DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) to międzynarodowy standard, który ułatwia wymianę obrazów medycznych i powiązanych danych między różnymi urządzeniami i systemami.
Umożliwia integrację medycznych urządzeń do obrazowania, takich jak skanery, serwery, stacje robocze, drukarki, sprzęt sieciowy oraz systemy archiwizacji obrazu i komunikacji (PACS) różnych producentów.
Kluczowym składnikiem standardu DICOM jest składnia transfer u, która określa sposób kodowania i przesyłania danych DICOM między systemami. Zapewnia to dokładne udostępnianie obrazów medycznych i powiązanych danych między różnymi systemami i urządzeniami.
Składnia transferu DICOM to zestaw reguł kodowania, który zapewnia jednoznaczną reprezentację jednej lub więcej syntaksów abstrakcyjnych. Umożliwia komunikowanie się z podmiotami aplikacji w celu negocjowania typowych technik kodowania, które obie obsługują, takich jak sortowanie bajtów i metody kompresji.
Składnia transferu jest atrybutem kontekstu prezentacji, z których jeden lub więcej jest negocjowanych przy ustanowieniu stowarzyszenia między podmiotami aplikacji DICOM.
DICOM definiuje domyślną składnię transferu, DICOM Implicit VR Little Endian Transfer Syntax (identyfikowaną przez Transfer Syntax UID = „1.2.840.10008.1.2”). Każda zgodna implementacja DICOM musi obsługiwać tę domyślną składnię transferu.
DICOM Transfer Syntax odgrywa kluczową rolę w przepływie pracy obrazowania medycznego, zapewniając interoperacyjność, wydajność i elastyczność.
• Interoperacyjność: Różne urządzenia obrazujące i oprogramowanie różnych producentów mogą ze sobą bezproblemowo współpracować w oparciu o obsługiwane przez siebie syntaksy transferu. Ta interoperacyjność wykracza poza otoczenie szpitalne, ułatwiając teleradiologię i telemedycynę poprzez umożliwienie wymiany obrazów medycznych poza szpitalem.
• Wydajność: Dzięki wykorzystaniu skompresowanych formatów obrazy mogą być przesyłane szybciej i zajmują mniej miejsca na dysku.
• 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 przede wszystkim na algorytm kompresji obrazu, który 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 liczby zmiennoprzecinkowe. Dwa typowe rzędy bajtów to Little Endian i Big Endian, które dyktują kolejność, w jakiej bajty są ułożone tak, aby reprezentować te typy danych.
Składnia transferu reguluje również serializację obiektów DICOM, która konwertuje obiekt w strumień bajtów w celu transmisji lub przechowywania.
Plik DICOM składa się z:
• Nagłówek pliku: Zawiera 128-bajtową preambułę, 4-bajtowy przedrostek („D”, „I”, „C”, „M”) i informacje o plikach meta.
• Zestaw danych: reprezentuje pojedynczą instancję SOP związaną z pojedynczą klasą SOP. Składnia transferu używana do kodowania zestawu danych jest identyfikowana przez identyfikator UID składni transferu metainformacji pliku DICOM.
DICOM Transfer Syntax zapewnia, że obrazy z różnych modalności, takich jak RTG, CT i MRI, mogą być wymieniane i poprawnie interpretowane przez różne systemy.
Na przykład skaner CT może wysyłać obrazy do PACS przy użyciu określonej składni transferu, a radiolog może wyświetlać te obrazy na stacji roboczej przy użyciu tej samej składni transferu.
Ta standaryzacja ma kluczowe znaczenie dla zachowania spójności i dokładności w interpretacji obrazu medycznego w różnych modalnościach.
• Zmniejszone błędy: DICOM zapewnia standardowy sposób przechowywania, wysyłania i odbierania obrazów i informacji medycznych bez konieczności ręcznego wprowadzania danych, co zmniejsza błędy i poprawia wydajność.
• Poprawiona wydajność: Elektroniczne przesyłanie obrazów medycznych przy użyciu standardu DICOM sprawiło, że systemy opieki zdrowotnej są znacznie bardziej wydajne. Może to pomóc dostawcom szybciej diagnozować pacjentów i natychmiast rozpocząć leczenie.
• Lepsza diagnoza i opieka nad pacjentem: Wdrożenie DICOM ułatwia dostęp do informacji i diagnozy. Interoperacyjność urządzeń zgodnych z DICOM zapewnia lekarzom dostęp do danych medycznych na całym świecie.
• Ulepszony przepływ pracy: Ręczne archiwizowanie, pobieranie i transport folderów należą do przeszłości w obrazowaniu medycznym.
• Raportowanie strukturalne: DICOM pozwala na tworzenie ustrukturyzowanych raportów, które mogą przynieść korzyści współpracy i badaniom.
• Problemy ze zgodnością: Różni dostawcy mogą wprowadzać różnice w swoich implementacjach DICOM, co może prowadzić do problemów ze zgodnością.
• Wyzwania związane z danymi: Niespójności w formatach danych, różnice w oznaczaniu metadanych, a nawet różnice w sposobie rejestrowania informacji o pacjentach mogą utrudniać płynną wymianę danych.
