DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) to międzynarodowy standard ułatwiający wymianę obrazów medycznych i powiązanych danych między różnymi urządzeniami i systemami.
Umożliwia on integrację urządzeń do obrazowania medycznego, takich jak skanery, serwery, stacje robocze, drukarki, sprzęt sieciowy oraz systemy archiwizacji i transmisji obrazów (PACS) od różnych producentów.
Kluczowym elementem standardu DICOM jest Składnia Transferu (Transfer Syntax), która definiuje sposób kodowania i przesyłania danych DICOM między systemami. Zapewnia to, że obrazy medyczne i powiązane dane mogą być dokładnie udostępniane między różnymi systemami i urządzeniami.
Składnia Transferu DICOM to zestaw reguł kodowania, który zapewnia jednoznaczną reprezentację jednej lub więcej Składni Abstrakcyjnych. Umożliwia ona komunikującym się Encjom Aplikacji (Application Entities) negocjowanie wspólnych technik kodowania, które obie obsługują, takich jak kolejność bajtów i metody kompresji.
Składnia Transferu jest atrybutem Kontekstu Prezentacji, z których jeden lub więcej jest negocjowanych przy ustanawianiu Skojarzenia (Association) między Encjami Aplikacji DICOM.
DICOM definiuje Domyślną Składnię Transferu, czyli składnię DICOM Implicit VR Little Endian (zidentyfikowaną przez Transfer Syntax UID = "1.2.840.10008.1.2"). Każda zgodna implementacja DICOM musi obsługiwać tę domyślną Składnię Transferu.
Składnia Transferu DICOM odgrywa kluczową rolę w przepływach pracy obrazowania medycznego, zapewniając interoperacyjność, wydajność i elastyczność.
• Interoperacyjność: Różne urządzenia obrazujące i oprogramowanie od różnych producentów mogą bezproblemowo współpracować w oparciu o Składnie Transferu, które oba obsługują. Ta interoperacyjność wykracza poza środowisko szpitalne, ułatwiając teleradiologię i telemedycynę poprzez umożliwienie wymiany obrazów medycznych poza szpitalem.
• Wydajność: Dzięki zastosowaniu formatów skompresowanych, obrazy mogą być przesyłane szybciej i zajmować mniej miejsca w pamięci masowej.
• Elastyczność: Użytkownicy mogą wybrać Składnię Transferu w oparciu o swoje specyficzne potrzeby, takie jak kompresja bezstratna lub stratna.
Składnia transferu DICOM definiuje dwa główne aspekty plików DICOM:
• Kodowanie danych: Określa sposób kodowania elementów danych w pliku DICOM, wpływając głównie na algorytm kompresji obrazu, co może mieć wpływ zarówno na rozmiar pliku, jak i jakość obrazu.
• Kolejność bajtów: Określa sposób reprezentowania w pliku wielobajtowych typów danych, takich jak liczby całkowite i zmiennoprzecinkowe. Dwie powszechne kolejności bajtów to Little Endian i Big Endian, które dyktują kolejność, w jakiej bajty są ułożone w celu reprezentowania tych typów danych.
Składnia Transferu zarządza również serializacją obiektów DICOM, która konwertuje obiekt na strumień bajtów w celu transmisji lub przechowywania.
Plik DICOM składa się z:
• Nagłówka pliku: Zawiera 128-bajtową preambułę, 4-bajtowy prefiks ('D', 'I', 'C', 'M') oraz Meta Informacje Pliku.
• Zestawu danych: Reprezentuje pojedynczą instancję SOP związaną z pojedynczą klasą SOP. Składnia Transferu używana do kodowania Zestawu Danych jest identyfikowana przez UID Składni Transferu z Meta Informacji Pliku DICOM.
Składnia Transferu DICOM zapewnia, że obrazy z różnych modalności, takich jak RTG, TK (CT) i rezonans magnetyczny (MRI), mogą być wymieniane i interpretowane poprawnie przez różne systemy.
Na przykład, skaner TK może wysyłać obrazy do systemu PACS przy użyciu określonej Składni Transferu, a radiolog może przeglądać te obrazy na stacji roboczej przy użyciu tej samej Składni Transferu.
Ta standaryzacja jest kluczowa dla zachowania spójności i dokładności w interpretacji obrazów medycznych w różnych modalnościach.
• Zredukowane błędy: DICOM zapewnia ustandaryzowany sposób przechowywania, wysyłania i odbierania obrazów medycznych i informacji bez konieczności ręcznego wprowadzania danych, co zmniejsza liczbę błędów i poprawia wydajność.
• Zwiększona wydajność: Elektroniczny transfer obrazów medycznych przy użyciu standardu DICOM uczynił systemy opieki zdrowotnej znacznie bardziej wydajnymi. Pomaga to świadczeniodawcom szybciej diagnozować pacjentów i natychmiast rozpoczynać leczenie.
• Lepsza diagnoza i opieka nad pacjentem: Wdrożenie DICOM ułatwia dostęp do informacji i diagnozy. Interoperacyjność urządzeń zgodnych z DICOM zapewnia, że lekarze mają dostęp do danych medycznych na całym świecie.
• Ulepszony przepływ pracy: Ręczne archiwizowanie, wyszukiwanie i transportowanie folderów należą do przeszłości w obrazowaniu medycznym.
• Raportowanie strukturalne: DICOM pozwala na tworzenie raportów strukturalnych, co może przynieść korzyści we współpracy i badaniach.
