DICOM: Katsaus sen laajuuteen ja hyödyllisyyteen

DICOM – lyhenne sanoista Digital Imaging and Communications in Medicine – on tullut korvaamattomaksi kaikissa nykyaikaisissa kliinisissä ympäristöissä, joissa käsitellään lääketieteellistä kuvantamista. Kun otetaan huomioon lääketieteellisen kuvantamisen kaikkialle ulottuva tarve ja hyödyllisyys nykyaikaisessa terveydenhuollossa, DICOMin laaja soveltamisala ja käyttö ei ole vaikea ymmärtää. Se mahdollistaa lääketieteellisten kuvien ja niihin liittyvien tietojen tallennuksen, katselun ja jakamisen laitteilla lääketieteellisten tilojen sisällä ja niiden välillä.

Mikä on DICOM tarkalleen?

DICOM on standardi viestintäprotokolla, jota käytetään lääketieteellisten kuvien ja niihin liittyvien tietojen tallentamiseen ja siirtämiseen. Yksinkertaisesti sanottuna DICOM toimii lääketieteellisessä kuvantamisessa suunnitelmana tietorakenteille ja menettelyille, jotka ohjaavat tietojen syöttöä ja tulostusta lääketieteellisissä kuvantamisjärjestelmissä. Termi viittaa sekä itse protokollaan että sen vastaavaan tiedostomuotoon. Kaikki lääketieteellisessä kuvantamisprosessissa saadut tiedot tallennetaan tässä muodossa. Ilman sitä tietojen jakaminen eri kuvantamislaitteiden välillä olisi huomattavasti vaikeampaa.

DICOM julkaistiin vuonna 1993 ACR-NEMA-standardin kolmantena versiona. ACR-NEMA oli 1980-luvulla kehitetty protokolla, jonka tarkoituksena oli mahdollistaa eri valmistajien lääketieteellisten kuvantamislaitteiden yhteentoimivuus. Siitä lähtien DICOM on ollut ratkaisevan tärkeä nykyaikaisen radiologian kehityksessä, ja se on parantanut lääketieteellisten kuvantamisjärjestelmien työnkulkua ja kestävyyttä valtavasti mahdollistamalla tietojen vaivattoman jakamisen eri toimittajien laitteiden, digitaalisten arkistojen, työasemien ja palvelimien välillä.

Mitkä ovat DICOMin edut lääketieteellisessä kuvantamisessa?

Lääketieteellisellä kuvantamisella on ratkaiseva rooli terveydenhuollossa kaikilla tärkeimmillä tasoilla. Sen lisäksi, että se tarjoaa keskeisiä työkaluja kliiniseen analyysiin ja diagnoosiin, se on yhtä tärkeä itse hoidon kannalta. Ilman sitä lääkäreiden olisi turvauduttava invasiivisiin diagnostiikkamenetelmiin paljon useammin. Edistymisen seuranta hoidon aikana olisi paljon vaikeampaa tai mahdotonta, ja potilaiden jatkohoito ei sisältäisi yhtä hyödyllisiä vertailutietokantoja.

DICOM on tullut kaikkialle, missä lääketieteellinen kuvantaminen on mukana, radiologiasta, kardiologiasta, onkologiasta, isotooppilääketieteestä, sädehoidosta, neurologiasta, ortopediasta, oftalmologiasta ja dermatologiasta aina hammaslääketieteeseen ja eläinlääketieteeseen asti. Sen ratkaisevan roolin ymmärtäminen lääketieteellisten kuvantamislaitteiden ja lääketieteellisten järjestelmien välisen yhteentoimivuuden luomisessa on elintärkeää, jotta ymmärretään mikä DICOM on ja vältetään sekaannus, joka syntyy, kun otetaan käyttöön termejä lääketieteellisille tietojärjestelmille, kuten PACS tai RIS.

DICOM täytti tehokkaasti tarpeen lääketieteellisten kuvien ja tietojen siirtämiseen tarkoitetulle standardoidulle muodolle, joka ilmeni 1980-luvulla, kun lääketieteellinen kuvantaminen ja tietojenkäsittely kliinisessä työssä otettiin käyttöön. Tämä puolestaan tarjosi monia lisäetuja, kuten:

• Fyysisen tallennustilan tarpeen poistaminen – DICOM mahdollisti kuvantamistietojärjestelmien tallentaa lääketieteelliset kuvat ja tiedot turvallisesti digitaalisessa muodossa.

