Et crashkursus om håndtering af DICOM-medicinske billeddannelsesdata

Da teknologien finder vej ind i alle aspekter af medicin, der er gjort store fremskridt inden for radiologi. Radiologi var engang afhængig af enkle todimensionelle billeder, der skulle udvikles og repareres manuelt inden visning. Nu, næsten alle former for medicinsk billeddannelse er blevet digitaliseret, og spektret af radiologi inkluderer ikke kun digitale røntgenbilleder, men også CT-scanninger, MR"er, ultralyd, og nuklear billeddannelse. At opretholde standarder såvel som ensartethed på tværs af de forskellige typer medicinske billedbehandlingsmetoder, begrebet DICOM blev introduceret.

Som medicinstudent eller endda en fuldgyldig radiolog, udsigten til at håndtere så meget teknologi kan virke ret skræmmende. Denne artikel forklarer simpelthen, hvordan du kan håndtere DICOM-filer og udnytte deres fulde potentiale.

Hvad er DICOM i medicinsk billeddannelse?

DICOM står for Digital billeddannelse og kommunikation i medicin. Det er en standard, internationalt accepteret format til visning, butik, hente og dele medicinske billeder. DICOM overholder indstillede protokoller for at opretholde nøjagtigheden af information videresendt gennem medicinske billeder.

Hvorfor skal jeg lære om DICOM-filer?

Som studerende eller praktiserende radiolog, alle medicinske billeder, du ser, vil sandsynligvis være i DICOM-format. DICOM-medicinske billeddannelsesdata kan ikke åbnes af almindelig billedbehandlingssoftware, der findes på operativsystemer som Windows eller Mac OS. En særlig medicinsk DICOM-fremviser skal installeres for at hente, se og få adgang til DICOM-medicinske billedfiler. Derfor er det vigtigt at vide, hvordan man bruger dette format, hvad er nogle relevante applikationer, og hvordan man får adgang til de oplysninger og funktioner, der er indeholdt i.

Hvad indeholder en DICOM Medical Image-fil?

Ethvert DICOM-medicinsk billede består af to dele - en overskrift og selve billedet. Overskriften består af data, der beskriver billedet, hvoraf det vigtigste er patientdata. Dette inkluderer patientens demografiske oplysninger såsom patientens navn, alder, køn, og fødselsdato. Overskriften kan også give oplysninger om billedegenskaber såsom anskaffelsesparametre, pixelintensitet, matrixstørrelse, og dimensioner af billedet. Når en filudforsker åbnes for at se DICOM-medicinske billeddannelsesdata, kan overskriften give patient- og billedoplysninger. Overskriften er normalt kodet til billedet, så den patient, som billedet tilhører, let kan identificeres. Overskriften kan dog undertiden gå tabt, hvis DICOM-filen eksporteres til andre formater, f.eks. JPEG. Nogle gange vil du måske med vilje miste headerdataene, 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 det formål, som du vil have filerne til. Hvis du er patient og har fået scanninger taget, vil du sandsynligvis modtage en cd eller dvd med billeder på den. Hvis du er medicinstudent og vil se DICOM-billeder til læring og undersøgelse, du kan downloade sådanne billeder fra online ressourcer. Hvis du er radiolog og har brug for at få adgang til filer for at fortolke dem og identificere diagnoser, skal du bruge en PACS-server.

• CD'er/dvd'er: Generelt set, når medicinsk billeddannelse er færdig, patienten får normalt en kopi af billedfilerne på en cd eller dvd. På sådanne cd'er er der normalt en DICOM-medicinsk billedfremviser inkluderet, der kan hjælpe dig med at se billederne. Nogle cd'er har muligvis ikke en egentlig 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, der er flere online ressourcer, der kan hjælpe dig. Nogle gode inkluderer Dicom-biblioteket, Osirix-billedbibliotekog kræft Billeddannende arkiver.

• PACSserver: PACS står for Picture Archiving og Communications System. Dette er dybest set en database, hvor alle medicinske billeder er gemt. 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 DICOM-medicinske billedfiler med henblik på diagnose og fortolkning, en DICOM-arbejdsstation skal være tilgængelig. Dette er normalt en softwareapplikation, der er i stand til fuldstændig integration med PACS-serveren: applikationen skal være i stand til at få adgang til og hente DICOM-billeder fra PACS-serveren samt tillade visning og redigering og derefter lagring af redigerede billeder tilbage igen til PACS-serveren.

Hvordan får jeg vist en DICOM-fil?

Visning af DICOM-medicinske billeder kræver speciel software. Der er dybest set to slags software til visning af DICOM-medicinske billeddannelsesdata - proprietær software og tredjepartssoftware. Proprietærsoftware leveres sammen med hardware til medicinsk billeddannelse og oprettes normalt af den samme producent. Når CT- eller MR-scanningen er erhvervet af maskinen, kan billederne ses på den samme arbejdsstation gennem DICOM-medicinsk billedfremviser. 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 på samme sted som hardwaren. Billederne kan kun overføres til bærbare lagerenheder eller til andre computere på netværket ved at komprimere billederne (beskrevet i afsnittet nedenfor). Når billeder eksporteres, går evnen til at se og redigere det originale billede dog normalt tabt.

Tredjepartssoftware til DICOM-billedvisning bliver mere og mere almindelig. Disse er enkeltstående programmer, der kan åbne DICOM-filer fra enhver kilde - internettet, en cd eller dvd eller en PACS-server. Markedet i dag er oversvømmet med DICOM-visningsapplikationer, med både gratis og betalte muligheder tilgængelige. Hver DICOM-medicinsk billedfremviser har sit eget sæt funktioner, og du kan vælge blandt dem afhængigt af dine specifikke krav.

