DICOM

O DICOM (acrônimo para Digital Imaging and Communications in Medicine) é um padrão técnico para o armazenamento e transmissão digital de imagens médicas. O padrão técnico tem diversas especificações, includindo um formato de arquivo (arquivo DICOM), formatos de mensagem e um protocolo de comunicação de rede (usando TCP/IP ou HTTPS para comunicação entre sistemas).

O principal objetivo do padrão é facilitar a comunicação entre as software e hardware utilizados para obtenção de imagens médicas, facilitando a interoperabilidade de produtos de diferentes fabricantes. As entidades que utilizam DICOM incluem componentes como máquinas de imageamento (por exemplo, de ultrassonografia), de sistemas de arquivamento e comunicação de imagens (PACS), sistemas de informação radiológica (RIS), scanners, impressoras, servidores de computação e hardware de rede .

O padrão DICOM é amplamente adotado por hospitais, grandes clínicas e pela indústria de software médico. Às vezes, também é usado em aplicações de menor escala, como consultórios odontológicos e médicos. O DICOM também é utilizado na medicina veterinária e em pesquisas.

A National Electrical Manufacturers Association (NEMA), dos Estados Unidos da América, detém os direitos autorais da norma publicada, que foi desenvolvida pelo Comitê de Normas DICOM (que inclui alguns membros da NEMA). O padrão é também conhecido como norma NEMA PS3 e como norma ISO 12052:2017: "Informática em saúde – Imagem digital e comunicação em medicina (DICOM), incluindo fluxo de trabalho e gerenciamento de dados" .

Aplicações O DICOM é usado mundialmente para armazenar, trocar e transmitir imagens médicas, sendo fundamental para a imagiologia médica moderna. O DICOM incorpora padrões para modalidades de imagem includindo radiografia, ultrassonografia, tomografia computadorizada (CT), ressonância magnética (RM) e radioterapia. O DICOM inclui protocolos para troca de imagens (incluindo por meio de mídias físicas, como DVDs), compressão de imagens, visualização 3D, apresentação de imagens e relatório de resultados.

História O padrão DICOM é desenvolvido pelo American College of Radiology (ACR) e pela National Electrical Manufacturers Association (NEMA), ambas estado-unidenses.

No início da década de 1980, era difícil para qualquer pessoa, exceto para os fabricantes de equipamentos de tomografia computadorizada ou ressonância magnética, decodificar as imagens geradas pelas máquinas. Radiologistas e físicos médicos, contudo, necessitavam de imagens para atividades clínicas e de pesquisa, como para dosimetria em radioterapia. A ACR e a NEMA colaboraram e formaram um comitê de padronização em 1983. Sua primeira norma, ACR/NEMA 300, intitulada "Digital Imaging and Communications" (Imagens e Comunicações Digitais), foi lançada em 1985.

Em 1988, foi lançada a segunda versão. Esta versão obteve maior aceitação entre os fornecedores. A transmissão de imagens foi especificada como sendo feita através de um cabo dedicado de dois pares (EIA-485).

A primeira implantação em larga escala da tecnologia ACR/NEMA foi realizada em 1992 pelo Exército e Força Aérea dos EUA, como parte do programa MDIS (Medical Diagnostic Imaging Support, Suporte de Imagem para Diagnóstico Médico) sediado em Fort Detrick, Maryland.

Em 1993, foi lançada a terceira versão do padrão. Seu nome foi então alterado para "Digital Imaging and Communications in Medicine", já abreviado como DICOM. A versão adicionou suporte de rede e uma Declaração de Conformidade. Inicialmente, o padrão DICOM era referido como "DICOM 3.0" para distingui-lo de seus predecessores. O DICOM tem sido constantemente atualizado e estendido desde 1993, com a intenção de que as alterações sejam retrocompatíveis.

