DICOM Transfer Syntax: Een gedetailleerd overzicht

DICOM Transfer Syntax Een gedetailleerd overzicht - Gemaakt door PostDICOM

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) is de internationale standaard die de uitwisseling van medische beelden en gerelateerde gegevens tussen verschillende apparaten en systemen vergemakkelijkt.

Het maakt de integratie mogelijk van medische beeldvormingsapparatuur, zoals scanners, servers, werkstations, printers, netwerkhardware en systemen voor het archiveren en communiceren van beelden (PACS) van verschillende fabrikanten.


Een belangrijk onderdeel van de DICOM-standaard is **Transfer Syntax**, die definieert hoe DICOM-gegevens worden gecodeerd en verzonden tussen systemen. Dit zorgt ervoor dat medische beelden en bijbehorende gegevens nauwkeurig kunnen worden gedeeld over verschillende systemen en apparaten.

Definitie van DICOM Transfer Syntax

Een DICOM Transfer Syntax is een reeks coderingsregels die een ondubbelzinnige weergave biedt van een of meer Abstract Syntaxes. Hiermee kunnen communicerende Application Entities onderhandelen over gemeenschappelijke coderingstechnieken die ze beide ondersteunen, zoals bytevolgorde en compressiemethoden.

Een Transfer Syntax is een attribuut van een Presentation Context, waarvan er een of meer worden onderhandeld bij het tot stand brengen van een associatie tussen DICOM Application Entities.

DICOM definieert een standaard Transfer Syntax, de DICOM Implicit VR Little Endian Transfer Syntax (geïdentificeerd door Transfer Syntax UID = "1.2.840.10008.1.2"). Elke conformerende DICOM-implementatie moet deze standaard Transfer Syntax ondersteunen.

Doel en functie van DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax speelt een cruciale rol in workflows voor medische beeldvorming door te zorgen voor interoperabiliteit, efficiëntie en flexibiliteit.

• Interoperabiliteit: Verschillende beeldvormingsapparaten en software van diverse fabrikanten kunnen naadloos samenwerken op basis van de Transfer Syntaxes die ze beide ondersteunen. Deze interoperabiliteit reikt verder dan de ziekenhuisomgeving en vergemakkelijkt teleradiologie en telegeneeskunde door de uitwisseling van medische beelden buiten het ziekenhuis mogelijk te maken.

• Efficiëntie: Door gebruik te maken van gecomprimeerde formaten kunnen beelden sneller worden verzonden en nemen ze minder opslagruimte in beslag.

• Flexibiliteit: Gebruikers kunnen een Transfer Syntax kiezen op basis van hun specifieke behoeften, zoals 'lossless' (verliesvrije) of 'lossy' (met verlies) compressie.

Structuur en componenten van een DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax definieert twee hoofdaspecten van DICOM-bestanden:

• Gegevenscodering: Dit specificeert hoe de gegevenselementen binnen een DICOM-bestand worden gecodeerd, wat voornamelijk van invloed is op het beeldcompressiealgoritme, wat gevolgen kan hebben voor zowel de bestandsgrootte als de beeldkwaliteit.

• Bytevolgorde: Dit bepaalt hoe multi-byte gegevenstypes, zoals gehele getallen en getallen met drijvende komma, in het bestand worden weergegeven. De twee gemeenschappelijke bytevolgordes zijn Little Endian en Big Endian, die de volgorde bepalen waarin bytes worden gerangschikt om deze gegevenstypes weer te geven.

Transfer Syntax regelt ook de serialisatie van DICOM-objecten, waarbij het object wordt omgezet in een bytestroom voor verzending of opslag.

Een DICOM-bestand bestaat uit:

• Bestandskoptekst: Bevat een 128-byte inleiding, een 4-byte voorvoegsel ('D', 'I', 'C', 'M') en bestandsmeta-informatie.

