Im Jahr 1993 hat DICOM die Gesundheitsbranche revolutioniert. Was einst eine chaotische Landschaft voller proprietärer Bildformate und Kommunikationsprotokolle war, hat sich in ein standardisiertes, interoperables Ökosystem verwandelt. Daher konnten wir DICOM nicht außer Acht lassen in unserer Serie von Interviews über die wichtigsten Standards in verschiedenen Branchen. Lassen Sie uns also herausfinden, was DICOM ist und wie es genau den Fortschritt im Gesundheitswesen vorantreibt.
Was ist DICOM?
DICOM, die Abkürzung für Digital Imaging and Communications in Medicine, ist ein weltweiter Standard für medizinische Bilder und die zugehörigen Informationen. Er legt die Formate für medizinische Bilder fest, die geteilt werden können, sowie die Qualitäts- und Datenanforderungen, die für klinische Anwendungen erforderlich sind.
DICOM wird in nahezu allen Geräten der Radiologie, Kardiologie und Strahlentherapie eingesetzt, einschließlich Ultraschall, CT-Scans, MRT und anderen. Es wird auch in verschiedenen medizinischen Geräten in anderen Bereichen wie Zahnmedizin und Augenheilkunde verwendet. Veröffentlicht von der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) hebt sich DICOM als einer der am weitesten verbreiteten Standards für den Nachrichtenaustausch in der globalen Gesundheitsbranche hervor.
Seit seiner Einführung hat DICOM die Praktiken in der Radiologie verändert und X-Ray-Filme vollständig durch einen digitalen Workflow ersetzt. Mit der Entwicklung des Internets zu einer Plattform für neue Verbraucherinformationsanwendungen ermöglicht DICOM den Zugang zu modernen medizinischen Bildanwendungen und verändert grundlegend die Landschaft der klinischen Medizin. Von der Notfallversorgung über Belastungstests bis hin zur Krebszellendetektion dient DICOM als Standard, der es medizinischen Bildern ermöglicht, sowohl Gesundheitsdienstleistern als auch Patienten zugute zu kommen.
DICOM wird von der Internationalen Organisation für Normung als ISO 12052 anerkannt (mit der neuesten Überarbeitung im Jahr 2017). Der DICOM Standard wird regelmäßig aktualisiert, manchmal mit mehreren Aktualisierungen in einem einzigen Jahr. Zum Beispiel gab es 2021 zwei Aktualisierungen des Standards, und im Jahr 2020 gab es fünf Aktualisierungen.
Wie ist die Struktur von DICOM?
DICOM Format definiert nicht nur Bild- und Datensätze; es umfasst auch das Transportprotokoll und verschiedene andere Dienste. Aktuell besteht der gesamte Standard aus 22 miteinander verbundenen, aber eigenständigen Abschnitten. Beispielsweise gibt es Abschnitte, die Folgendes umfassen:
- Verfahrens-Worklists zur Visualisierungszwecken verarbeiten;
- Übertragung von Bildern auf digitale Medien wie DVDs;
- Generierung von Berichten zum Verfahrensstatus, einschließlich des Abschlusses der Bildaufnahme;
- Überprüfung der erfolgreichen Archivierung von Bildern;
- Sichern von Datensätzen durch Verschlüsselung;
- Anonymisierung von patientenidentifizierenden Informationen;
- Strukturierung von Bildlayouts für die Anzeige;
- Anordnen von Bildlayouts für die Anzeige;
- Bewahren von Bildmanipulationen, Annotationen und mehr.
Was ist der Zweck von DICOM?
Nun, DICOM ist praktisch ein universeller Standard in Krankenhäusern auf der ganzen Welt. Er gewährleistet die Kompatibilität von Systemen, die für die Erstellung, Speicherung, Übermittlung, Anzeige und sonstige Verarbeitung von medizinischen Bildern und strukturierten Dokumenten verwendet werden. DICOM trägt auch dazu bei, den zugehörigen Arbeitsablauf zu verwalten.
Wer profitiert von DICOM-Standard?
DICOM hat zum Hauptziel, die Anforderungen der folgenden Interessengruppen zu erfüllen:
- Gesundheitsdienstleister
DICOM ermöglicht es Ärzten, schnell auf Bilder und Berichte zuzugreifen, was zu schnelleren Diagnosen führt. - Patienten
Patienten erhalten eine schnellere und effizientere Versorgung, wenn medizinische Einrichtungen DICOM zur Informationsfreigabe nutzen. - Krankenhäuser, Kliniken, Bildgebungszentren und ihre Spezialisten
Diese Gruppe kann die DICOM-Konformität als Teil ihrer Kaufkriterien nutzen und so eine nahtlose Kompatibilität zwischen den erworbenen Geräten und Softwarelösungen sicherstellen. - Hersteller von Bildverarbeitungsgeräten, Bildverarbeitungsinformationssystemen und Peripheriegeräten.
Was sind die Schlüsselkonzepte von DICOM?
Um den DICOM-Standard besser zu verstehen, sollten wir einen Blick auf die wichtigsten Konzepte werfen.
