Kapitel 1 Einführung, Datenformat, Datentypen

Transcription

DICOM
Kapitel 1
Einführung, Datenformat, Datentypen
PACS
BefundungsArbeitsplatz
DVD, CD
Drucker
Teleradiologie
DICOM Netzwerk
Kernspin
CT
Ultraschall
RIS
DICOM Welt
HL7 Welt
HL7 Netzwerk
KIS
LIS
PDMS
Abrechnung
2
Was ist DICOM?
• DICOM
– steht für Digital Imaging and
COmmunication in Medicine
– spezifiziert viele Dienste und Formate (zum
Austausch von Bildern und anderer
medizinischer Daten zwischen Computern)
– ermöglicht den hersteller-übergreifenden
Datenaustausch („offene Systeme“)
– ist KEIN funktionales Produkt
3
Historie des DICOM Standards
1970er Jahre: Digitale Bildgebung entsteht (v.a. CT)
1982: Gründung einer Arbeitsgruppe des
American College of Radiology (ACR) und der
National Electrical Manufacturers Association (NEMA)
1985: 1. Version des ACR/NEMA Standards
1988: 2. Version des ACR/NEMA Standards
1992: 3. Version als DICOM 3.0
Regelmäßig weitere Revisionen
mit Jahreszahl, z.B. „DICOM 2008“
1970
1980
1990
2000
2010
Tipps
- Digitale Version unter http://medical.nema.org verfügbar
- Kurzreferenz für z.B. Part 16 in DICOM 2008: PS 3.16 – 2008
4
Part 6
Data Dictionary
Part 14
Grayscale
Standard Display
Function
Part 16
Content Mapping
Resource
DICOM Conformance
Statement Document
(Part 2)
Part 1
Introduction
and Overview
Part 5
Data Structure
and Semantics
Part 3
Information
Object Definitions
Implementation
Model
Part 9
Obsolete
Part 10
Media Application
Profile
Part 4
Service Class
Specification
SOP Classes,
Roles
and Transfer
Syntax
Part 13
Obsolete
Part 7
Message
Exchange
Part 16
Content Mapping
Resource
Part 12
Media Formats &
Physical Media for
Data Interchange
Part 11
Media Storage &
File Format for
Data Interchange
Physical Media
Part 17
Explanatory
Information
Part 15
Security Profiles
Part 8
Network
Communication s
Support
Communication
Stack
Part 18
Web Access to
DICOM Persistent
Objects
Security
Measures
5
Wann bin ich „DICOM-konform“ ?
• Produkte implementieren Teilmengen davon
• „DICOM-konform“ bedeutet keine absolute Funktionalität,
sondern der Hersteller veröffentlicht im DICOM Conformance
Statement DCS, was er unterstützt:
• Der Standard beschreibt in Part 2 das DCS
6
Part 5, Part 6
DICOM Filesets («Dateien»)
STATISCHE SICHT (TEIL 1)
7
Digitale Bilddaten auf CD
• Spezifikation
– DICOMDIR
– Keine Dateiendung
– File-Sets
Übung
9
Binärdaten
Tag
DEZ
001
002
...