• Dataset: Vertegenwoordigt een enkele SOP Instance gerelateerd aan een enkele SOP Class. De Transfer Syntax die wordt gebruikt om de dataset te coderen, wordt geïdentificeerd door de Transfer Syntax UID van de DICOM-bestandsmeta-informatie.

DICOM Transfer Syntax in verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten

DICOM Transfer Syntax zorgt ervoor dat beelden van verschillende modaliteiten, zoals röntgen, CT en MRI, correct kunnen worden uitgewisseld en geïnterpreteerd door verschillende systemen.

Een CT-scanner kan bijvoorbeeld beelden naar een PACS sturen met behulp van een specifieke Transfer Syntax, en een radioloog kan die beelden op een werkstation bekijken met dezelfde Transfer Syntax.

Deze standaardisatie is cruciaal voor het handhaven van consistentie en nauwkeurigheid bij de interpretatie van medische beelden over verschillende modaliteiten.

Voordelen en uitdagingen van het gebruik van DICOM Transfer Syntax

Voordelen

• Verminderde fouten: DICOM biedt een gestandaardiseerde manier om medische beelden en informatie op te slaan, te verzenden en te ontvangen zonder handmatige gegevensinvoer, wat fouten vermindert en de efficiëntie verbetert.

• Verbeterde efficiëntie: Elektronische overdracht van medische beelden met behulp van de DICOM-standaard heeft gezondheidssystemen veel efficiënter gemaakt. Dit kan zorgverleners helpen patiënten sneller te diagnosticeren en behandelingen onmiddellijk te starten.

• Betere diagnose en patiëntenzorg: Het implementeren van DICOM vergemakkelijkt de toegang tot informatie en diagnose. De interoperabiliteit van DICOM-conforme apparaten zorgt ervoor dat artsen wereldwijd toegang hebben tot medische gegevens.

• Verbeterde workflow: Handmatig archiveren, ophalen en vervoeren van mappen behoort tot het verleden in de medische beeldvorming.

• Gestructureerde rapportage: DICOM maakt het mogelijk om gestructureerde rapporten te maken, wat samenwerking en onderzoek ten goede kan komen.

Uitdagingen

• Compatibiliteitsproblemen: Verschillende leveranciers kunnen variaties aanbrengen in hun DICOM-implementaties, wat kan leiden tot compatibiliteitsproblemen.

• Gegevensgerelateerde uitdagingen: Inconsistenties in gegevensformaten, variaties in metadata-tagging of zelfs verschillen in hoe patiëntinformatie wordt vastgelegd, kunnen naadloze gegevensuitwisseling belemmeren.

• Beveiligingszorgen: Veilige DICOM-implementaties kunnen extra encryptie- en authenticatieprocessen vereisen, wat vertragingen of technische problemen kan veroorzaken bij de overdracht van medische beelden.

• Prestatieproblemen: Veilige DICOM-protocollen kunnen latentie introduceren en verwerkingstijden verlengen, wat een kritiek punt is in klinische omgevingen waar snelle toegang tot medische beelden essentieel is.

• Compressiebeperkingen: Hoewel compressietechnieken zoals Run-Length Encoding (RLE) bestandsgroottes kunnen verkleinen, kunnen ze minder effectief zijn voor bepaalde soorten medische beelden, wat mogelijk leidt tot grotere bestandsgroottes en verminderde beeldkwaliteit.

Standaarden en voorschriften met betrekking tot DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax Een gedetailleerd overzicht (2) - Gemaakt door PostDICOM

DICOM Transfer Syntaxes worden gedefinieerd en geregistreerd door NEMA (National Electrical Manufacturers Association). NEMA garandeert uniciteit voor alle namen van DICOM Transfer Syntaxes. Privé gedefinieerde Transfer Syntax-namen mogen ook worden gebruikt; deze worden echter niet geregistreerd door NEMA.

