سه شنبه, 20 فروردين 1392 ساعت 18:02

استاندارد DICOM

نوشته شده توسط
این مورد را ارزیابی کنید
(1 رای)

 

Digital Imaging and Communications in Medicine   استاندارد بين المللي انتقال تصاوير پزشكي است .

هدف اوليه از تدوين و ارائه استاندارد انتقال تصاوير پزشكي به روش ديجيتال، تامين امكان بازيابي تصاوير و اطلاعات همراه آن‌ها از تجهيزات تصويربرداري در يك قالب استاندارد بود كه ميان سازندگان تجهيزات تصوير برداري مشترك باشد. تحقق اين امر امكان بازيابي تصوير و اطلاعات آن را براي متخصصان مستقل از نوع تجهيزات و شركت سازنده فراهم مي‌آورد.

 

نـخـسـتـيـن دسـتـاورد در ايـن زمينه استاندارد مشترك دانشكده راديولوژي آمريكا و اتحاديه ملي تـولـيـد‌كنندگان الكتريك بود كه در سال 1985 ميلادي انتشار يافت و مختصات ارتباط نقطه به نقطه براي انتقال تصاوير را مشخص مي‌كرد.
تــحـــول ســريــع شـبـكــه‌هــاي كــامـپـيــوتــري و سيستم‌هاي بايگاني و ارسال تصاوير خيلي زود نشان داد كه استاندارد نقطه به نقطه كاربرد بسيار مـــحــــدودي خــــواهــــد داشــــت. بــــا تــــوجــــه بــــه اسـتـانـداردهـاي شبكه و اصول حاكم بر انتقال اطـلاعـات در شـبـكه‌هاي كامپيوتري و نيز مبنا قـرار دادن اسـتـاندارد ACR-NEMA كار بر روي اسـتــانــدارد ادامــه يــافــت تــا در نـهــايــت نـمــونــه استاندارد تصويربرداري و ارتباطات ديجيتال در پزشكي DICOM از سال 1993 ميلادي شروع به ارائه شد.  در حال حاضر جديدترين نگارش اين استاندارد كه با عنوان 3 DICOM شهرت يافته و مـحـصـول سـال 2000 مـيـلادي اسـت گـسـترش كامل در سطح بين المللي يافته و از سوي سازمان استاندارد اروپا با عنوان اختصاري medicom به عنوان استاندارد شناخته شده است. در ژاپن نيز اتحاديه صنايع تجهيزات پرتو نگاري ژاپن اين استاندارد را براي ذخيره سازي و بازيابي تصوير به خدمت گرفته است.
هر چند كه استاندارد DICOM به دليل رواج كامل آن در جهان از سوي سازندگان تجهيزات تـصــويــربـرداري، پـردازش تـصـويـر و مـديـريـت پرونده‌هاي پزشكي كاملا شناخته شده است و متخصصان راديولوژي و پزشكان در كشورهاي پيشرفته صنعتي نيز با آن آشنايي دارند، اما در كشورهاي در حال توسعه هنوز هم بسياري از متخصصان و دانش آموختگان رشته پزشكي تا حدودي با استاندارد DICOM وكاربرد گسترده آن در جهان امروز و تسهيلاتي كه استفاده از اين استاندارد مي‌تواند به امر فراهم آوردن بستر مناسب براي بهبود تشخيص و مشاوره پزشكي عرضه كند بيگانه‌اند.شايد علت اصلي آن باشد كه اين استاندارد نيز همانند ساير استانداردهاي موجود به تجهيزات به زبان تخصصي براي كارشناسان توليد كننده تجهيزات يا به عبارت ديگر براي مهندسان نوشته شده است و نه متخصصان تصوير برداري و پزشكان مجرب. 


اصـولا استـانـدارد DICOM دومبحـث اسـاسي را در مورد تصاوير پزشكي پوشش مي‌دهد:

1 ) خود تصوير و اطلاعات همراه آن و نحوه سامان دهي آن‌ها در قالب يك پرونده كامپيوتري 
2 ) قراردادها و نحوه ارسال و دريافت پرونده‌هاي كامپيوتري بين اجزاي مختلف سيستم در شبكه‌هاي كامپيوتري 
مبحـث سـازگـاري نسبـي ميـان روش ذخيـره سـازي و بازيابي تصاوير پزشكي در تجهيـزات سـاخـت تـوليـد كننـدگان مختلف را تضمين مي‌كند و انتقال صحيح اين پرونده‌هاي كامپيوتري حاوي تصاوير بر روي شبكه‌هاي كامپيوتري را اطمينان بخش مي‌سازد.


