Da die Technologie ihren Weg in jeden Aspekt der Medizin findet, wurden auf dem Gebiet der Radiologie große Fortschritte erzielt. Die Radiologie hing einst von einfachen zweidimensionalen Bildern ab, die vor der Betrachtung manuell entwickelt und fixiert werden mussten. Inzwischen sind fast alle Formen der medizinischen Bildgebung digitalisiert und das Spektrum der Radiologie umfasst nicht nur digitale Röntgenaufnahmen, sondern auch CT-Scans, MRTs, Ultraschall und nukleare Bildgebung. Um Standards sowie Einheitlichkeit in den verschiedenen Arten von medizinischen Bildgebungsmodalitäten aufrechtzuerhalten, wurde das Konzept von DICOM eingeführt.

Als Medizinstudent oder sogar als vollwertiger Radiologe kann die Aussicht, mit so viel Technologie umzugehen, ziemlich entmutigend wirken. In diesem Artikel wird einfach erklärt, wie Sie mit DICOM-Dateien umgehen und ihr volles Potenzial ausschöpfen können.

Was ist DICOM in der medizinischen Bildgebung?

DICOM steht für Digital Imaging and Communications in Medicine. Es ist ein international anerkanntes Standardformat zum Anzeigen, Speichern, Abrufen und Freigeben von medizinischen Bildern. DICOM entspricht festgelegten Protokollen, um die Genauigkeit der durch medizinische Bilder weitergeleiteten Informationen aufrechtzuerhalten.

Warum muss ich mehr über DICOM-Dateien erfahren?

Als Student oder praktizierender Radiologe sind alle medizinischen Bilder, die Sie sehen, wahrscheinlich im DICOM-Format. Medizinische DICOM-Bilddaten können nicht mit normaler Bildgebungssoftware geöffnet werden, die auf Betriebssystemen wie Windows oder Mac OS vorhanden ist. Ein spezieller medizinischer DICOM-Viewer muss installiert sein, um medizinische DICOM-Bilddateien abzurufen, anzuzeigen und darauf zuzugreifen. Daher ist es wichtig zu wissen, wie dieses Format verwendet wird, welche Anwendungen relevant sind und wie auf die darin enthaltenen Informationen und Funktionen zugegriffen werden kann.

Was enthält eine medizinische DICOM-Bilddatei?

Jedes medizinische DICOM—Bild besteht aus zwei Teilen – einem Header und dem eigentlichen Bild. Der Header besteht aus Daten, die das Bild beschreiben, wobei die wichtigsten Patientendaten sind. Dazu gehören die demografischen Informationen des Patienten wie Name, Alter, Geschlecht und Geburtsdatum des Patienten. Der Header kann auch Informationen über Bildeigenschaften wie Erfassungsparameter, Pixelintensität, Matrixgröße und Abmessungen des Bildes enthalten. Wenn ein Datei-Explorer zum Anzeigen von medizinischen DICOM-Bildgebungsdaten geöffnet wird, kann die Kopfzeile Patienten- und Bildinformationen enthalten. Der Header ist normalerweise auf das Bild codiert, so dass der Patient, zu dem das Bild gehört, leicht identifiziert werden kann. Der Header kann jedoch manchmal verloren gehen, wenn die DICOM-Datei in andere Formate wie JPEG exportiert wird. Manchmal möchten Sie möglicherweise absichtlich die Header-Daten verlieren, normalerweise zum Zwecke der Anonymisierung in Forschungsfällen. Dies kann nur mit bestimmten Softwarefunktionen erfolgen.

Wo kann ich auf DICOM-Dateien zugreifen?

Dies hängt davon ab, für welchen Zweck Sie die Dateien verwenden möchten. Wenn Sie ein Patient sind und Scans gemacht haben, würden Sie wahrscheinlich eine CD oder DVD mit Bildern darauf erhalten. Wenn Sie Medizinstudent sind und DICOM-Bilder zum Lernen und Lernen anzeigen möchten, können Sie solche Bilder von Online-Ressourcen herunterladen. Wenn Sie Radiologe sind und auf Dateien zugreifen müssen, um sie zu interpretieren und Diagnosen zu identifizieren, müssen Sie einen PACS-Server verwenden.

