Lab 4 Telemedycyna DICOM Wraz z rozwojem tomografii

Lab 4 Telemedycyna ­ DICOM Wraz z rozwojem tomografii komputerowej w latach siedemdziesiątych konieczne stało się opracowanie standardu umożliwiającego wymianę informacji graficznych oraz towarzyszących im danych medycznych między różnymi urządzeniami i systemami informatycznymi. Pierwszy zarys standardu został opracowany w 1983 roku przez American College of Radiology (ACR) oraz ​
National Electrical Manufacturers Association (NEMA) i został opublikowany pod nazwą ACR­NEMA Standards Publication No. 300­1985. W 1988 roku powstała druga wersja dokumentu, zaś w 1993 roku powstała wersja trzecia, znacznie rozbudowana i uzupełniona o nowe możliwości. Zmieniono wówczas nazwę standardu na Digital Imaging and Communications in Medicine ​
– DICOM. Standard DICOM powstał w celu popularyzacji cyfrowej wymiany danych, ułatwienia tworzenia oraz rozbudowy systemów archiwizacji obrazów PACS (ang. ​
Picture Archiving and Comunication Systems​
) oraz wymiany informacji medycznych z innymi systemami informatycznymi stosowanymi w medycynie (ang. ​
Hospital Information System – HIS). DICOM jest uzupełnieniem standardu ​
Health Level Seven – HL7 o zasady komunikacji i wymianę obrazów w medycynie, nie występujących w normie HL7 . Dokumentacja opisująca DICOM jest redagowana przez ​
NEMA Diagnostic Imaging and Therapy Systems Division​
i dostępna w postaci zestawu następujących dokumentów: ● PS 3.1: Introduction and Overview – zawiera wprowadzenie oraz informacje podstawowe na temat standardu ● PS 3.2: Conformance – zawiera definicje podstawowych zasad oraz pojęć ● PS 3.3: Information Object Definitions – definiuje informatyczną reprezentację fizycznych danych – format danych, w postaci zbiorów parametrów (ang. Data Elements) ● PS 3.4: Service Class Specifications – definiuje metody służące do obsługi informatycznych reprezentacji danych ● PS 3.5: Data Structure and Encoding – określa sposób kodowania oraz niezbędne struktury wymagane do budowy pełnej informacji o rzeczywistej informacji medycznej ● PS 3.6: Data Dictionary – zawiera tzw. słownik danych, czyli spis wszystkich możliwych informacji występujących w standardzie wraz z ich nazwą oraz kodami liczbowymi umożliwiającymi identyfikację danych ● PS 3.7: Message Exchange – definiuje sposób wymiany informacji między aplikacjami ● PS 3.8: Network Communication Support for Message Exchange – dokument definiuje sposób wymiany informacji między aplikacjami DICOM z wykorzystaniem protokołu TCP/IP. Standard DICOM wykorzystuje warstwową strukturę modelu ISO OSI ● PS 3.10: Media Storage and File Format for Data Interchange – opisuje model archiwizacji danych na nośnikach zewnętrznych. Dokument ten był podstawowym źródłem informacji na temat struktury danych na płycie CD zawierającej dane z tomografii komputerowej ● PS 3.11: Media Storage Application Profiles – określa wymagania stawiane aplikacjom gromadzącym dane w standardzie DICOM ●
●
●
●
PS 3.12: Storage Functions and Media Formats for Data Interchange – definiuje funkcje, nośniki oraz sposoby wymiany danych PS 3.14: Grayscale Standard Display Function – określa sposoby prezentacji danych graficznych, np. sposoby kalibracji monitorów PS 3.15: Security Profiles – opisuje aspekty bezpieczeństwa danych PS 3.16: Content Mapping Resource – definiuje szablony obiektów używanych w standardzie Standard DICOM powstał w celu odzwierciedlenia rzeczywistych informacji medycznych w postaci spójnego systemu informatycznego. Rysunek 1, zaczerpnięty z dokumentu PS 3.3, przedstawia model rzeczywistych danych zaimplementowany w standardzie DICOM. Model przedstawia sposób łączenia różnych informacji medycznych oraz zależności występujące między nimi. Wartości liczbowe obok strzałek określają możliwą liczbę połączeń między informacjami. Do najistotniejszych informacji można zaliczyć: ● dane pacjenta​
(ang. patient), takie jak dane personalne, data urodzenia itp. ● badania​
(ang. study), na które składają się dane o pacjencie, dane na temat wizyt (ang. visit) oraz inne informacje opisujące badanie (ang. study content notification). Study gromadzą informacje na temat: elementów składowych badań (ang. study components) oraz procedur (ang. modality performed procedure steps), a także wyniki badań (ang. results) w postaci raportu (ang. raport) oraz poprawek (ang. amendment). Każde badanie zawiera przynajmniej jedną serię danych. ● serie danych​
służą do gromadzenia informacji uzyskanych podczas badania. Do informacji tych zalicza się między innymi: obrazy (ang. image), dane nieprzetworzone (ang. raw data), bitową płaszczyzna notatek (ang. overlay), tablicę kolorów (ang. lookup table) czy krzywe opisane ciągiem punktów (ang. curve). Przykładem serii danych jest zestaw danych (slajdów) przedstawiających przekroje przez ciało pacjenta, otrzymane podczas rekonstrukcji danych CT dla konkretnych parametrów rekonstrukcji (np. rozdzielczość, odległość między przekrojami, filtr rekonstrukcji, czy parametry okna). Rysunek 1. Model rzeczywistych danych medycznych zaimplementowany w standardzie DICOM, zaczerpnięty z dokumentu PS 3.3 standardu DICOM. Rysunek 2 przedstawia przykład powiązania danych rzeczywistych z modelem informatycznym zastosowanym w DICOM. Struktura danych DICOM jest zbieżna z informacjami rzeczywistymi. Dane powiązane są w hierarchiczne drzewa ułatwiające interpretację oraz umożliwiające łatwą ich modyfikację. ZADANIE: 1. Pobierz i rozpakuj plik DICOM.zip na pulpicie, do katalogu DICOM 2. Zainstaluj programy MIPAV i ConQuestDICOMserver w odpowiednio w folderze c:\MIPAV i c:\dicomserver (hasło administratora podane będzie na tablicy) 3. Przykładowe obrazy rozpakuj do folderu c:/dicomserver/data 4. W aplikacji MIPAV​
​
wybierz​
File­>Dicom­>DICOM Database Access­>Hosts​
dodaj adres serwera DICOM jego AE oraz port (z zakładki Configuration serwera), zaznacz także możliwość odbierania obrazów DICOM przez program w File­>Dicom​
. 5. W aplikacji ConQuestDICOMserver w zakładce ​
KnownDICOM providers​
dodaj AE oraz adres i port MIPAV (z zakładki Help, DICOM Database Access) 6. Prześlij obrazy z serwera do klienta, otwórz obraz w kliencie. 7. Korzystając z dokumentacji zapoznaj się z funkcjami oprogramowania ConquestDICOMserver, stwórz krótką instrukcję zarządzania serwerem, ze szczególnym uwzględnieniem dodawania nowych klientów 8. Korzystając z dokumentacji zapoznaj się z funkcjami programu MIPAV, szczególnie dotyczącymi pomiarów odległości, kąta i powierzchni oraz zaznaczania obszarów. 9. Na podstawie dokumentacji stwórz krótką instrukcję obsługi oprogramowana MIPAV dla kadry medycznej.