DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) è lo standard internazionale che facilita lo scambio di immagini mediche e dati correlati tra vari dispositivi e sistemi.
Consente l'integrazione di dispositivi di imaging medicale, come scanner, server, workstation, stampanti, hardware di rete e sistemi di archiviazione e comunicazione delle immagini (PACS) di diversi produttori.
Un componente chiave dello standard DICOM è Transfer Syntax, che definisce il modo in cui i dati DICOM vengono codificati e trasmessi tra i sistemi. Ciò garantisce che le immagini mediche e i dati associati possano essere condivisi con precisione tra diversi sistemi e dispositivi.
Una sintassi di trasferimento DICOM è un insieme di regole di codifica che fornisce una rappresentazione inequivocabile di una o più sintassi astratte. Consente alle entità applicative di comunicare con le entità applicative di negoziare le tecniche di codifica comuni supportate da entrambe, come i metodi di ordinamento e compressione dei byte.
Una sintassi di trasferimento è un attributo di un contesto di presentazione, uno o più dei quali sono negoziati all'atto della creazione di un'associazione tra le entità applicative DICOM.
DICOM definisce una sintassi di trasferimento predefinita, la sintassi di trasferimento DICOM Implicit VR Little Endian (identificata da Transfer Syntax UID = «1.2.840.10008.1.2"). Ogni implementazione DICOM conforme supporterà questa sintassi di trasferimento predefinita.
La sintassi di trasferimento DICOM svolge un ruolo cruciale nei flussi di lavoro di imaging medico garantendo interoperabilità, efficienza e flessibilità.
• Interoperabilità: diversi dispositivi di imaging e software di vari produttori possono lavorare insieme senza problemi in base alle sintassi di trasferimento supportate da entrambi. Questa interoperabilità si estende oltre l'ambito ospedaliero, facilitando la teleradiologia e la telemedicina consentendo lo scambio di immagini mediche all'esterno dell'ospedale.
• Efficienza: utilizzando formati compressi, le immagini possono essere trasmesse più rapidamente e occupare meno spazio di archiviazione.
• Flessibilità: gli utenti possono scegliere una sintassi di trasferimento in base alle loro esigenze specifiche, come la compressione senza perdita o con perdita di dati.
La sintassi di trasferimento DICOM definisce due aspetti principali dei file DICOM:
• Codifica dei dati: specifica come vengono codificati gli elementi di dati all'interno di un file DICOM, influendo principalmente sull'algoritmo di compressione delle immagini, che può influire sia sulle dimensioni del file che sulla qualità dell'immagine.
• Ordine dei byte: determina il modo in cui i tipi di dati a più byte, come numeri interi e numeri a virgola mobile, sono rappresentati nel file. I due ordini di byte comuni sono Little Endian e Big Endian, che stabiliscono l'ordine in cui i byte sono disposti per rappresentare questi tipi di dati.
La sintassi di trasferimento regola anche la serializzazione degli oggetti DICOM, che converte l'oggetto in un flusso di byte per la trasmissione o l'archiviazione.
Un file DICOM è composto da:
• Intestazione del file: contiene un preambolo di 128 byte, un prefisso di 4 byte ('D', 'I', 'C', 'M') e meta-informazioni sul file.
• Set di dati: rappresenta una singola istanza SOP correlata a una singola classe SOP. La sintassi di trasferimento utilizzata per codificare il set di dati è identificata dall'UID della sintassi di trasferimento delle meta-informazioni del file DICOM.
La sintassi di trasferimento DICOM garantisce che le immagini provenienti da diverse modalità, come radiografia, TAC e risonanza magnetica, possano essere scambiate e interpretate correttamente da diversi sistemi.
Ad esempio, uno scanner CT può inviare immagini a un PACS utilizzando una sintassi di trasferimento specifica e un radiologo può visualizzare tali immagini su una workstation utilizzando la stessa sintassi di trasferimento.
Questa standardizzazione è fondamentale per mantenere la coerenza e l'accuratezza nell'interpretazione delle immagini mediche in varie modalità.
• Riduzione degli errori: DICOM offre un modo standardizzato per archiviare, inviare e ricevere immagini e informazioni mediche senza la necessità di inserire manualmente i dati, il che riduce gli errori e migliora l'efficienza.
• Maggiore efficienza: il trasferimento elettronico di immagini mediche mediante lo standard DICOM ha reso i sistemi sanitari molto più efficienti. Questo può aiutare gli operatori a diagnosticare i pazienti più rapidamente e ad iniziare immediatamente i trattamenti.
• Migliore diagnosi e assistenza al paziente: l'implementazione del DICOM facilita l'accesso alle informazioni e alla diagnosi. L'interoperabilità dei dispositivi conformi al DICOM garantisce che i medici possano accedere ai dati medici in tutto il mondo.
• Flusso di lavoro migliorato: l'archiviazione, il recupero e il trasporto manuali delle cartelle appartengono al passato nell'imaging medico.
• Rapporti strutturati: DICOM consente la creazione di report strutturati, che possono favorire la collaborazione e la ricerca.
• Problemi di compatibilità: diversi fornitori potrebbero introdurre variazioni nelle rispettive implementazioni DICOM, il che può portare a problemi di compatibilità.
