Apiscam DICOM 5/5/2011
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El documento introduce el estándar DICOM, fundamental para la comunicación y gestión de imágenes médicas digitales, incluyendo su historia, especificaciones técnicas y aplicaciones en diferentes áreas de la medicina. Se detalla la importancia de la resolución y formato de imágenes, así como la funcionalidad de sistemas de información como PACS y RIS en el diagnóstico. Además, se aborda la declaración de conformidad y los recursos disponibles para implementar este estándar en el sector salud.
Apiscam DICOM 5/5/2011
- 1. Introducción al estándar DICOM José Ramón Varela Pernas Director de Proyectos Bahía Software 5 de mayo de 2011
- 2. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 3. Imagen Médica Una imagen se representa como una serie de valores que describen la intensidad de luz en un punto concreto que será representado sobre una matriz de filas y columnas. 0 2 4 7 8 14 14 10 0 2 4 1 13 12 11 10 0 5 6 1 12 3 4 10 0 2 2 1 5 4 4 10 0 2 2 4 7 8 13 12 0 4 4 4 1 13 12 3 0 4 4 6 1 12 13 12 0 8 8 2 1 5 12 3 Cada elemento de la imagen es un pixel
- 4. Imagen Médica Resolución Espacial / Resolución de Contraste Esta es una imagen con una matriz de 256 x 256 puntos. Si la misma imagen la representamos con una matriz de 32 x 32 bits, la imagen pierde calidad.
- 5. Imagen Médica Resolución Espacial / Resolución de Contraste Esta es la misma imagen de 256 x 256 pero pasando de 4096 niveles de gris a sólo 4 posibles valores en los niveles para reflejar la intensidad de cada píxel. Se pierden los matices, es decir, información y por tanto, calidad de imagen
- 6. Imagen Médica Pixel: Es la unidad mínima que compone una imagen. Cada pixel contiene información de ubicación y color. No posee un tamaño definido (resolución de la imagen). Resolución: La resolución de una imagen está dada por la cantidad de pixeles concentrados por unidad de medida. Profundidad de color: Cantidad de colores que puede contener un pixel Modo del color: Asociado directamente a la profundidad de color se encuentra el Modo de color, que es la manera en que se descompone la imagen en colores básicos (RGB y CMYK). Formatos: Modos de almacenamiento de la imagen, determinados por las posibilidades de mostrar información de color y la posibilidad de utilizar compresión para disminuir el peso del archivo resultante.
- 7. Imagen Médica La primera imagen médica En 1895 por el físico alemán Wilhelm Roentgen mientras estudiaba los rayos catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje. Roentgen comprobó cómo los rayos habían atravesado su mano quedando la estructura de la misma recogida en una película que había bajo ella.
- 8. Imagen Médica La primera imagen médica digital: Godfrey N. Hounsfield’s consigue generar en Londres en 1972 -trabajando para la empresa discográfica EMI- la primera imagen de tomografía computerizada abriendo una nueva era ya que a partir de entonces existen imágenes médicas que sólo se obtienen a través de un computador
- 9. Imagen Médica TAC Imágenes/estudio: 80-1800 Tamaño: 512K/1,5GB RM Imágenes/estudio: 100 Tamaño : 128K/25MB CR Imágenes/estudio: 2 Tamaño : 10.240K/20MB Ecografía Imágenes/estudio: 12 Tamaño : 512K/6MB
- 10. Imagen Médica Las imágenes digitales se pueden transmitir, almacenar, visualizar y procesar de una forma optimizada. Esto resulta mucho menos eficiente dependiendo de un soporte físico para realizar todas ellas simultáneamente. La imagen digital también puede vincularse de forma automática con la información del paciente, de la prueba y del informe asociados a ella.
