Introducción a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)

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El flujo de una solicitud a través del sistema informático de un departamento de radiología, incluidas las transacciones HL7, DICOM y PACS/RIS.

DICOM es un Estándar para Imágenes Digitales y Comunicaciones en Medicina. El estándar DICOM especifica un conjunto diverso de información sobre pacientes, equipos de imagen, procedimientos e imágenes. DICOM está estructurado jerárquicamente y tiene una arquitectura Cliente-Servidor. Tiene las siguientes partes:

  • Formato de archivo/datos
  • Protocolo de intercambio de datos
  • Arquitectura de protocolo de red

Conocimientos básicos sobre el protocolo DICOM

En su forma más simple, DICOM es un protocolo para tratar imágenes médicas (rayos X, resonancias magnéticas, etc). Si vas a sumergirte en DICOM, hay algunas cosas que deberías saber desde el principio y que te harán la vida mucho más fácil. Voy a esbozar algunos de estos hechos básicos aquí, y luego profundizar más adelante en el post:

  1. Los archivos DICOM suelen tener una extensión .dcm y los datos contienen tanto los datos del paciente como los datos de la imagen/píxel.Los datos del paciente provienen de los sistemas EMR/EHR/HIS como datos HL7 que se acoplan estrechamente con el equipo, los procedimientos y los datos de imagen/píxel creados por los dispositivos de imagen médica radiológica como datos DICOM.
  2. El protocolo DICOM es un protocolo binario de nivel superior (ULP) sobre TCP/IP. Los puertos más conocidos utilizados por DICOM son 104, 2761, 2762 y 11112. Se utiliza para procesar datos DICOM, transmitir, buscar/consultar, integrar, distribuir, imprimir, compartir, almacenar, mostrar imágenes médicas y datos de pacientes desde los sistemas de archivo/almacenamiento de radiología (PACS, RIS) a la estación de trabajo para que el radiólogo escriba los informes.
  3. La arquitectura del protocolo de red DICOM tiene el siguiente aspecto: Red ⇒ TCP/IP ⇒ DICOM ULP para TCP/IP ⇒ Límite de servicio UL ⇒ Intercambio de mensajes DICOM ⇒ Aplicación de imagen médica.

¿Por qué es importante DICOM?

La imagen médica es el segmento de mayor crecimiento y rentabilidad de la asistencia sanitaria. DICOM tiene una necesidad cada vez mayor de ancho de banda de la red, el rendimiento del sistema y el apoyo a muchos dispositivos médicos diversos.

Actualmente hay herramientas limitadas disponibles para diagnosticar los datos del paciente, DICOM y los problemas de protocolo de red. ExtraHop puede ayudar.

¿Cómo puede ExtraHop ayudar con la supervisión de DICOM?

Los datos DICOM, HL7 y la red son cruciales para el sector sanitario. A partir de la versión 5.2.2 ExtraHop ha añadido soporte para DICOM. ExtraHop ya tenía soporte para HL7 y muchos de los protocolos de red en versiones anteriores.

¡ExtraHop tiene la enorme ventaja de tener la capacidad de extraer información significativa de HL7, es decir, datos de pacientes, DICOM y otros mensajes de red en tiempo real!

Ahora podemos explorar muchos aspectos de los flujos de trabajo DICOM y supervisar DICOM. Queremos ver cómo podemos ayudar a los diferentes departamentos de la sanidad, como radiología, TI, soporte, etc., a detectar los problemas subyacentes con DICOM desde múltiples ángulos.

La historia de DICOM

DICOM es un estándar desarrollado por el Colegio Americano de Radiología (ACR) y la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA). Se inició en la década de 1980 y en 1988 se publicó la segunda versión. El primer despliegue a gran escala de la tecnología ACR/NEMA fue realizado en 1992 por el Ejército y las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos. Loral Aerospace y Siemens Medical Systems lideraron un consorcio de empresas para desplegar el primer PACS (Sistema de Comunicación y Archivo de Imágenes) militar de Estados Unidos. En 1993 se publicó la tercera versión del estándar. Su nombre pasó a ser “DICOM”. Se definieron nuevas clases de servicio, se añadió soporte de red y se introdujo la Declaración de Conformidad para establecer los protocolos básicos de comunicación DICOM para las clases de consulta o recuperación, almacenamiento e impresión. Oficialmente, la última versión del estándar sigue siendo la 3.0, se ha actualizado y ampliado constantemente desde 1993.

¿Dónde y cómo se utiliza DICOM?