بر اساس استاندارد، پرونده كامپيوتري حاوي تصوير مشتمل بر چهارگونهاطلاعات است :

1 ) مشخصـات بيمـار شـامـل اطـلاعاتي نظير نام و نام خانوادگي، سال تولد، جنسيت، شماره پرونده ومواردي نظير آن را در بر مي‌گيرد.
2 )  اطلاعات تفسيري نظير نوع تصويربرداري، تفسير متخصص تصويربرداري از محتـواي تصـويـر و مشخصـات مـركـز تصـويـربرداري، تاريخ تصويربرداري را شامل مي‌شود‌.

3 ) اطلاعات مربوط به تصوير همانند سياه و سفيد بودن يا رنگي بودن تصوير، ثابت بودن يا متحرك بودن تصوير و ابعاد تصوير 
4 ) اطلاعات شدت روشنايي نقاط مختلف تصوير است .

در هر چهار بخش، هر يك از اجزاي اطلاعاتي برچسب شناسايي منحصر به فرد خود را دارد كه با آن شناخته مي‌شود و مشخص مي‌كند مشخصات ثبت شده مربوط به كدام جزء اطلاعاتي است.استـانـداردDICOM انعطاف پذيري قابل ملاحضه‌اي را براي سازندگان تجهيزات تصويرپردازي در نظر گرفته است زيرا اين آزادي عمل را به آن‌ها مي‌دهد كه به صورت اختياري برخي اطلاعات را همراه تصوير ذخيره كنند و از ذخيره سازي مابقي اطلاعات صـرف نظـر كننـد. بـر هميـن اسـاس بـراي اطـلاع رسـاني مناسب به كاربران در مورد قابليت‌هاي هر دستگاه توليد كننده تصاوير DICOM و مقايسه مناسب ميان تجهيزات مختلـف، مطـابـق استـاندارد سازندگان تجهيزات ملزم هستند اطلاعات سازگاري با بخش‌هاي مختلف استاندارد را در قالب گواهي يا بيانيه انطباق با استاندارد در اختيار مشتريان قرار دهند.

 

تسهيلات استاندارد  DICOM

ذخيـره‌سـازي تصـاويـر پـزشكـي بـه صـورت پـرونـده كـامپيـوتـري بـه ويـژه در قالب استاندارد  DICOM تسهيلات بسياري را براي متخصصان فراهــم مي‌آورد.

1 )  امكان نسخه‌برداري دقيق و سريع به هر تعداد از تصوير بدون قرار دادن مجدد بيمار در فرايند تصويربرداري پزشكي.

2 )  بايگاني تصوير در محل‌هاي مختلف ( نزد بيمار ، پزشك ، مركز تصوير برداري ومركز درماني.)

3 ) ارسال تصوير از طريق شبكه‌هاي ارتباطي بدون افت كيفيت

4 ) فراهم كردن امكان پردازش كامپيوتري تصاوير

5 )  بسترسازي براي بهره گيري از نظر تشخيصي و مشاوره‌اي متخصصان ساكن در سايرشهرها و كشورها از جمله اين تسهيلات محسوب مي‌شود.به دلايل فوق استاندارد DICOM بخش تفكيك ناپذير سيستم‌هاي بايگاني و انتقال تصوير (PACS) ، راديولوژي از دور (Teleradiology) و پزشكي از دور (Telemedicine) به شمار مي‌آيد امروزه در اغلب كشورهاي پيشرفته صنعتي نه تنها تصاوير پزشكي بيمـاران كـه بـر اسـاس استـانـدارد DICOM تهيـه مـي‌شـود در هر مركز درماني بر روي شبكه‌هاي كامپيوتري قرار دارد و از بخش‌هاي مختلف مركز قابل دسترسي است، بلكه در بسياري موارد شبكه‌هاي شهري و ملي وجود دارند كه امكان دسترسي به تصاوير از مراكز درماني مختلف را فراهم مي‌سازند. تمامي اين قابليت‌ها موجب شده است كه در جوامع پيشرفته صنعتي استاندارد DICOM در امور پيشگيري از بيماري ، درمان ، آموزش و تحقيقات پزشكي نقش به سزايي را ايفا كنند.

