DICOM – standardizace medicínského zobrazování

Svět, ve kterém by nefungovaly žádné standardy, by dobře existovat v dnešní nemohl. Vezměme si příklad, že byste pro každé auto, pro každý typ, potřebovali jiné palivo, či mohli používat pouze u vybrané čerpací stanice či do stanice výrobce. Kdyby digitální TV vysílání používaly nestandardní kodeky a pro každý program by bylo nutné mít jiný set-top box. Kdyby neexistovaly standardy pro elektrické napětí v zásuvkách, pro síťové protokoly v počítačových sítích, atd. Bez standardů to dnes nejde. Taktéž medicínské zobrazování dat je třeba nutno nějak sjednotit, tedy vytvořit nějaký standard. To se samozřejmě promítne i v rehabilitační péči, kdy lékaři díky tomuto standardu mohou sdílet a konzultovat např. ultrazvukové obrazy či rentgenové snímky, které mohou ukázat, jak se zlomenina zotavuje.

To si uvědomili v roce 1985 ve společnosti NEMA (National Electrical Manufacturers Association), která tentýž rok ustanovila mezinárodní standard DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Ten se stal posláním pro standardizaci medicínských obrazů, které mohou pocházet z různých modalit, což znamená např. CT, rentgen, ultrazvuk, MRI či PET obrazy. Ve struktuře, která je uvedená níže, byl DICOM vyvinut v roce 1993, první verze 1.0 byla specifikována v roce 1985. DICOM není pouze formát, je to celosvětový standard pro zobrazování, zpracování a sdílení dat v medicíně. Ve struktuře, která se dnes užívá, byl DICOM vyvinut v roce 1993 a obsahuje rozšířenou sadu metadat oproti prvním verzím. Taktéž se DICOM stal ISO standardem.

Největší výhodou surových DICOM obrazů proti již konvertovaným například do formátu JPEG, je jejich interaktivní prohlížení. Pomocí myší můžeme ladit jas a kontrast obrazu a dosáhnout tím lepšího zobrazení ROI, tedy oblasti zájmu v obraze. Soubory DICOM tak mohou obsahovat více snímků, představující různé vrstvy snímání. DICOM soubory mají obvykle příponu DCM, DC3 nebo DIC.

Obsažená metadata

Obraz je sice zásadním prvkem DICOM obrazu, ne vše jediným. Další důležitou složku DICOM souboru jsou metadata. Obsahují údaje o modalitě, přístroji, pacientovi, měřítku a spoustu dalších informací, které pro lékaře mohou být užitečné a například z převedeného obrazu do JPEG je nezjistí. Může tak snadno například zjistit, kdy byl pacient vyšetřen a srovnat stav srůstání kostí v průběhu rehabilitace. Následující tabulka uvádí příklad, co vše může být v metadatech DICOM uloženo.

Sponzorováno

A mnohem více… Je to podobné, jako obsah EXIF informací u JPEG fotografií, které obsahují údaje o obrazu jako je režim blesku, model fotoaparátu, nastavení expozice, zoomu, atd. Totéž de facto obsahují tato DICOM metadata, pouze orientovaná na obsah. Z obrázku výše vyčteme např. že snímek je snímek z magnetické rezonance (MR), model je Philips Achieva, datum pořízení 1.12. 2006 (20061201), atd. Metadata jsou v tomto obrázku ukázková, bez skutečných jmen pacientů a dalších citlivých údajů. Prezentovaný obrázek je pro snímky, které jsou zcela volně stažitelné na webu Barre. Každý si tak může prohlédnout, jak takové surové obrazy vypadají. Ale ouha, v jakém programu?

Programy pro zobrazování a editaci DICOM souborů

Jeden z dostupných programů je Aeskulap Viewer pro Linux či DicomWorks pro Windows. Aplikaci DicomWorks jsem prakticky používal, má přehledné rozhraní a existuje oficiální čeština, program přeložil lékař z nemocnice v Pardubicích. Je to zajímavý nástroj, zobrazuje samostatné soubory i celé složky s obrazy. Je zdarma, ale uvažuje se o zpoplatnění. Vynikajícím software je taktéž Sante DICOM Viewer (Free/Pro) od společnosti Santesoft, který je opravdu na vysoké úrovni a předčí DicomWorks v mnoha funkcích. Pro pouhé prohlížení postačí i program XnView, který je zcela zdarma coby správce, prohlížeč a editor obrazových dat.

DICOM soubory umí otevřít také Photoshop CS4 Extended a vyšší. Mezi komerční software, který je vynikajícím nástrojem v oblasti zpracování obrazu a umí pracovat i s DICOM soubory (obecně je vhodný na 3D volume rendering u medicínských aplikací), je Amira. , což je výborný software ke zpracování obrazu vyvinutý v jazyce C++.

Proč standardizace medicínských obrazových dat?

Důvodů je mnoho. DICOM je obecný, globálně uznávaným standardem pro ukládání, výměnu a zpracovávání medicínských obrazových dat. Představte si situace, kdy Vás v rámci rehabilitace pošlou na rentgen či ultrazvuk a snímky, které vytvoří lékař například v Olomouci, by měl problém zobrazit lékař v Opavě, který by neměl instalované příslušné kodeky či knihovny v počítači. Takto je možno sdílet DICOM data mezi lékaři a není nutno mít obavu, že někdo data nepřečte. V současnosti snad všechny přístroje (CT, ultrazvukové přístroje, atd.) ukládají přímo do DICOM formátu. Samozřejmě takto je možné bez problémů konzultovat problémy pomocí telemedicíny, tedy například online diskuse mezi odborníky mezi kontinenty a stále uvidí ta samá data a to přesně tak, jak je vytvořil přístroj. Jsou také navíc bezeztrátová, například JPEG již podléhá kompresi a tudíž určitému snížení kvality obrazu, což může být problém ve zpracování malých oblastí ROI.

Sponzorováno

Celkově je DICOM užitečným standardizovaným formátem pro medicínská data, který je používán na celém světě. Existují sice ještě další, avšak pouze minoritní standardy, DICOM je ISO standardem používaným globálně. Získávání, správa a přístup k medicínským datům se tak výrazně zjednodušil díky tomuto standardu, navíc obsažená metadata můžeme dále exportovat do jiných formátů. DICOM je surový formát z přístroje, bezeztrátový a s poměrně malou výslednou velikostí souboru. Není snad žádný důvod, proč DICOM v medicíně nepoužívat. Starší přístroje ukládaly do JPEG formátu, což nebylo z výše uvedených detailů optimální kvůli poklesu kvality. Je to podobné jako RAW vs. JPEG, ale DICOM je jen jeden, RAW má každý přístroj jinak nastaven.

Autor článku

Daniel Borník (více o nás)

Dan miluje sport. Přispívá články zejména z oblasti regenerace, fyzio, cvičení a píše i o nemocech. Náš tým vám všem chce přinášet zajímavé informace ze světa zdraví, cvičení, výživy, rehabilitace a obecně zdravého životního stylu. Ve většině našich článků vycházíme z odborných studií a lékařských prací. Vždy se snažíme na studie odkazovat, ověříte si tak pravost. Více informací o nás najdete zde - mrkněte na náš tým.