DICOM  مخفف Digital Imaging and Communications in Medicine  می باشد که به معنای تصویر برداری و ارتباط دیجیتالی در پزشکی می باشد و نمایانگر سالها تلاش برای خلق استانداردی اساسی و جهانی در مورد تصاویر دیجیتال پزشکی است. همچنین این محصول تمام ابزار ضروری برای ارائه دقیق تشخیص و پردازش اطلاعات حاصل از تصاویر پزشکی را تهیه می کند. DICOM  فقط یک تصویر یا فرمت فایلی نیست بلکه یک انتقال دهنده ، ذخیره کننده و نمایش دهنده ساختار پروتکل ها می باشد و به منظور پوشش دهی تمام جنبه های عملی تصاویر دیجیتال پزشکی ، طراحی شده است.

 

PACS  در سیستم های پزشکی شامل نرم افزار ها و سخت افزارهای ضروری است که به منظور کنترل و اداره تصاویر پزشکی طراحی و استفاده می شوند. این سیستم شامل وسایل تصویر برداری دیجیتا ل( از قبیل اسکنر های توموگرافی کامپیوتری و اولتراسوند و حتی رادیوگرافی دیجیتال ) ، آرشیو های دیجیتالی تصاویر ( فضایی که تصاویر گرفته شده ذخیره می شوند ) و Workstation  ( امکان های مشاهده تصاویر ) می باشد. سیستم های PACS در ارتباط مستقیم با DICOM هستند. هر نرم افزار PACS با DICOM مخصوص به خود قابلیت اجرا دارد.

DICOM  استاندارد- که حدود 20 سال پیش طراحی شد – نقشی اساسی در ارزیابی های پزشکی ، تضمین بهترین تشخیص و بهترین ارائه را بازی می کند .

DICOM  ،  با تدارک و تهیه موارد زیر نمادی از پزشکی معاصر را ایجاد می کند:

1-     ایجاد یک استاندارد جهانی از پزشکی دیجیتال.

دستگاه های تصویر برداری دیجیتالی ، تصاویر DICOM را تهیه کرده و از طریق شبکه های PACS ارتباط برقرار میکنند.

2-     ایجاد کیفیت بالا در تصاویر .

برای مثال DICOM تا میزان 65536 (16 بیت ) رنگ سایه از خاکستری را برای نمایش تصاویر تک رنگ پشتیبانی کرده و در نتیجه تفاوت بسیار کوچکی در تصاویر پزشکی قابل مشاهده خواهد بود.

3-     پشتیبانی کامل پارامتر های گرفتن تصاویر و اطلاعات متفاوت .

DICOM نه تنها تصاویر را ذخیره می کند بلکه پارامترهای متفاوت در رابطه با تصویر را ثبت میکند . مثل : وضعیت بیمار ، ضخامت تصویر ، پارامترهای اکسپوژر تصاویر و...

4-     رمز گذاری کامل داده های پزشکی .

5-     ایجاد شفافیت در توصیف وسایل تصویر برداری پزشکی و عملکرد آنها.

 کار با وسایل پزشکی از طریق DICOM، جایی برای خطا باقی نخواهد گذاشت.

توصیف تمام موارد مثل مشخصات بیمار از جمله نام ، زمان تولد ، سن ، جنس ، وزن ، وضعیت کشیدن یا نکشیدن سیگار و نوع بررسی ، نیز بر طبق اطلاعات DICOM  استاندار سازی می شوند. بعد از اینکه اطلاعات به عنوان داده های DICOM  گرفته شدند، این اطلاعات می توانند بین دستگاه ها و نرم افزار های مختلف انتقال یافته و پروسس شوند. به عبارت دیگر ما جهان اطرافمان را در حالت آنالوگ درک می کنیم ولی کامپیوتر ها تصاویر را به فرمت دیجیتال که نخستین پله ی مورد نیاز برای راه اندازی هر نوع DICOM  ی است شناسایی می کنند.

تمام سیستم های تصویر برداری  امروزی تصاویر را به صورت دیجیتال تحویل می دهند. چنین مدلهایی شامل CT ،MRI، اولتراسوند و پزشکی هسته ای و رادیوگرافی دیجیتال می باشد.

DICOM  از کجا آغاز شد؟

حالت استاندارد در سال 1983 توسط کمیته مشترکی از دانشکده رادیولوژی آمریکا (ACR) و انجمن تولید  کنندگان بین المللی الکتریکی ( NEMA) شکل گرفت. هدف اولیه در این پروژه دست یابی به تصاویر دیجیتال پزشکی مستقل از دستگاه های تصویر برداری بود.

انجمن فیزیک پزشکی آمریکا (AAPM) استانداردی برای ثبت تصاویر بر روی نوار های مغناطیسی تولید کردند. اولین نسخه از این استاندارد که ACR-NEMA نامیده می شد در سال 1985 منتشر گردید، همانند هر نسخه ابتدایی ACR_NEMA 1.0 خطاهایی داشت و خیلی زود آشکار شد که این استاندارد به کار و تلاش مداوم بیشتری نیازمند است.

به همین دلیل گروهی به منظور بهبود قسمت هایی خاص از این استاندارد در حال پیشرفت تشکیل شد که نتیجه آن نسخه دوم ACR_NEMA 2.0  بود که در سال 1988 منتشر شد. توانایی این وسیله برای ارتباطات پزشکی بسیار محدود بود. برای پاسخ به این نیازمندی ها ، نسخه سوم استاندارد ACR_NEMA تهیه شد ودر سال1992 به فرم ساده ای ارائه گردید. این نسخه سوم ACR_NEMA DICOM یا DICOM 3.0  نامیده شد و این نسخه با نام DICOM معروف شد.