• Problemy z kompatybilnością: Różni dostawcy mogą wprowadzać wariacje w swoich implementacjach DICOM, co może prowadzić do problemów z kompatybilnością.
• Wyzwania związane z danymi: Niespójności w formatach danych, różnice w tagowaniu metadanych, a nawet różnice w sposobie rejestrowania informacji o pacjencie mogą utrudniać bezproblemową wymianę danych.
• Obawy dotyczące bezpieczeństwa: Bezpieczne implementacje DICOM mogą wymagać dodatkowych procesów szyfrowania i uwierzytelniania, co może wprowadzać opóźnienia lub problemy techniczne w transmisji obrazów medycznych.
• Problemy z wydajnością: Bezpieczne protokoły DICOM mogą wprowadzać opóźnienia i wydłużać czas przetwarzania, co jest krytycznym problemem w środowiskach klinicznych, gdzie szybki dostęp do obrazów medycznych jest niezbędny.
• Ograniczenia kompresji: Chociaż techniki kompresji, takie jak kodowanie długości serii (RLE), mogą zmniejszyć rozmiar plików, mogą być mniej skuteczne w przypadku niektórych typów obrazów medycznych, potencjalnie prowadząc do większych rozmiarów plików i obniżonej jakości obrazu.
 - Created by PostDICOM.jpg)
Składnie Transferu DICOM są definiowane i rejestrowane przez NEMA (National Electrical Manufacturers Association). NEMA gwarantuje unikalność dla wszystkich nazw Składni Transferu DICOM. Mogą być również używane prywatnie zdefiniowane nazwy Składni Transferu; jednakże nie będą one rejestrowane przez NEMA.
Składnia transferu ustala następujące elementy:
• Kolejność bajtów (Little/Big Endian)
• Czy VR (Value Representations - Reprezentacje Wartości) są serializowane jawnie czy niejawnie (Explicit/Implicit)
• Czy dane pikseli są skompresowane czy nie
Poniższa tabela wymienia dostępne Składnie Transferu DICOM i odpowiadające im identyfikatory UID:
| UID Składni Transferu | Nazwa Składni Transferu |
| 1.2.840.10008.1.2 | Implicit VR Endian: Domyślna Składnia Transferu dla DICOM |
| 1.2.840.10008.1.2.1 | Explicit VR Little Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.1.99 | Deflated Explicit VR Little Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.2 | Explicit VR Big Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.4.50 | JPEG Baseline (Process 1): Domyślna Składnia Transferu dla stratnej kompresji obrazu JPEG 8-bit |
| 1.2.840.10008.1.2.4.51 | JPEG Baseline (Processes 2 & 4): Domyślna Składnia Transferu dla stratnej kompresji obrazu JPEG 12-bit (tylko proces 4) |
| 1.2.840.10008.1.2.4.57 | JPEG Lossless, Nonhierarchical (Processes 14) |
| 1.2.840.10008.1.2.4.70 | JPEG Lossless, Nonhierarchical, First- Order Prediction (Processes 14): Domyślna Składnia Transferu dla bezstratnej kompresji obrazu JPEG |
| 1.2.840.10008.1.2.4.80 | JPEG-LS Lossless Image...source |
| 1.2.840.10008.1.2.4.95 | JPIP Referenced Deflate |
| 1.2.840.10008.1.2.5 | RLE Lossless (Bezstratna) |
| 1.2.840.10008.1.2.6.1 | RFC 2557 MIME Encapsulation |
| 1.2.840.10008.1.2.4.100 | MPEG2 Main Profile Main Level |
| 1.2.840.10008.1.2.4.102 | MPEG-4 AVC/H.264 High Profile / Level 4.1 |
| 1.2.840.10008.1.2.4.103 | MPEG-4 AVC/H.264 BD-compatible High Profile / Level 4.1 |
Składnia Transferu DICOM jest kluczowym elementem standardu DICOM, umożliwiającym wydajną i niezawodną wymianę obrazów medycznych i powiązanych informacji. Zapewnia ona interoperacyjność między różnymi urządzeniami i systemami obrazowania medycznego, poprawia wydajność przepływu pracy i ulepsza opiekę nad pacjentem poprzez:
• Zapewnienie ustandaryzowanego formatu kodowania i przesyłania danych obrazów medycznych.
• Ułatwienie komunikacji między różnymi urządzeniami i systemami obrazowania medycznego.
• Umożliwienie wydajnej kompresji obrazów medycznych.
• Obsługę różnych modalności obrazowania, w tym RTG, TK i MRI.
Chociaż Składnia Transferu DICOM może stwarzać wyzwania, takie jak problemy z kompatybilnością i obawy dotyczące bezpieczeństwa, korzyści przeważają nad wadami, czyniąc ją niezbędną technologią w nowoczesnym obrazowaniu medycznym.
Składnia Transferu DICOM jest fundamentalnym składnikiem standardu DICOM. Umożliwia wydajną i niezawodną wymianę obrazów medycznych i powiązanych informacji. Zapewnia interoperacyjność między urządzeniami i systemami obrazowania medycznego, poprawia wydajność przepływu pracy i ulepsza opiekę nad pacjentem.
Chociaż istnieją wyzwania związane ze stosowaniem Składni Transferu DICOM, korzyści przeważają nad wadami, czyniąc ją niezbędną technologią w nowoczesnym obrazowaniu medycznym. Poprzez promowanie interoperacyjności i standaryzacji, Składnia Transferu DICOM odgrywa kluczową rolę w poprawie opieki nad pacjentem i postępie w dziedzinie obrazowania medycznego.
