Et lynkurs i håndtering av DICOM medisinske bildedata

Etter hvert som teknologien finner veien inn i alle aspekter av medisinen, har det blitt gjort store fremskritt innen radiologi. Radiologi var en gang avhengig av enkle todimensjonale bilder som måtte fremkalles manuelt og fikseres før visning. Nå har nesten alle former for medisinsk bildebehandling blitt digitalisert, og spekteret av radiologi inkluderer ikke bare digitale røntgenbilder, men også CT-skanninger, MR, ultralyd og nukleær bildediagnostikk. For å opprettholde standarder samt enhetlighet på tvers av de ulike typene medisinske bildemodaliteter, ble konseptet DICOM introdusert.

Som medisinstudent eller til og med en ferdigutdannet radiolog kan utsiktene til å håndtere så mye teknologi virke ganske overveldende. Denne artikkelen vil forklare enkelt hvordan du kan håndtere DICOM-filer og utnytte deres fulle potensial.

Hva er DICOM i medisinsk bildebehandling?

DICOM står for Digital Imaging and Communications in Medicine. Det er et standard, internasjonalt akseptert format for å vise, lagre, hente og dele medisinske bilder. DICOM samsvarer med fastsatte protokoller for å opprettholde nøyaktigheten av informasjon som formidles gjennom medisinske bilder.

Hvorfor trenger jeg å lære om DICOM-filer?

Som student eller praktiserende radiolog vil alle medisinske bilder du ser sannsynligvis være i DICOM-formatet. DICOM medisinske bildedata kan ikke åpnes av vanlig bildebehandlingsprogramvare som finnes på operativsystemer som Windows eller Mac OS. Et spesielt medisinsk DICOM-visningsprogram må installeres for å hente, vise og få tilgang til DICOM medisinske bildefiler. Derfor er det viktig å vite hvordan man bruker dette formatet, hva som er relevante applikasjoner, og hvordan man får tilgang til informasjonen og funksjonene de inneholder.

Hva inneholder en DICOM medisinsk bildefil?

Ethvert medisinsk DICOM-bilde består av to deler – en header (topptekst) og selve bildet. Headeren består av data som beskriver bildet, der det viktigste er pasientdata. Dette inkluderer pasientens demografiske informasjon som pasientens navn, alder, kjønn og fødselsdato. Headeren kan også gi informasjon om bildeegenskaper som opptaksparametere, pikselintensitet, matrisestørrelse og bildets dimensjoner. Når en filutforsker åpnes for å vise DICOM medisinske bildedata, kan headeren gi pasient- og bildeinformasjon. Headeren er vanligvis kodet til bildet slik at pasienten bildet tilhører enkelt kan identifiseres. Imidlertid kan headeren noen ganger gå tapt hvis DICOM-filen eksporteres til andre formater, som JPEG. Noen ganger kan du ønske å miste headerdataene med vilje, vanligvis med det formål å anonymisere i forskningssaker. Dette kan bare gjøres ved hjelp av spesifikke programvarefunksjoner.

Hvor kan jeg få tilgang til DICOM-filer?

Dette avhenger av formålet du vil ha filene til. Hvis du er pasient og har tatt skanninger, vil du sannsynligvis motta en CD eller DVD med bilder på. Hvis du er medisinstudent og ønsker å se DICOM-bilder for læring og studier, kan du laste ned slike bilder fra nettbaserte ressurser. Hvis du er radiolog og trenger tilgang til filer for å tolke dem og identifisere diagnoser, må du bruke en PACS-server.

• CD-er/DVD-er: Generelt sett, når medisinsk bildebehandling utføres, får pasienten vanligvis en kopi av bildefilene på en CD eller DVD. På slike CD-er er det vanligvis inkludert et medisinsk DICOM-visningsprogram som kan hjelpe deg med å se bildene. Noen CD-er har kanskje ikke en faktisk applikasjon, men kan gi deg en internettlenke for å laste ned et passende medisinsk DICOM-visningsprogram.

• Nettressurser: Hvis du er student og ser etter medisinske bilder å lære fra, er det flere nettressurser som kan hjelpe deg. Noen gode inkluderer Dicom library, Osirix Image library, og Cancer Imaging Archives.

• PACS-server: PACS står for Picture Archiving and Communications System. Dette er i bunn og grunn en database der alle medisinske bilder lagres. En PACS-server må ha rikelig med lagringsplass, da DICOM-filer, som er av høy kvalitet, har en tendens til å oppta mye plass. Hvert sykehus har vanligvis sin egen PACS-server. Ethvert medisinsk bilde som tas innenfor et sykehus blir automatisk lagret på den PACS-serveren.

