Klicka på bilden för att zooma in

DICOM är en standard för Digital Imaging and Communications in Medicine. DICOM-standarden specificerar en mängd olika typer av information om patienter, bildbehandlingsutrustning, förfaranden och bilder. DICOM är hierarkiskt strukturerad och har en klient-server-arkitektur. Den har följande delar:

• Fil/dataformat
• Datautbytesprotokoll
• Nätverksprotokollarkitektur

Grundläggande kunskap om DICOM-protokollet

I sin enklaste form är DICOM ett protokoll för att hantera medicinska bilder (röntgenbilder, magnetröntgenbilder etc.). Om du ska ge dig in i DICOM finns det några saker som du bör känna till redan från början och som kommer att göra ditt liv mycket enklare. Jag kommer att beskriva några av dessa grundläggande fakta här och sedan gräva djupare senare i inlägget:

1. DICOM-filer har vanligtvis ett .dcm-tillägg och data innehåller både patientdata och bild-/pixeldata.Patientdata kommer från EMR/EHR/HIS-systemen som HL7-data som kopplas tätt ihop med utrustning, förfaranden och bild-/pixeldata som skapas av de medicinska röntgenapparaterna som DICOM-data.
2. DICOM-protokollet är ett binärt ULP-protokoll (Upper Level Protocol) över TCP/IP. Välkända portar som används av DICOM är 104, 2761, 2762 och 11112. Det används för att bearbeta DICOM-data, överföra, söka/avfråga, integrera, distribuera, skriva ut, dela, lagra, visa medicinska bilder och patientdata från radiologiska arkiv- och lagringssystem (PACS, RIS) till arbetsstationen så att radiologen kan skriva rapporter.
3. Arkitekturen för DICOM-nätverksprotokollet ser ungefär ut så här: Nätverk ⇒ TCP/IP ⇒ DICOM ULP for TCP/IP ⇒ UL Service boundary ⇒ DICOM Message Exchange ⇒ Medical Imaging Application.

Varför är DICOM viktigt?

Medicinsk avbildning är det snabbast växande och mest lönsamma segmentet inom sjukvården. DICOM har ett ständigt ökande behov av nätverksbandbredd, systemprestanda och stöd för många olika medicinska enheter.

För närvarande finns det begränsade verktyg för att diagnostisera problem med patientdata, DICOM och nätverksprotokoll. ExtraHop kan hjälpa till!

Hur kan ExtraHop hjälpa till med DICOM-övervakning?

DICOM, HL7-data och nätverk är avgörande för sjukvården. Från och med version 5.2.2 har ExtraHop lagt till stöd för DICOM. ExtraHop hade redan stöd för HL7 och många av nätverksprotokollen i tidigare versioner.

ExtraHop har den stora fördelen att ha möjlighet att extrahera meningsfulla insikter från HL7 dvs. patientdata, DICOM och andra nätverksmeddelanden i realtid!

Nu får vi möjlighet att utforska många aspekter av DICOM-arbetsflöden och övervaka DICOM. Vi vill se hur vi kan hjälpa de olika avdelningarna inom sjukvården som radiologi, IT, support etc. att hitta de underliggande problemen med DICOM från flera olika vinklar.

DICOM:s historia

DICOM är en standard som utvecklats av American College of Radiology (ACR) och National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Den startade på 1980-talet och 1988 släpptes den andra versionen. Den första storskaliga användningen av ACR/NEMA-tekniken gjordes 1992 av den amerikanska armén och flygvapnet. Loral Aerospace och Siemens Medical Systems ledde ett konsortium av företag för att införa det första amerikanska militära PACS (Picture Archiving and Communications System). År 1993 släpptes den tredje versionen av standarden. Dess namn ändrades då till “DICOM”. Nya tjänsteklasser definierades, nätverksstöd lades till och Conformance Statement infördes för att fastställa de grundläggande DICOM-kommunikationsprotokollen för sökning eller hämtning, lagring och utskriftsklasser. Officiellt är den senaste versionen av standarden fortfarande 3.0, den har ständigt uppdaterats och utökats sedan 1993.

Var och hur används DICOM?