 

 ‌تاريخچه   DICOM
حالت استاندارد در سال 1983 توسط كميته مشتركي از دانشكده راديولوژي آمريكا (ACR) و انجمن توليدكنندگان بين المللي الكتريكي (NEMA) شكل گرفت. هدف اوليه در ايــن پــروژه دســت يــابــي بــه تـصــاويــر ديـجـيـتــال پــزشكـي مستقـل از دستگـاه‌هـاي تصويربرداري بود.  انـجـمـن فـيـزيـك پـزشـكي آمريكا (AAPM) استانداردي براي ثبت تصاوير بر روي نوار‌هاي مغناطيسي توليد كردند. اولين نسخه از اين استاندارد كه ACR-NEMA ناميده مي‌شد در سال 1985 منتشر شد، همانند هر نسخه ابتدايي 1.0 NEMAًACR خطـاهايي داشت و خيلي زود آشكار شد كه اين استاندارد به كار و تلاش مداوم بيشتري نيازمند است.
بــه هـمـيــن دلـيــل گــروهــي بــه مـنـظـور بهبـود قـسـمـت‌هـايي خاص از اين استاندارد در حال پـيـشـرفـت تـشكيل شد كه نتيجه آن نسخه دوم  2.0 NEMAًACR بود كه در سال 1988 منتشر شد. توانايي اين وسيله براي ارتباطات پزشكي بسيار مـحـدود بـود. بـراي پـاسـخ بـه اين نيازمندي ها، نسخه سوم استاندارد NEMAًACR تهيه شد ودر سال1992 به فرم ساده اي ارائه شد. اين نسخه سومNEMA DICOMًACR يا  3.0 DICOM ناميده شد و اين نسخه با نام DICOM معروف شد.

 

جزئيات DICOM
به دليل اين‌كه تمام DICOM در فرمت ديجيتال است  داده‌هاي كامپيوتر همانند زندگي روزمره ،  با يك سيستم اعشاري مواجه است   يعني در يك فـــرمـــت دوتـــايــي (Binary) ذخـيــره و پــردازش مي‌شوند. دوتايي يا بر پايه 2 ، به اين معنا است كه هر مقداري تنها با 2 رقم ارائه مي‌شود: 0 و 1 . يك بيت ، رقمي است در سيستم دو تايي ، در نتيجه هر بيت تنها مي‌تواند يكي از دو تا مقدار ممكن را دارا باشد: 0و1. يك بايت  به سادگي از 8 بيت تشكيل شده است. اگر تمام تركيب‌هاي ممكن از 8 رقم دو تايي نوشته شود 256 رقم دوتايي خواهد شد. به عبارت ديگر يك بايت مي‌تواند مـقادير0 تا 255 را ذخيره كند. هر سخت افزار كامپيوتر داده‌ها را به صورت بايت ذخيره كرده ، مـي‌خواند و مي‌نويسد. مانيتورها از يك بايت براي هر رنگ اصلي ( قرمز ، آبي  يا سبز ) استفاده مي‌كند تا 26 سايه خود را ارائه دهند. در نتيجه فــقـــط يـــك بـــايــت، بــراي ارائــه Gray Scale در راديولوژي در دسترس است.
اين بدان معنا است كه 256 سايه از خاكستري را بر روي هر مانيتور از انواع‌قديمي خـواهـيـد داشـت. مـانـيتورها و سخت افزارهاي مخصوص راديولوژي با اختصاص بايت‌هاي بيشتر به سايه رنگ‌هاي Gray Scale ، بر اين محدوديت‌ها غلبه كرده است.
يك بايت همچنين گزينه‌هاي كافي را در اختيار گذاشته تا تمام كاراكتر لاتين را ذخيره كنيد، پس يك بايت اغلب به عنوان يك واحد كاراكتر منفرد نمايش داده مي‌شود. براي مثال ، به منظور ذخيره 12 كاراكتر ، يك كامپيوتر از 12 بايت حافظه استفاده مي‌كند، يك بايت به ازاي هر كاراكتر . حجم‌هاي بزرگ داده مثل تصوير، مي‌تواند نيازمند ميليون‌ها بايت براي ذخيره سازي باشد. در نتيجه ، سيستم دوتايي، بايت‌ها را در تعداد بزرگتر شمارش مي‌كند. 1024 = 102 ‌به صورت 1 كيلو بايت يا  KB نوشته مي‌شود و 1024 كيلو بايت يعني 1 مگا بايت و به همين ترتيب ادامه دارد.

