Diagnostica per immagini:Diagnostica per immagini:

lo standard DICOMlo standard DICOM

Proverbio Davide Casiraghi Umberto

Università di Milano BicoccaCorso di Laurea Magistrale Scienze

Infermieristiche ed Ostetriche

IndiceIndice

IntroduzioneIntroduzione

Lo standard DICOMLo standard DICOM

DICOM DICOM viewersviewers

BibliografiaBibliografia

Medical imagingIl medical imaging è la disciplina che studia l'applicazione dei sistemi

medicali per l'acquisizione di immagini che possono generare, utilizzando metodi invasivi e non, informazioni bi e tridimensionali sugli

organi interni.

Attualmente assume una valenza fondamentale per

� diagnosticare patologie anche nella prima fase del loro sviluppo

consentendone un trattamento precoce

� valutare e trattare situazioni emergenti prendendo decisioni sulla base di

dati certi

� effettuare esami diagnostici non invasivi su pazienti che non possono

subire procedure invasive

� perché consente di trattare patologie di difficile trattamento grazie a

sofisticati sistemi di riconoscimento di immagine e puntatori

L'acquisizione dei dati

Rxvisualizzabile su supporto

informatico con tecniche di windowing

Tomografia Assiale Computerizzata

(CT)

L'immagine della sezione corporea viene creata considerando l’insieme delle proiezioni dei profili di attenuazione ottenuti attraverso molteplici direzioni di incidenza del fascio di RX

L’attenuazione di una fascio di RX varia in modo proporzionale alla densità dei tessuti attraversati, cioè alla distribuzione

spaziale degli elettroni nello strato corporeo in esame

E’ necessario avere un numero sufficiente di profili di attenuazione, affinché si possa ottenere, attraverso complessi calcoli matematici, una distribuzione bidimensionale dei coefficienti di attenuazione dei

singoli pixel che costituiscono la matrice del nostro piano di scansione

La potenza di calcolo del computer e gli algoritmi di ricostruzione dell’immagine sono fondamentali nella funzionalità del tomografo

computerizzato.

Principio di funzionamento della TC

Profilo di attenuazione

Cosa viene visualizzato nelle immagini TC

Finestra di contrasto nella visualizzazione elle immagini

Digitalizzazione dell’immagine

Oltre a questo c’è una serie di sequenze che portano alla filtrazione del segnale acquisito, l’allineamento delle singole acquisizioni e la

rielaborazione del segnale

Ricostruzione dell’immagine in digitale

Un'immagine digitale è una matrice bidimensionale di interi non-negativi. Ciascun elemento della matrice (individuato dalle sue coordinate spaziali)

prende il nome di PIXEL (dall'Inglese Picture Element).

voxel

pixel

Se l'immagine è tridimensionale ciascun elemento prende il nome di VOXEL. Un voxel è un elemento di volume che rappresenta un valore di

intensità di segnale o di colore in uno spazio tridimensionale,

Fino ad arrivare ad una ricostruzione multiplanare

ANGIO-TC vasi del collo

VESSEL ANALYSISAnalisi automatica dei diametri e delle lunghezze

Colonscopia virtuale

SPECT

RMAngiografia digitale

Angio-TCAngio-RM

UltrasonografiaEcotomografia o ecografia bidimensionale

Eco-color-dopplerColor-doppler

Doppler continuo (CW) e pulsato (PW)….

Applicazioni stereotassiche

Ma come fare ad integrare tra loro:

strumentazioni che generano differenti output con differenti formati

Sistemi di visualizzazione che richiedono differenti tipi di files in input

Sistemi di stampa/elaborazione immagini differenti

e integrare il tutto su scala mondiale così che si possa effettuare diagnostica in Italia e

consulti o trattamenti negli USA ?

L'interpretazione dei risultati a distanza

Italia U.S.A.

1993 rilasciata la versione 3.0 del DICOM

che implementa il protocollo TCP-IP

Con il duplice scopo di rendere i sistemi radiologici piu‘ accessibili tra loro e agli utenti la National Electrical Manufacturer Association (NEMA) e l’American College of Radiology (ACR) si posero un obiettivo: creare

DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)

1985 prima versione

1988 seconda versione

Fin dalla sua prima apparizione questo standard ha rappresentatoun’importante novita’:

Lo standard DICOM

� Ha definitivamente stabilito la non divisibilita’ tra i dati dei pixel dell’immagine medica ed i dati descriventi il procedimento che porta alla formazione dell’immagine stessa. Include in un unico file la descrizione di un’immagine, a chi e a cosa quest’ immagine fa riferimento ed in che modo e’ stata ottenuta.

� Ha promosso l’interconnessione tra le apparecchiature di diagnostica medica, dando inizio, nei reparti di imaging, ad uncambiamento simile a quello apportato dalla nascita delle reti di computer.

