Modelo de información DICOM

La especificación de los objetos DICOM están documentados en el Capitulo 3 del estándar que define el modelo de datos DICOM. La Figura 9.5 muestra una vista simplificada del modelo.

Un archivo DICOM se compone de dos partes, la primera es la cabecera del archivo que contiene metadatos relacionados al paciente, estudio e imagen y la segunda contiene la imagen propiamente dicha que puede estar comprimida en algún formato conocido (comúnmente JPEG).

El modelo de datos define los conceptos del mundo real como Entidades de Infor- mación (IE): Paciente, Estudio, Series e Instancia. Existen además otrasIE como

Visita, Equipamiento, Ensayo Clínico, Procedimiento y otras. De esta manera, un paciente puede tener de 1 aN estudios (también llamados exámenes) y cada estudio puede consistir de 1 a N series, siendo una serie un conjunto de instancias (imáge- nes, reportes, etc.) que fueron generadas por el mismo dispositivo (equipamiento) en la misma operación.

Además, el estándar da una definición de los conceptos de servicio y de la clase de información utilizada por esos servicios. A los servicios se los denomina DICOM services, los cuales pueden involucrar acciones para almacenar (STORE), buscar (FIND), transmitir (MOVE), entre otras. La clase de información involucrada en la ejecución de cada servicio se define como Information Object Definition (IOD).

Ejemplos de IODs pueden ser imágenes de tomografía computada, imágenes radio- gráficas, etc.

Cada IOD es una colección de módulos donde cada módulo está compuesto por diferentes atributos que se utilizan para describir una Entidad de Información (IE). El estándar agrupa y ordena de manera lógica estos atributos y también especifica cuales de ellos son obligatorios u opcionales. Los atributos que describen un pacien- te, por ejemplo, pueden incluir: el nombre, fecha de nacimiento y un identificador único. Un estudio en cambio, puede ser descrito por un identificador, fecha y hora del estudio y una descripción de la imagen. Cada uno de estos atributos está com- puesto por los siguientes elementos: Tag, VR, VL y Value, donde un Tag identifica unívocamente el atributo y sus propiedades, formado por una dupla numérica <nro. de grupo, nro. de elemento>, VR (value representation) define el tipo de dato al- macenado, VL(value length) indica la longitud del dato almacenado y Valueindica el dato propiamente dicho. Los atributos que describan al mismo módulo comparti- rán el mismo número de grupo. Por ejemplo, dentro de los atributos que describen propiedades de la imagen se encuentra la altura en píxeles de la imagen con el tag <0028,0010> y el ancho en píxeles con el tag <0028,0011)>.

Previendo implementaciones que requieran comunicación de información que no pue- dan ser contenidas en estos atributos definidos por el estándar, éste establece la posi- bilidad de la utilización de atributos privados creados por aplicaciones particulares. Los atributos privados tienen la misma estructura que los definidos anteriormente pero el número de grupo de su tag debe ser obligatoriamente un número impar. Es posible que diferentes implementaciones definan atributos privados dentro del mis- mo número impar de grupo. Para evitar conflictos, a los atributos privados se les deben asignartags de acuerdo a las siguientes reglas: El creador del atributo privado numerado <gggg,0010-00FF> (siendo gggg impar) debe ser usado para reservar un

bloque de elementos dentro del grupogggg para uso propio. El creador debe insertar un código de identificación en el primer elemento disponible en la serie para reservar un bloque de atributos privados. ElVRdel código de identificación debe serLO(long string). Por ejemplo, si el creador definió el tag<gggg,0010>significa que reservó los elementos contenidos en <gggg,1000-10FF>, si reservó <gggg,0011> significa que reservó los elementos contenidos en <gggg,1100-11FF> y así sucesivamente hasta

<gggg,00FF> para reservar los elementos contenidos en<gggg,FF00-FFFF>. Las reglas y la semántica que se establecen para la acción de un DICOM service

sobre un particular IOD queda determinada por la definición de un Service Object Pair (SOP). Existen múltiples clases de SOP especificadas en el estándar aunque no ha sido todavía definida una que contemple a la especialidad de Dermatología. No obstante, existen dos posibles clases SOP para encapsular y almacenar imáge- nes dermatológicas tomadas por una cámara digital:VL (visible light) Photographic Image Storage asociada a un IOD de tipo VL Photographic Image [70] y SC (se- condary capture) Image Storage asociada a un IOD de tipo SC IOD [71]. Aun así,

el uso de VL es considerada la mejor práctica para la utilización en dermatología, ya queel SC IOD no establece elementos de metadatos específicos obligatorios para indicar modalidad o especialidad [23].

La Figura 9.6 muestra los módulos obligatorios establecidos para VL Photographic Image IOD.