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

Dagens DICOM-medicinske billedbehandlings-seere kan gøre mere end bare 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, som kan hjælpe med diagnosen. Nogle af de funktioner, du kan udføre, ud over blot at se billedet, inkluderer

• Forbedringaf billedkvaliteten: Du kan øge eller mindske billedets lysstyrke. Ved at ændre kontrasten kan du skelne bedre mellem radiodense og radiolucent områder af et billede. Du kan også zoome ind på interesseområdet. En særlig metode til forbedring af billedkvaliteten i området af interesse indebærer maksimal og minimal intensitet fremskrivninger. Dette hjælper med at isolere områder, der har absorberet maksimal eller minimal stråling, der adskiller dem fra omgivende områder.

• Rekonstruktionaf billeder: Det oprindelige DICOM-datasæt indeholder en række todimensionelle billeder, taget i alle tre planer - aksial, koronal, og sagittal. Disse billeder kan rekonstrueres for at give et tredimensionelt billede af det anatomiske område. Dette kaldes 3D-gengivelse. En anden teknik, kaldet Multiplanar Rekonstruktion (MPR), indebærer at lave friske skiver fra 3D-rekonstruerede billeder. Dette gør det muligt for radiologen at se forskellige anatomiske niveauer eller vinkler fra de skiver, der oprindeligt blev erhvervet.

• Gørmålinger: Nogle medicinske DICOM-seere giver dig mulighed for at foretage lineære eller endda volumetriske målinger af anatomiske strukturer. Dette kan være nyttigt ved planlægning af behandling og vurdering af effektiviteten af behandlingen. For eksempel, i tilfælde af traumatisk skade på den benede bane, volumetrisk analyse og sammenligning af den skadede bane med den upåvirkede kan hjælpe med at planlægge orbitalrekonstruktion.

• Sammenligningog kombination af medicinske billeder: DICOM-medicinske applikationer giver radiologen mulighed for at sammenligne to forskellige billeder på samme tid. Dette er nyttigt, når man ønsker at vurdere udviklingen af sygdommen over tid eller effektiviteten af behandlingen. To forskellige medicinske billeddannelsesmetoder 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 gør det muligt for lægen at udtrække fordelene ved begge typer billeddannelsesmetoder på samme tid.

Hvordan deler og eksporterer jeg DICOM-filer?

DICOM-medicinsk fil for en enkelt patient består af flere billeder, som alle er af høj opløsning. Derfor kan filstørrelsen være ret stor (for eksempel kan en enkelt CT-scanning køre 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 tabsfri. I tabsfri komprimering, selvom filen selv er komprimeret, er der intet tab af information. Derfor kan den oprindelige fil gendannes til enhver tid. Denne form for komprimering kræver dog en masse behandling, og tabsfri filer er langsomme at åbne og langsomme at gemme. Man kan ikke opnå en betydelig mængde kompression med denne metode. På den anden side tillader lossy komprimering reduktion i filstørrelse ved at fjerne faktiske data. Normalt fjernes kun overflødige data. Nogle gange kan billedkvaliteten dog påvirkes negativt, hvis der udføres overdreven komprimering. 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-formater.

• JPEG(Joint Photographic Experts Group): JPEG-formatet understøtter både tabsfri og tabsfri komprimering. Standard JPEG bruger tabsfri komprimering. Operatøren kan angive, hvor meget komprimering der skal anvendes, og dermed kan 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 'regioner af interesse'. Disse områder alene vil gennemgå tabsfri komprimering, mens andre dele af billedet vil gennemgå tabskomprimering. JPEG er nyttig til nem deling af billeder mellem computere. Det kan bruges til at uploade billeder på websteder og til standard PowerPoint-præsentationer. På ulempen er kvaliteten af billederne muligvis ikke god nok til papirpublikationer.

• TIFF(Tagged Image File Format): TIFF-formatet kan også understøtte både tabsfri og tabsfri komprimeringer. TIFF leverer billeder af højere kvalitet og er derfor det foretrukne format for flere tidsskrifter til offentliggørelse. 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 styres. En fordel ved PNG er, at billederne kan mærkes ved hjælp af metadata, svarende til overskriften på 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 er ikke meget i brug i dag. Det har begrænsede funktioner, og komprimeringen er ineffektiv. Det understøtter tabsfri type komprimering og bruges stort set til websteder.

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

Den bedste måde at bruge din DICOM-medicinske billeddannelsesviden til at bruge er at gå hands-on. Det første skridt er at downloade et DICOM-program, der passer til dine behov, og begynde at bruge det. Der er flere gratis applikationer, som du kan bruge til at få erfaring. De mest populære inkluderer PostDICOM, Horos, Radiant, Miele LXIV og Navegatium.

PostDICOM er en one-size-fits-all program, der er lige rigtigt for begynderen. Det er kompatibelt med de mest almindeligt anvendte operativsystemer, herunder Windows, Mac OS, Linux og Android-platforme. Det er hurtigt og har en brugervenlig grænseflade, der er fantastisk til folk, der bare lærer det grundlæggende i håndtering af DICOM-billeder. Og på samme tid, med avancerede funktioner, herunder MPR, MP, MINIP og volumengengivelse, kan radiologer bruge applikationen til forbedrede diagnostiske evner. PostDICOM kommer med en unik cloud-baserede PACS, der giver dig mulighed for at gemme DICOM-filer online og få adgang til dem fra hvor som helst, når som helst. Du kan prøve, PostDICOM medicinsk billedbehandling software gratis! Via en enkelt tilgængelig konto kan du gemme billederne til skybaserede PACS. Hvis du føler, at du har brug for mere lagerplads eller flere brugerkonti, muligheder for at opgradere er tilgængelige. Prøv PostDICOM i dag!