DICOM Transfer Syntax: En detaljert oversikt

DICOM Transfer Syntax En detaljert oversikt - Laget av PostDICOM

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) er den internasjonale standarden som forenkler utveksling av medisinske bilder og relaterte data på tvers av ulike enheter og systemer.

Det muliggjør integrering av medisinsk bildebehandlingsutstyr, som skannere, servere, arbeidsstasjoner, skrivere, maskinvare for nettverk og PACS (Picture Archiving and Communication Systems) fra forskjellige produsenter.


En nøkkelkomponent i DICOM-standarden er Transfer Syntax, som definerer hvordan DICOM-data kodes og overføres mellom systemer. Dette sikrer at medisinske bilder og tilhørende data kan deles nøyaktig på tvers av ulike systemer og enheter.

Definisjon av DICOM Transfer Syntax

En DICOM Transfer Syntax er et sett med kodingsregler som gir en utvetydig representasjon av en eller flere abstrakte syntakser. Det gjør det mulig for kommuniserende applikasjonsenheter å forhandle om felles kodingsteknikker de begge støtter, for eksempel byte-rekkefølge og komprimeringsmetoder.

En Transfer Syntax er en attributt i en presentasjonskontekst, hvorav en eller flere forhandles ved etableringen av en tilknytning mellom DICOM-applikasjonsenheter.

DICOM definerer en standard Transfer Syntax, DICOM Implicit VR Little Endian Transfer Syntax (identifisert av Transfer Syntax UID = "1.2.840.10008.1.2"). Enhver konform DICOM-implementering skal støtte denne standard Transfer Syntax.

Formål og funksjon med DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax spiller en avgjørende rolle i arbeidsflyter for medisinsk bildebehandling ved å sikre interoperabilitet, effektivitet og fleksibilitet.

• Interoperabilitet: Ulike bildebehandlingsenheter og programvare fra forskjellige produsenter kan fungere sømløst sammen basert på Transfer Syntaxes de begge støtter. Denne interoperabiliteten strekker seg utover sykehusmiljøet, og letter teleradiologi og telemedisin ved å muliggjøre utveksling av medisinske bilder utenfor sykehuset.

• Effektivitet: Ved å bruke komprimerte formater kan bilder overføres raskere og ta opp mindre lagringsplass.

• Fleksibilitet: Brukere kan velge en Transfer Syntax basert på deres spesifikke behov, for eksempel komprimering uten tap (lossless) eller med tap (lossy).

Struktur og komponenter i en DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax definerer to hovedaspekter ved DICOM-filer:

• Datakoding: Dette spesifiserer hvordan dataelementene i en DICOM-fil kodes, noe som primært påvirker bildekomprimeringsalgoritmen, som kan påvirke både filstørrelse og bildekvalitet.

• Byte-rekkefølge: Dette bestemmer hvordan datatyper med flere bytes, som heltall og flyttall, representeres i filen. De to vanlige byte-rekkefølgene er Little Endian og Big Endian, som dikterer rekkefølgen bytes er ordnet i for å representere disse datatypene.

Transfer Syntax styrer også serialiseringen av DICOM-objekter, som konverterer objektet til en byte-strøm for overføring eller lagring.

En DICOM-fil består av:

• Filhode: Inneholder en 128-byte ingress, et 4-byte prefiks ('D', 'I', 'C', 'M'), og filens metainformasjon.

• Datasett: Representerer en enkelt SOP-instans relatert til en enkelt SOP-klasse. Transfer Syntax som brukes til å kode datasettet, identifiseres av Transfer Syntax UID i DICOM-filens metainformasjon.

DICOM Transfer Syntax i ulike medisinske bildebehandlingsmodaliteter

DICOM Transfer Syntax sikrer at bilder fra forskjellige modaliteter, som røntgen, CT og MR, kan utveksles og tolkes korrekt av forskjellige systemer.

For eksempel kan en CT-skanner sende bilder til en PACS ved hjelp av en spesifikk Transfer Syntax, og en radiolog kan se disse bildene på en arbeidsstasjon ved hjelp av samme Transfer Syntax.

Denne standardiseringen er avgjørende for å opprettholde konsistens og nøyaktighet i tolkningen av medisinske bilder på tvers av ulike modaliteter.

Fordeler og utfordringer ved bruk av DICOM Transfer Syntax

Fordeler

• Reduserte feil: DICOM gir en standardisert måte å lagre, sende og motta medisinske bilder og informasjon på uten behov for manuell dataregistrering, noe som reduserer feil og forbedrer effektiviteten.

• Forbedret effektivitet: Elektronisk overføring av medisinske bilder ved hjelp av DICOM-standarden har gjort helsesystemer langt mer effektive. Dette kan hjelpe leverandører med å diagnostisere pasienter raskere og starte behandlinger umiddelbart.