IE Módulo

Paciente Patient Estudio General Study

Serie General Series Equipo General Equipment

Imágen General Image Image Pixel Acquisition Context VL Image SOP Common

Figura 9.6: Módulos obligatorios de VL Photographic Image IOD

Casi todas las entidades en el modelo de datos DICOM tienen un identificador único (UID). Cada SOP Class tiene su UID. Un objeto DICOM es una instancia de una clase denominado SOP Instance teniendo su identificador único llamado

SOP Instance UID. DICOM define un mecanismo que asegura que cada UID es globalmente único y cada aplicación DICOM debe obtener un UID raíz que es utilizado como prefijo de los UIDs que genera. Cada entidad en el modelo de datos

DICOM también tiene un UID con excepción de Paciente la cual se identifica por una combinación delnombreeID. LosPACS utilizan losUIDs para construir índices

en sus bases de datos y responder de manera rápida a las consultas realizadas por otras aplicaciones.

La Figura 9.7 muestra como se conforma un objeto VLimagenDICOM, sus entida- des de información, sus módulos y atributos.

Figura 9.7: Esquema de un objeto VL imagen DICOM

9.3.1.

VL Image Information Object Definition

El Visible Light (VL)Image Information Object Definition (IOD) especifica imáge- nes que son obtenidas mediante una cámara fotográfica u otros dispositivos sensibles a la luz del espectro visible o cercano al visible. Ejemplos de este tipo de dispositivos son:

Equipos de endoscopía rígidos o flexibles. Equipos de oftalmología

Cámaras digitales o de video. Microscopios de análisis

Para aplicaciones específicas se han definido IODs particulares como el VL Photo- graphic Image IOD utilizado en este trabajo para encapsular las imágenes dermato- lógicas en formatoDICOM. A continuación se describirán los módulos que componen este IOD.

IE Modulo Uso

Patient Patient Obligatorio

Clinical Trial Subject Opcional

Study

General Study Obligatorio

Patient Study Opcional

Clinical Trial Study Opcional

Series General Series Obligatorio

Clinical Trial Series Opcional

Equipment General Equipment Obligatorio

Image

General Image Obligatorio

Image Pixel Obligatorio

Acquisition Context Obligatorio

Device Opcional

Specimen Requerido si el objeto de estudio es un espécimen

VL Image Obligatorio

Overlay Plane Opcional

ICC Profile Opcional

SOP Common Obligatorio

Common Instance Reference Opcional

MóduloPatient: Especifica los atributos que describen e identifican al paciente que es sujeto del estudio de diagnóstico. Este módulo contiene atributos del paciente que son necesarios para la interpretación de diagnóstico de la imagen y son comunes para todos los estudios llevados a cabo sobre el paciente.

Módulo Clinical Trial Subject: Contiene atributos que describen el ensayo clínico realizado sobre el paciente.

MóduloGeneral Study: Especifica los atributos que describen e identifican el estudio realizado sobre el paciente.

MóduloPatient Study: Define atributos que proveen información acerca del paciente al momento de comenzado el estudio.

Módulo Clinical Trial Study: Contiene atributos que identifican un estudio en el contexto de un ensayo clínico.

MóduloGeneral Series: Especifica los atributos que identifican y describen informa- ción general acerca de las series dentro de un estudio.

Módulo Clinical Trial Series: Contiene atributos que identifican una serie en el contexto de un ensayo clínico.

Módulo General Equipment: Especifica los atributos que identifican y describen el dispositivo que produce la serie de instancias compuestas.

Módulo General Image: Especifica los atributos que identifican y describen una imagen dentro de una serie particular.

MóduloImage Pixel: Especifica los atributos que describen la información de píxeles de la imagen.

MóduloAcquisition Context: Especifica atributos que describen las condiciones pre- sentes durante la adquisición de los datos y la imagen.

MóduloDevice: Describe atributos de dispositivos u objetos de calibración que estén asociados con un estudio y/o imagen y que pueden ser visibles en la imagen. Módulo Specimen: Especifica los atributos que identifican un o mas especímenes bajo estudio. Un espécimen se define como un objeto físico discreto (o una colección de objetos considerados como una unidad) que es sujeto de examinación patológica el cual ha sido fotografiado. Por ejemplo: tejidos, órganos, etc.

Módulo VL Image: Especifica los atributos que describen una imagen VL generada por una cámara externa de fotografía (modalidad XC).

Módulo Overlay Plane: Contiene atributos que describen gráficos o mapas de bits que estén asociados a la imagen. Pueden describir una región de interés de la imagen. Pueden ser asociados a la imagen hasta 16 planos separados.

Módulo ICC Profile: Contiene atributos que identifican y describen un perfil ICC

(International Color Consortium).

Módulo SOP Common: Define atributos que son requeridos para el funcionamiento e identificación apropiada de la instancia SOP asociada. No especifica semántica sobre los objetos del mundo real representados por el IOD.

Módulo Common Instance Reference: Define atributos que describen la relación jerárquica de cualquier instancia SOP referenciada por otro modulo dentro de la instancia en la cual el módulo actual está presente.