• Pienemmät kustannukset ja tilavaatimukset – Digitaalinen tallennus on huomattavasti halvempaa kuin fyysisten filmien vaatima tallennus. DICOM-yhteensopivat järjestelmät ovat paljon kustannustehokkaampia ja tarjoavat tilaedun perinteisiin filmiarkistoihin verrattuna.

• Parempi diagnoosi ja potilashoito – Tietojen saanti ja diagnosointi helpottuivat myös DICOMin käyttöönoton myötä. DICOM-yhteensopivien laitteiden yhteentoimivuus varmistaa, että lääkärit ympäri maailmaa voivat käyttää lääketieteellisiä tietoja. Etädiagnostiikka, etäopetus sekä nopeutettu vertaisarviointi, konsultointi ja diagnosointi ovat mahdollisia. Kaikki tämä tarjoaa keinon tehokkaaseen yhteistyöhön diagnostiikkaprosessissa ja parempaan kokonaisvaltaiseen potilashoitoon.

• Parannettu työnkulku – Kansioiden manuaalinen arkistointi, haku ja kuljetus ovat menneisyyttä DICOMia käyttävissä lääketieteellisissä kuvantamisjärjestelmissä. Nopeampi kuvien haku ja mahdollisuus käyttää kuvia etänä antavat lääkäreille mahdollisuuden työskennellä paljon nopeammin.

• Helpompi pääsy potilastietoihin – DICOM-yhteensopivat järjestelmät tarjoavat järjestäytyneemmän ja kätevämmän lääketieteellisen tiedon hallinnan. Kaikki potilastiedot ovat saatavilla yhden tukiaseman kautta, kun kuvat integroidaan sairaaloiden DICOM-kuvien ja niihin liittyvien tietojen tietokantoihin.

• Lisäkuvantamispalvelut – DICOM tarjoaa monia lisäkuvantamispalveluita, kuten kuvantamistoimenpiteiden työlistojen hallinnan, kuvien tulostamisen filmille tai digitaaliselle medialle (kuten DVD:lle), toimenpiteen ja arkistointitilan raportoinnin, tietojoukkojen salaamisen, kuvien asettelujen järjestämisen, EKG:iden koodauksen, CAD-tulokset ja jäsennellyt mittaustiedot, mainitakseni muutamia. DICOM-yhteensopivat kuvantamislaitteet, joissa on diagnostiset näytöt, mahdollistavat kuvien selkeämmän visualisoinnin verrattuna perinteiseen kuvien katseluun valotauluilla.

Julkiset ja yksityiset sairaalat, diagnostiikkakeskukset, analyysilaboratoriot ja yhä useammat pienemmät vastaanotot käyttävät kaikki DICOM-yhteensopivaa lääketieteellistä kuvantamistekniikkaa. NEMA toteaa, että kaikki suuret lääketieteellisen kuvantamistekniikan toimittajat käyttävät DICOMia ja että jokainen lääketieteellistä kuvantamista käyttävä lääketieteen ammatti käyttää pian DICOMia.

Mitkä laitteet käyttävät DICOMia?

Tähän mennessä on todennäköisesti selvää, että DICOMin ydin on sen kyvyssä ratkaista eri valmistajien eri laitteiden väliset yhteensopivuusongelmat. Mutta mitä laitteita tämä tarkalleen ottaen koskee?

Pääsy DICOM-kuvien ja tietojen tietokantoihin on saatavilla millä tahansa laitteella, johon on asennettu riittävä DICOM-yhteensopiva ohjelmisto. Tähän sisältyvät:

• Kuvantamislaitteet kuten tietokonetomografia (TT), magneettikuvaus (MRI), ultraäänikuvaus, tietokoneradiografia, läpivalaisu, angiografia, mammografia, rintojen tomosynteesi, PET (positroniemissiotomografia), SPECT (yksifotoniemissiotomografia), endoskopia, mikroskopia, koko objektilasin kuvantaminen ja OCT (optinen koherenssitomografia)

• Kuva-arkistot, esim. VNA:t

• Kuvankäsittelylaitteet – kuvien katseluohjelmat, diagnostiset työasemat, 3D-visualisointijärjestelmät, kliiniset analyysisovellukset, skannerit, medianpolttajat ja tuojat

• Tulostuslaitteet kuten valokuvausfilmit ja paperitulostimet

• Lääketieteellisiin IT-järjestelmiin sisältyvät laitteet kuten PACS (kuvien arkistointi- ja viestintäjärjestelmät), CAD (tietokoneavusteiset havaitsemis-/diagnosointijärjestelmät), RIS (radiologian tietojärjestelmät) ja EMR (sähköiset potilaskertomukset)

Voiko DICOM-katseluohjelmia käyttää PC- ja mobiililaitteilla?

