Een spoedcursus over het omgaan met DICOM medische beeldvormingsgegevens

Naarmate technologie doordringt in elk aspect van de geneeskunde, zijn er grote vorderingen gemaakt op het gebied van radiologie. Radiologie was ooit afhankelijk van eenvoudige tweedimensionale beelden die handmatig moesten worden ontwikkeld en gefixeerd voordat ze konden worden bekeken. Nu zijn bijna alle vormen van medische beeldvorming gedigitaliseerd en omvat het spectrum van radiologie niet alleen digitale röntgenfoto's, maar ook CT-scans, MRI's, echografie en nucleaire beeldvorming. Om standaarden en uniformiteit te handhaven tussen de verschillende soorten medische beeldvormingsmodaliteiten, werd het concept van DICOM geïntroduceerd.

Als geneeskundestudent of zelfs als volwaardig radioloog kan het vooruitzicht om met zoveel technologie om te gaan behoorlijk intimiderend lijken. Dit artikel legt eenvoudig uit hoe u met DICOM-bestanden kunt omgaan en hun volledige potentieel kunt benutten.

Wat is DICOM in medische beeldvorming?

DICOM staat voor Digital Imaging and Communications in Medicine. Het is een standaard, internationaal geaccepteerd formaat voor het bekijken, opslaan, ophalen en delen van medische beelden. DICOM voldoet aan vaste protocollen om de nauwkeurigheid van de informatie die via medische beelden wordt doorgegeven te waarborgen.

Waarom moet ik meer leren over DICOM-bestanden?

Als student of praktiserend radioloog zijn alle medische beelden die u ziet waarschijnlijk in het DICOM-formaat. DICOM medische beeldvormingsgegevens kunnen niet worden geopend door standaard beeldsoftware die aanwezig is op besturingssystemen zoals Windows of Mac OS. Er moet een speciale medische DICOM-viewer worden geïnstalleerd om DICOM-beeldbestanden op te halen, te bekijken en te openen. Daarom is het belangrijk om te weten hoe u dit formaat gebruikt, wat enkele relevante toepassingen zijn en hoe u toegang krijgt tot de informatie en functies die erin zijn opgenomen.

Wat bevat een medisch DICOM-beeldbestand?

Elk medisch DICOM-beeld bestaat uit twee delen: een header en het eigenlijke beeld zelf. De header bevat gegevens die het beeld beschrijven, waarvan de belangrijkste de patiëntgegevens zijn. Dit omvat de demografische gegevens van de patiënt, zoals de naam, leeftijd, geslacht en geboortedatum van de patiënt. De header kan ook informatie geven over beeldkenmerken zoals acquisitieparameters, pixelintensiteit, matrixgrootte en afmetingen van het beeld. Wanneer een bestandsverkenner wordt geopend om DICOM medische beeldvormingsgegevens te bekijken, kan de header patiënt- en beeldinformatie geven. De header is meestal gecodeerd aan het beeld zodat de patiënt aan wie het beeld toebehoort eenvoudig kan worden geïdentificeerd. De header kan echter soms verloren gaan als het DICOM-bestand wordt geëxporteerd naar andere formaten, zoals JPEG. Soms wilt u de headergegevens opzettelijk verliezen, meestal met het oog op anonimisering in onderzoeksgevallen. Dit kan alleen worden gedaan met behulp van specifieke softwarefuncties.

Waar heb ik toegang tot DICOM-bestanden?

Dit hangt af van het doel waarvoor u de bestanden wilt hebben. Als u een patiënt bent en er scans zijn gemaakt, ontvangt u waarschijnlijk een cd of dvd met beelden erop. Als u geneeskundestudent bent en DICOM-beelden wilt bekijken om te leren en te studeren, kunt u dergelijke beelden downloaden van online bronnen. Als u radioloog bent en toegang tot bestanden nodig hebt om ze te interpreteren en diagnoses te stellen, moet u een PACS-server gebruiken.

• Cd's/Dvd's: Over het algemeen krijgt de patiënt bij medische beeldvorming meestal een kopie van de beeldbestanden op een cd of dvd. Op dergelijke cd's is meestal een medische DICOM-viewer inbegrepen die u kan helpen de beelden te bekijken. Sommige cd's bevatten mogelijk geen daadwerkelijke applicatie, maar bieden u mogelijk een internetlink om een geschikte medische DICOM-viewer te downloaden.

• Online bronnen: Als u student bent en op zoek bent naar medische beelden om van te leren, zijn er verschillende online bronnen die u kunnen helpen. Enkele goede zijn de Dicom library, Osirix Image library en de Cancer Imaging Archives.

• PACS-server: PACS staat voor Picture Archiving and Communication System. Dit is in feite een database waarin alle medische beelden worden opgeslagen. Een PACS-server moet voldoende opslagruimte hebben, aangezien DICOM-bestanden, vanwege hun hoge kwaliteit, de neiging hebben veel ruimte in beslag te nemen. Elk ziekenhuis heeft meestal zijn eigen PACS-server. Elk medisch beeld dat in een ziekenhuis wordt gemaakt, wordt automatisch opgeslagen in die PACS-server.