• Bedre diagnose og pasientbehandling: Implementering av DICOM forenkler tilgang til informasjon og diagnose. Interoperabiliteten til DICOM-kompatible enheter sikrer at leger kan få tilgang til medisinske data over hele verden.

• Forbedret arbeidsflyt: Manuell arkivering, henting og transport av mapper hører fortiden til innen medisinsk bildebehandling.

• Strukturert rapportering: DICOM gjør det mulig å opprette strukturerte rapporter, noe som kan være til fordel for samarbeid og forskning.

Utfordringer

• Kompatibilitetsproblemer: Ulike leverandører kan introdusere variasjoner i sine DICOM-implementeringer, noe som kan føre til kompatibilitetsproblemer.

• Datarelaterte utfordringer: Inkonsistenser i dataformater, variasjoner i metadatatagging, eller til og med forskjeller i hvordan pasientinformasjon registreres, kan hindre sømløs datautveksling.

• Sikkerhetsbekymringer: Sikre DICOM-implementeringer kan kreve ekstra kryptering og autentiseringsprosesser, noe som kan føre til forsinkelser eller tekniske problemer i overføringen av medisinske bilder.

• Ytelsesproblemer: Sikre DICOM-protokoller kan introdusere forsinkelse og øke behandlingstiden, noe som er en kritisk bekymring i kliniske miljøer der rask tilgang til medisinske bilder er avgjørende.

• Komprimeringsbegrensninger: Selv om komprimeringsteknikker som Run-Length Encoding (RLE) kan redusere filstørrelser, kan de være mindre effektive for visse typer medisinske bilder, noe som potensielt kan føre til større filstørrelser og redusert bildekvalitet.

Standarder og forskrifter knyttet til DICOM Transfer Syntax

DICOM Transfer Syntax En detaljert oversikt (2) - Laget av PostDICOM

DICOM Transfer Syntaxes er definert og registrert av NEMA (National Electrical Manufacturers Association). NEMA garanterer unikhet for alle DICOM Transfer Syntax-navn. Privat definerte Transfer Syntax-navn kan også brukes; men de vil ikke bli registrert av NEMA.

Transfer Syntax angir følgende:

• Byte-rekkefølgen (little/big Endian)

• Hvorvidt VR-er (verdirepresentasjoner) er serialisert (eksplisitt/implisitt)

• Hvorvidt pikseldata er komprimert eller ikke

Følgende tabell viser tilgjengelige DICOM Transfer Syntaxes og deres tilsvarende UID-er:

Transfer Syntax UIDTransfer Syntax Navn
1.2.840.10008.1.2Implicit VR Endian: Standard Transfer Syntax for 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): Standard Transfer Syntax for Lossy JPEG 8-bits bildekomprimering
1.2.840.10008.1.2.4.51JPEG Baseline (Processes 2 & 4): Standard Transfer Syntax for Lossy JPEG 12-bits bildekomprimering (kun 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): Standard Transfer Syntax for Lossless JPEG-bildekomprimering
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

Sammendrag

DICOM Transfer Syntax er et avgjørende element i DICOM-standarden, som muliggjør effektiv og pålitelig utveksling av medisinske bilder og relatert informasjon. Den sikrer interoperabilitet mellom ulike medisinske bildebehandlingsenheter og systemer, forbedrer arbeidsflyteffektiviteten og forbedrer pasientbehandlingen ved å:

• Tilby et standardisert format for koding og overføring av medisinske bildedata.

• Forenkle kommunikasjon mellom ulike medisinske bildebehandlingsenheter og systemer.

• Tillate effektiv komprimering av medisinske bilder.

• Støtte ulike bildemodaliteter, inkludert røntgen, CT og MR.

Selv om DICOM Transfer Syntax kan by på utfordringer som kompatibilitetsproblemer og sikkerhetsbekymringer, oppveier fordelene ulempene, noe som gjør det til en essensiell teknologi innen moderne medisinsk bildebehandling.

Konklusjon

DICOM Transfer Syntax er en grunnleggende komponent i DICOM-standarden. Den muliggjør effektiv og pålitelig utveksling av medisinske bilder og relatert informasjon. Den sikrer interoperabilitet mellom medisinske bildebehandlingsenheter og systemer, forbedrer arbeidsflyteffektiviteten og forbedrer pasientbehandlingen.

Selv om det er utfordringer knyttet til bruken av DICOM Transfer Syntax, oppveier fordelene ulempene, noe som gjør det til en essensiell teknologi innen moderne medisinsk bildebehandling. Ved å fremme interoperabilitet og standardisering spiller DICOM Transfer Syntax en viktig rolle i å forbedre pasientbehandlingen og fremme feltet medisinsk bildebehandling.

Notatbok PostDICOM Viewer

Cloud PACS og Online DICOM-visningsprogram

Last opp DICOM-bilder og kliniske dokumenter til PostDICOM-servere. Lagre, vis, samarbeid om og del dine medisinske bildefiler.