Bruno Henrique Meyer DICOM

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Ana Carolina Azambuja Delgado
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1 Bruno Henrique Meyer DICOM Brasil Out de 2017

2 Bruno Henrique Meyer DICOM Universidade Federal do Paraná CI167 - Sistemas de Informação em Saúde Brasil Out de 2017

3 2 1 Introdução As Tecnologias de informação e comunicação (TICs) estão cada vez mais presentes em diversas áreas. A demanda de ferramentas e aplicações que fazem o controle e gestão de informações acompanham esse crescimento, o que acarreta no acúmulo de sistemas que dispõe diversas funcionalidades. Não é incomum que profissionais que usam esses sistemas utilizem mais de uma ferramenta que manipulam o mesmo conjunto de dados ou partes de um conjunto. Visto isso, vê-se a necessidade da padronização e construções de interfaces que integram diferentes sistemas, ou seja, que se defina padrões de interoperabilidade que permitam a comunicação entre diferentes programas. Assim como descrito em (MOREIRA; DURÃO; CORREIA, 2012), as tecnologias (hardware e software) envolvidas na obtenção e análise de imagens médicas são diversas. Portanto é necessário uma padronização para que a interoperabilidade entre os diferentes sistemas seja funcional. Devido essa causa, no início da década de 1980, foi proposta a norma DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) que possui um conjunto de regras e protocolos que orientam o funcionamento da interoperabilidade presente nas aplicações da área.

4 3 2 Estrutura e partes da especificação DICOM Por se tratar de uma norma com algumas regras rígidas, o DICOM possui uma organização e especificação bem modelada. Como descrito em (NEMA, ), as partes que compõe o DICOM 1 pode ser analisada da seguinte forma: Introdução e visão geral; Compatibilidade; Informação acerca das definições do objeto; Especificações dos serviços de classe; Estrutura e codificação dos dados; Terminologia; Troca de mensagens; Suporte da rede de comunicação para troca de mensagens; Armazenamento de mídia e formato de arquivo para permutação de mídia; Perfis de aplicação de armazenamento de mídia; Formatos e mídia física; Padrões de escalas de cinza e funções de amostragem; Segurança e perfis de gerenciamento de sistema; Capacidade de mapeamento de conteúdo; Informação explicativa; Web Services; Hospedagem de aplicações; Relatórios de imagem utilizando HL7 Clinical Document Architecture. 1 Versão PS3

5 4 3 Modelo de comunicação do DICOM O escopo geral de uma aplicação que atende a norma DICOM é formado por DICOM service user (DSU); DICOM Message Service Element (DIMSE) que atua como DICOM service provider (DSP). o DIMSE (DSP) atua como interface entre as duas aplicações e se relacionam com o DSU, que é utilizado no framework dentro dos softwares. Assim como indica (JR et al., 1997), o protocolo de comunicação para troca de arquivos no DICOM via rede é baseado em dois tipos de operações: pull e push. O método mais comum é o push, onde se transfere a imagem e todos seus metadados por meio de protocolos baseados em TCP/IP de um dispositivo para outro. Muitas das funcionalidades mencionadas se baseiam em clases SOP (Service Object Pair). Uma instância de uma classe SOP é utilizada para disponibilizar diversos serviços e podem ser instânciados e compartilhados entre diferentes aplicações.

6 5 4 Modelagem de informação e objetos de serviço Segundo (JR et al., 1997), os serviços DICOM podem ser categorizados em dois grupos: Os compostos e os normalizados. Entre as operações compostas, estão: C-STORE: Também conhecido como DICOM push, conforme descrito anteriormente. C-FIND: Semelhante a uma consulta SQL, busca imagens (uma ou mais) relacionadas à um conjunto de características especificadas. C-MOVE: Assim como o C-STORE, armazena a instancia de uma imagem em um aplicação que é uma cópia de uma instancia composta. O destino pode ser uma aplicação estrangeira ou a mesma aplicação que solicitou esse serviço. C-GET: Transfere uma instância SOP de uma aplicação qualquer para a aplicação que solicitou o serviço. C-ECHO: Usado para verificar se os serviços estão funcionando normalmente. Entre as operações normalizadas estão: N-CREATE: Utilizado para criar uma instancia de um Basic Film Session SOP Class, ou seja, de um determinado conjunto de dados. N-SET: Atualiza um conjunto de dados. N-GET: Solicita um conjunto de dados. N-ACTION: Executa um comando em específico. N-DELETE: Deleta a instância de um objeto em específico. N-EVENT-REPORT: Utilizado para comunicação entre DSP E DSU. É uma operação incomum e usada muitas vezes para comunicação em operações de impressão. Vemos como principal diferença entre as operações normalizadas e as compostas o fato de que nas operações compostas a atualização dos dados é feita de forma implícita,

7 Capítulo 4. Modelagem de informação e objetos de serviço 6 já nas normalizadas é necessário fazer uma operação para isso. Utiliza-se as operações normalizadas para tratar conjuntos muito grandes de imagens, e para isso existe diversos mecanismos que podem ser utilizados para controle de impressão, categorias de dados, etc.