- 11. Imagen Médica Las imágenes digitales se pueden (ventajas): Procesar para mejorar la calidad de adquisición, reduciendo el ratio de repeticiones Almacenarse de una forma ordenada Transmitirse a múltiples puntos de un hospital simultáneamente con la misma calidad Utilizarse en tareas de postprocesado para obtener mejoras en la visualización y en aplicaciones de ayuda al diagnóstico Integrarse en la historia clínica electrónica
- 12. Imagen Médica Ámbitos de Imagen Médica : Otorrinolarigología (ORL) – Radiodiagnóstico Medicina Interna – Radiología Intervencionista (RAD) Alergología (ALG) – Cardiología (ECC y Ecocardio) (CAR) Medicina Interna – Angiología y Cirugía Vascular (ACV) Neumología (NEU) – Ginecología (Ecografía) (GIN) Psiquiatría (PSQ) – Obstetricia (Ecografía) (OBS) ElectroCardiograma – Digestivo –Sec. Endoscopia- (DIG) (URG, UCI, ANR, MIR) – Anatomía Patológica (APA) Urología – Microbiología (MIC) Traumatología – Neurofisiología (NFL) Cirugía General, CMA) – Áreas Quirúrgicos (Imagen intra-quirófano) Dermatología (DER) – Oftalmología (OFT)
- 13. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 14. Sistemas de Información Modalidad: Este dispositivo es el equipamiento hardware / software que lleva a cabo la exploración al paciente y la captura de imágenes. PACS: (Picture Archiving and Communication System) Servidor de almacenamiento que almacena las imágenes radiológicas relativas a un periodo de tiempo determinado, que es determinado por la cantidad de memoria de la que dispone. HIS: Sistema de información del hospital, que almacena la información de los pacientes, citación, etc RIS: Sistema de Información de Radiología almacena la información específica del servicio. Páxina 14
- 15. Sistemas de Información Visualizador: Obtiene las imágenes del servidor de imágenes (PACS), las muestra y permite su manipulación. Se pueden dividir en visualizadores para diagnóstico, de gran resolución, habitualmente herramientas cliente, y visualizadores de consulta, de baja resolución, normalmente Web. Los visualizadores empleados con RaimServer son: DICOM Worklist: Servidor que hace de intermediario entre el RIS/HIS del hospital y las modalidades para ofrecer a las modalidades las pruebas a ser realizadas. Una modalidad hace una petición al DICOM Worklist, y este último, obtendrá del RIS/HIS del hospital la información de las agendas implicadas. Páxina 15
- 16. Sistemas de Información HCE HIS PACS RIS RIS y Vis. Diagnóstico Worklist RIS y Vis. Consulta HCE y Vis. Consulta Ecógrafo CR CT o MR Páxina 16
- 17. Flujo de trabajo Informe Informe Almacen de informes Admisión Informe Negatoscopio Información del Estación de Diagnostico paciente Imágenes Recuperadas PACS Petición Consulta Gestor/Archivo Estudio Petición Notificación de llegada de estudio de Imagen Justificación Validación Modalidad Imágenes Lista de Trabajo Almacenadas de Modalidad Modalidad adquisicion Programación finalizada Película RIS Adquisición Finalizada Imágenes Impresas Páxina 17
- 18. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 19. Origen y descripción Archivo Archivo RIS imágenes informes Confirma prueba realizada Pide lista pacientes Genera informe Imprime imagen Modalidad CT Impresora Estación de trabajo
- 20. Origen y descripción DICOM: Digital Imaging Communications in Medicine Es el estándar en Comunicaciones de Imagen Digital en Medicina, y describe detalladamente los mecanismos para intercambiar imágenes y la información relacionada con las mismas entre dispositivos diferentes.
- 21. Origen y descripción En 1983, el Colegio Estadounidense de Radiología (ACR) y la Asociación Nacional de Fabricantes eléctricos (NEMA) formó un Comité para la Estandarización del Tratamiento Digital de Imágenes y Comunicaciones en medicina ACR- NEMA El comité ACR-NEMA publica su primer estándar en 1985 ACR-NEMA 300-1985. En 1988, se mejoró y surgió la version 2.0
- 22. Origen y descripción DICOM fue publicado por primera vez en 1993. Se denomina DICOM 3.0 y desde ese año, cada tres meses se publican versiones actualizadas del mismo. Más de 10 años para el éxito. Actualmente existe un procentaje elevadísimo de equipos compatibles DICOM. No sólo para radiología: cardiólogos, patólogos, odontólogos, oftalmólogos…
- 23. Origen y descripción http://medical.nema.org
- 24. Origen y descripción PS-2 Conformance PS-7 Mesage Exchange PS-8 Network PS-16 Content Mapping Resource Communication Support for PS-4 Service Class Message Exchange PS-14 Grayscale Standard Specifications PS-12 Media Formats and Application Profiles PS-1 Introduction and Physical Media for Media PS-11 Media Storage Display Function PS-3 Information Object Definition Interchange Overview PS-10 Media Storage and PS-6 Data Dictionary File Format for media PS-5 Data Structures and Interchange Encoding PS-15 Security and System PS-7 PS-10 PS-15 Management Profiles Part-17 Explanatory PS-8 PS-12 Information Part-18 Web Access to Comunicaciones Intercambio a través de DICOM Persistent Objects General por red y punto a Visualización punto medios de almacenamiento (WADO)
- 25. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 26. Formato El formato especifica un formato de fichero 2015069 que contiene: RODRIGUEZ RODRIGUEZ^LUCIA – Una cabecera con TORAX, P-A HGAL00023458101 información del paciente, de la prueba, del modo de captura, de la modalidad de imagen, etc. – Un cuerpo del fichero constituida por la matriz de datos que es la imagen.