Não há uma "versão" do padrão, exceto o padrão atual; portanto, o número "3.0" não é mais usado. Não existem versões "menores" do padrão (por exemplo, não existe "DICOM 3.1") e não há planos atuais para desenvolver uma nova versão incompatível do padrão (ou seja, não há planos para "DICOM 4.0"). A norma deve ser referenciada sem especificar a data de uma edição publicada específica, exceto quando forem invocados requisitos de conformidade obsoletos, que já não estejam documentados na norma atual.

Apesar do padrão ser desde o início compatível com a Internet (baseado em transporte sobre TCP), com o tempo, tornou-se necessário suportar HTTP, facilitando o uso em navegadores web. Mais recentemente, uma família de serviços web RESTful DICOM foi definida, que juntos constituem a iniciativa DICOMweb .

Derivações Há algumas derivações do padrão DICOM para outras áreas de aplicação. Estas incluem o DICONDE (Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation ), estabelecido pela ASTM International, e o DICOS (Digital Imaging and Communication in Security ).

DICONDE O DICONDE foi criado em 2004 como uma forma dos participantes em ensaios não destrutivos compartilharem dados de imagem. Ao contrário do DICOM na área médica, a adoção do DICONDE tem sido mais lenta devido à falta de requisitos regulatórios de interoperabilidade. O DICONDE também ganha importância no contexto da Indústria 4.0.

DICOS O DICOS foi criado em 2009 para ser usado no compartilhamento de imagens em aplicações de segurança, como segurança aeroportuária e inspeção de carga. A norma também é publicada pela National Electrical Manufacturers Association (NEMA) como NEMA IIC 1 e foi desenvolvida em cooperação com o Departamento de Segurança Interna e a Administração de Segurança de Transporte dos Estados Unidos.

Formato dos dados

O formato DICOM agrupa informações em conjuntos de dados ("data sets") . Por exemplo, um arquivo de uma radiografia de tórax deve conter o ID do paciente, de forma que a imagem nunca possa ser separada dessa informação por engano. Isso é semelhante à maneira como formatos de imagem como JPEG também podem ter tags incorporadas para identificar e descrever a imagem.

Um objeto de dados DICOM consiste em vários atributos, incluindo itens como nome, ID, etc., e também um único atributo especial contendo os dados de pixel da imagem. Para muitas modalidades, o atributo de dados de pixel corresponde a uma única imagem, mas pode incluir também múltiplos "quadros", permitindo, por exemplo, o armazenamento de loops de vídeo. Isso também permite que dados tridimensionais ou quadridimensionais possam ser encapsulados em um único objeto DICOM. Os dados de pixel podem ser comprimidos usando diversos padrões, incluindo JPEG e JPEG 2000.

Exibição de imagem Para possibilitar a exibição idêntica de imagens em tons de cinza em diferentes monitores e impressoras, o comitê DICOM desenvolveu uma tabela de consulta (lookup table) para exibir valores de pixel atribuídos digitalmente. Para usar a função de exibição padrão em tons de cinza DICOM (GSDF), as imagens devem ser visualizadas (ou impressas) em dispositivos que possuam ou tenham sido calibrados para a curva GSDF.

Serviços O padrão DICOM consiste em serviços, a maioria dos quais envolve a transmissão de dados por uma rede. O formato de arquivo para mídia offline é uma adição posterior ao padrão.

Por exemplo, o serviço DICOM Store é usado para enviar imagens ou outros objetos persistentes (relatórios estruturados, etc.) para um sistema de arquivamento e comunicação de imagens (PACS) ou estação de trabalho. O DICOM print service é usado para enviar imagens para uma impressora DICOM, por exemplo para imprimir um filme de "raio-X"

O formato para arquivos de mídia offline é especificado na Parte 10 do padrão DICOM. Esses arquivos são às vezes chamados de "arquivos da Parte 10".

Áreas de aplicação A principal aplicação do padrão DICOM é capturar, armazenar e distribuir imagens médicas.