8 7 5 Formato de dados DICOM Esse tópico é relevante principalmente para a descrição e entendimento da parte de troca de mensagens presente na norma DICOM. Como relatado na especificação oficial (NEMA, ), as componentes que formam essa parte da especificação são: A codificação dos valores; A estrutura e uso do conjunto de dados; Uso dos elementos de dados e relações com outros elementos; A construção e uso de conjuntos de dados aninhados; A construção e uso de conjuntos que contém Pixel Data; Como identificar e diferenciar informações; A especificação da sintaxe de transferencia da norma DICOM. Os dados que contém texto, inclusive no cabeçalho dos arquivos, podem assumir diferentes tipos de codificação de texto, há preferência pelos padrões adotados na Europa como ISO-IR 100, ISO-IR 101, ISO-IR 144, ISO-IR 126. Os dados de um elemento são compostos por quatro principais campos: Data Element Tag: Contém dois inteiros que representam a identificação do grupo ao qual o elemento está relacionado e a identificação única do elemento; Value Representation: Um campo contendo uma String que contém uma tag de dois caracteres que fazem referência ao tipo dos dados; Value Length: Campo com o tamanho dos valores dos dados. Value Field: Campo que contém os dados que são do tipo especificado pelo Value Representation. Há a possibilidade de utilizar mais de um tipo de dado no mesmo elemento utilizando a representação Value Multiplicity, que utiliza parte deste campo para sua descrição. Em relação aos atributos desconhecidos (Unknown Value Representation), a norma especifica que devem ser somente utilizados em atributos privados dos elementos.

9 8 6 Como sistemas de informação usam o DI- COM Assim como citado no trabalho de (AZEVEDO-MARQUES et al., 2005), tecnologias como o RIS/PACS utilizam o DICOM em suas imlpementações como parâmetro para padrões de interoperabilidade e comunicação. No trabalho de (BOOCHEVER, 2004) fica claro a usabilidade do DICOM, que atualmente cobre os problemas existentes na relação entre RIS, PACS, HIS e HL7. As operações relatadas nos capítulos anteriores deste documento visibilizam os métodos de comunicações que são encorporados nos sistemas que utilizam o DICOM. Sistemas embarcados e aparelhos que não possuem necessariamente um sistema operacional ainda podem utilizar recursos de baixo nível utilizando o DICOM, isso é possível pois a norma é definida já na camada de transporte do modelo OSI.

10 9 7 Conclusão A interoperabilidade entre aplicações é um conceito necessário devido ao avanço e crescimento de novas tecnologias. Na área da saúde nota-se a necessidade para a comunicação entre sistemas que trabalham com imagens médicas. O DICOM possibilita a comunicação entre esses sistemas por meio da elaboração de diversos padrões de troca de mensagem, armazenamento e operações. Por especificar inclusive modelos de protocolos de comunicação em rede acima da camada de transporte, o DICOM viabiliza a integração mais simples de novas tecnologias que possam ser criadas tanto em aspectos de hardware como de software. A tecnologia também possui um conjunto bem definido de operações que manipulam conjuntos de imagens para fins de impressão, modificação e permutação. Vê-se portanto uma grande importância da aplicação da norma DICOM no contexto da tecnologia de sistemas de imagens médicas atual e principalmente no cenário do desenvolvimento de novas tecnologias que visam auxiliar e aperfeiçoar a área.

11 10 Referências AZEVEDO-MARQUES, P. M. d. et al. Integração ris/pacs no hospital das clínicas de ribeirão preto: uma solução baseada em web. Radiol Bras, SciELO Brasil, v. 38, n. 1, p , BOOCHEVER, S. S. His/ris/pacs integration: getting to the gold standard. Radiology Management, v. 26, n. 3, p , JR, W. D. B. et al. Understanding and using dicom, the data interchange standard for biomedical imaging. Journal of the American Medical Informatics Association, BMJ Group BMA House, Tavistock Square, London, WC1H 9JR, v. 4, n. 3, p , , 5 MOREIRA, A.; DURÃO, A. R.; CORREIA, A. Aplicação da norma dicom em medicina dentária. Revista Portuguesa de Estomatologia, Medicina Dentária e Cirurgia Maxilofacial, Elsevier, v. 53, n. 2, p , NEMA. DICOM. Acesso em: 5 nov , 7

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