• Obawy dotyczące bezpieczeństwa: Bezpieczne wdrożenia DICOM mogą wymagać dodatkowych procesów szyfrowania i uwierzytelniania, co może powodować opóźnienia lub problemy techniczne w transmisji obrazów medycznych.
• Problemy z wydajnością: Bezpieczne protokoły DICOM mogą wprowadzać opóźnienia i wydłużyć czas przetwarzania, co jest krytycznym problemem w środowiskach klinicznych, w których niezbędny jest szybki dostęp do obrazów medycznych.
• Ograniczenia kompresji: Chociaż techniki kompresji, takie jak kodowanie długości biegów (RLE), mogą zmniejszać rozmiary plików, mogą być mniej skuteczne w przypadku niektórych typów obrazów medycznych, co potencjalnie prowadzi do większych rozmiarów plików i obniżonej jakości obrazu.
 - Presented by PostDICOM.jpg){kind=spacer}
Syntaksy transferowe DICOM są definiowane i rejestrowane przez NEMA (National Electrical Manufacturers Association). NEMA gwarantuje wyjątkowość dla wszystkich nazw składni transferu DICOM. Można również używać prywatnie zdefiniowanych nazw składni transferu; jednak, nie będą one zarejestrowane przez NEMA.
Składnia transferu ustawia następujące elementy:
• Kolejność bajtów (mały/duży Endian)
• Czy Vr (reprezentacje wartości) są serializowane (wyraźne/niejawne)
• Czy dane pikseli są skompresowane, czy nie
W poniższej tabeli wymieniono dostępne składnie transferu DICOM i odpowiadające im identyfikatory identyfikacyjne:
| Przenieś składnię UID | Nazwa składni transferu |
| 1.2.840.10008.12 | Ujawnione VR Endian: Domyślna składnia transferu dla DICOM |
| 1.2.840.10008.1.2.1 | Wyraźny VR Little Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.1.99 | Opróżniony jawny VR Little Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.2 | Wyraźny VR Big Endian |
| 1.2.840.10008.1.2.4.50 | JPEG Baseline (proces 1): domyślna składnia transferu dla stratnej 8-bitowej kompresji obrazu JPEG |
| 1.2.840.10008.1.2.4.51 | JPEG Baseline (procesy 2 i 4): domyślna składnia transferu dla stratnej 12-bitowej kompresji obrazu JPEG (tylko proces 4) |
| 1.2.840.10008.1.2.4.57 | JPEG Bezstratny, niehierarchiczny (procesy 14) |
| 1.2.840.10008.1.2.4.70 | Bezstratne, niehierarchiczne, przewidywanie pierwszego rzędu JPEG (procesy 14): domyślna składnia transferu dla bezstratnej kompresji obrazu JPEG |
| 1.2.840.10008.1.2.4.80 | JPEG-LS Bezstratny obraz... źródło |
| 1.2.840.10008.1.2.4.95 | Deflat referencyjny JPIP |
| 1.2.840.10008.1.2.5 | RLE Bezstratny |
| 1.2.840.10008.1.2.6.1 | RFC 2557 Enkapsulacja MIME |
| 1.2.840.10008.1.2.4.100 | Główny profil MPEG2 Poziom główny |
| 1.2.840.10008.1.2.4.102 | MPEG-4 AVC/H.264 Wysoki profil/poziom 4.1 |
| 1.2.840.10008.1.2.4.103 | MPEG-4 AVC/H.264 Kompatybilny z BD Wysoki profil/poziom 4.1 |
Składnia transferu DICOM jest kluczowym elementem standardu DICOM, umożliwiającym skuteczną i niezawodną wymianę obrazów medycznych i powiązanych informacji. Zapewnia interoperacyjność między różnymi medycznymi urządzeniami i systemami obrazowania, poprawia wydajność przepływu pracy i poprawia opiekę nad pacjentem poprzez:
• Zapewnienie standaryzowanego formatu do kodowania i przesyłania danych obrazów medycznych.
• Ułatwienie komunikacji między różnymi medycznymi urządzeniami i systemami obrazowania.
• Umożliwia wydajną kompresję obrazów medycznych.
• Obsługa różnych modalności obrazu, w tym rentgenowskiego, CT i MRI.
Podczas gdy składnia transferu DICOM może stanowić wyzwania, takie jak problemy ze zgodnością i problemy z bezpieczeństwem, korzyści przeważają nad wadami, co czyni ją podstawową technologią w nowoczesnym obrazowaniu medycznym.
Składnia transferu DICOM jest podstawowym składnikiem standardu DICOM. Umożliwia sprawną i niezawodną wymianę obrazów medycznych i powiązanych informacji. Zapewnia interoperacyjność między medycznymi urządzeniami do obrazowania i systemami, poprawia wydajność przepływu pracy i poprawia opiekę nad pacjentem.
Chociaż wyzwania wiążą się ze stosowaniem składni transferu DICOM, korzyści przeważają nad wadami, co czyni go podstawową technologią w nowoczesnym obrazowaniu medycznym. Promując interoperacyjność i standaryzację, DICOM Transfer Syntax odgrywa istotną rolę w poprawie opieki nad pacjentem i rozwoju dziedziny obrazowania medycznego.