For at en radiolog skal få tilgang til DICOM medisinske bildefiler med formål om diagnose og tolkning, må en DICOM-arbeidsstasjon være tilgjengelig. Dette er vanligvis en programvareapplikasjon som er i stand til fullstendig integrasjon med PACS-serveren: applikasjonen må kunne få tilgang til og hente DICOM-bilder fra PACS-serveren, samt tillate visning og redigering, og deretter lagring av redigerte bilder tilbake til PACS-serveren.

Hvordan viser jeg en DICOM-fil?

Visning av medisinske DICOM-bilder krever spesiell programvare. Det finnes i utgangspunktet to typer programvare for visning av DICOM medisinske bildedata – proprietær programvare og tredjepartsprogramvare. Proprietær programvare følger med maskinvaren for medisinsk bildebehandling og er vanligvis laget av samme produsent. Når CT- eller MR-skanningen er anskaffet av maskinen, kan bildene vises på samme arbeidsstasjon gjennom det medisinske DICOM-visningsprogrammet. Proprietær programvare lar brukere dynamisk vise sekvensielle bilder og tillater også rekonstruksjon av disse bildene. En stor ulempe er at disse bildefilene bare kan vises på samme sted som maskinvaren. Bildene kan overføres til bærbare lagringsenheter eller til andre datamaskiner på nettverket bare ved å komprimere bildene (beskrevet i avsnittet nedenfor). Imidlertid, når bildene er eksportert, går muligheten til å vise og redigere originalbildet vanligvis tapt.

Tredjepartsprogramvare for visning av DICOM-bilder blir stadig mer vanlig. Dette er frittstående applikasjoner som kan åpne DICOM-filer fra hvilken som helst kilde – internett, en CD eller DVD, eller en PACS-server. Markedet i dag flommer over av DICOM-visningsapplikasjoner, med både gratis og betalte alternativer tilgjengelig. Hvert medisinske DICOM-visningsprogram har sitt eget sett med funksjoner, og du kan velge blant dem avhengig av dine spesifikke krav.

Hva kan jeg gjøre med en DICOM-fil i tillegg til bare å se bildet?

Dagens medisinske DICOM-visningsprogrammer kan gjøre mer enn bare å hjelpe deg med å se DICOM-bilder. Noen applikasjoner er sofistikerte nok til å forbedre bildekvaliteten samt generere ytterligere data fra de anskaffede bildene som kan hjelpe i diagnosen. Noen av funksjonene du kan utføre, i tillegg til bare å se bildet, inkluderer

• Forbedring av bildekvaliteten: Du kan øke eller redusere lysstyrken på bildet. Ved å endre kontrasten kan du skille bedre mellom radiotette og radiolucente områder av et bilde. Du kan også zoome inn på området av interesse. En spesiell metode for å forbedre bildekvaliteten i området av interesse innebærer maksimum og minimum intensitetsprosjeksjoner. Dette hjelper til med å isolere områder som har absorbert maksimal eller minimal stråling, og skiller dem fra omkringliggende områder.

• Rekonstruere bilder: Det opprinnelige DICOM-datasettet inneholder en serie todimensjonale bilder, tatt i alle tre plan – aksial, koronal og sagital. Disse bildene kan rekonstrueres for å gi en tredimensjonal visning av det anatomiske området. Dette kalles 3D-gjengivelse (rendering). En annen teknikk, kalt Multiplanar Reconstruction (MPR), innebærer å lage ferske snitt fra de 3D-rekonstruerte bildene. Dette lar radiologen se forskjellige anatomiske nivåer eller vinkler fra snittene som opprinnelig ble anskaffet.

• Gjøre målinger: Noen medisinske DICOM-visningsprogrammer lar deg gjøre lineære eller til og med volumetriske målinger av anatomiske strukturer. Dette kan være nyttig i planlegging av behandling og vurdering av behandlingens effekt. For eksempel, i tilfeller av traumatisk skade på benet i øyehulen, kan volumetrisk analyse og sammenligning av den skadde øyehulen med den upåvirkede hjelpe i planleggingen av rekonstruksjon.

• Sammenligne og kombinere medisinske bilder: Medisinske DICOM-applikasjoner lar radiologen sammenligne to forskjellige bilder samtidig. Dette er nyttig når man ønsker å vurdere utviklingen av sykdom over tid eller effekten av behandling. To forskjellige medisinske bildemodaliteter kan også kombineres ved hjelp av visse DICOM-applikasjoner. For eksempel kan kombinasjon av PET- og CT-bilder sikre at områder med høy metabolsk aktivitet (lokalisert ved hjelp av PET) kartlegges til spesifikke anatomiske steder (ved hjelp av CT-skanning). Dette lar legen utnytte fordelene med begge typer bildemodaliteter samtidig.