Om als radioloog toegang te krijgen tot medische DICOM-beeldbestanden voor diagnose en interpretatie, moet er een DICOM-werkstation beschikbaar zijn. Dit is meestal een softwareapplicatie die volledig kan integreren met de PACS-server: de applicatie moet toegang kunnen krijgen tot DICOM-beelden van de PACS-server en deze kunnen ophalen, evenals het bekijken en bewerken toestaan en vervolgens de bewerkte beelden weer opslaan op de PACS-server.

Hoe bekijk ik een DICOM-bestand?

Het bekijken van medische DICOM-beelden vereist speciale software. Er zijn in principe twee soorten software voor het bekijken van DICOM medische beeldvormingsgegevens: eigen software en software van derden. Eigen software wordt geleverd bij de hardware voor medische beeldvorming en wordt meestal gemaakt door dezelfde fabrikant. Zodra de CT- of MRI-scan door de machine is verkregen, kunnen de beelden op hetzelfde werkstation worden bekeken via de medische DICOM-viewer. Met eigen software kunnen gebruikers opeenvolgende beelden dynamisch bekijken en deze beelden ook reconstrueren. Een groot nadeel is dat deze beeldbestanden alleen op dezelfde locatie als de hardware kunnen worden bekeken. De beelden kunnen alleen naar draagbare opslagapparaten of andere computers in het netwerk worden overgebracht door de beelden te comprimeren (beschreven in de onderstaande sectie). Zodra beelden echter worden geëxporteerd, gaat de mogelijkheid om het oorspronkelijke beeld te bekijken en te bewerken meestal verloren.

Software van derden voor het bekijken van DICOM-beelden wordt steeds gebruikelijker. Dit zijn zelfstandige applicaties die DICOM-bestanden van elke bron kunnen openen: het internet, een cd of dvd of een PACS-server. De markt wordt tegenwoordig overspoeld met DICOM-toepassingen, met zowel gratis als betaalde opties. Elke medische DICOM-viewer heeft zijn eigen set functies en u kunt hiertussen kiezen afhankelijk van uw specifieke vereisten.

Wat kan ik met een DICOM-bestand doen naast het simpelweg bekijken van het beeld?

De huidige medische DICOM-viewers kunnen meer dan alleen helpen bij het bekijken van DICOM-beelden. Sommige applicaties zijn geavanceerd genoeg om de beeldkwaliteit te verbeteren en aanvullende gegevens uit de verkregen beelden te genereren die kunnen helpen bij de diagnose. Enkele van de functies die u kunt uitvoeren, naast het simpelweg bekijken van het beeld, zijn:

• De beeldkwaliteit verbeteren: U kunt de helderheid van het beeld verhogen of verlagen. Door het contrast te wijzigen, kunt u beter onderscheid maken tussen radiodense en radiolucente gebieden van een beeld. U kunt ook inzoomen op het interessegebied. Een speciale methode om de beeldkwaliteit in het interessegebied te verbeteren omvat maximale en minimale intensiteitsprojecties. Dit helpt gebieden te isoleren die maximale of minimale straling hebben geabsorbeerd, waardoor ze worden onderscheiden van de omliggende gebieden.

• Beelden reconstrueren: De initiële DICOM-dataset bevat een reeks tweedimensionale beelden, genomen in alle drie de vlakken: axiaal, coronaal en sagittaal. Deze beelden kunnen worden gereconstrueerd om een driedimensionaal beeld van het anatomische gebied te geven. Dit wordt 3D-rendering genoemd. Een andere techniek, genaamd Multiplanar Reconstruction (MPR), omvat het maken van nieuwe coupes uit de 3D-gereconstrueerde beelden. Hierdoor kan de radioloog verschillende anatomische niveaus of hoeken bekijken van de coupes die oorspronkelijk zijn verkregen.

• Metingen verrichten: Met sommige medische DICOM-viewers kunt u lineaire of zelfs volumetrische metingen van anatomische structuren uitvoeren. Dit kan nuttig zijn bij het plannen van behandelingen en het beoordelen van de effectiviteit van de behandeling. Bij traumatisch letsel aan de benige oogkas kan bijvoorbeeld volumetrische analyse en vergelijking van de gewonde oogkas met de niet-aangetaste oogkas helpen bij het plannen van oogkasreconstructie.

• Medische beelden vergelijken en combineren: Met DICOM medische toepassingen kan de radioloog twee verschillende beelden tegelijkertijd vergelijken. Dit is handig wanneer men de voortgang van de ziekte in de loop van de tijd of de effectiviteit van de behandeling wil beoordelen. Twee verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten kunnen ook worden gecombineerd met behulp van bepaalde DICOM-toepassingen. Het combineren van PET- en CT-beelden kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat gebieden met een hoge metabolische activiteit (gelokaliseerd met PET) in kaart worden gebracht op specifieke anatomische locaties (met behulp van CT-scan). Hierdoor kan de arts tegelijkertijd profiteren van de voordelen van beide soorten beeldvormingsmodaliteiten.