DICOM se utiliza ampliamente para la imagen médica en los hospitales. Se utiliza en los procesos de diagnóstico y tratamiento de los pacientes, en el seguimiento de los resultados de los pacientes y en la programación de los procedimientos, en la codificación ICD-10, en la facturación y en la teleradiología para transmitir las imágenes radiológicas de los pacientes, como las radiografías, los TAC y las resonancias magnéticas, estas son las diferentes modalidades, de un lugar a otro con el fin de compartir los estudios con otros radiólogos y médicos.

Se genera un número de examen antes de la toma de imágenes cuando se crea la orden para sincronizar la transferencia de imágenes al PACS utilizando el ID del PACS y/o el RIS utilizando un número de acceso que vincula los informes radiológicos a un estudio de imagen específico. El número de acceso suele ser asignado por el sistema HIS/RIS y puede ser repetitivo o único dependiendo del sistema.

La gestión de la lista de trabajo de la modalidad es un proceso utilizado para reducir los errores de entrada de datos manual y aumentar la fidelidad de la información del paciente en la consola de imágenes PACS/RIS.

Estructuras y conceptos básicos en DICOM

  1. Los objetos DICOM se conocen como definiciones de objetos de información (IOD). Todos los datos del mundo real, como los pacientes, los estudios, los dispositivos médicos, las imágenes, la lista de horarios de los pacientes, una cola para ser enviada a una impresora, son objetos con plantillas definidas. Se trata de definiciones de la información que se intercambiará entre un Usuario de Clase de Servicio (SCU) – Cliente y un Proveedor de Clase de Servicio (SCP) – Servidor.
  2. Una modalidad DICOM es una propiedad/atributo del objeto de datos DICOM, por ejemplo, TAC, RMN, rayos X, etc. son las modalidades
  3. Un Mensaje DICOM se compone de un Conjunto de Comandos seguido de un Conjunto de Datos condicional.
  4. Los conjuntos de comandos y datos están formados por elementos.
  5. Los elementos tienen una etiqueta, una longitud y un valor.
  6. Las etiquetas tienen una etiqueta de grupo y una etiqueta de elemento.
  7. Las aplicaciones DICOM proporcionan los servicios necesarios para el intercambio de datos.
  8. Los elementos de servicio DIMSE son utilizados por las entidades de aplicación (AE).
  9. Hay dos tipos de servicios DIMSE, DIMSE-C compuesto y DIMSE-N normalizado. Estos soportan operaciones y notificaciones como almacenamiento, recuperación, impresión, etc. en las instancias SOP.
  10. Los AE tienen Títulos (AET). Los EA tienen una dirección IP asignada. Los AET distinguen entre mayúsculas y minúsculas y son únicos.
  11. Los Pares de Objetos de Servicio (SOP) tienen un ID único (UID). Las clases SOP son la unidad fundamental de la interoperabilidad DICOM.

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Diagrama de la parte de comandos de un mensaje DICOM.

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Diagrama de la porción de conjunto de datos de un mensaje DICOM.

¿Cómo ocurre la transacción DICOM?

  1. AE de SCU – Cliente utiliza DIMSE para negociar una Clase SOP con el AE de SCP – Servidor utilizando su DIMSE. Existen protocolos DIMSE que definen los procedimientos y reglas de codificación para construir los mensajes.
  2. Las transacciones de mensajes entre los dos dispositivos que utilizan DICOM comienzan con un establecimiento de Asociación. Ambos dispositivos negocian las estructuras de información que se intercambiarán, los servicios que se invocarán, el orden de los bytes y el método de compresión de datos.
  3. DICOM ULP consta de siete unidades de datos de protocolo (PDU). Cada PDU tiene una longitud máxima. Las PDUs son los formatos de los mensajes intercambiados entre entidades pares dentro de una capa, basados en los mensajes DICOM de petición y respuesta.

DICOM es un protocolo muy complejo con una gran cantidad de documentos escritos por NEMA que definen el estándar DICOM. ExtraHop ha añadido recientemente la compatibilidad con DICOM en la versión 5.2.2, lo que abre muchas posibilidades diferentes.

Estoy muy entusiasmado con ello, ya que DICOM nos proporciona una pieza más de los complejos flujos de trabajo de la atención sanitaria, dando una visión profunda de los datos de la atención sanitaria y de los problemas de la red.

Actualmente estamos en un modo de exploración para averiguar aún más conocimientos significativos que podemos obtener de los datos DICOM utilizando ExtraHop. Las posibilidades son infinitas, especialmente porque podemos correlacionar los datos DICOM con los datos HL7 y los protocolos de red para obtener una imagen completa de esta parte crucial y rentable del entorno de la tecnología sanitaria.

Esté atento a más blogs sobre DICOM en el futuro. Por ahora, consulte Seis formas en que ExtraHop permite los sistemas sanitarios en tiempo real

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