هدف اولیه از تدوین و ارائه استاندارد انتقال تصاویر پزشكی به روش دیجیتال ، تأمین امكان بازیابی تصاویر و اطلاعات همراه آن‌ها از تجهیزات تصویربرداری در یك قالب استاندارد بود كه میان سازندگان تجهیزات تصویر برداری مشترك باشد. تحقق این امر امكان بازیابی تصویر و اطلاعات آن را برای متخصصان مستقل از نوع تجهیزات و شركت سازنده فراهم می‌آورد.

نـخـسـتـیـن دسـتـاورد در ایـن زمینه استاندارد مشترك كالج رادیولوژی آمریكا و اتحادیه ملی تـولـیـد‌كنندگان الكتریك بود كه در سال 1985 میلادی انتشار یافت و مختصات ارتباط نقطه به نقطه برای انتقال تصاویر را مشخص می‌كرد.
تــحـــول ســریــع شـبـكــه‌هــای كــامـپـیــوتــری و سیستم‌های بایگانی و ارسال تصاویر خیلی زود نشان داد كه استاندارد نقطه به نقطه كاربرد بسیار مـــحــــدودی خــــواهــــد داشــــت. بــــا تــــوجــــه بــــه اسـتـانـداردهـای شبكه و اصول حاكم بر انتقال اطـلاعـات در شـبـكه‌های كامپیوتری و نیز مبنا قـرار دادن اسـتـاندارد ACR-NEMA ، كار بر روی اسـتــانــدارد ادامــه یــافــت تــا در نـهــایــت نـمــونــه استاندارد تصویربرداری و ارتباطات دیجیتال در پزشكی DICOM از سال 1993 میلادی شروع به ارائه شد. در حال حاضر جدیدترین نگارش این استاندارد كه با عنوان 3 DICOM شهرت یافته و مـحـصـول سـال 2000 مـیـلادی اسـت ، گـسـترش كامل در سطح بین المللی یافته و از سوی سازمان استاندارد اروپا با عنوان اختصاری medicom به عنوان استاندارد شناخته شده است. در ژاپن نیز اتحادیه صنایع تجهیزات پرتو نگاری ژاپن این استاندارد را برای ذخیره سازی و بازیابی تصویر به خدمت گرفته است.

هر چند كه استاندارد DICOM به دلیل رواج كامل آن در جهان از سوی سازندگان تجهیزات تـصــویــربـرداری ، پـردازش تـصـویـر و مـدیـریـت پرونده‌های پزشكی كاملا شناخته شده است و متخصصان رادیولوژی و پزشكان در كشورهای پیشرفته صنعتی نیز با آن آشنایی دارند ، اما در كشورهای در حال توسعه هنوز هم بسیاری از متخصصان و دانش آموختگان رشته پزشكی تا حدودی با استاندارد DICOM و كاربرد گسترده آن در جهان امروز و تسهیلاتی كه استفاده از این استاندارد می‌تواند به امر فراهم آوردن بستر مناسب برای بهبود تشخیص و مشاوره پزشكی عرضه كند بیگانه‌اند.
شاید علت اصلی آن باشد كه این استاندارد نیز همانند سایر استانداردهای موجود به تجهیزات به زبان تخصصی برای كارشناسان تولید كننده تجهیزات یا به عبارت دیگر برای مهندسان نوشته شده است و نه متخصصان تصویر برداری و پزشكان مجرب.
اصـولا استـانـدارد DICOM دو مبحـث اسـاسی را در مورد تصاویر پزشكی پوشش می‌دهد:

- خود تصویر و اطلاعات همراه آن و نحوه سامان دهی آن‌ها در قالب یک پرونده كامپیوتری
- قراردادها و نحوه ارسال و دریافت پرونده‌های كامپیوتری بین اجزای مختلف سیستم در شبكه‌های كامپیوتری

مبحـث سـازگـاری نسبـی میـان روش ذخیـره سـازی و بازیابی تصاویر پزشكی در تجهیـزات سـاخـت تـولیـد كننـدگان مختلف را تضمین می‌كند و موضوع دوم انتقال صحیح این پرونده‌های كامپیوتری حاوی تصاویر بر روی شبكه‌های كامپیوتری را اطمینان بخش می‌سازد.
بر اساس استاندارد ، پرونده كامپیوتری حاوی تصویر مشتمل بر چهارگونه اطلاعات است:

- مشخصـات بیمـار كـه شـامـل اطـلاعاتی كه نظیر نام و نام خانوادگی ، سال تولد ، جنسیت ، شماره پرونده و مواردی نظیر آن را در بر می‌گیرد.
- اطلاعات تفسیری نظیر نوع تصویربرداری ، تفسیر متخصص تصویربرداری از محتـوای تصـویـر و مشخصـات مـركـز تصـویـربرداری ، تاریخ تصویربرداری را شامل می‌شود‌.
- اطلاعات مربوط به تصویر همانند سیاه و سفید بودن یا رنگی بودن تصویر ، ثابت بودن یا متحرك بودن تصویر و ابعاد تصویر
- اطلاعات شدت روشنایی نقاط مختلف تصویر است.

