andre dele af billedet vil gennemgå tabsgivende komprimering. JPEG er nyttigt til let at dele billeder mellem computere. Det kan bruges til at uploade billeder på websteder og til standard PowerPoint-præsentationer. På minussiden er billedkvaliteten muligvis ikke god nok til trykte publikationer.

• TIFF (Tagged Image File Format): TIFF-formatet kan også understøtte både tabsgivende og tabsfri komprimering. TIFF leverer billeder af højere kvalitet og er derfor det foretrukne format for flere tidsskrifter til udgivelse. Filstørrelsen er dog større, og dette er muligvis ikke egnet til brug i præsentationer eller på internettet.

• PNG (Portable Network Graphics format): Dette understøtter tabsfri type komprimering. Ved hjælp af PNG kan billedfunktioner som lysstyrke og gennemsigtighed kontrolleres. En fordel ved PNG er, at billederne kan tagges ved hjælp af metadata, svarende til headeren i en DICOM-fil. Dette alsidige format er velegnet til publikationer, præsentationer og internettet.

• GIF (Graphics Interchange format): Dette var et af de tidligste billedformater, der blev introduceret, og bruges ikke meget i dag. Det har begrænsede funktioner, og komprimeringen er ineffektiv. Det understøtter tabsfri type komprimering og bruges i vid udstrækning til websteder.

Nu hvor jeg har lært om DICOM-software, hvad er næste skridt?

Den bedste måde at bruge din viden om medicinsk DICOM-billedbehandling på er at prøve det i praksis. Det første skridt er at downloade en DICOM-applikation, der passer til dine behov, og begynde at bruge den. Der er flere gratis applikationer, du kan bruge til at få erfaring. De mest populære inkluderer PostDICOM, Horos, RadiANT, Miele LXIV og Navegatium.

PostDICOM er en alsidig applikation, der passer lige til begynderen. Den er kompatibel med de fleste almindeligt anvendte operativsystemer, herunder Windows, Mac OS, Linux og Android-platforme. Den er hurtig og har en brugervenlig grænseflade, der er fantastisk til folk, der lige er ved at lære det grundlæggende i håndtering af DICOM-billeder. Og samtidig, med avancerede funktioner herunder MPR, MP, MINIP og volumengengivelse, kan radiologer bruge applikationen til forbedrede diagnostiske muligheder. PostDICOM leveres med en unik cloud-baseret PACS, der giver dig mulighed for at gemme DICOM-filer online og få adgang til dem hvor som helst og når som helst. Du kan prøve PostDICOM medicinsk billedbehandlingssoftware gratis! Gennem en enkelt tilgængelig konto kan du gemme billederne til cloud-baseret PACS. Hvis du føler, at du har brug for mere lagerplads eller flere brugerkonti, er der muligheder for at opgradere. Prøv PostDICOM i dag!