009
010
011
012
013
014
015
016
017
018
Datentyp
HEX
001
002
009
00A
00B
00C
00D
00E
00F
010
011
012
Länge
Wert
10
Datenstruktur
Data Set
Data Element
(Attribut)
Tag
Data Element
(Attribut)
Datentyp
Länge
…
Data Element
(Attribut)
Wert
Data Element (Attribut)
11
http://www.dclunie.com/pixelmed/software/webstart/DicomImageViewer.jnlp
Part 6
Data Dictionary
Part 14
Grayscale
Standard Display
Function
Part 16
Content Mapping
Resource
DICOM Conformance
Statement Document
(Part 2)
Part 1
Introduction
and Overview
Part 5
Data Structure
and Semantics
Part 3
Information
Object Definitions
Implementation
Model
Part 9
Obsolete
Part 10
Media Application
Profile
Part 4
Service Class
Specification
SOP Classes,
Roles
and Transfer
Syntax
Part 13
Obsolete
Part 7
Message
Exchange
Part 16
Content Mapping
Resource
Part 12
Media Formats &
Physical Media for
Data Interchange
Part 11
Media Storage &
File Format for
Data Interchange
Physical Media
Part 17
Explanatory
Information
Part 15
Security Profiles
Part 8
Network
Communication s
Support
Communication
Stack
Part 18
Web Access to
DICOM Persistent
Objects
Security
Measures
13
Part 6: Data Dictionary
Value Representation VR Value Multiplicity
(Datentyp)
(Kardinalität)
Long String
Code String
14
Part 6
Data Dictionary
Part 14
Grayscale
Standard Display
Function
Part 16
Content Mapping
Resource
DICOM Conformance
Statement Document
(Part 2)
Part 1
Introduction
and Overview
Part 5
Data Structure
and Semantics
Part 3
Information
Object Definitions
Implementation
Model
Part 9
Obsolete
Part 10
Media Application
Profile
Part 4
Service Class
Specification
SOP Classes,
Roles
and Transfer
Syntax
Part 13
Obsolete
Part 7
Message
Exchange
Part 16
Content Mapping
Resource
Part 12
Media Formats &
Physical Media for
Data Interchange
Part 11
Media Storage &
File Format for
Data Interchange
Physical Media
Part 17
Explanatory
Information
Part 15
Security Profiles
Part 8
Network
Communication s
Support
Communication
Stack
Part 18
Web Access to
DICOM Persistent
Objects
Security
Measures
15
Part 5: Datentypen
16
Datentyp PN (Person Name)
17
Datentyp PN (Forts.)
• „Adams^John Robert Quincy^^Rev.^B.A.M.Div.“
– [Ein Familienname; drei Vornamen;
kein Mittelname; ein Präfix; zwei Suffixe.]
• „Ewing^John Ross^^^“
– [Ein Familienname; zwei Vornamen;
kein Mittelname; kein Präfix; kein Suffix.]
• „Ewing^John Ross“
– [Ein Familienname; zwei Vornamen;
kein Mittelname; kein Präfix; kein Suffix.]
• „ABC Farms^Running On Water“
– [Pferd namens „Running On Water“,
das der Organisation „ABC Farms“ gehört]
18
Datentyp Sequence SQ
19
Sequence: Beispiel
20
Datenstruktur bei Sequences
Data Set
Data Element
(Attribut)
Data Element
(Attribut)
Data Element
(Attribut)
…
Tag
Tag
Datentyp
Datentyp
Länge
Länge
Wert
Wert
Tag
Datentyp
Länge
Wert
…
21
Value Multiplicty
Value Representation VR Value Multiplicity
(Datentyp)
(Kardinalität)
22
Multiplicity
Tag
Datentyp
Länge
Wert
Datenelement
Achtung, nicht verwechseln:
• Eine Sequence ist eine Folge mehrerer unterschiedlicher
Datenelemente (Tag, Datentyp, Länge, Wert).
• Ein Wert eines Datenelements mit VR > 1 kann mehrere
(gleichartige) Werte enthalten.