Tipos de equipamentos As definições de objetos de informação no padrão DICOM são capazes de representar os dados produzidos por uma ampla variedade de tipos de dispositivos de imagem, incluindo, CT (tomografia computadorizada), RM (ressonância magnética), ultrassom, raio-X, fluoroscopia, angiografia, mamografia, PET (tomografia por emissão de pósitrons), SPECT (tomografia computadorizada por emissão de fóton único), endoscopia, OCT (tomografia de coerência óptica) e imagens de patologia digital (scans ao microscópio).

O padrão DICOM também é implementado por dispositivos do fluxo de trabalho de imagem, incluindo PACS (sistemas de arquivamento e comunicação de imagens), RIS (sistemas de informação radiológica), visualizadores e estações de exibição de imagens, aplicativos de análise clínica e impressoras de imagens.

Números de porta sobre IP A Autoridade para Atribuição de Números da Internet (IANA) reservou os seguintes números de porta TCP e UDP para o DICOM:

104, porta bem conhecida para DICOM sobre o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) ou o Protocolo de Datagrama do Usuário (UDP). Como a porta 104 está no subconjunto reservado, muitos sistemas operacionais exigem privilégios especiais para utilizá-la; 2761, porta registrada para DICOM usando a Camada de Comunicação Segura Integrada (ISCL) sobre TCP ou UDP; 2762, porta registrada para DICOM usando Segurança da Camada de Transporte (TLS) sobre TCP ou UDP; 11112, porta registrada para DICOM usando comunicação aberta padrão sobre TCP ou UDP. O padrão recomenda, mas não exige, o uso desses números de porta.

Desvantagens De acordo com um artigo apresentado em um simpósio internacional em 2008, o padrão DICOM apresenta "campos opcionais em excesso", levando a inconsistências do preenchimento de todos os campos.

Outra desvantagem apresentada é que o formato do arquivo admite código executável e pode conter malware .

Padrões relacionados

A Health Level 7 (HL7) é uma organização sem fins lucrativos envolvida no desenvolvimento de padrões internacionais de interoperabilidade em informática na área da saúde. A HL7 e a DICOM gerenciam um Grupo de Trabalho conjunto, A Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) é uma organização sem fins lucrativos patrocinada pela indústria que descreve o uso de padrões para atender a casos de uso específicos na área da saúde. O DICOM está incorporado em uma variedade de perfis da IHE relacionados a imagens. A Nomenclatura Sistematizada de Medicina (SNOMED) é uma coleção sistemática e processável por computador de termos médicos, em medicina humana e veterinária, que fornece códigos, termos, sinônimos e definições para áreas como anatomia, doenças, procedimentos, microrganismos, substâncias, etc. Os dados DICOM utilizam a SNOMED para codificar os conceitos relevantes.

Padrões utilizados pelo DICOM Os padrões e protocolos mais conhecidos usados pelo DICOM são:

O modelo OSI. Ele usa os dois protocolos de rede nos quais a Internet se baseia e que permitem a transferência de dados: TCP / IP e o protocolo de transferência de hipertexto HTTP . Além disso, o DICOM possui seu próprio tipo de conteúdo. O DICOM utiliza outros protocolos como DHCP O DICOM utiliza um sistema de codificação chamado SNOMED CT, que se baseia em termos médicos e clínicos. O DICOM utiliza um alfabeto externo conhecido como LOINC . No caso de imagens de mama, o padrão faz uso de arquivos estruturados conhecidos como BI-RADS .

Desidentificação de DICOM A desidentificação de arquivos DICOM refere-se ao processo de remoção ou anonimização de informações pessoais de saúde de imagens médicas para proteger a privacidade do paciente. Esse processo é vital para o compartilhamento de dados médicos para fins de pesquisa, educação ou atividades de saúde pública, em conformidade com as normas de privacidade.

As técnicas de desidentificação envolvem a remoção ou o mascaramento de elementos de dados identificáveis nos metadados DICOM, como nomes de pacientes, datas de nascimento e outros identificadores.

Ver também

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