Transfer syntax stelt het volgende in:

• De bytevolgorde (little/big Endian)

• Of VR's (Value Representations) geserialiseerd zijn (expliciet/impliciet)

• Of pixelgegevens al dan niet gecomprimeerd zijn

De volgende tabel bevat de beschikbare DICOM Transfer Syntaxes en hun bijbehorende UID's:

Transfer Syntax UIDNaam Transfer Syntax
1.2.840.10008.1.2Implicit VR Endian: Standaard Transfer Syntax voor DICOM
1.2.840.10008.1.2.1Explicit VR Little Endian
1.2.840.10008.1.2.1.99Deflated Explicit VR Little Endian
1.2.840.10008.1.2.2Explicit VR Big Endian
1.2.840.10008.1.2.4.50JPEG Baseline (Process 1): Standaard Transfer Syntax voor Lossy JPEG 8-bits beeldcompressie
1.2.840.10008.1.2.4.51JPEG Baseline (Processes 2 & 4): Standaard Transfer Syntax voor Lossy JPEG 12-bits beeldcompressie (alleen Process 4)
1.2.840.10008.1.2.4.57JPEG Lossless, Nonhierarchical (Processes 14)
1.2.840.10008.1.2.4.70JPEG Lossless, Nonhierarchical, First- Order Prediction (Processes 14): Standaard Transfer Syntax voor Lossless JPEG-beeldcompressie
1.2.840.10008.1.2.4.80JPEG-LS Lossless Image...source
1.2.840.10008.1.2.4.95JPIP Referenced Deflate
1.2.840.10008.1.2.5RLE Lossless
1.2.840.10008.1.2.6.1RFC 2557 MIME Encapsulation
1.2.840.10008.1.2.4.100MPEG2 Main Profile Main Level
1.2.840.10008.1.2.4.102MPEG-4 AVC/H.264 High Profile / Level 4.1
1.2.840.10008.1.2.4.103MPEG-4 AVC/H.264 BD-compatible High Profile / Level 4.1

Samenvatting

DICOM Transfer Syntax is een cruciaal element van de DICOM-standaard, dat de efficiënte en betrouwbare uitwisseling van medische beelden en gerelateerde informatie mogelijk maakt. Het zorgt voor interoperabiliteit tussen verschillende medische beeldvormingsapparaten en systemen, verbetert de efficiëntie van de workflow en verbetert de patiëntenzorg door:

• Het bieden van een gestandaardiseerd formaat voor het coderen en verzenden van medische beeldgegevens.

• Het faciliteren van communicatie tussen verschillende medische beeldvormingsapparaten en systemen.

• Het mogelijk maken van efficiënte compressie van medische beelden.

• Ondersteuning van verschillende beeldmodaliteiten, waaronder röntgen, CT en MRI.

Hoewel DICOM Transfer Syntax uitdagingen met zich mee kan brengen, zoals compatibiliteitsproblemen en beveiligingszorgen, wegen de voordelen zwaarder dan de nadelen, waardoor het een essentiële technologie is in de moderne medische beeldvorming.

Conclusie

DICOM Transfer Syntax is een fundamenteel onderdeel van de DICOM-standaard. Het maakt de efficiënte en betrouwbare uitwisseling van medische beelden en gerelateerde informatie mogelijk. Het zorgt voor interoperabiliteit tussen medische beeldvormingsapparaten en systemen, verbetert de efficiëntie van de workflow en verbetert de patiëntenzorg.

Hoewel er uitdagingen zijn verbonden aan het gebruik van DICOM Transfer Syntax, wegen de voordelen zwaarder dan de nadelen, waardoor het een essentiële technologie is in de moderne medische beeldvorming. Door interoperabiliteit en standaardisatie te bevorderen, speelt DICOM Transfer Syntax een vitale rol bij het verbeteren van de patiëntenzorg en het bevorderen van het gebied van medische beeldvorming.

Notebook PostDICOM Viewer

Cloud PACS en online DICOM Viewer

Upload DICOM-beelden en klinische documenten naar PostDICOM-servers. Sla op, bekijk, werk samen en deel uw medische beeldbestanden.