در هر چهار بخش ، هر یك از اجزای اطلاعاتی برچسب شناسایی منحصر به فرد خود را دارد كه با آن شناخته می‌شود و مشخص می‌كند مشخصات ثبت شده مربوط به كدام جزء اطلاعاتی است.
استـانـدارد DICOM انعطاف پذیری قابل ملاحظه‌ای را برای سازندگان تجهیزات تصویرپردازی در نظر گرفته است. زیرا این آزادی عمل را به آن‌ها می‌دهد كه به صورت اختیاری برخی اطلاعات را همراه تصویر ذخیره كنند و از ذخیره سازی مابقی اطلاعات صـرف نظـر كننـد. بـر همیـن اسـاس بـرای اطـلاع رسـانی مناسب به كاربران در مورد قابلیت‌های هر دستگاه تولید كننده تصاویر DICOM و مقایسه مناسب میان تجهیزات مختلـف ، مطـابـق استـاندارد سازندگان تجهیزات ملزم هستند اطلاعات سازگاری با بخش‌های مختلف استاندارد را در قالب گواهی یا بیانیه انطباق با استاندارد در اختیار مشتریان قرار دهند.

تسهیلات
ذخیـره‌سـازی تصـاویـر پـزشكـی بـه صـورت پـرونـده كـامپیـوتـری بـه ویـژه در قالب استاندارد DICOM تسهیلات بسیاری را برای متخصصان فراهــم می‌آورد.
- امكان نسخه‌برداری دقیق و سریع به هر تعداد از تصویر بدون قرار دادن مجدد بیمار در فرایند تصویربرداری پزشكی.
- بایگانی تصویر در محل‌های مختلف (نزد بیمار ، پزشك ، مركز تصویر برداری و مركز درمانی)
- ارسال تصویر از طریق شبكه‌های ارتباطی بدون افت كیفیت
- فراهم كردن امكان پردازش كامپیوتری تصاویر
- بسترسازی برای بهره گیری از نظر تشخیصی و مشاوره‌ای متخصصان ساكن در سایر شهرها و كشورها از جمله این تسهیلات محسوب می‌شود.

به دلایل فوق ، استاندارد DICOM بخش تفكیك ناپذیر سیستم‌های بایگانی و انتقال تصویر (PACS) ، رادیولوژی از دور (Teleradiology) و پزشكی از دور (Telemedicine) به شمار می‌آید. امروزه در اغلب كشورهای پیشرفته صنعتی نه تنها تصاویر پزشكی بیمـاران كـه بـر اسـاس استـانـدارد DICOM تهیـه مـی‌شـود در هر مركز درمانی بر روی شبكه‌های كامپیوتری قرار دارد و از بخش‌های مختلف مركز قابل دسترسی است ، بلكه در بسیاری موارد شبكه‌های شهری و ملی وجود دارند كه امكان دسترسی به تصاویر از مراكز درمانی مختلف را فراهم می‌سازند. تمامی این قابلیت‌ها موجب شده است كه در جوامع پیشرفته صنعتی استاندارد DICOM در امور پیشگیری از بیماری ، درمان ، آموزش و تحقیقات پزشكی نقش به سزایی را ایفا كنند.