• CDs/DVDs: Im Allgemeinen erhält der Patient bei der medizinischen Bildgebung normalerweise eine Kopie der Bilddateien auf einer CD oder DVD. Auf solchen CDs ist normalerweise ein DICOM Medical Imaging Viewer enthalten, mit dem Sie die Bilder anzeigen können. Einige CDs enthalten möglicherweise keine tatsächliche Anwendung, bieten Ihnen jedoch möglicherweise einen Internetlink zum Herunterladen eines geeigneten medizinischen DICOM-Viewers.

• Online-Ressourcen: Wenn Sie ein Student sind und nach medizinischen Bildern suchen, von denen Sie lernen können, gibt es mehrere Online-Ressourcen, die Ihnen helfen können. Einige gute sind die Dicom-Bibliothek, die Osirix Image Library und die Cancer Imaging Archives.

• PACS server: PACS steht für Picture Archiving and Communications System. Dies ist im Grunde eine Datenbank, in der alle medizinischen Bilder gespeichert sind. Ein PACS-Server muss über ausreichend Speicherplatz verfügen, da DICOM-Dateien von hoher Qualität in der Regel viel Platz beanspruchen. Jedes Krankenhaus verfügt in der Regel über einen eigenen PACS-Server. Jedes medizinische Bild, das in einem Krankenhaus aufgenommen wird, wird automatisch auf diesem PACS-Server gespeichert.

Damit ein Radiologe zum Zwecke der Diagnose und Interpretation auf medizinische DICOM-Bilddateien zugreifen kann, muss eine DICOM-Workstation verfügbar sein. Dies ist normalerweise eine Softwareanwendung, die vollständig in den PACS-Server integriert werden kann: die Anwendung muss in der Lage sein, auf DICOM-Bilder vom PACS-Server zuzugreifen und diese abzurufen sowie das Anzeigen und Bearbeiten und anschließende Speichern der bearbeiteten Bilder auf dem PACS-Server zu ermöglichen.

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Wie kann ich eine DICOM-Datei anzeigen?

Für die Anzeige medizinischer DICOM-Bilder ist eine spezielle Software erforderlich. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Software zum Anzeigen von medizinischen DICOM—Bildgebungsdaten – proprietäre Software und Software von Drittanbietern. Proprietäre Software kommt zusammen mit der Hardware für die medizinische Bildgebung und wird in der Regel vom selben Hersteller erstellt. Sobald der CT- oder MRT-Scan vom Gerät erfasst wurde, können die Bilder am selben Arbeitsplatz über den DICOM Medical Imaging Viewer angezeigt werden. Proprietäre Software ermöglicht es Benutzern, sequentielle Bilder dynamisch anzuzeigen und diese Bilder auch zu rekonstruieren. Ein großer Nachteil ist, dass diese Bilddateien nur am selben Speicherort wie die Hardware angezeigt werden können. Die Bilder können nur durch Komprimieren der Bilder auf tragbare Speichergeräte oder auf andere Computer im Netzwerk übertragen werden (siehe Abschnitt unten). Nach dem Exportieren von Bildern geht jedoch normalerweise die Möglichkeit verloren, das Originalbild anzuzeigen und zu bearbeiten.

Software von Drittanbietern für die DICOM-Bildbetrachtung wird immer häufiger. Dies sind eigenständige Anwendungen, die DICOM-Dateien aus jeder Quelle öffnen können – dem Internet, einer CD oder DVD oder einem PACS-Server. Der heutige Markt ist mit DICOM-Anzeigeanwendungen überflutet, wobei sowohl kostenlose als auch kostenpflichtige Optionen verfügbar sind. Jeder medizinische DICOM-Bildbetrachter verfügt über eigene Funktionen, aus denen Sie je nach Ihren spezifischen Anforderungen auswählen können.

Was kann ich mit einer DICOM-Datei zusätzlich zum einfachen Betrachten des Bildes tun?