• Sfide relative ai dati: le incoerenze nei formati dei dati, le variazioni nell'etichettatura dei metadati o persino le differenze nel modo in cui vengono registrate le informazioni sui pazienti possono ostacolare lo scambio di dati senza interruzioni.
• Problemi di sicurezza: le implementazioni DICOM sicure possono richiedere processi di crittografia e autenticazione aggiuntivi, che possono introdurre ritardi o problemi tecnici nella trasmissione delle immagini mediche.
• Problemi di prestazioni: i protocolli DICOM sicuri possono introdurre latenza e aumentare i tempi di elaborazione, un problema fondamentale negli ambienti clinici in cui l'accesso rapido alle immagini mediche è essenziale.
• Limitazioni alla compressione: sebbene le tecniche di compressione come Run-Length Encoding (RLE) possano ridurre le dimensioni dei file, potrebbero essere meno efficaci per alcuni tipi di immagini mediche, portando potenzialmente a file di dimensioni maggiori e a una qualità dell'immagine ridotta.
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Le sintassi di trasferimento DICOM sono definite e registrate dalla NEMA (National Electrical Manufacturers Association). NEMA garantisce l'unicità di tutti i nomi della sintassi di trasferimento DICOM. È possibile utilizzare anche nomi di sintassi di trasferimento definiti privatamente; tuttavia, non verranno registrati da NEMA.
La sintassi di trasferimento imposta quanto segue:
• L'ordine dei byte (piccolo/grande Endian)
• Se i Vrs (rappresentazioni di valori) sono serializzati (espliciti/impliciti)
• Se i dati dei pixel sono compressi o meno
La tabella seguente elenca le sintassi di trasferimento DICOM disponibili e gli UID corrispondenti:
| UID della sintassi di trasferimento | Nome della sintassi di trasferimento |
| 1,2,840,10008,12 | VR Endian implicito: sintassi di trasferimento predefinita per DICOM |
| 1,2,840,100081,2.1 | Realtà virtuale esplicita Little Endian |
| 1,2,840,100081,2.1,99 | VR esplicito sgonfio Little Endian |
| 1,2,840,108,12.2 | Realtà virtuale esplicita Big Endian |
| 1,2,840,100081,24,50 | JPEG Baseline (Processo 1): sintassi di trasferimento predefinita per la compressione delle immagini JPEG a 8 bit con perdita di dati |
| 1,2,840,100081,24,51 | JPEG Baseline (processi 2 e 4): sintassi di trasferimento predefinita per la compressione delle immagini JPEG a 12 bit con perdita di dati (solo Processo 4) |
| 1,2,840,100081,24,57 | JPEG senza perdita di dati, non gerarchico (processi 14) |
| 1,2,840,100081,24,70 | Previsione JPEG senza perdita, non gerarchica, del primo ordine (processi 14): sintassi di trasferimento predefinita per la compressione delle immagini JPEG senza perdita di dati |
| 1,2,840,100081,2,4,80 | Immagine senza perdita di dati JPEG-LS... fonte |
| 1,2,840,100081,24,95 | Deflazione di riferimento JPIP |
| 1,2,840,108,12,5 | RLE senza perdita |
| 1,2,840,100081,2.6.1 | Incapsulamento MIME RFC 2557 |
| 1,2,840,100081,2,4100 | Profilo principale MPEG2 Livello principale |
| 1,2,840,108,12,4102 | MPEG-4 AVC/H.264 Profilo alto/Livello 4.1 |
| 1,2,840,100081,2.4,103 | Profilo elevato compatibile con MPEG-4 AVC/H.264 BD/Livello 4.1 |
La sintassi di trasferimento DICOM è un elemento cruciale dello standard DICOM, che consente lo scambio efficiente e affidabile di immagini mediche e informazioni correlate. Garantisce l'interoperabilità tra diversi dispositivi e sistemi di imaging medico, migliora l'efficienza del flusso di lavoro e migliora l'assistenza ai pazienti grazie a:
• Fornitura di un formato standardizzato per la codifica e la trasmissione di dati di immagini mediche.
• Facilitare la comunicazione tra diversi dispositivi e sistemi di imaging medico.
• Consente una compressione efficiente delle immagini mediche.
• Supporto di varie modalità di immagine, tra cui radiografia, tomografia computerizzata e risonanza magnetica.
Sebbene la sintassi di trasferimento DICOM possa presentare sfide quali problemi di compatibilità e problemi di sicurezza, i vantaggi superano gli svantaggi, rendendola una tecnologia essenziale nella moderna diagnostica per immagini.
La sintassi di trasferimento DICOM è un componente fondamentale dello standard DICOM. Consente lo scambio efficiente e affidabile di immagini mediche e informazioni correlate. Garantisce l'interoperabilità tra dispositivi e sistemi di imaging medicale, migliora l'efficienza del flusso di lavoro e migliora l'assistenza ai pazienti.
Sebbene le sfide siano associate all'utilizzo della sintassi di trasferimento DICOM, i vantaggi superano gli svantaggi, rendendola una tecnologia essenziale nella moderna diagnostica per immagini. Promuovendo l'interoperabilità e la standardizzazione, DICOM Transfer Syntax svolge un ruolo fondamentale nel migliorare l'assistenza ai pazienti e nel far progredire il campo dell'imaging medico.
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