‌تاریخچه DICOM
حالت استاندارد در سال 1983 توسط كمیته مشتركی از دانشكده رادیولوژی آمریكا (ACR) و انجمن تولیدكنندگان بین المللی الكتریكی (NEMA) شكل گرفت. هدف اولیه در ایــن پــروژه دســت یــابــی بــه تـصــاویــر دیـجـیـتــال پــزشكـی مستقـل از دستگـاه‌هـای تصویربرداری بود.انـجـمـن فـیـزیـك پـزشـكی آمریكا (AAPM) استانداردی برای ثبت تصاویر بر روی نوار‌های مغناطیسی تولید كردند. اولین نسخه از این استاندارد كه ACR-NEMA نامیده می‌شد ، در سال 1985 منتشر شد. همانند هر نسخه ابتدایی 1.0 ACR-NEMA خطـاهایی داشت و خیلی زود آشكار شد كه این استاندارد به كار و تلاش مداوم بیشتری نیازمند است.
بــه هـمـیــن دلـیــل گــروهــی بــه مـنـظـور بهبـود قـسـمـت‌هـایی خاص از این استاندارد در حال پـیـشـرفـت تـشكیل شد كه نتیجه آن نسخه دوم 2.0 ACR-NEMA بود كه در سال 1988 منتشر شد. توانایی این وسیله برای ارتباطات پزشكی بسیار مـحـدود بـود. بـرای پـاسـخ بـه این نیازمندی ها ، نسخه سوم استاندارد ACR-NEMA تهیه شد و در سال1992 به فرم ساده ای ارائه شد. این نسخه سوم ACR-NEMA DICOM یا 3.0 DICOM نامیده شد و این نسخه با نام DICOM معروف شد.

جزئیات DICOM
به دلیل این‌كه تمام DICOM در فرمت دیجیتال است ، داده‌های كامپیوتر همانند زندگی روزمره با یك سیستم اعشاری مواجه است. یعنی در یك فـــرمـــت دوتـــایــی (Binary) ذخـیــره و پــردازش می‌شوند. دوتایی یا بر پایه 2 ، به این معنا است كه هر مقداری تنها با 2 رقم ارائه می‌شود: 0 و 1. یك بیت ، رقمی است در سیستم دو تایی ، در نتیجه هر بیت تنها می‌تواند یكی از دو تا مقدار ممكن را دارا باشد: 0 و 1. یك بایت  به سادگی از 8 بیت تشكیل شده است. اگر تمام تركیب‌های ممكن از 8 رقم دو تایی نوشته شود ، 256 رقم دوتایی خواهد شد. به عبارت دیگر یك بایت می‌تواند مـقادیر 0 تا 255 را ذخیره كند. هر سخت افزار كامپیوتر داده‌ها را به صورت بایت ذخیره كرده ، مـی‌خواند و می‌نویسد. مانیتورها از یك بایت برای هر رنگ اصلی (قرمز ، آبی  یا سبز) استفاده می‌كند تا 26 سایه خود را ارائه دهند. در نتیجه فــقـــط یـــك بـــایــت ، بــرای ارائــه Gray Scale در رادیولوژی در دسترس است.

این بدان معنا است كه 256 سایه از خاكستری را بر روی هر مانیتور از انواع ‌قدیمی خـواهـیـد داشـت. مـانـیتورها و سخت افزارهای مخصوص رادیولوژی با اختصاص بایت‌های بیشتر به سایه رنگ‌های Gray Scale ، بر این محدودیت‌ها غلبه كرده است.
یك بایت همچنین گزینه‌های كافی را در اختیار گذاشته تا تمام كاراكتر لاتین را ذخیره كنید ؛ پس یك بایت اغلب به عنوان یك واحد كاراكتر منفرد نمایش داده می‌شود. برای مثال ، به منظور ذخیره 12 كاراكتر ، یك كامپیوتر از 12 بایت حافظه استفاده می‌كند ، یك بایت به ازای هر كاراكتر. حجم‌های بزرگ داده مثل تصویر ، می‌تواند نیازمند میلیون‌ها بایت برای ذخیره سازی باشد. در نتیجه سیستم دوتایی ، بایت‌ها را در تعداد بزرگتر شمارش می‌كند. 1024 = 102 ‌به صورت 1 كیلو بایت یا  KB نوشته می‌شود و 1024 كیلو بایت یعنی 1 مگا بایت و به همین ترتیب ادامه دارد.

فرمت متنی در مقابل فرمت دو تایی
بر طبق فرمت داده‌ها ، هر داده می‌تواند هم به صورت متن و هم به صورت فرمت دوتایی ذخیره شود. فرمت متنی عمدتاً برای اسامی ، تاریخ‌ها و دیگر متن‌ها به كار می‌رود. فرمت دوتایی به منظور رمز گذاری مقادیر عددی تكی یا ترتیب‌های عددی (پیكسل‌های تصاویر و مشابه آن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. فرمت دو تایی این مزیت را دارند كه اعداد را با حالت فشردگی بیشتر و به صورت كامپیوتر گرا ذخیره كنند و این عامل باعث می‌شود تا انتخاب‌های بیشتری برای داده‌های دیجیتالی وجود داشته باشد. به عبارت دیگر رمزگذاری داده‌های دو تایی مرتبط با یك مسئله جدی و نامناسب است كه این رمز گذاری وابسته به سخت افزار كامپیوتر است.