DICOM används i stor utsträckning för medicinsk avbildning på sjukhus. Det används i processerna för att diagnostisera och behandla patienter, spåra patientresultat och schemalägga förfaranden, ICD-10-kodning, fakturering och teleradiologi för att överföra radiologiska patientbilder, t.ex. röntgenbilder, datortomografi och magnetröntgenbilder, detta är de olika modaliteterna, från en plats till en annan i syfte att dela studier med andra radiologer och läkare.

Ett undersökningsnummer genereras före bildtagning när beställningen skapas för att synkronisera bildöverföringen till PACS med hjälp av PACS-ID och/eller RIS med hjälp av ett accession-nummer som kopplar radiologirapporterna till en specifik bildstudie. Accessionsnumret tilldelas vanligtvis av HIS/RIS-systemet och kan vara upprepande eller unikt beroende på systemet.

Hantering av modalitetens arbetslista är en process som används för att minska manuella fel vid inmatning av data och öka tillförlitligheten av patientinformation i bildbehandlingskonsolen i PACS/RIS.

Grundläggande strukturer och begrepp i DICOM

1. DICOM-objekten kallas för Information Object Definitions (IOD). Alla data från den verkliga världen, t.ex. patienter, undersökningar, medicintekniska produkter, bilder, en lista över patientscheman, en kö som ska skickas till en skrivare, är objekt med definierade mallar. Dessa är definitioner av den information som ska utbytas mellan en tjänsteklassanvändare (SCU) – klient och en tjänsteklassleverantör (SCP) – server.
2. En DICOM-modalitet är en egenskap/attribut för DICOM-dataföremålet, t.ex. CT, MRI, röntgen etc. är modaliteterna
3. Ett DICOM-meddelande består av en kommandouppsättning följt av en villkorlig datauppsättning.
4. Kommando- och datamängder består av element.
5. Element har en tagg, en längd och ett värde.
6. Taggar har en grupptagg och en elementtag.
7. DICOM-tillämpningar tillhandahåller de tjänster som krävs för datautbytet.
8. DICOM Service Element (DIMSE) används av Application Entities (AE).
9. Det finns två typer av DIMSE-tjänster, Composite DIMSE-C och Normalized DIMSE-N. Dessa stöder operationer och meddelanden som lagring, hämtning, utskrift etc. på SOP-instanserna.
10. AE:s har titlar (AET). AE har en tilldelad IP-adress. AET är skiftlägeskänsliga och unika.
11. Service Object Pairs (SOP) har ett unikt ID (UID). SOP-klasser är den grundläggande enheten för DICOM-interoperabilitet.

Klicka på bilden för att zooma in

Klicka på bilden för att zooma

Hur går DICOM-transaktionen till?

1. AE of SCU – Client använder DIMSE för att förhandla fram en SOP-klass med AE of SCP – Server som använder sin DIMSE. Det finns DIMSE-protokoll som definierar förfarandena och kodningsreglerna för att konstruera meddelanden.
2. Meddelandetransaktioner mellan de två enheterna som använder DICOM börjar med en associationsbildning. Båda enheterna förhandlar om vilka informationsstrukturer som ska utbytas, vilka tjänster som ska anropas, byteordning och datakomprimeringsmetod.
3. DICOM ULP består av sju protokolldataenheter (PDU). Varje PDU har en maximal längd. PDU:er är de meddelandeformat som utbyts mellan jämbördiga enheter inom ett lager, baserat på DICOM-meddelanden för begäran och svar.

DICOM är ett mycket komplext protokoll med många dokument skrivna av NEMA som definierar DICOM-standarden. ExtraHop har nyligen lagt till stöd för DICOM i version 5.2.2 vilket öppnar upp många olika möjligheter.

Jag är mycket entusiastisk över det eftersom DICOM ger oss ytterligare en del av de komplexa arbetsflödena inom hälso- och sjukvården som ger oss djupa insikter i hälso- och sjukvårdsdata och nätverksfrågor.

För tillfället befinner vi oss i ett utforskande läge för att ta reda på ännu mer meningsfulla insikter vi kan få från DICOM-data med ExtraHop. Möjligheterna är oändliga, särskilt eftersom vi kan korrelera DICOM-data med HL7-data och nätverksprotokoll för att få en fullständig bild av denna viktiga och lönsamma del av den tekniska miljön inom hälso- och sjukvården.

Håll utkik efter fler bloggar om DICOM i framtiden. För tillfället kan du läsa sex sätt som ExtraHop möjliggör realtidssystem för hälso- och sjukvården

.