Mitä tulee PC-laitteisiin, erilaisia DICOM-katseluohjelmia on usein saatavilla kaikille tärkeimmille käyttöjärjestelmille, kuten Windowsille, macOS:lle ja Linuxille. Mitä tulee mobiilien DICOM-katseluohjelmien saatavuuteen, on kehitetty valtava määrä mobiilisovelluksia DICOM-kuvien katseluun, joista monet ovat ilmaisia.

Mikä on tekniikka DICOMin takana?

DICOM-standardi määrittelee ylemmän kerroksen protokollan (ULP), joka on yhteensopiva TCP/IP:n (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) kanssa, mikä mahdollistaa sen käytön internetissä. Protokollaa käytetään riippumattomasti fyysisestä verkosta, mikä mahdollistaa monipuolisen soveltamisen, mukaan lukien viestinnän käyttämällä erilaisia Ethernet-muotoja, VPN:iä, etäkäyttöyhteyksiä (kuten modeemilla, ISDN:llä tai DSL:llä) ja satelliitin kautta, mainitakseni muutamia.

DICOM sisältää protokollat seuraaville:

• Objektien, kuten kuvien ja asiakirjojen, vaihto

• Tällaisten objektien kysely ja haku

• Kuvien pakkaus

• 3D-visualisointi

• Kuvien esittäminen

• Kuvien tulostaminen

• Työnkulun hallinta ja tulosten raportointi

Kuvien johdonmukaisuutta koskeva ongelma on ratkaistu kehittämällä taulukko, jossa on digitaalisesti määritetyt pikseliarvot, nimeltään DICOM grayscale standard display function (GSDF).

DICOMin eri ominaisuudet noudattavat kansainvälisiä standardeja, esimerkiksi:

• TLS tai ISCL verkon luottamuksellisuuden ja vertaistunnistuksen varmistamiseksi

• JPEG, häviötön JPEG, JPEG 2000 tai RLE-koodaus (run-length encoding) kuvien pakkaukseen

• ISO 9660, UDF ja muut tiedostojärjestelmät, jotka ovat yhteensopivia perinteisten ohjelmistojen kanssa

Salauksen osalta DICOM-standardi helpottaa tietojen salausta, mutta sen toteuttaminen on täysin riippuvaista DICOM-palveluntarjoajista ja näitä palveluita käyttävistä lääketieteellisistä laitoksista. DICOM-yhteensopivien tuotteiden valmistajat voivat päättää olla toteuttamatta salausta palveluissaan, jolloin tällaista salaamatonta DICOMia käyttävillä lääketieteellisillä laitoksilla on mahdollisuus perustaa salattuja VPN-verkkoja. Tällaisten turvallisuusratkaisujen tehokkuus on kiistanalaista.

DICOM-standardia päivitetään jatkuvasti vastaamaan lääketieteellisten kuvantamisjärjestelmien muuttuvia vaatimuksia. Valtavasta määrästä lääketieteellisen kuvantamisen toimittajia, jotka myyvät DICOM-yhteensopivia tuotteita, suurin osa osallistuu aktiivisesti näihin parannuksiin.

Mitä eroa on DICOMilla ja PACS-, RIS- ja CIS-järjestelmillä?

Termejä kuten PACS, RIS ja CIS mainitaan usein DICOMin yhteydessä, varsinkin kun puhutaan eduista, joita nykyaikaiset ohjelmistotyökalut, standardit ja protokollat ovat tuoneet terveydenhuoltoon. Tämä saattaa aiheuttaa hämmennystä siitä, mikä erottaa ne toisistaan, erityisesti kun on kyse PACS:n ja DICOMin välisestä erosta.

Edelliset ovat lääketieteellisiä IT-järjestelmiä, jotka perustuvat eri laitteiden verkkoihin. DICOM on universaali tiedostomuoto ja protokolla, joka määrittelee viestinnän näiden laitteiden välillä ja mahdollistaa saman useiden eri järjestelmien välillä.

