DICOM & PACS

DICOM STANDARDI TARİHÇESİ 

DICOM standartlarının birinci versiyonu ACR-NEMA  300 (ACR-NEMA 1.0) 1985 yılında ortaya çıkarıldı. American College of Radiology(ACR) ve  National Electrical Manufacturers Association (NEMA : Ulusal Elektrik Üreticileri Derneği) tarafından oluşturulan komite tarafından ortaya atılmıştır ve adını da buradan almıştır. İlk olarak Radiological Society of North America(RSNA) yıllık buluşmasında tanımı yapılmıştır. Geliştirilmesinde ki amaç dijital görüntüleme cihazlarıyla paylaşımlarda bilgileri standart bir formatta iletme imkanı verebilmektir. Üreticilerden kaynaklı farklılıkların standart ile ortadan kaldırılarak paylaşımı sağlayabilmektir.

İkinci versiyonu ACR-NEMA 300-1988 (ACR-NEMA 2.0) 1988 yılında yine ACR-NEMA çalışma grupları tarafından geliştirildi.

1993 yılında RSNA buluşmasında bu standartların çok daha fonksiyonel bir hali sunuldu. Bu yenileştirilmiş standart ACR-NEMA DICOM yada DICOM 3.0 olarak adlandırıldı. Bundan sonraki versiyonlarından DICOM 3.0 başka herhangi bir isimle tanıtılmadı.Bundan sonraki yenilikleri DICOM çalışma grupları tarafından yıllık olarak gözden geçirildi, güncellendi ve tanıtıldı(DICOM 3.0 2005 gibi.)

DICOM NEDİR?

Açılımı Digital Imaging and Communications in Medicine olan DICOM; Medikal görüntülerin sayısal olarak depolanması ve verilerin paylaşılabilirliği için geliştirilmiştir. DICOM  standartlarıyla her türlü Medikal görüntünün tanımlanması sağlanmıştır. Bir DICOM  dosyası Hasta ve doktora ait metinsel bilgiler barındırmanın yanında röntgen, MR gibi medical görüntü video ve ses kaydı barındırabilir. Aslında bu barındırdığı çoklu yapı ile veritabanı prototipini andırmaktadır. DICOM dijital medikal görüntülemede en evrensel ve temel standarttır denebilir.

Son yıllarda teknolojinin de bi hayli gelişmesi ile sağlık alanında pek çok yenilik yapılmıştır. Sağlık alanında yaşanan sıkıntıların başında kayıt altına alınan verilerin metinsel olması gelmekteydi. Geliştirilen Hastane Bilgi Sistemleri ile Medikal görüntüler dışında kalan tüm metinsel veriler arşivlenmiştir. Hastane Bilgi Sistemlerinin en büyük eksiklikleri Medikal görüntülerin sayısal arşivlenmesini sağlayamamalarıdır. Zamanla Medikal görüntülerin arşivlenmeside sağlanmıştır ancak bu arşivlenen Medikal görüntünün paylaşılması aşamasında ortak bir görüntü biçimi sorunu ortaya çıkmıştır. İşte bu sorunun aşılması için DICOM standartları oluşturulmuştur ve standartlar ile hastalar hakkında bilgi paylaşımları sayısal ortamda tamamen yapılmaya başlanmıştır. Bu standartlar ile bir dosya içerisinde hem metin veri hemde  binary ham görüntü verileri saklanabilmektedir. Görüntüye ait tüm verilerin aynı dosya üzerinde bir data yığını halinde saklanabilmesi sağlık alanında birçok probleme çözüm getirmiştir. Saklanan bu verilerin yeniden elde edilme süreçlerindeki karışıklıkları önlemek için çeşitli etiketlerden faydalanılır.                       

DICOM standartlarında bu dosyalardaki veri yapılarının tanımlamalarının yanı sıra TCP/IP protokolü üzerinde çalışan iletişim yapısına ait tanımlamalarda bulunmaktadır. Bu iletişim standartları sayesinde Hastaneye ait çeşitli röntgen cihazları, görüntü saklama sunucuları, yazıcılar ,tarayıcılar vb birimler farklı üreticiler tarafından üretilmiş dahi olsalar birbirlerine entegre şekilde çalışırlar.

DICOM Standartlarının Özellikleri: 

• Bütün dijital imaj üreten aletlerin neredeyse hepsi DICOM standartlarını kullanır, DICOM görüntü üretir ve DICOM ağı üzerinden haberleşme sağlar.                                                                                                                                                                        
• Çok yüksek görüntü kalitesine sahiptir. DICOM siyah beyaz-imaj görüntüsü için 65.536 adet renk aralığını desteklemektedir. Bu değer ilk anda kulağa normal gibi gelse de normal bir JPEG görüntü yada bitmaps (BMP) için renk aralığı 256 ile sınırlıdır. Bu değerler karşılaştırıldığında görüntü kalitesinin ne kadar yüksek olduğu açıkça görülmektedir.                                                                                                                                      
• Birçok imaj parametresine, farklı türdeki veri tiplerine destek sağlamaktadır. DICOM dosya yapısı sadece görüntüyü değil, görüntü ile ilgili hasta 3D pozisyon, görüntüdeki objenin gerçek boyutu ve hasta hakkında farklı bilgiler ve daha birçok veri saklayabilir.                                                                                                                                                                                                                                
• DICOM dosyalar medikal veriyi eksiksiz kodlama felsefesiyle oluşturulurlar. Hastaya ait eklenmek istenen mesajlar, Hasta bilgilerinden imaj renk derinliklerine kadar 2000'den fazla niteliği, mevcut hasta teşhisi için kullanır.                                                                                                                                                   
• Tek boyutlu yada 3 boyutlu, sıkıştırılmış yada sıkıştırılmamış DICOM dosyaları destekler.                                                                                                                    
• Birden fazla görüntü içeren DICOM çalışmaları ayrı ayrı görüntülenebilir.                                                                                                                                                       
• Bilgisayardaki CD-ROM sürücüsü kullanılarak DICOM Hasta CD'si oluşturulabilir.                                                                                                             
• DICOM dosyasında bulunan DICOM formattaki görüntüler JPEG, PNG, TIFF, BMP gibi istenen başka formatlarda  dışa aktarılabilir.                                             
• İstenen DICOM dosyası içerisindeki alanlar(DICOM tags) yada alanların anlamları ile birlikte görüntülenebilir.                                                                       
• DICOM dosyalar programın kendi yerel veri tabanına Import edilebilir yada istenen farklı dönüşümler yapılabilir.                                                                       