23
IODS ("BILDER", ENCPDF, SR),
TRANSFERSYNTAX,
Verzeichnisstruktur
25
Part 6
Data Dictionary
Part 14
Grayscale
Standard Display
Function
Part 16
Content Mapping
Resource
DICOM Conformance
Statement Document
(Part 2)
Part 1
Introduction
and Overview
Part 5
Data Structure
and Semantics
Part 3
Information
Object
Definitions
Implementation
Model
Part 9
Obsolete
Part 10
Media Application
Profile
Part 4
Service Class
Specification
SOP Classes,
Roles
and Transfer
Syntax
Part 13
Obsolete
Part 7
Message
Exchange
Part 16
Content Mapping
Resource
Part 12
Media Formats &
Physical Media for
Data Interchange
Part 11
Media Storage &
File Format for
Data Interchange
Physical Media
Part 17
Explanatory
Information
Part 15
Security Profiles
Part 8
Network
Communication s
Support
Communication
Stack
Part 18
Web Access to
DICOM Persistent
Objects
Security
Measures
26
Part 3: Modell der realen Welt
Quelle: PS3.3 Seite 54
27
Patient-Studie-Serie
Patient
Weitere
Studien
Studie
Serie
Serie
Serie
Bild
(IOD)
Bild
Bild
Bild
(IOD)
Bild
(IOD)
Bild
Bild
Bild
Neue Serie bei
• neuer Modalität
• neuer Position
(Kopf, Abdomen, …)
• Geänderten Aufnahmeparametern (Kontrastmittel,
T1/T2-Gewichtung, …)
28
Ihre Bilder
Achtung: Die Verzeichnisstruktur muss nicht der
Hierarchie Patient-Studie-Serie entsprechen
29
DICOMDIR
30
IOD CT Bild
• 1: Mandatory - Always Present with a Value
• 2: Mandatory - But allowed to be Empty
• 1C, 2C: Conditional - Type 1 and 2
• 3: Optional - also allowed to be Empty
M: Mandatory
C: Conditional
U: User Option
31
Pixel
32
IODs und IEs
Bild: IOD (Information Object Definition)
SOP
Class ID
Instance- ID
Patient
Name
ID
Geburtstag
Geschlecht
Studie
ID
Datum
Zeit
Arzt
Serie
ID
Nummer
Modalität
Equipment
Hersteller
Institution
Bilddaten
System spez
Parameter
Position
Bildpixel
#Bits
Pixeldaten
Allgemein
Bildnummer
Bildtyp
VOI
Bildnummer
…
Module
IE Information Entities
Merke
Eine IOD besteht aus Information Entities (Patient, Studie, ..)
Eine IE besteht aus einem oder mehreren Modulen
Ein Modul besteht aus mehreren Attributen
33
Übung
34
Vom Bild zum Befund
Befund
Untersuchender Arzt
Radiologe
?
Patient
Patient
35Gießen
Quelle: Dr. Rainer Röhrig, Uniklinik
Encapsulated PDF IOD
Auszug aus Part 3, Anhang 45
36
Werkzeugunterstützung
Tipp
Mit dem Tool-Set dcm4che (Pdf2Dcm.bat) können Sie selbst
encapsulated PDF-Dateien erstellen.
37
Structured Report IOD
Part 3, Anhang 35
38
Beispiel für ein Structured Report
39
Beispiel für Structured Report
40
Zeichenkodierung
Transfersyntax
SPEZIALTHEMEN
41
Zeichensätze
42
Beispiel PN
43
Transfersyntax
Data Set
Data Element
(Attribut)
Tag
Data Element
(Attribut)
Datentyp
Länge
…
Data Element
(Attribut)
Wert
Explizit: Datentyp ist mit angegeben
Implizit: Datentyp ist nicht mit angegeben
44
Transfersyntax II
Big
endian
Little
endian
42
45
Transfersyntax III
Big Endian
Little Endian
Explizit
In Verwendung,
heute üblich
In Verwendung
Implizit
Nicht in
Verwendung
In Verwendung
46
Eine erste Zusammenfassung
• Hierarchie der Objekte
–
–
–
–
Patient
Studie
Serie
Bild IOD Information
Object Definition
– IE Information Entity
– Modul
– Attribut
• Attribut
–
–
–
–
Tag
Datentyp
Länge
Wert
• Spezifikation
– Part 3: Aufbau IODs
– Part 5: Kodierung,
Datentypen
– Part 6: Data dictionary
47
Austausch und Verarbeitung von Daten
DYNAMISCHE SICHT
48
Quelle: Dr. Rainer Röhrig, Uniklinik Gießen
Austausch von IOs
Bisher: Statische Sicht
Jetzt: Dynamische Sicht
•
•
•
•
•
• Verarbeiten der Information
Medien, Datenträger
(Bild-)Daten
Definition von Formaten
Struktur
Information
– Speichern
– Drucken
– Suchen, …
• Austausch der Information
• Kommunikation
50
Mögliche Fragen (und Antworten)
Kann mein CT seine Bilder an
meine Workstation schicken?
Kann sich die
Modalität mit
meinem RIS
verbinden?
Garantiert
DICOM
Plug and Play?
Wir unterstützen die CT Image
Storage SOP Class als SCU
Wir unterstützen die
DICOM Worklist
SOP?
SCU?
Worklist?
Wir sind DICOMkonform!
