DICOM: цифровые снимки в медицине — ликбез для системного администратора

Одним из самых компьютеризированных разделов медицины является радиодиагностика. Медицинские исследования генерируют большое количество данных, которые затем обрабатываются передовыми методами визуализации, 3d-реконструкции по срезам и даже машинного обучения. Этот топик призван помочь системным администраторам погрузиться в тематику передачи и хранения медицинских изображений.


Фото автора

Техминимум

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) — стандарт обработки, хранения, передачи, печати и визуализации медицинских изображений. DICOM определяет формат файлов радиологических исследований и сетевой протокол, который в качестве транспорта использует TCP/IP. DICOM разрабатывается с 80-х годов, ежегодно обновляется, став на сегодняшний день стандартом де-факто — поддерживается всеми современными цифровыми устройствами: томографами, УЗИ-аппаратами, маммографами, рентгеновскими аппаратами и т.д.

Основная «фишка» DICOM — интероперабельность. За счет различных механизмов DICOM позволяет передавать данные между очень разным медицинским оборудованием и ПО.
Сама спецификация протокола интересна в первую очередь разработчикам медицинского софта. Мы рассмотрим основные моменты, касающиеся эксплуатации с точки зрения ИТ-отдела, не углубляясь в дебри.

Workflow

Информация о пациенте и запланированном исследовании поступает на аппарат из радиологической информационной системы. По завершении диагностики аппарат уведомляет РИС и отправляет снимки в центральный архив. Рентгенолог получает снимки на рабочую станцию (со специально откалиброванным монитором) и составляет заключение. Пациенту файлы исследования могут быть записаны на диск или распечатаны.

Основные понятия

Modality (модальность) — медицинский аппарат, создающий (acqusition) медицинское изображение определенного типа. Типы обозначаются аббревиатурой, например:
PACS — Picture Archiving and Communication System — центральный сервер хранения медицинских изображений в организации, который получает исследования от модальности и по запросу выдает на рабочие станции радиологов или в другие отделения. Может быть интегрирован с RIS и/или HIS;

HIS — Hospital Information System — медицинская информационная система (МИС) — общая система электронного документооборота мед. учреждения;

RIS — радиологическая информационная система (РИС) — система информатизации диагностического отделения, содержащая данные от пациентов, расписание приёма на исследование и т.д.

DICOM-файл — файл (стандартное расширение .dcm), содержащий графическую информацию, а также метаданные. Для большинства модальностей в одном файле хранится единственное изображение, но иногда это может быть серия кадров. Используются различные алгоритмы сжатия: Lossy JPEG, JPEG2000 или Loseless JPEG. Также DICOM поддерживает хранение waveform данных (ЭКГ, аудио).
Файл является нижним элементом иерархии: пациент (patient) → исследование (study) → серия (series) → изображение (image/instance).
В тегах каждого файла хранятся атрибуты с информацией о самом изображении, а также об объектах верхнего уровня, в т.ч.:

• patient demographics — персональные данные пациента: ФИО с разделителем кареткой (