Datenstruktur
DICOM ordnet Daten in Datensätze. Das bedeutet, dass eine Datei, die beispielsweise eine Brust-Röntgenaufnahme enthält, tatsächlich die Patientenidentifikation innerhalb der Datei enthält und so verhindert, dass diese wichtige Information versehentlich vom Bild getrennt wird. Dieses Konzept ähnelt Bildformaten wie JPEG, die ebenfalls Tags für die Bildidentifikation und andere Beschreibungen einbetten können.
Bildanzeige
Um eine konsistente Darstellung von Graustufenbildern auf verschiedenen Monitoren und eine gleichmäßige Bildqualität beim Drucken auf unterschiedlichen Druckern zu erreichen, hat das DICOM-Gremium eine Referenztabelle für die Zuordnung digital zugewiesener Pixelwerte erstellt. Um die Standard-Graustufenanzeigefunktion von DICOM-Bildern zu nutzen, ist es entscheidend, sie auf Geräten mit dieser Suchkurve anzuzeigen und zu drucken oder auf Geräten, die auf die Graustufenkurve kalibriert sind.
Wertrepräsentationen
Über die einfache Darstellung des Werts hinaus definiert jede Eigenschaft auch eine Wertemultiplizität, um die Anzahl der in der Eigenschaft enthaltenen Datenelemente anzugeben. Bei der Behandlung von Zeichenketten- und Zeichenwerten, in Fällen, in denen mehrere Datenelemente codiert sind, werden sie durch ein Schrägstrichsymbol getrennt.
Dienste
DICOM umfasst verschiedene Dienste, von denen die meisten sich um die Übertragung von Netzwerkdaten drehen. Das Dateiformat für Offline-Medien wurde später dem Standard hinzugefügt.
Speicherung
Der DICOM-Speicherdienst erleichtert die Übertragung von Bildern oder anderen dauerhaften Objekten an ein Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) oder eine Workstation.
Speicherzusage
Der DICOM-Speicherzusagedienst wird verwendet, um die Speicherung von Bildern zu validieren, entweder auf dem Gerät selbst oder auf Sicherungsdisks oder -medien (zum Beispiel auf einer Compact Disc aufgezeichnet).
Abfragen
Abfragen ermöglichen es einer Workstation, nach Listen von Bildern oder ähnlichen Objekten im PACS zu suchen und sie anschließend abzurufen.
Was ist eine Modalität im Kontext von DICOM?
Ein DICOM-Datenobjekt besteht aus einer Gruppe von Attributen, zu denen Elemente wie der Name und die Kennung des Patienten gehören, sowie Attribute, die Informationen über Pixelbilder enthalten. Eines dieser Attribute ist die Modalität, die den Dateityp repräsentiert. Man kann es auch als den Typ des Geräts betrachten, das verwendet wurde, um die Datei zu erhalten. DICOM legt eine funktionale Liste von Modalitäten fest.
Modalitäts-Worklist
Dieser Dienst bietet eine Liste von Bildverarbeitungsverfahren, die für die Ausführung durch das Bildaufnahmegerät geplant sind. Die Elemente der Worklist umfassen entsprechende Details über das Verfahrenssubjekt, Typ, Reihenfolge und diagnostischen Grund.
Modalitäts-durchgeführter Verfahrensschritt (MPPS)
MPPS ermöglicht es Modalitäten, einen Bericht über die durchgeführte Untersuchung abzugeben und dabei Details zu erfassten Bildern, Start- und Endzeiten, Untersuchungsdauer, verabreichter Dosierung und mehr zu erfassen. MPPS hilft auch Modalitäten, die Koordination ihrer Aktionen mit Bildspeicherservern zu verbessern. Es stellt dem Server eine Liste von Objekten zur Verfügung, die vor oder während der eigentlichen Übertragung dieser Objekte übermittelt werden sollen, was eine präzisere Ressourcenverwaltung in Abteilungen wie der Radiologie ermöglicht.
Dieser Dienst wird verwendet, um Bilder an einen DICOM-Drucker zu senden, normalerweise zum Zweck des Druckens von Röntgenfilmen. Eine standardisierte Kalibrierung gewährleistet Einheitlichkeit über verschiedene Anzeigegeräte hinweg.
Offline-Medien
Das Format für eigenständige Multimedia-Dateien wird in Teil 10 des DICOM-Standards dargelegt. DICOM beschränkt Dateinamen auf DICOM-Medien auf 8 Zeichen und bietet keine Informationen aus diesen Namen. DICOM-Dateien tragen in der Regel die Erweiterung .dcm, es sei denn, sie sind Teil eines DICOM-Mediums, in welchem Fall sie ohne Erweiterung auskommen.
Genau wie jeder Standard hat DICOM seine eigenen Vorteile und Einschränkungen. Was sind sie?