Die heutigen DICOM-Viewer für medizinische Bildgebung können mehr als nur DICOM-Bilder anzeigen. Einige Anwendungen sind ausgereift genug, um die Bildqualität zu verbessern und zusätzliche Daten aus den erfassten Bildern zu generieren, die bei der Diagnose helfen können. Einige der Funktionen, die Sie ausführen können, zusätzlich zum einfachen Anzeigen des Bildes, umfassen

• Verbesserung der Bildqualität: Sie können die Helligkeit des Bildes erhöhen oder verringern. Durch Ändern des Kontrasts können Sie besser zwischen radiodichten und radioluzenten Bereichen eines Bildes unterscheiden. Sie können auch den Bereich von Interesse vergrößern. Eine spezielle Methode zur Verbesserung der Bildqualität im interessierenden Bereich umfasst Projektionen mit maximaler und minimaler Intensität. Dies hilft, Bereiche zu isolieren, die maximale oder minimale Strahlung absorbiert haben, und sie von den umliegenden Bereichen zu unterscheiden.

• Rekonstruieren von Bildern: Der anfängliche DICOM-Datensatz enthält eine Reihe von zweidimensionalen Bildern, die in allen drei Ebenen aufgenommen wurden — axial, koronal und sagittal. Diese Bilder können rekonstruiert werden, um eine dreidimensionale Ansicht des anatomischen Bereichs zu erhalten. Dies nennt man 3D-Rendering. Eine andere Technik, die als multiplanare Rekonstruktion (MPR) bezeichnet wird, besteht darin, aus den rekonstruierten 3D-Bildern frische Schnitte zu erstellen. Dies ermöglicht es dem Radiologen, verschiedene anatomische Ebenen oder Winkelungen von den ursprünglich erworbenen Scheiben zu betrachten.

• Messungen vornehmen: Mit einigen medizinischen DICOM-Viewern können Sie lineare oder sogar volumetrische Messungen anatomischer Strukturen vornehmen. Dies kann bei der Planung der Behandlung und der Beurteilung der Wirksamkeit der Behandlung nützlich sein. Zum Beispiel, in Fällen von traumatischen Verletzungen der knöchernen Umlaufbahn, Volumetrische Analyse und Vergleich der verletzten Umlaufbahn mit der nicht betroffenen kann bei der Planung der Orbitalrekonstruktion helfen.

• Medizinische Bilder vergleichen und kombinieren: Medizinische DICOM-Anwendungen ermöglichen es dem Radiologen, zwei verschiedene Bilder gleichzeitig zu vergleichen. Dies ist nützlich, wenn man den Krankheitsverlauf im Laufe der Zeit oder die Wirksamkeit der Behandlung beurteilen möchte. Zwei verschiedene medizinische Bildgebungsmodalitäten können auch mit bestimmten DICOM-Anwendungen kombiniert werden. Durch die Kombination von PET- und CT-Bildern kann beispielsweise sichergestellt werden, dass Bereiche mit hoher Stoffwechselaktivität (mit PET lokalisiert) bestimmten anatomischen Stellen zugeordnet werden (mit CT-Scan). Dies ermöglicht es dem Arzt, die Vorteile beider Arten von Bildgebungsmodalitäten gleichzeitig zu extrahieren.

Wie teile und exportiere ich DICOM-Dateien?

Die DICOM-Krankenakte eines einzelnen Patienten besteht aus mehreren Bildern, die alle eine hohe Auflösung haben. Daher kann die Dateigröße ziemlich groß sein (z. B. kann ein einzelner CT-Scan bis zu 35 MB ausführen). Diese Dateien müssen daher komprimiert werden, bevor sie freigegeben und übertragen werden können.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Dateien zu komprimieren – verlustfrei und verlustbehaftet. Bei der verlustfreien Komprimierung treten, obwohl die Datei selbst komprimiert ist, keine Informationsverluste auf. Daher kann die Originaldatei jederzeit wiederhergestellt werden. Diese Art der Komprimierung erfordert jedoch viel Verarbeitung, sodass verlustfreie Dateien nur langsam geöffnet und nur langsam gespeichert werden können. Mit dieser Methode kann keine wesentliche Komprimierung erreicht werden. Auf der anderen Seite ermöglicht die verlustbehaftete Komprimierung eine Reduzierung der Dateigröße, indem tatsächliche Daten entfernt werden. In der Regel werden nur redundante Daten entfernt. Manchmal kann jedoch die Bildqualität beeinträchtigt werden, wenn eine übermäßige Komprimierung durchgeführt wird. Mit dieser Methode können Dateien auf viel kleinere Größen als die Originaldatei komprimiert werden.

