DICOM

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) — медицинский отраслевой стандарт создания, хранения, передачи и визуализации цифровых медицинских изображений и документов обследованных пациентов.

DICOM Standard

DICOM опирается на ISO-стандарт OSI, поддерживается основными производителями медицинского оборудования и медицинского программного обеспечения^[1].

Стандарт DICOM разработан Национальной ассоциацией производителей электронного оборудования (National Electrical Manufacturers Association). В рамках стандарта охватываются функции создания, хранения, передачи и печати отдельных кадров изображения, серий кадров, информации о пациенте, исследовании, оборудовании, учреждениях, медицинском персонале, производящем обследование и тому подобной информации.

Стандартом DICOM определено два информационных уровня:

файловый уровень — DICOM File (DICOM-файл) — объектный файл с теговой организацией для представления кадра изображения (или серии кадров) и сопровождающей или управляющей информации (в виде DICOM-тегов);
сетевой (коммуникационный) — DICOM Network Protocols (сетевой DICOM-протокол) — для передачи DICOM-файлов и управляющих DICOM-команд по сетям с поддержкой TCP/IP.

DICOM-файл

DICOM-файл — объектно-ориентированный файл с теговой организацией, информационная модель стандарта DICOM для DICOM-файла четырёхступенчатая:

пациент (patient) → исследование (study) → серия (series) → изображение (кадр или серия кадров, image).

Файловый уровень стандарта DICOM 3.0 редакции 2008 года описывает:

атрибуты и демографические данные пациента;
модель и фирму производителя аппарата, на котором проводилось обследование;
атрибуты медицинского учреждения, где было проведено обследование;
атрибуты персонала, проводившего обследование пациента;
вид обследования и время его проведения;
условия и параметры проведения исследования пациента;
параметры изображения или серии изображений, записанных в DICOM-файле;
уникальные ключи идентификации Unique Identifier (UID) групп данных, описанных в DICOM-файле.
изображение, серию или набор серий, полученных при обследовании пациента.
представление, в первую очередь, PDF-документов в DICOM-файле.
представление DICOM-записи на оптические носители, включая DVD-формат.
DICOM-протокол для передачи и приёма по TCP/IP.

Модальности медицинских изображений в стандарте DICOM 3.0

Хранение изображений, полученных с помощью диагностического оборудования, осуществляется в стандарте DICOM 3.0.

Типы (модальности) поддерживаемых стандартом DICOM медицинских изображений представлены ниже:

EPS — Электрофизиология сердца (Cardiac Electrophysiology);
CR — Компьютерная рентгенография (Computed Radiography);
CT — Компьютерная томография (Computed Tomography);
DX — Цифровая рентгенография (Digital Radiography);
ECG — Электрокардиография (Electrocardiography);
ES — Эндоскопия (Endoscopy);
XC — Наружная фотография (External-camera Photography);
GM — Микроскопия общего назначения (General Microscopy);
HD — Кривые кровотока (Hemodynamic Waveform);
IO — Рентгенография ротовой полости (Intra-oral Radiography);
IVUS — Внутрисосудистый ультразвук (Intravascular Ultrasound);
MR — Магнитно-резонансная томография (Magnetic Resonance);
MG — Маммография (Mammography);
MS — Микроскопия (Microscopy);
NM — Ядерная медицина (Nuclear Medicine);
OP — Офтальмологическая фотография (Ophthalmic Photography);
PX — Панорамная рентгенография (Panoramic X-Ray);
PT — Позитронно-эмиссионная томография (Positron emission tomography);
RF — Рентгенофлюороскопия (Radiofluoroscopy);
RG — Рентгенография (Radiographic imaging);
SM — Слайд-микроскопия (Slide Microscopy);
US — Ультразвуковая диагностика (Ultrasound);
XA — Рентгеновская ангиография (X-Ray Angiography);
BI — Биомагнитные изображения (Biomagnetic imaging);
CD — Цветовое доплеровское картирование (Color flow Doppler);
DD — Двойное доплеровское картирование (Duplex Doppler);
DG — Диафанография (Diaphanography);
LS — Поверхностное лазерное сканирование (Laser surface scan);
ST — Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (Single-photon emission computed tomography (SPECT));
TG — Термография (Thermography);
HC — Твердая копия (Hard Copy);
AU — Аудиозаписи (Audio);
SR — Документ структурированного отчёта (SR Document);
SMR — Стереометрическое взаимодействие (Stereometric Relationship);
OT — Другое (Other).

Secondary Capture (SC) не является модальностью в рамках стандарта. SC относится к методам получения изображений, к примеру:

оцифровка аналогового видеосигнала с помощью плат и устройств захвата изображений (обычно ставятся между компьютером диагностического устройства и его монитором);
оцифровка изображений, экспонированных на повторно используемые аналоговые носители (в специальных устройствах, поставляемых в составе PACS-систем);
сканирование рентгеновских плёнок на специализированных и офисных сканерах;
захват содержания экрана монитора;
сканирование бумажных документов, например распечаток электрокардиограмм;
съём изображений с устройств, порождающих изображения без привязки к определённой модальности, например: видеопетля трехмерной реконструкции или субтракционной ангиографии.

Сетевой DICOM-протокол

Сетевой DICOM-протокол использует TCP/IP для передачи медицинской информации от медицинского оборудования в PACS и для связи между PACS. Протокол трёхуровневый — нижний, сразу над TCP — DUL (DICOM Upper Layer); над ним — сервисы: DIMSE (DICOM Message protocol) и ACSE (Association Control protocol — standard OSI protocol); и выше — DICOM Application Interface. Над ними расположено приложение (Medical Imaging Application).

Стандарт DICOM позволяет производить интеграцию медицинского оборудования разных производителей, включая DICOM-сканеры, DICOM-серверы, автоматизированные рабочие места и DICOM-принтеры в единую радиологическую или медицинскую информационную систему.

Стандарт DICOM включает в себя ряд сетевых (основных) сервисов:

DICOM Store (сервис хранения) — запоминание (сохранение) изображений и другой информации;
DICOM Query/Retrieve (сервис запросов) — запрос и получение списка пациентов или исследований с другого DICOM-устройства.
DICOM Media Store (сервис сохранения на медиа) — сохранение данных на носителях информации для обмена данными.
DICOM SCP (Service Class Protocol) — реализует роль сервера в DICOM-сети.
DICOM SCU (Service Class User) — реализует роль клиента в DICOM-сети.
DICOM Modality Worklist («рабочий список исследований») — список требуемых для пациентов исследований, который может быть получен запросом пользователя к RIS-системе.
DICOM Print (сервис печати) — DICOM-печать, на специализированных DICOM-принтерах (плёночных высокого разрешения или полноцветных), работающих по DICOM-протоколу.

Стандарт DICOM включает в себя основные сетевые команды, каждая из которых осуществляет как запрос (request) — в основном отправляет «клиент» (SCU), так и отклик (response) — в основном отвечает «сервер» (SCP):

Echo — проверяет наличие DICOM-соединения между двумя DICOM-устройствами;
Find — осуществляет поиск DICOM-элементов или DICOM-файлов пациентов на выбранном DICOM-устройстве;
Get — считывает DICOM-элементы пациентов с выбранного DICOM-устройства;
Set — устанавливает DICOM-элементы на выбранном DICOM-устройстве;
Store — сохраняет DICOM-элементы или DICOM-файлы на выбранном DICOM-устройстве;
Move — копирует (переносит) DICOM-элементы или DICOM-файлы пациентов с одного DICOM-устройства на другое.