• JPEG, PNG, BMP gibi standart görüntü dosyalarından DICOM dosyalar oluşturulabilir ve bu dosyalar yerel veri tabanına kaydedilebilir.                                                                                                                                                                            

• DICOM standartlarına uygun olarak çalışan tüm PACS istasyonları ile haberleşme yapılabilir.                                                                                                

• Uygulama içerisinde PACS istasyonları tanımlanabilir ve tanımlı istasyonlar DICOM doğrulama yöntemleri ile kontrol edilebilir.                                      

• Hasta sorgulama sunucularından belli kriterlerde aramalar yapılabilir ve seçilen bir görüntü, sunucudan kullanıcı bilgisayarına transfer edilebilir. Yine aynı şekilde yerel veri tabanı üzerinde de hasta adı, hasta numarası gibi kriterlerle aramalar yapılabilir.                                         

• Yerel veri tabanındaki DICOM görüntüler, DICOM uyumlu PACS Depolama Sunucularına gönderilebilir.                                                                         

• DICOM yazıcı sunucularından çıktı isteği yapılabilir, görüntülerin film baskısı alınabilir. 

DICOM standartlarıyla iç içe olan bir diğer kavram PACS kavramıdır, şimdi onu inceleyelim;

PACS (Picture Archiving and Communication System)

PACS sistemlerine niçin gerek görüldüğünün anlaşılabilmesi için evvela medikal görüntülerin sayısal olarak arşivlenme aşamasında sahip olunan sorunlar hakkında bilgi sahibi olmak gerekir. Bu açıdan incelersek her medikal görüntü özelliklerine göre değişebilmekle birlikte ortalama olarak 10MB-100MB arasında yer kaplamaktadır. Haliyle verilerin boyutları saklama kapasitesini doğrudan etkilemektedir. Ancak sıkıştırılma işlemlerinden sonra verilerin değişmezliğinin sağlanması gerekir. Bu gibi nedenlerden dolayı medikal görüntülerin arşivlenmesi diğer verilerin arşivlenmesinden daha farklı yöntemlerle arşivlenir ve hayati önem taşımaktadır.

Kısaca PACS Medikal görüntülerin saklanabilmesi , geri çağrılması, sunum ve dağıtımı için kullanılan yazılım ya da ağlara verilen isimdir. Görüntülerin ekonomik ve daha portatif olan dijital depolama birimlerinde saklanması ve istenilen dosyalara çok daha hızlı ve etkili bir biçimde erişilebilmesi amaçlanmıştır. PACS sistemleri fiziksel engelleri ve zaman kaybı sorunlarını ortadan kaldırmaktadır. Şu şekilde daha kolay izah edebilirim; daha önceleri röntgen filmi görüntülerini hastalar ellerinde taşıyarak hastaneler arasında sürekli gidip gelme durumundaydılar ve bu oldukça dertli bir süreçken artık hastanelerdeki tüm birimler görüntülere tek bir merkez depolama ünitesi üzerinden erişmektedir. Hastalar için konulacak tetkikler bu şekilde çok daha hızlı ve geriye dönük incelenebilir bi durumdadır. Medikal görüntülerin PACS sistemlerinde saklanması için en çok kullanılan format DICOM formatıdır.

Veri depolama işlemleri yapılırken haliyle tek dikkat edilmesi gereken husus veri kaybı değildir. PACS sistemlerinden beklenen daha farklı özelliklerde bulunur. Şimdi biraz bunları inceleyelim;

• Medikal bir görüntüyü tüm ayrıntıları ile kaydedebilmelidir.                                                               

• Kapasite yeterli istendiği zaman arttırılabilir olmalıdır.                                                                   

• Çalışma saatlerine uygun tempoda çalışabilecek şekilde performanslı olmalıdır.                                                                                                                                                                  
• Kesintisiz hizmet verebilmeli, Sunucu/istemci iletişimi yüksek olmalıdır.                                                                                                                                                        

• Medikal görüntü saklama işlemlerinde DICOM formatı kullanılmadır.                                                                                                                                                      
• Birlikte  çalışması planlanan medikal cihazlarla senkronizasyon içerisinde olmalıdır.                                                                                                                                    

• Medikal görüntüler üzerinde, sunucudan yer kazanmak maksadıyla yüksek oranda sıkıştırma yapılmamalıdır. Bellek kullanımı fazla olacaktır ama hayati konu olduğundan kayıpsız sıkıştırmalar tercih edilmelidir.Örneğin bir film görüntüsünde henüz çok yeni oluşmaya başlayan bir Tümor kayıp oranı fazla olan yöntemlerle gözden kaçabilmektedir. Ancak kullanılan kayıpsız sıkıştırma teknikleri arzu edilen düzeyde sıkıştırma yapamayacağından en az kayıplı yöntemler tercih edilmelidir.