E’ uno standard pubblico per la comunicazione di immagini mediche e delle informazioni associate che

definisce i criteri per la comunicazione, la visualizzazione, l'archiviazione e la stampa di

informazioni di tipo biomedico

Ha permesso l’interconnessione tra le apparecchiature di diagnostica medica, Non più apparecchiature a sé stanti, ma

apparecchiature di diagnostica e terapia, postazioni di visualizzazione e di refertazione che possono essere tra loro collegate in grado di condividere immagini e dati correlati,

dispositivi di archiviazione e stampanti.

E’ descritto da una serie di documenti suddivisi in più sezioni

(più facilmente consultabili e aggiornabili)

Include una serie di protocolli ai quali le macchine devono confomarsi per essere

macchine DICOM

Utilizza una "struttura orientata per oggetti": un approccio a sviluppare strutture di dati basate su modelli e analisi di

versioni astratte di entità reali

Un entità del mondo reale come un paziente, un ricovero, un immagine... viene modellata come un oggetto; che ha in sé una serie di attributi, per esempio l'oggetto paziente conterrà gli

attributi dati anagrafici, data di ricovero ecc..

DICOM definisce quali operazioni possono essere eseguite e su quali oggetti. Tali operazioni sono chiamate DIMSE service

(Dicom Message Service)

La combinazione di un oggetto ed i corrispondenti servizi prende il nome di SOP (Service Object Pair). L'insieme delle SOP relative ad un unico oggetto formano una SOP Class.

Lo scambio di informazioni tipo Client/Server: ogni volta che due applicazioni decidono di connettersi per scambiarsi informazioni, una delle due deve svolgere il ruolo di fornitore del servizio (SCP: Service ClassProvider) mentre l'altra quello di utente (SCU: Service Class User).

Struttura

Header

Image data

L′ header contiene i dati che descrivono

l'immagine, il paziente, la procedura, itempi e date di acquisizione

L′ image data e′ la matrice

Il DICOM fonda le due parti header e

image data in un unico file che puo′

essere compresso con algoritmi con o senza perdita

Il numero e tipi di gruppi presenti nell header dipende

dal tipo di metodica (CT, RM, ECO, SPET, PET) e dal tipo

di studio (statico dinamico, tomografico, ecc.)

La corrente versione consiste in 9 parti piu` due capitoli aggiuntivi che

fissano i criteri secondo cui i files di DICOM possono essere scambiati

attraverso supporti di memoria removibili come dischi e nastri.

Parte 1: panoramica dello standard stesso, con descrizione dei principi basilari;

Parte 2: definizione di conformita` verso DICOM da parte dei costruttori

Parte 3: definizione degli oggetti di informazione (IOD), per esempio un immagine TC, RM, NM, US, ecc e contengono attributi inerenti alla stessa entita` del mondo reale ed altri non inerenti.

Parte 4: specifiche delle classi di servizi (SOP Class) che sono basate su di una serie di operazioni base, operanti su IOD. Tali classi di servizi sono: certificazione, memorizzazione, richiamo/consultazione di immagini ed informazioni, contenuto dello studio, gestione del paziente, gestione dell'esame, gestione del referto, gestione della documentazione.

Parte 5: specifiche della codifica dati ed i relativi processi, puo` essere definita il "linguaggio" che due apparecchi devono usare per comunicare (esformato JPEG per la compressione delle immagini).

Parte 6: completo di tutti gli elementi dei dati, insieme ai loro valori alfanumerici.

Parte 7: cio` che e` necessario al software applicativo per interagire con i protocolli di comunicazione DICOM.

Parte 8: supporto di rete per il trasferimento dei messaggi, il protocollo di comunicazione utilizzato e` il TCP/IP diffuso che consente il trasferimento di immagini e dati a prescindere dal mezzo fisico di trasmissione in modo efficente e coordinato.

Parte 9: le modalita` relative ai vecchi protocolli punto-punto ancora in uso presso vecchi sistemi.

DICOM puo` essere considerato una evoluzione del PACS (Picture archiving and Communication System), in quanto prevede l'interconnessione sia meccanica cheelettrica delle apparecchiature con costi e difficolta` minori ed una manutenzione

semplificata.

Dicom viewers

DV Lite

Osiris

Rubo

Rubo

MedImaview

Bibliografia

http:// www.google.it

http:// www.corsoinfo.medicina.unimib.it

http:// www.wikipedia.com

Database studenti medicina Università Vita e Salute S. Raffaele

http:// www.empireo.it

http://telemat.die.unifi.it

http://www.ismrm.org/

http://www.crs4.it/Multimedia_Reports/medimg.html

http:// www.radiologiacremona.it

http://www.dicom-solution.com

http://www.dclunie.com/medical-image-faq/html/toc.html

Grazie per l’attenzione