Hvordan deler og eksporterer jeg DICOM-filer?

Den medisinske DICOM-filen til en enkelt pasient består av flere bilder, som alle er av høy oppløsning. Derfor kan filstørrelsen være ganske stor (for eksempel kan en enkelt CT-skanning være på opptil 35 MB). Disse filene må derfor komprimeres før de kan deles og overføres.

Det er to måter filer kan komprimeres på – tapsfri (lossless) og med tap (lossy). Ved **tapsfri komprimering**, selv om filen i seg selv er komprimert, er det ingen tap av informasjon. Derfor kan den opprinnelige filen gjenopprettes når som helst. Imidlertid krever denne typen komprimering mye prosessering, og tapsfrie filer er derfor trege å åpne og trege å lagre. Man kan ikke oppnå en betydelig mengde komprimering med denne metoden. På den annen side tillater **komprimering med tap** reduksjon i filstørrelse ved å fjerne faktiske data. Vanligvis fjernes bare overflødige data. Noen ganger imidlertid, hvis overdreven komprimering gjøres, kan bildekvaliteten påvirkes negativt. Med denne metoden kan filer komprimeres til mye mindre størrelser enn originalfilen.

Den komprimerte filen kan eksporteres til ulike formater. Noen av de vanligste bildeformatene inkluderer JPEG, TIFF, PNG og GIF.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): JPEG-formatet støtter både tapsfri komprimering og komprimering med tap. Standard JPEG bruker komprimering med tap. Operatøren kan spesifisere hvor mye komprimering som skal brukes, og dermed kontrollere hvor mye data som går tapt. En annen versjon, JPEG 2000, støtter tapsfri komprimering. Med denne applikasjonen kan operatører identifisere visse områder av bildet som 'områder av interesse'. Disse områdene alene vil gjennomgå tapsfri komprimering, mens andre deler av bildet vil gjennomgå komprimering med tap. JPEG er nyttig for enkel deling av bilder mellom datamaskiner. Det kan brukes til å laste opp bilder på nettsteder og for standard PowerPoint-presentasjoner. På minussiden kan kvaliteten på bildene kanskje ikke være god nok for papirpublikasjoner.

• TIFF (Tagged Image File Format): TIFF-formatet kan også støtte både komprimering med tap og tapsfri komprimering. TIFF leverer bilder av høyere kvalitet og er derfor foretrukket format for flere tidsskrifter for publisering. Imidlertid er filstørrelsen større, og dette er kanskje ikke egnet for bruk i presentasjoner eller på internett.

• PNG (Portable Network Graphics format): Dette støtter tapsfri type komprimering. Ved hjelp av PNG kan bildefunksjoner som lysstyrke og gjennomsiktighet kontrolleres. En fordel med PNG er at bildene kan merkes med metadata, tilsvarende headeren til en DICOM-fil. Dette allsidige formatet er egnet for publikasjoner, presentasjoner og internett.

• GIF (Graphics Interchange format): Dette var et av de tidligste bildeformatene som ble introdusert, og er ikke mye i bruk i dag. Det har begrensede funksjoner og komprimeringen er ineffektiv. Det støtter tapsfri type komprimering og brukes i stor grad for nettsteder.

Nå som jeg har lært om DICOM-programvare, hva er neste steg?

Den beste måten å ta din kunnskap om DICOM medisinsk bildebehandling i bruk, er å prøve det i praksis. Det første trinnet er å laste ned en DICOM-applikasjon som passer dine behov, og begynne å bruke den. Det finnes flere gratis applikasjoner du kan bruke for å få erfaring. De mest populære inkluderer PostDICOM, Horos, RadiANT, Miele LXIV og Navegatium.

PostDICOM er en applikasjon som passer for alle, og er midt i blinken for nybegynneren. Den er kompatibel med de mest brukte operativsystemene, inkludert Windows, Mac OS, Linux og Android-plattformer. Den er rask og har et brukervennlig grensesnitt som er flott for folk som nettopp lærer det grunnleggende om håndtering av DICOM-bilder. Og samtidig, med avanserte funksjoner inkludert MPR, MP, MINIP og volumgjengivelse, kan radiologer bruke applikasjonen for forbedrede diagnostiske evner. PostDICOM leveres med en unik skybasert PACS som lar deg lagre DICOM-filer på nettet og få tilgang til dem hvor som helst, når som helst. Du kan prøve PostDICOM programvare for medisinsk bildebehandling gratis! Gjennom en enkelt tilgjengelig konto kan du lagre bildene til skybasert PACS. Hvis du føler at du trenger mer lagringsplass eller flere brukerkontoer, er alternativer for oppgradering tilgjengelige. Prøv PostDICOM i dag!