جزئیات DICOM:

به دلیل اینکه تمام DICOM در فرمت دیجیتال است ، بجاست که مواردی از پایه و اساس در کامپیوتر را یاد آور شویم . داده های کامپیوتر همانند زندگی روزمره ما ، با یک سیستم اعشاری مواجه است : یعنی در یک فرمت دوتایی (BINARY)  ذخیره و پروسس می شوند. دوتایی یا بر پایه 2 ، به این معنا می باشد که هر مقداری تنها با 2 رقم ارائه می شود: 0 و 1 . یک بیت ، رقمی است در سیستم دو تایی ، در نتیجه هر بیت تنها می تواند یکی از دو تا مقدار ممکن را دارا باشد: 0و1. یک بایت  به سادگی از 8 بیت تشکیل شده است. اگر شما تمام ترکیب های ممکن از 8 رقم دو تایی را بنویسید 256 رقم دوتایی خواهید داشت. به عبارت دیگه یک بایت می تواند مقادیر0 تا 255 را ذخیره کند. هر سخت افزار کامپیوتر داده ها را به صورت بایت ذخیره کرده ، می خواند و می نویسد. مانیتور ها از یک بایت برای هر رنگ اصلی ( قرمز ، آبی، یا سبز ) استفاده می کند تا 26 سایه خود را ارائه دهند. در نتیجه ، فقط یک بایت ، برای ارائه GRAYSCALE  در رادیولوژی در دسترس است.

این بدان معنا است که شما 256 سایه از خاکستری را بر روی هر مانیتور از نوع های قدیمی خواهید داشت. مانیتورها و سخت افزارهای مخصوص رادیولوژِی با اختصاص بایت های بیشتر به سایه رنگهای Grayscale  ، بر این محدودیت ها غلبه کرده است.

یک بایت همچنین گزینه های کافی را در اختیار شما گذاشته تا تمام کاراکتر لاتین را ذخیره کنید،پس یک بایتاغلب به عنوان یک واحد کاراکتر منفرد نمایش داده می شود. برای مثال ، به منظور ذخیره 12 کاراکتر ، یک کامپیوتر از 12 بایت حافظه استفاده می کند، یک بایت به ازای هر کاراکتر . حجم های بزرگ داده مثل تصویر ، می تواند نیازمند میلیون ها بایت برای ذخیره سازی باشد. در نتیجه ، سیستم دوتایی، بایت ها را در تعداد بزرگتر شمارش می کند. 1024 = 210 به صورت 1 کیلو بایت  یا KB  نوشته می شود و 1024 کیلو بایت یعنی 1 مگا بایت و به همین ترتیب.

فرمت متنی در مقابل فرمت دو تایی:

بر طبق فرمت داده ها ، هر داده می تواند هم  به صورت متن و هم به صورت فرمت دوتایی ذخیره شود. فرمت  متنی عمدتا برای اسامی ، تاریخ ها و دیگر متن ها به کار می رود. فرمت دوتایی  به منظور رمز گذاری مقادیر عددی تکی یا ترتیب های عددی ( پیکسل های تصاویر و مشابه آن ) مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که در قسمت قبل آموختید ، فرمت دو تایی این مزیت را دارند که اعداد را با حالت فشردگی  بیشتر و به صورت کامپیوتر گرا ذخیره کنند و این عامل باعث می شود تا انتخاب های بیشتری را برای داده های دیجیتالی داشته باشیم. به عبارت دیگر رمز گذاری داده های دو تایی مرتبط با یک مسئله جدی و نامناسب می باشد که این رمز گذاری وابسته به سخت افزار کامپیوتر می باشد.

کامپیوتر های مختلف از ترتیب متفاوتی در بایت ها به منظور ارائه یک سری اعداد مولتی بایت استفاده می کنند. در مقایسه با مقادیر عددی ، اطلاعات یا داده های متنی هر کاراکتر بایت  به طور مستقلی ذخیره می شوند و در نتیجه بدون توجه به نوع سخت افزارشان همیشه به یک ترتیب خواهد ماند. بر اساس نوع داده ، DICOM از هر دو فرمت متنی و دوتایی استفاده می کند. اگر شما فایل  DICOM را به هر روش WORD باز کنید ، با مخلوطی عجیب و سمبولهایی ناخوانا از زنجیره متنی که قبلا داشته اید، مواجه خواهید شد که قسمتی از اطلاعات عددی و رمز گذاری شده دو تایی در DICOM می باشد.

 تصاویر پزشکی در DICOM:

حال نوبت به آن رسیده است تا بدانیم که DICOM چگونه با تصاویر پزشکی برخورد خواهد کرد. قطعا تصاویر از خصوصیات معروفی شامل پهنا ، ارتفاع ، بیت های به ازای هر پیکسل تشکیل یافته اند.

DICOM محدوده گسترده ای از فرمت تصاویر را پشتیبانی می کند . این فرمت ها می تواند در دو گروه جای داده شوند:

1-     فرمت های ویژه  DICOM: این فرمت ها تنها توسط DICOM  مورد استفاده قرار می گیرند. آنها عمدتا از قدیمی ترین ها تشکیل شده اند. آنها مشابه ردیف BMP  با بسته های پیکسل بایتهای متفاوت هستند.

2-     فرمت های استاندارد مستقل و پذیرفته شده توسط DICOM . این فرمت ها شامل فرمت های معروفی از جمله JPEG,RLE,ZIP هستند. همه این استانداردها مرتبط با تکنیک های فشرده سازی تصاویر هستند که آنها را در تصاویر پزشکی قابل استفاده می سازد.