كامپیوترهای مختلف از ترتیب متفاوتی در بایت‌ها به منظور ارائه یك سری اعداد مولتی بایت استفاده می‌كنند. در مقایسه با مقادیر عددی ، اطلاعات یا داده‌های متنی هر كاراكتر بایت به طور مستقلی ذخیره می‌شوند و در نتیجه بدون توجه به نوع سخت افزارشان همیشه به یك ترتیب خواهد ماند. بر اساس نوع داده ، DICOM از هر دو فرمت متنی و دوتایی استفاده می‌كند. اگر فایل DICOM را به هر روش به طور مثال Word باز كنید ، با مخلوطی عجیب و سمبول‌هایی ناخوانا از زنجیره متنی كه قبلا داشته اید ، مواجه خواهید شد كه قسمتی از اطلاعات عددی و رمزگذاری شده دو تایی در DICOM است.

تصاویر پزشكی در DICOM
حال نوبت به آن رسیده است تا دانسته شود كه DICOM چگونه با تصاویر پزشكی برخورد خواهد كرد. قطعاً تصاویر از خصوصیات معروفی شامل پهنا ، ارتفاع ، بیت‌های به ازای هر پیكسل تشكیل یافته اند.
DICOM مـحـدوده گسترده ای از فرمت تصاویر را پشتیبانی می‌كند. این فرمت‌ها می‌تواند در دو گروه جای داده شوند:

1 -فرمت‌های ویژه DICOM :این فرمت‌ها تنها تـوسـط DICOM مـورد استفـاده قـرار می‌گیرند. آن‌ها عمدتاً از قدیمی ترین‌ها تشكیل شده اند. آن‌هـا مشـابـه ردیـف BMP بـا بستـه‌های پیكسل بایت‌های متفاوت هستند.

-2 فــرمــت‌هـای اسـتـانـدارد مــسـتـقـل و پذیرفته‌شده توسط DICOM  :این فرمت‌ها شامل فـرمـت‌هـای معـروفی از جمله JPEG , RLE , ZIP هـسـتـنـــد. هـمـــه ایـــن اسـتـــانـــداردهــا مــرتـبــط بــا تكنیـك‌هـای فشـرده سـازی تصـاویر هستند كه آن‌هــا را در تـصــاویــر پــزشـكــی قــابــل اسـتـفــاده می‌سازد.

تسهیل دوطرفه برای بیمار و پزشک با سیستم PACS
سیستم نرم افزار پكس (PACS) آرشیو و تبادل تصاویر دیجیتال پزشكی را به عهده دارد. این نرم افــزار طــی بیسـت سـال گـذشتـه در كشـورهـای پیشرفته جهان مورد بهره برداری قرار گرفته و استفاده از آن نتایج مثبتی را به همراه داشته است. از مـحــاســن ایــن نـرم افـزار آن اسـت كـه سـبـب صـرفـه‌جـویـی زمـانـی و مـالـی در گردش كاری بـیـمــارسـتـان مـی‌شـود. نكتـه مهـم‌تـر آن كـه ایـن سیستم یك تسهیل دوطرفه برای بیمار و پزشك ایجاد می‌كند ؛ بیمار جهت ثبت سوابق قبلی و تـاریـخ‌هـای مـراجـعـات گـذشـتـه اش بـه پزشك دغدغه ای نخواهد داشت و پزشك نیز در مدت زمانی كوتاه به سوابق بیمار دست پیدا خواهد كرد و امكان مقایسه آزمایش روزانه بیمار با سایر آزمایشات گذشته او را خواهد داشت و طبیعتاً تـوان تـشـخیص صحیح تر و جامع تری را پیدا خواهد كرد.

فــرمـــت دایـــكـام ، فـــرمـت اســـتــانــدارد تصویربرداری پزشكی با ورژن‌ها و نسخه‌های مـتـفـــاوت اســت. ایــن فــرمــت سـبــب مــی‌شــود دستگاه‌های تصویربرداری مختلف از هر نوع و هر ماركی به راحتی تصویر دلخواه را از بیمار بگیرند و امكان پردازش تصویر بدون وابستگی به سخت افزار را فراهم كنند.