Hoe deel en exporteer ik DICOM-bestanden?

Het medische DICOM-bestand van één patiënt bestaat uit meerdere beelden, die allemaal een hoge resolutie hebben. Daarom kan de bestandsgrootte behoorlijk groot zijn (een enkele CT-scan kan bijvoorbeeld oplopen tot 35 MB). Deze bestanden moeten daarom worden gecomprimeerd voordat ze kunnen worden gedeeld en overgedragen.

Er zijn twee manieren waarop bestanden kunnen worden gecomprimeerd: lossless (verliesvrij) en lossy (met verlies). Bij lossless compressie wordt het bestand zelf gecomprimeerd, maar is er geen verlies van informatie. Daarom kan het oorspronkelijke bestand op elk moment worden hersteld. Dit soort compressie vereist echter veel verwerking, waardoor lossless bestanden traag openen en traag opslaan. Met deze methode kan geen substantiële compressie worden bereikt. Aan de andere kant maakt lossy compressie reductie van de bestandsgrootte mogelijk door daadwerkelijke gegevens te verwijderen. Meestal worden alleen overtollige gegevens verwijderd. Soms kan de beeldkwaliteit echter nadelig worden beïnvloed als er overmatige compressie wordt toegepast. Met deze methode kunnen bestanden worden gecomprimeerd tot veel kleinere formaten dan het oorspronkelijke bestand.

Het gecomprimeerde bestand kan worden geëxporteerd naar verschillende formaten. Enkele van de meest voorkomende beeldformaten zijn JPEG-, TIFF-, PNG- en GIF-formaten.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): Het JPEG-formaat ondersteunt zowel lossless als lossy compressie. Standaard JPEG gebruikt lossy compressie. De operator kan aangeven hoeveel compressie moet worden toegepast en kan dus bepalen hoeveel gegevens verloren gaan. Een andere versie, JPEG 2000, ondersteunt lossless compressie. Met deze applicatie kunnen operators bepaalde gebieden van het beeld identificeren als 'interessegebieden'. Alleen deze gebieden ondergaan lossless compressie, terwijl andere delen van het beeld lossy compressie ondergaan. JPEG is handig voor het eenvoudig delen van beelden tussen computers. Het kan worden gebruikt voor het uploaden van beelden op websites en voor standaard PowerPoint-presentaties. Het nadeel is dat de kwaliteit van de beelden mogelijk niet goed genoeg is voor papieren publicaties.

• TIFF (Tagged Image File Format): Het TIFF-formaat ondersteunt ook zowel lossy als lossless compressies. TIFF levert beelden van hogere kwaliteit en is daarom het voorkeursformaat van verschillende tijdschriften voor publicatie. De bestandsgrootte is echter groter en dit is mogelijk niet geschikt voor gebruik in presentaties of op internet.

• PNG (Portable Network Graphics format): Dit ondersteunt een lossless type compressie. Met PNG kunnen beeldkenmerken zoals helderheid en transparantie worden geregeld. Een voordeel van PNG is dat de beelden kunnen worden getagd met metadata, vergelijkbaar met de header van een DICOM-bestand. Dit veelzijdige formaat is geschikt voor publicaties, presentaties en internet.

• GIF (Graphics Interchange format): Dit was een van de vroegste beeldformaten die werd geïntroduceerd en wordt tegenwoordig niet veel meer gebruikt. Het heeft beperkte functies en de compressie is inefficiënt. Het ondersteunt lossless type compressie en wordt grotendeels gebruikt voor websites.

Nu ik over DICOM-software heb geleerd, wat is de volgende stap?

De beste manier om uw kennis van medische DICOM-beeldvorming te gebruiken, is door er zelf mee aan de slag te gaan. De eerste stap is het downloaden van een DICOM-toepassing die aan uw behoeften voldoet en deze te gaan gebruiken. Er zijn verschillende gratis applicaties die u kunt gebruiken om ervaring op te doen. De populairste zijn PostDICOM, Horos, RadiANT, Miele LXIV en Navegatium.

PostDICOM is een alles-in-één applicatie die precies goed is voor de beginner. Het is compatibel met de meest gebruikte besturingssystemen, waaronder Windows-, Mac OS-, Linux- en Android-platforms. Het is snel en heeft een eenvoudig te gebruiken interface die geweldig is voor mensen die net de basisbeginselen leren van het omgaan met DICOM-beelden. En tegelijkertijd, met geavanceerde functies zoals MPR, MIP, MINIP en volumerendering, kunnen radiologen de applicatie gebruiken voor verbeterde diagnostische mogelijkheden. PostDICOM wordt geleverd met een uniek cloudgebaseerd PACS waarmee u DICOM-bestanden online kunt opslaan en overal en altijd kunt openen. U kunt PostDICOM-software voor medische beeldvorming gratis proberen! Via één toegankelijk account kunt u de beelden opslaan in cloudgebaseerde PACS. Als u vindt dat u meer opslagruimte of meer gebruikersaccounts nodig heeft, zijn er opties om te upgraden. Probeer PostDICOM vandaag nog!