Comprendre le DICOM -...

Décembre 2005 – Eric PICEL 1

Comprendre le DICOM…

Comprendre le DICOM



DICOM

DICOM

=

Digital ImagingCOmmunication in Medicine



Plan

• Présentation

• Les modalités

• Les images DICOM

• Les services DICOM

• Les stations de travail



C’est quoi le DICOM

• Digital COmmunication in Medicine–Structurer l’information du monde médical

• Norme mondiale–Normalisation des données ( images )

–Normalisation des échanges ( réseau, média )



Pourquoi le DICOM

• Pour la nouvelle génération de sources d’images numériques

• Traitement de ces nouvelles images numériques

• Facilité les échanges pour les transferts et l’archivage

• Compatibilité entre constructeurs



Histoire du DICOM

• ACR-NEMA 1.0 et 2.0 en 1985-1988

• DICOM (3.0) en 1993



Les sources d’images et le réseau DICOM

DICOM 3.0 network

Serveur



Comment ça marche ?

• Les images

–Création des images• Les différentes modalités

• Les informations spécifiques

• Les services associés

–Transfert / archivage

– Impression



Les sources d’images ou modalités

• Différents concepts physiques

• Différentes techniques de création de l’image

• Différentes propriétés des images

• Différents besoins des images

• Différentes utilisations des images



Modalité CT ( scanner )

• Imagerie à rayons X

• Taille de l’image 512 x 512.

• Obtention de séries d’images.

• Reconstruction volumique ( 3D ) àpartir des coupes.



Modalité CT ( scanner ) - 2

• Image– 0.5 Mo par image ( noir et blanc )

– Possibilité de reconstruction 3D en couleur

• Examen – Série de 50 : 25 Mo

– Examen normal : 4 séries

– Scout, images brutes et reconstruction

– 250 Mo



Modalité MR ( IRM )

• Imagerie à résonance magnétique

• Taille de l’image 512 x 512 ou 256x256.

• Obtention de séries d’images.

• Reconstruction volumique ( 3D ) àpartir des coupes.



Modalité MR ( IRM ) - 2

• Image

–0,5 Mo par image ( noir et blanc )

• Examen

–Série de 50 : 25 Mo

–Série de 100 : 50 Mo



Modalité CR DX MG XA ( radiologie )

• Imagerie à rayons X

• Images de radiologie sont en niveaux de gris (N&B)

• Les images de coronarographie (et artériographie) sont des séquences (de 25 i/sec à7.5 i/sec) au format 512 x 512.

• Les images de radio ont une taille 4000 x 4000.



Coronarographie – Propriétés

• Image

–1,5 Mo par image ( noir/blanc)

–20 Mo pour une séquence de 10 sec

• Examen

–Routine : 12 séquences : 200 Mo

–Dilatation : 25 séquences : 400 Mo



Radiologie – Propriétés

• Image

–10 à 40 Mo par image ( noir/blanc)

• Examen

–2 ou 3 images



Modalité US ( échographie )

• Imagerie Ultrasons

• Images fixes ou dynamiques

• Résolution 768 x 576.

• Images en niveaux de gris (N&B) ou en couleur.

• La couleur est utilisée pour le mode doppler pour identifier les flux



Modalité US ( échographie ) - 2

• Image

–1,5 Mo par image ( couleur ou noir/blanc)

–20 pour une séquence de 10 sec

• Examen

–8 images fixes : 12 Mo

–8 images fixes et 2 séquences : 50 Mo



Modalité NM ( médecine nucléaire )

• Imagerie nucléaire ( radioactivité )

• Images de médecine nucléaire sont soit en niveaux de gris soit en couleurs (fausses couleurs).

• L’imagerie PET permet d’obtenir des coupes et des reconstructions 3D.

• Taille des images 256 x 256 ou 64 x 64



Images – Propriétés 3

• Image

–0,2 Mo par image ( couleur / noir et blanc )

• Examen

–Scintigraphie cardiaque : série de 64 images : 13 Mo



Récapitulatif des modalités

• CR DR XA MG : radiologie, conventionnelle, radiologie numérique, coronarographie, mammographie digitale

• CT : scanner

• MR : résonance magnétique ( IRM )

• NM : Médecine nucléaire

• US : Ultra son.



Un modèle structuré

PatientPatient

EtudeEtude

SérieSérie

ImageImage



Un système de numérotation unique

• Pourquoi les UID ( Unique IDentifier )–Un UID pour une étude

–Un UID pour une série

–Un UID pour une image

• Un fichier unique par image identifiable parmi toutes les autres images



Les images – structure d’un fichier

• Encapsulation des données de l’image.

• Un fichier contient :– Informations spécifiques

– Informations images

DICOM Header Tag

Info patient, série, examen, modalité

Type d’examen, paramètre dédiés de l’examen( position du patient, position du système d’imagerie, paramètre de l’acquisition… )

Type d’image, paramètres dédiés à l’image ( fenêtre, résolution spatial, filtre , LUT à appliquer … )

Image, Vidéo



Informations spécifiques

• Appelé aussi DICOM Tag Header

• Information démographique

• UID

• Informations dédiées à l’acquisition

• Informations dédiées au traitement de l’image



Information de l’image

• La compression des images–Brut ( RAW )

– JPEG Lossless ( 1:2 ) sans perte

– JPEG Lossy ( 1:20 ) avec perte

– JPEG2000…

• Image fixe : Matrice des pixels de chaque image

• Vidéo : Les trames



Exemple d’un DICOM DUMP

Consulter le fichier



Réseau DICOM – Les couches

PhysiqueETHERNET

Application

DICOM

AET : Application Entity Title : unique pour chaque application du réseau

TCP/IPAdresse IP : unique pour chaque machine du réseau

Port d’Ecoute (réservé port 104)