 

فرمت متني در مقابل فرمت دو تايي

بر طبق فرمت داده‌ها ، هر داده مي‌تواند هم  به صورت متن و هم به صورت فرمت دوتايي ذخيره شود. فرمت  متني عمدتا براي اسامي ، تاريخ‌ها و ديگر متن‌ها به كار مي‌رود. فرمت دوتايي  به منظور رمز گذاري مقادير عددي تكي يا ترتيب‌هاي عددي ( پيكسل‌هاي تصاوير و مشابه آن ) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. فرمت دو تايي اين مزيت را دارند كه اعداد را با حالت فشردگي  بيشتر و به صورت كامپيوتر گرا ذخيره كنند و اين عامل باعث مي‌شود تا انتخاب‌هاي بيشتري  براي داده‌هاي ديجيتالي وجود داشته باشد. به عبارت ديگر رمزگذاري داده‌هاي دو تايي مرتبط با يك مسئله جدي و نامناسب است كه اين رمز گذاري وابسته به سخت افزار كامپيوتر است.كامپيوترهاي مختلف از ترتيب متفاوتي در بايت‌ها به منظور ارائه يك سري اعداد مولتي بايت استفاده مي‌كنند. در مقايسه با مقادير عددي، اطلاعات يا داده‌هاي متني هر كاراكتر بايت  به طور مستقلي ذخيره مي‌شوند و در نتيجه بدون توجه به نوع سخت افزارشان هميشه به يك ترتيب خواهد ماند. بر اساس نوع داده ، DICOM از هر دو فرمت متني و دوتايي استفاده مي‌كند. اگر فايل  DICOM را به هر روش به طور مثال Word باز كنيد، با مخلوطي عجيب و سمبول‌هايي ناخوانا از زنجيره متني كه قبلا داشته ايد، مواجه خواهيد شد كه قسمتي از اطلاعات عددي و رمزگذاري شده دو تايي در DICOM است.

 

 ‌تصاوير پزشكي در DICOM

حال نوبت به آن رسيده است تا دانسته شود كه DICOM چگونه با تصاوير پزشكي برخورد خواهد كرد. قطعا تصاوير از خصوصيات معروفي شامل پهنا ، ارتفاع ، بيت‌هاي به ازاي هر پيكسل تشكيل يافته اند.
DICOM  مـحـدوده گسترده اي از فرمت تصاوير را پشتيباني مي‌كند. اين فرمت‌ها مي‌تواند در دو گروه جاي داده شوند: 
1 )     فرمت‌هاي ويژه  DICOM: اين فرمت‌ها تنها تـوسـط  DICOM مـورد استفـاده قـرار مي‌گيرند. آن‌ها عمدتا از قديمي ترين‌ها تشكيل شده اند. آن‌هـا مشـابـه رديـف BMP بـا بستـه‌هاي پيكسل بايت‌هاي متفاوت هستند.
2 )  فـــــرمـــــت‌هــــاي اســتــــانــــدارد مــســتــقــــل و پذيرفته‌شده توسط DICOM . اين فرمت‌ها شامل فـرمـت‌هـاي معـروفي از جمله JPEG,RLE,ZIP هـسـتـنـــد. هـمـــه ايـــن اسـتـــانـــداردهــا مــرتـبــط بــا تكنيـك‌هـاي فشـرده سـازي تصـاوير هستند كه آن‌هــا را در تـصــاويــر پــزشـكــي قــابــل اسـتـفــاده مي‌سازد.

خواندن 4262 دفعه آخرین ویرایش در سه شنبه, 20 فروردين 1392 ساعت 18:24
برای ارسال نظر وارد سایت شوید