Nyt kun tämä on selvää, tässä on yleiskatsaus yleisimmistä lääketieteellisistä IT-järjestelmistä:

• PACS (kuvien arkistointi- ja viestintäjärjestelmät) ovat lääketieteellisiä kuvantamisjärjestelmiä, jotka tarjoavat tallennuksen ja pääsyn kuviin useista modaliteeteista. Sen pääasiallinen sovellus on ylivoimainen tallennusvaihtoehto, joka poistaa tarpeen tietojen manuaaliselle tallennukselle ja haulle.

• RIS (radiologian tietojärjestelmä) – toisentyyppinen tietojärjestelmä lääketieteellisten kuvantamistietojen tallentamiseen ja hallintaan, jota käytetään yleisesti radiologisilla vastaanotoilla. Radiologit käyttävät sitä yleensä potilaiden aikatauluttamiseen, tutkimusten seurantaan ja tulkintaan sekä laskutukseen muiden toimintojen ohella.

Ero RIS:n ja PACS:n välillä voi olla hieman epäselvä, koska niitä sovelletaan samalla alalla ja usein yhdessä. Ne ovat molemmat järjestelmiä potilastietojen käsittelyn helpottamiseksi, mutta siinä missä PACS tarjoaa tallennuksen ja pitkän aikavälin ratkaisun potilastietojen hallintaan, RIS virtaviivaistaa prosesseja ja parantaa työnkulkua mahdollistamalla potilaiden seurannan reaaliajassa ja tarjoamalla yhden keskitetyn lähteen potilaiden potilaskertomuksille.

• EHR (sähköinen terveyskertomus) – EHR:t ovat digitaalisia versioita potilaiden paperikorteista. Ne ovat digitaalisia tallenteita potilaiden koko sairaushistoriasta. Tämä sisältää lääketieteelliset kuvat. Kuten aiemmin mainitut potilastietojärjestelmät, EHR:t voivat toimia yhdessä muiden lääketieteellisten tietojärjestelmien kanssa. Niissä voi olla DICOM-tulostus, -lähetys tai -asiakasohjelma, ja ne voidaan myös integroida PACS:n tai RIS:n kanssa.

• CIS (kliininen tietojärjestelmä) – Tietojärjestelmä potilaiden kliinisten tietojen tallentamiseen, säilyttämiseen ja käsittelyyn. Saatat ihmetellä, miten tämä eroaa EHR:stä? EHR:t sisältävät potilaan koko sairaushistorian ja ovat siksi paljon yleisempiä. CIS käsittelee hyvin erityisiä tietoja, jotka kerätään suoraan laitteista ja lääkintähenkilöstön syötteistä.

Sen lisäksi, että nämä lääketieteelliset tietojärjestelmät tarjoavat lukemattomia etuja, kuten työnkulun ja tehokkuuden parantaminen sekä kustannusten ja tilavaatimusten vähentäminen, ne mahdollistavat vastaanottojen keskittymisen enemmän potilashoitoon. Tämä on tehnyt niistä korvaamattomia nykyaikaisissa lääketieteellisissä laitoksissa.

Mikä on paras DICOM-katseluohjelma sinulle?

DICOM-katseluohjelmat ovat olennainen osa DICOM-yhteensopivia järjestelmiä. Jos sinulla on jo järjestelmä, joka tukee DICOMia, erillinen DICOM-kuvien katseluohjelma ei todennäköisesti ole tarpeen. Mutta jos näin ei ole, tai PACS- tai RIS-järjestelmän kanssa on kommunikaatio- tai yhteysongelmia, DICOM-katseluohjelman hankkiminen voi osoittautua parhaaksi päätökseksi, jos haluat aloittaa lääketieteellisten kuvien katselun.

DICOM-kuvien katseluohjelmia on helposti saatavilla jokaisessa hintaluokassa ja erilaisilla käyttöalueilla. Mistä tietää, mikä niistä on oikea? Mitä kriteerejä tulisi käyttää? Aluksi sinun tulee ottaa huomioon laitteet, joilla aiot katsella kuvia, halutut ominaisuudet, käyttöjärjestelmän tyyppi ja budjettivaatimuksesi.