L’association – une suite de définitions

• Classes supportées

• Rôle de chacun des deux éléments communiquant

• Syntaxe de transfert

• Autres paramètres de transfert



L’exemple basique –Store SCU / Store SCP

• Permet de transmettre d’une modalité DICOM à une autre des images en utilisant le protocole DICOM

• SCU : service class user ( Emetteur )

• SCP : service class provider ( Récepteur )



Modalité B

SCU / SCP suite

Modalité A

SCU

J’ai bien reçu l’image( storage commitment )

SCP

Je veux envoyer une image

association



Les fonctionnalités du DICOM( Service Class )

• Store : transfert des images entre des modalités via le réseau

• Media Storage : sauvegarde sur media des images

• Query / Retrieve : récupération des images à partir d’un serveur

• Print Management : impression des images



DICOM Query - Retrieve

• Service d’interrogation et de récupération d’information à partir d’une base de données et des images

• Nécessite un service Store SCP sur la machine client

• 2 étapes– Interrogation

– Récupération



DICOM Query – Retrieve –Schéma

ServeurStation

DB

Je veux savoir sil’examen est disponible

J’ai l’examen

J’envoie l’examen

Je veux récupérer l’examen



DICOM – Worklist

• Service DICOM

• Offre la possibilité de connaître la liste des travaux à faire

• Contient l’ensemble des données démographiques du patient

• Contient des données sur le protocole de l’examen à réaliser

• Simplifie la saisie des données démographiques pour les nouveaux examens



DICOM – Worklist - Schéma

ServeurWorklist

DonnéesDémographiques

Du Patient

StationAcquisition

DB

Je veux connaîtreLa liste des examens prévus

Je veux récupérer les informations de l’examen

Liste des travaux( worklist

)



DICOM Print

• Service d’impression sur des reprographes laser

• Mise en page, filtrage dédié à l’impression…

• Nécessite le service Print SCU sur la machine client



DICOM Print - Schéma

Modalité A

Images brutes ou traitées

PrintSCU

Print SCP

Je veux imprimerune image

association

TraitementsLUT

Filtrage Formatage



CD DICOM

• CD-ROM

• Format de gravure ISO 9660

• Image DICOM fichier XXXXXXXX

• DICOMDIR

• Fichiers supplémentaires– Images format JPEG

–Viewer DICOM

–Compte Rendu



CD DICOM - Schéma

DICOMDIR



Les documents de conformité

• Conforment statement

• Pour savoir tous les services mis à la disposition des autres modalités

–SOP classes

–Syntaxe de transfert



HIS /RIS / PACS

• Hospital Information System– Système global de gestion de l’hôpital ( imagerie, stock, pharmacie…)

• Radiology Information System– Ensemble du réseau dédié à la radiologie

– Imagerie + Gestion

• Picture Archiving Communication System – dédié à l’imagerie uniquement

– But d’archivage



HIS /RIS / PACS - Schéma

PACSImages

HIS

Système globale

hospitalier

RIS

Gestion rendez-vous



Stockage – Archivage - 1

• Stockage:enregistrement des données sur un disque dur ou sur un système de disque dur (système RAID). En cas de problème mécanique des disques durs les données peuvent être endommagées ou perdues définitivement (système de sécurité RAID)

• Archivage:enregistrement des données sur un support indépendant du lecteur, archivage sur bandes, sur CD, sur DVD, sur MOD. Si le lecteur tombe en panne, les médias peuvent être lus à partir d’un autre lecteur.



Stockage – Archivage - 2

• Les solutions matériels existantes

• Les problématiques–Les quantités d’informations à traiter

– La compression des données

–L’accès aux données

–La durée d’archivage

–L’évolution du matériel

–…



La visualisation des Images

• Une nouvelle façon de travailler ?

• Un négatoscope numérique ?

• Une station de travail par métier ? Par modalité ?

• Quel poste de travail ?



Les images médicales

• Une image en niveaux de gris

• 10 – 12 – 16 bits d’informations par pixel

• Taille de quelques centaines de Ko à quelques dizaines de Mo

• 512 x 512 à 4000 x 4000 pixels



L’écran

• Il n’a plus la fonction de moniteur de contrôle

• Dalle LCD <> Tube cathodique

• Taille de 17’’ à 22’’

• Résolution de 1,3Mp à 5Mp

• Couleur / Niveaux de gris

• Profondeur de niveaux de gris 8 ou 10 bits



La station de visualisation

• Dans les services

• Visualiser les images sans avoir de diagnostique à faire

• Voir les images significatives

• Affichage simple des images

• Peu d’outils



La station de travail CT

• Au scanner

• Interprétation et diagnostic

• Reconstruction volumique MIP

• Reconstruction orth et MPR

• Vitesse, nombreux traitements

• Bi-écran ( écran couleur de taille moyenne )



La station de travail MG

• En salle d’interprétation

• Interprétation et diagnostique

• Filtrage ( Compression dynamique )

• Diaphragme, Fenêtrage

• CAD ( Aide au diagnostic )

• Carte graphique 5 Mp 10 bits niveaux de gris

• Bi Ecran 5 Mp 10 bits Niveaux de gris



La Qualité

• Comment apprécier la qualité

• La calibration des écrans

• La qualité des écrans avec la norme DICOM

• La qualité d’un bout à l’autre de la chaîne d’image



L’évolution

• Des images numériques d’un bout à l’autre de la chaîne– Capteur

– Transfert

– Station d’interprétation et de visualisation

– Impression / Archivage

• Toutes les modalités sont concernés

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