Die komprimierte Datei kann in verschiedene Formate exportiert werden. Zu den gängigsten Bildformaten gehören die Formate JPEG, TIFF, PNG und GIF.

• JPEG (Joint Photographic Experts Group): Das JPEG-Format unterstützt sowohl verlustfreie als auch verlustbehaftete Komprimierung. Standard JPEG verwendet verlustbehaftete Komprimierung. Der Bediener kann festlegen, wie viel Komprimierung angewendet werden soll, und somit steuern, wie viele Daten verloren gehen. Eine andere Version, JPEG 2000, unterstützt die verlustfreie Komprimierung. Mit dieser Anwendung können Bediener bestimmte Bereiche des Bildes als ‚Regionen von Interesse‘ identifizieren. Nur diese Bereiche werden verlustfrei komprimiert, während andere Teile des Bildes verlustbehaftet komprimiert werden. JPEG ist nützlich, um Bilder einfach zwischen Computern auszutauschen. Es kann zum Hochladen von Bildern auf Websites und für Standard-PowerPoint-Präsentationen verwendet werden. Auf der anderen Seite ist die Qualität der Bilder möglicherweise nicht gut genug für Papierpublikationen.

• TIFF (Tagged Image File Format): Das TIFF-Format kann auch verlustbehaftete und verlustfreie Komprimierungen unterstützen. TIFF liefert Bilder von höherer Qualität und ist daher das bevorzugte Format mehrerer Zeitschriften für die Veröffentlichung. Die Dateigröße ist jedoch größer und dies ist möglicherweise nicht für die Verwendung in Präsentationen oder im Internet geeignet.

• PNG (Portable Network Graphics Format): Dies unterstützt die verlustfreie Komprimierung. Mit PNG können Bildfunktionen wie Helligkeit und Transparenz gesteuert werden. Ein Vorteil von PNG ist, dass die Bilder mit Metadaten getaggt werden können, ähnlich dem Header einer DICOM-Datei. Dieses vielseitige Format eignet sich für Publikationen, Präsentationen und das Internet.

• GIF (Graphics Interchange Format): Dies war eines der frühesten Bildformate, das eingeführt wurde, und wird heute nicht mehr häufig verwendet. Es hat begrenzte Funktionen und die Komprimierung ist ineffizient. Es unterstützt die verlustfreie Komprimierung und wird hauptsächlich für Websites verwendet.

Nun, da ich über DICOM-Software gelernt habe, was ist der nächste Schritt?

Der beste Weg, Ihr DICOM-Wissen in der medizinischen Bildgebung zu nutzen, besteht darin, Hands-on zu gehen. Der erste Schritt besteht darin, eine DICOM-Anwendung herunterzuladen, die Ihren Anforderungen entspricht, und sie zu verwenden. Es gibt mehrere kostenlose Anwendungen, mit denen Sie Erfahrungen sammeln können. Zu den beliebtesten gehören PostDICOM, Horos, RadiANT, Miele LXIV und Navegatium.

PostDICOM ist eine One-Size-fits-all-Anwendung, die genau das Richtige für den Anfänger ist. Es ist kompatibel mit den am häufigsten verwendeten Betriebssystemen, einschließlich Windows, Mac OS, Linux und Android-Plattformen. Es ist schnell und verfügt über eine benutzerfreundliche Oberfläche, die sich hervorragend für Personen eignet, die gerade die Grundlagen des Umgangs mit DICOM-Bildern erlernen. Gleichzeitig können Radiologen mit erweiterten Funktionen wie MPR, MP, MINIP und Volume Rendering die Anwendung für verbesserte Diagnosefunktionen verwenden. PostDICOM verfügt über ein einzigartiges Cloud-basiertes PACS, mit dem Sie DICOM-Dateien online speichern und von überall und jederzeit darauf zugreifen können. Das Beste ist, dass diese DICOM-Software für medizinische Bildgebung kostenlos heruntergeladen werden kann! Über ein einziges zugängliches Konto können Sie bis zu 50 GB Daten auf Ihrem kostenlosen Cloud-basierten PACS speichern. Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie mehr Speicherplatz oder mehr Benutzerkonten benötigen, stehen Optionen zum Upgrade zur Verfügung. Probieren Sie PostDICOM noch heute aus!

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