- 27. Formato Los Atributos (información) se envía en etiquetas (tags) Los tags se agrupan en Módulos por su significado Módulos de información relacionados forman Entidades de Información
- 28. Compresión Con pérdidas (lossy).- Se trata de un mecanismo de compactación de la información de las imágenes digitales en que se consiguen unos elevados ratios de compresión. Aunque conllevan una pérdida en la información y por tanto en la calidad de la imagen. A mayor cantidad desechada mayor compresión, menor espacio, pero también menor calidad. Sin Pérdidas (lossless).- En los formatos de compresión con pérdidas se aplican algoritmos que permiten decidir cual es la información menos relevante para el ojo humano y la desechan. Consiguen una ratio típica de 3/1.
- 29. Compresión DICOM establece varios formatos para la codificación de los pixels de la imagen: – Pixels “Crudos” o Raw Data. Cada pixel está definido por uno o dos bytes, según la profundidad del pixel. – Comprimido utilizando JPEG Lossless – Comprimido utilizando JPEG Lossy – Comprimido utilizando JPEG2000 – Comprimido utilizando MPEG2 para secuencias de imagen dinámica – En los casos donde se utilizan algoritmos con pérdidas se debe indicar el nivel de compresión en la imagen.
- 30. Protocolo transmisión DICOM es un protocolo cliente / servidor DICOM utiliza el protocolo TCP/IP como base para las comunicaciones a través de una red Los servicios DICOM utilizan el protocolo DICOM, o conjunto de reglas precisas a las que se ciñen todas las partes que desean comunicarse. Primero se negocia bidireccionalmente en qué va a consistir el intercambio de información (qué se va a enviar, si está comprimido, cómo está codificado…) Posteriormente se envía la información
- 31. Roles cliente y servidor SCU.- Service Class User. Pide un servicio SCP.- Service Class Provider. Proporciona un servicio Te proporciono un servicio de almacenamiento para el estudio de TAC Pido que se almacene este estudio de TAC SCU SCP Red Modalidad CT. PACS
- 32. Protocolo transmisión Visualizador PACS
- 34. Servicios DICOM Definicion de servicios: Service Object Pair Class (SOP Class) IOD Information Object Definition + Service Object Pair Class: SOP Class (Parte 3) (Parte 4) Servicios DIMSE Dicom Message Verb: Storec Service (DIMSE) Service Element Noun: CT Image Information Object Definition (Parte 7) Generic Sentence: SOP Class Store in a CT image Specific Sentence: SOP Instance Store THIS CT image
- 35. Servicios DICOM STORAGE SERVICE CLASS QUERY/RETRIEVE SERVICE CLASS STUDY CONTENT NOTIFICATION SERVICE CLASS PATIENT MANAGEMENT SERVICE CLASS PROCEDURE STEP SOP CLASSES RESULTS MANAGEMENT SERVICE CLASS PRINT MANAGEMENT SERVICE CLASS MEDIA STORAGE SERVICE CLASS STORAGE COMMITMENT SERVICE CLASS BASIC WORKLIST MANAGEMENT SERVICE QUEUE MANAGEMENT SERVICE CLASS HANDLING OF IDENTIFYING PARAMETERS SOFTCOPY PRESENTATION STATE STORAGE SOP CLASSES STRUCTURED REPORTING STORAGE SOP CLASSES APPLICATION EVENT LOGGING SERVICE CLASS RELEVANT PATIENT INFORMATION QUERY SERVICE CLASS INSTANCE AVAILABILITY NOTIFICATION SERVICE CLASS MEDIA CREATION MANAGEMENT SERVICE CLASS HANGING PROTOCOL STORAGE SERVICE CLASS HANGING PROTOCOL QUERY/RETRIEVE SERVICE CLASS SUBSTANCE ADMINISTRATION QUERY SERVICE CLASS COLOR PALETTE STORAGE SERVICE CLASS COLOR PALETTE QUERY/RETRIEVE SERVICE CLASS OPHTHALMIC REFRACTIVE MEASUREMENTS STORAGE SOP CLASSES
- 36. Modality Worklist SOP Class C-FIND-RQ Modalidad CT C-FIND-RSP RIS Patient Name Patient ID Patient Sex Seleccionar .... paciente concreto Accesion Number de la worklist ........... Study data ....