In der Tat bietet DICOM mehrere Vorteile für medizinische Dienstleistungen, darunter:
- Zusammenarbeit mit bestehenden IT-Systemen
In einigen Fällen kann die Inkompatibilität und unsachgemäße Speichermethoden für die Pathologien, mit denen wir es zu tun haben, eine erhebliche Hürde bei der Umstellung auf digitale Pathologie darstellen. Die Einführung der digitalen Pathologie erfolgte bereits im Jahr 2010 und wurde von Krankenhäusern gut aufgenommen, da sie es ermöglichte, die digitale Pathologie in ihre bestehenden Systeme zu integrieren, ohne zusätzliche Kosten zu verursachen. Der Standard erlaubt die Speicherung von Pathologiebildern zusammen mit anderen Bildern in einem vereinheitlichten Archiv. - Hoch effiziente Analyse
Die Erweiterungen, in denen DICOM-Bilder gespeichert werden, zeigen jedes Mal eine konstant hohe Leistung, wenn die Bilder betrachtet werden. Die höchste Auflösung des Scanners erfasst die meisten Daten. - Umfassende Bildaufnahme und -anzeige
Die Mehrheit der Scanner erfasst nicht das gesamte Dia in höchster Auflösung. Diese Bilder, oft als spärlich bezeichnet, können effektiv mit dem DICOM-Standard verarbeitet werden. Dies ermöglicht das Entfernen von nicht erfassten Bereichen aus den Bildern und reduziert die Bildgröße, was zu schnelleren Scanzeiten führt. - Genau Speicherung von Bild- und Patienteninformationen
Mit DICOM wird die Patienteninformation innerhalb eines Bildes mit Tags gespeichert. Jedes System, das diese Bilder liest, kann nahtlos auf die Daten zugreifen und sie anzeigen.
Was die Einschränkungen von DICOM betrifft, sind die wichtigsten:
- Langsames Scannen
Scanner sind in der Regel auf Geschwindigkeit abgestimmt, aber wenn sie nicht auf den DICOM-Standard aktualisiert wurden, können zusätzliche Schritte während des Scannens notwendig sein, was potenziell die Scanzeit verlängern kann. - Indexierung
Um eine effiziente Anzeige zu gewährleisten, ist eine Indexierung erforderlich. - DICOM-Header
Der DICOM-Header besteht aus mehreren Tags, von denen einige optional sind, während andere erforderlich sind. Hersteller von Scannern können Schwierigkeiten bei der Auswahl dieser Tags haben, was potenziell das Risiko von unlesbaren Informationen wie verlorenen Patientendaten oder anderen wichtigen Details mit sich bringt.
Ist die DICOM-Zertifizierung obligatorisch und wie kann man sie erhalten?
Die DICOM-Zertifizierung ist nicht verpflichtend, und die NEMA hat nicht die Befugnis und Verpflichtung, die Einhaltung des DICOM-Standards zu überwachen oder zu garantieren. In dem Haftungsausschluss der NEMA wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Verkäufer von Produkten, einschließlich Hardware- oder Softwareentwickler, im Wesentlichen bestätigen, dass ihre Produkte mit dem DICOM-Standard übereinstimmen, wenn sie das DICOM-Label für ihre Produkte verwenden. In einfachen Worten erklären die Hersteller, dass ihre Produkte eine Selbstzertifizierung oder Konformität mit diesen Standards haben.
Es gibt jedoch eine Organisation namens PARCA (PACS Administrators Registry and Certification), die seit 2005 DICOM-Zertifizierungen für Fachleute anbietet. Die Zertifizierung als Certified DICOM Integration Professional von PARCA richtet sich an ein vielfältiges Publikum, darunter PACS-Systemadministratoren, Integrations-Spezialisten, Beschaffungs- und Spezifikationsbeauftragte, technische Bildexperten, Informatik-Profis, Servicetechniker, Softwareentwickler und fortgeschrittene Systemadministratoren/Manager.
Eine Zertifizierung von PARCA, der Certified DICOM Integration Professional, ist darauf ausgelegt, eine breite Palette von Fachleuten anzusprechen. Dazu gehören PACS-Systemadministratoren, Beschaffungs- und Spezifikationsbeauftragte, technische Bildexperten, Servicetechniker, Softwareentwickler, Systemadministratoren, Manager und andere.
Ziel dieser Zertifizierung ist es, die Fähigkeit zur Verbindung mit DICOM zu bewerten und zu unterstützen, Probleme zu beheben, Integrationen durchzuführen und Softwarelösungen zu erstellen. Die Zertifizierung bleibt 5 Jahre gültig, und für die Rezertifizierung müssen die Teilnehmer eine aktive Mitgliedschaft aufrechterhalten und die Prüfung erneut ablegen.
Abschließend
Im Bereich des Gesundheitswesens erweist sich DICOM als eine entscheidende Säule, die Kompatibilität und nahtlose Integration zwischen einer Vielzahl von medizinischen Bildgebungseinrichtungen und -systemen unterstützt. Als solches hat DICOM Akzeptanz bei Gesundheitsdienstleistern, Laboren und medizinischen Einrichtungen gefunden, was eine effiziente Weitergabe diagnostischer Informationen ermöglicht und zur Verbesserung der Patientenversorgung beiträgt.
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