51
DICOM Vokabeln
Bekannt
Neu
• Information Object
Definition (IOD)
• Transfer Syntax
• Information Entity (IE)
• DICOM Conformance
Statement
•
•
•
•
•
•
Service Class User (SCU)
Service Class Provider (SCP)
Service Object Pair (SOP)
DIMSE Service
Unique Identifier (UID)
Application Entity Title (AET)
52
Deutsch DICOM
Ich möchte ein CTBild speichern
Information Object
Dienst (DIMSE)
Ich möchte einen
Structured Report
drucken
Ich möchte die
MRT-Bilder von
Patient Maier
haben
Ich möchte ein
Röntgen-Bild
verschieben
53
DICOM Befehle: DIMSE
• DICOM Message Service Element (DIMSE)
• Services
– DIMSE-C Services:
C-STORE, C-ECHO, C-FIND, C-GET, C-MOVE
– DIMSE-N Services:
N-ACTION, N-EVENT-REPORT, N-CREATE,
N-DELETE, N-GET, N-SET
54
SCP, SCU und SOP
CT Image Storage SOP Class
CT Image Storage SOP Class
C-Store
Information Object
CT IOD
+
+
DICOM Service (Befehl)
C-STORE
Service Object Pair (SOP)
55
Application Entity Title (AET)
Storage
SCU
C-Store
DICOM Application
(z.B. CT)
Quelle: SIEMENS, DCS für Somatom syngo CT
Storage
SCP
DICOM Application
(z.B. PACS)
56
Beispiel 2 für SOPs: Query / Retrieve
57
Sprachkurs DICOM
DICOM
Deutsch
Wir unterstützen die CT Image Storage
SOP Class als SCU
Das Produkt sendet DICOM Bilder, um sie
speichern zu lassen
Wir unterstützen die CT Image Storage
SOP Class als SCP
Das Produkt empfängt DICOM CT Bilder
und speichert sie
Wir unterstützen die Modality Worklist
Management als ein SCU
58
Part 6
Data Dictionary
Part 14
Grayscale
Standard Display
Function
Part 16
Content Mapping
Resource
DICOM Conformance
Statement Document
(Part 2)
Part 1
Introduction
and Overview
Part 5
Data Structure
and Semantics
Part 3
Information
Object Definitions
Implementation
Model
Part 9
Obsolete
Part 10
Media Application
Profile
Part 4
Service Class
Specification
SOP Classes,
Roles
and Transfer
Syntax
Part 13
Obsolete
Part 7
Message
Exchange
Part 16
Content Mapping
Resource
Part 12
Media Formats &
Physical Media for
Data Interchange
Part 11
Media Storage &
File Format for
Data Interchange
Physical Media
Part 17
Explanatory
Information
Part 15
Security Profiles
Part 8
Network
Communication s
Support
Communication
Stack
Part 18
Web Access to
DICOM Persistent
Objects
Security
Measures
59
Verhandlung, OSI
NETZWERK
60
Demo: Netzwerkkommunikation
61
Netzverbindung
Aus Part 8
62
Verbindung
Aus Part 7
63
Verhandlung
Aus Part 7
64
Übung 2: Query/Retrieve
• Bilden Sie Paare (PCs)
• Wählen Sie je eine Rollen als SCU oder SCP
• Suchen Sie Bilder mit JDICOM
– SCU: QueryRetrieveSCU
– SCP: ImageServer
Zum Experimentieren:
Erhöhen Sie den Verbose-Level in der Konfiguration
Übungsblatt: ./Unterlagen/Übungen/QueryRetrieve.pdf
65
Austausch und Verarbeitung von Daten
DYNAMISCHE SICHT
66
Beispiel 3 für SOPs: Worklists
CT
RIS
C-Find
Gib mir meine Aufgabenliste (Worklist)
67
Worklist Query
68
Beispiel 4 für SOPs:
Performed Procedure Step PPS
Aus Part 4
69
Szenarien
Modalität
RIS
Ergebnisse
Worklist
drucken
speichern
speichern
speichern
drucken
abfragen
empfangen
Drucker
Workstation
Archiv

Kapitel 1 Einführung, Datenformat, Datentypen

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