Tässä on vain muutamia markkinoiden suosituimmista DICOM-katseluohjelmista:

• 3DimViewer – Tämä DICOM-katseluohjelma on avoimen lähdekoodin 3D-katseluohjelma ja siksi saatavilla mukautettavaksi ja integroitavaksi muiden ohjelmien kanssa. Se on yksi joustavimmista saatavilla olevista katseluohjelmista, koska se on käytettävissä Windows-, Macintosh- ja Linux-pohjaisilla alustoilla. Tämän lisäksi se on ilmainen. Muokkausominaisuudet on rajoitettu perusvaihtoehtoihin, kuten kirkkauteen ja kontrastiin. Yksi sen parhaista ominaisuuksista on tilavuus- ja pintarenderöinti kynnykseen perustuvalla kudossegmentoinnilla. Huomioon otettava asia on GPU-kiihdytyksen tarve tilavuusrenderöinnissä.

• Horos DICOM -katseluohjelma – Toinen ilmainen, avoimen lähdekoodin DICOM-kuvien katseluohjelma. Se on saatavilla Macintosh-laitteille ja perustuu OsiriXiin ja muihin avoimen lähdekoodin lääketieteellisiin kuvantamiskirjastoihin.

• DICOM Web Viewer (DWV) – Tätä katseluohjelmaa voidaan käyttää melkein millä tahansa laitteella ja selaimella, koska se on täysin selainpohjainen DICOM-katseluohjelma. Kuten 3DimViewer, se on vain katseluun tarkoitettu järjestelmä, jossa on minimaaliset muokkausominaisuudet. Sen sisällyttäminen PACS-palvelimiin on myös mahdollista koodauksen avulla.

• Mango – eli Multi-image Analysis GUI, tukee useita kuva- ja pintarenderöintimuotoja ja voi luoda mukautettuja muotoja ja suodattimia. Se tarjoaa monia muokkaus-, analyysi- ja käsittelyominaisuuksia ja on saatavilla Windows-, Macintosh- ja Linux-työpöydille, selaimille tai iPadeille. Se on myös ilmainen ei-kaupalliseen käyttöön.

• MicroDicom – Tämä DICOM-katseluohjelma tarjoaa intuitiivisen käyttöliittymän ja kaikki yleisimmät ominaisuudet DICOM-kuvien käsittelyyn. Se on saatavilla Windowsille ja kuten monet muut ilmaiset DICOM-katseluohjelmat, tarjoaa ilmaisen pääsyn ei-kaupalliseen käyttöön.

Lääketieteellinen teknologia kehittyy ja monipuolistuu jatkuvasti vastaamaan lääketieteellisten kuvantamisjärjestelmien monimutkaisia vaatimuksia. Uusia DICOM-yhteensopivia ohjelmistoja kehitetään jatkuvasti, ja yksi mielenkiintoisimmista kehityssuunnista on ollut pilvipohjaiset DICOM-kuvien katseluohjelmat. Meidän oma DICOM-katseluohjelmamme, PostDICOM, perustuu tähän konseptiin. Pilvipohjaiset DICOM-kuvien katseluohjelmat mahdollistavat DICOM-tiedostojen katselun ja käsittelyn verkossa ilman tarvetta asentaa ohjelmistoja asiakaslaitteisiin.

DICOM-katseluohjelmamme mukana tulee ilmainen kokeiluversio pilvitilasta, jota voidaan laajentaa valitsemalla palvelun maksullinen tilaus. Sitä tuetaan kaikilla tärkeimmillä alustoilla (Windows, macOS, Linux, IOS ja Android) ja se on varustettu edistyneillä katselutyökaluilla. PostDICOM toimii myös pilvipohjaisena PACS-palvelimena, mikä mahdollistaa DICOM-tiedostojen tallentamisen pilveen säilyttäen samalla tavallisten paikallisiin palvelimiin tukeutuvien PACS-järjestelmien toiminnot. Turvallisuus on etusijalla, sillä kaikki lähetykset on SSL-salattu (Secure Socket Layer) ja tiedostot voidaan suojata lisäksi salasanoilla.

DICOM-yhteensopivien ohjelmistojen käytön edut lääketieteellisessä kuvantamisprosessissa ovat itsestään selviä. Riippumatta siitä, tarvitseeko laitos monimutkaisia DICOM-yhteensopivia järjestelmiä vai yksinkertaisia DICOM-katseluohjelmia aloittaakseen, valittavana on enemmän kuin tarpeeksi vaihtoehtoja, ja ilmaisten DICOM-katseluohjelmien hieno puoli on, että niiden kokeilemisessa ei menetä mitään.