فــایــل‌هــای بــا پـســونــد دایـكــام حــاوی كـلیـه اطـلاعـات دسـتـگـاه‌های تصویربرداری ، بیمار ، بیمارستان و ... تحت عنوان هدر هستند و بدین تـرتـیب تصویری كه از بیمار گرفته می‌شود به همراه اطلاعات فوق روی سیستم پكس آرشیو می‌شود.
در فـرمـت دایـكـام كـلیه جنبه‌های استاندارد لـحـاظ شـده اسـت. یـكـی از جـنـبـه‌هـا استاندارد مشاهده Viewing تصاویر است كه باید با توجه به روش تــصـــویــربــرداری ، رزولــوشــن (تـفـكـیــك پذیری) خاصی را برای هر تصویر لحاظ كرد. به عــنـــوان مــثـــال تــصـــویــری كــه از یــك دسـتـگــاه ماموگرافی با آن حساسیت گرفته می‌شود ، باید از كـیـفـیـت بـالایـی بـرخوردار بوده تا پزشك قادر باشد به راحتی نقاط مشكوك را از نقاط نرمال تـشخیص دهد و این امكان پذیر نیست جز با كمك استانداردی كه قادر به این تفكیك پذیری در كیفیت باشد.

هـدف از راه‌انـدازی نرم افزار پكس ، حذف چـرخـه‌ی پـرهـزیـنـه و كـم بـازده فـیـلـم و كلیشه filming و گـزارش نـویسی دیجیتال است. نكته مهم آن است كه گزارش (Report) پزشك باید به صـورت دیـجـیـتـال در سـیـسـتم ذخیره شود. در بیمارستانی كه از یك گردش كاری استاندارد در خصوص تصویربرداری پزشكی بیماران بهره مـــی‌بـــرد ، تــصـــاویـــر بـــه صـــورت دیــجــیــتــال از دسـتـگــاه‌هــای تـصـویـربـرداری در اخـتـیـار قـرار گـرفتـه ، سپس روی تصاویر خام پردازش‌های مورد نیاز توسط تكنولوژیست صورت می‌گیرد (Modification) و در ســیــســتــــم پــكــــس آرشـیـــو می‌شود. در ادامه پزشك رادیولوژیست پس از رویت تصاویر روی مانیتورهای مخصوص پزشكی با تفكیك‌پذیری به خصوص ، نظر اولیه خود را در قالب یك فایل صوتی (Dictation) به تصویر می‌افزاید. فرایند تبدیل فایل صوتی به متن و ذخیره سازی آن در سیستم پكس توسط كاربر منشی (Transcriber) صورت گرفته و در نهایت پزشك رادیولوژیست مجدداً گزارش را بررسی و نهایی می‌كند. مهم‌ترین دلیل برای نصب نرم‌افزار پكس در سیستم‌های بیمارستانی ، سرعت عمل و ایجاد یك چرخه استاندارد است.

نرم افزار پكس یك نرم افزار پزشكی است و بسیاری از كمپانی‌های بزرگ تجهیزات پزشكی ، در زمینه تولید و ارائه نرم افزار پكس فعالیت و رقابت می‌كنند كه هركدام ویژگی‌های مختص خود را دارند.

از ویژگی‌هایی كه باید درباره این نرم افزار در نظر گرفته شود ، نگهداری است و این مسئله مهم تر از خرید آن است ؛ چرا كه بدترین اتفاقی كه ممكن است برای یك نرم افزار پكس رخ دهد ، گم شدن اسناد یك بیمار است.بعد از نصب نرم افزار پكس ، عملا دستگاه‌های تصویربرداری وابسته به سیستم پكس شده اند و آرشیو و دسترسی به تصاویر تنها از طریق پكس محقق می‌شود. بدین ترتیب اگر به هر دلیلی نرم افزار دچار وقفه شود ، پیامدهای منفی بسیاری خواهد داشت. در ایـن زمـان نقـش دیتـابیـس و چگـونگـی دسترسی به نرم‌افزار پكس حیاتی است ؛ به‌گونه‌ای كه بازیابی اطلاعات را تضمین كند و نیز در صورت رخ دادن هر مشكل نرم افزاری ، قادر به دسترسی از طریق وب به عنوان سریع ترین راه دسترسی باشد. در این حالت به‌راحتی رفع خطا صورت می‌گیرد و سیستم مجدداً استارت می‌شود.بنابراین بحث پایگاه داده (Data Base) و دسترسی فراگیر (Web Based) از اهمیت بالایی برخوردار است. نكته دیگر آن كه یك نرم افزار پكس استاندارد بایستی قابل گسترش بوده و پاسخگوی نیازها و ماژول‌های مختلف تصویربرداری پزشكی باشد.

منبع: iranbme

همچنین بخوانید:

كاربردهای واقعیت مجازی در پزشكی

۴ فرصت استارتاپ های سلامت دیجیتال در بحران کرونا ویروس

سلامت دیجیتال، چگونه موجب کاهش هزینه‌های نظام سلامت می‌شود؟