- 37. Storage Service Class Envío de imágenes a otro dispositivo (una estación, un archivo) C-Store C-STORE-RQ { DATOS OBLIGATORIOS C-STORE-RSP -Paciente { ... -Datos de estudio -Datos Class serie SOP de la UID -Datos Instance UID SOP imagen ... } -Códigos de identificación ... } Archivo digital Modalidad CT SCU SCP
- 38. Modality Performed Procedure Step Modality Performed Procedure Step SOP Class N-CREATE-RQ N-CREATE-RS N-SET-RQ Modalidad CT N-SET-RS RIS SCU SCP Patient Name Patient ID Datos del Estudio Patient Sex Informacion del .... estado de realización ........... Accesion Number Study data ....
- 39. Query/retrieve Service Class Solicitar Información: C-FIND C-FIND-RQ Se solicita información De un C-FIND-RSP paciente De un estudio datos Se devuelven Se envía un identificador Archivo RIS imágenes SCU SCP
- 40. Query/retrieve Service Class Recuperar Imágenes: C-GET C-GET-RSP C-GET-RQ Se devuelven Se solicitan imágenes Las imágenes Solicitadas Archivo Estación de trabajo imágenes SCU SCP (incluye Storage SCP)
- 41. Print Management Service Class Imprimir Imágenes: N-CREATE, N-SET, N-DELETE, N-ACTION Impresora Modalidad CT Estación de trabajo
- 42. Media Storage Service Class RIS Archivo Archivo imágenes informes Media Storage Service Class Modalidad CT Estación de trabajo
- 43. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 44. Declaración de conformidad DICOM no proporciona ninguna certificación oficial ni verificación a los productos DICOM Cada fabricante simplemente proclama su conformidad al estándar Pero DICOM obliga a proporcionar un documento donde se especifica las capacidades y características DICOM de un producto de un modo definido en el propio estándar Es el llamado documento de Declaración de Conformidad (Conformance Statement)
- 45. Declaración de conformidad Incluye información como: – SOP Classes que implementa – Transfer Syntaxes que soporta – Descripciones de implementaciones privadas – Descripciones de Modelos de Información privados – Etc. En cada definición de un servicio en el estándar se especifica que información debe contener la Declaración de Conformidad sobre dicho servicio
- 46. Declaración de conformidad Pasos para verificar el plug&play: 1. Comparar las descripciones de las aplicaciones 2. Comparar las SOP Classes 3. Comparar los roles de cliente y servidor 4. Comprobar el número de asociaciones simultáneas 5. Comparar los contextos de presentación (TS) 6. Comparar los perfiles de comunicación 7. Comprobar cualquier requerimiento de algún atributo
- 47. Agenda Conceptos básicos • Fundamentos de la Imagen Digital • Sistemas de información en Diagnóstico por la Imagen y Flujo de trabajo DICOM • Origen y descripción • Formato y Servicios • Declaración de conformidad • Recursos
- 48. Recursos - Toolkits dcmtk dcm4chee http://dicom.offis.de/software.php.en http://www.dcm4che.org
- 49. Recursos - Utilidades jdicom DVTK http://members.chello.at/petra.kirchd http://www.dvtk.org orfer/jdicom/
- 50. Recursos - Workstation ClearCanvas OsiriX http://www.clearcanvas.ca http://www.osirix-viewer.com/
- 51. Recursos - PACS ClearCanvas dcm4chee http://www.clearcanvas.ca http://www.dcm4che.org