Digital imaging and communications in medicine

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Introduction

DICOM (Digital Imaging and COmmunications in Medicine, « imagerie et communication numériques en médecine) est un standard de communication et d’archivage en imagerie médicale. C'est aussi par extension le format de fichier faisant référence dans le domaine de l'imagerie médicale.

Objectifs et avantages

Il a été créé en 1985 par l'ACR (American College of Radiology) et la NEMA (National Electric Manufacturers Association) dans le but de standardiser les données transmises entre les différents appareils de radiologie. Ce standard définit un format de fichier mais aussi un protocole de transmission des données (basé sur TCP/IP).

L'objectif du standard DICOM est de faciliter les transferts d'images entre les machines de différents constructeurs. En effet, avant la généralisation de ce format, chaque constructeur de matériel d'imagerie utilisait un format de données propriétaire, entrainant d'importants problèmes de gestion et de maintenance (incompatibilités, coût, perte d'information) dans les établissements de santé.

Le tirage des clichés sur papier argentique n'est plus incontournable et diminue de beaucoup le coût d'une radiographie.

Le suivi médical des patients, surtout en cas de pathologie lourde nécessitant souvent le transfert d'un établissement de santé à un autre en fonction des moyens et compétences disponibles, a directement bénéficié de l'instauration de cette norme. Les images au format Dicom accompagnant les dossiers médicaux sont lisibles sur tout matériel informatique compatible, et rendent obsolète le transport des clichés par les moyens de communication traditionnels, principalement les envois par courrier.

Organisation du standard

Le standard est découpé en 16 parties modifiées par de nombreux addendums (Correction Items).

NuméroIntitulé
1Introduction and Overview
2Conformance
3Information Object Definitions
4Service Class Specifications
5Data Structures and Encoding
6Data Dictionary
7Message Exchange
8Network Communication Support for Message Exchange
10Media Storage and File Format for Data Interchange
11Media Storage Application Profiles
12Media Formats and Physical Media for Data Interchange
14Grayscale Standard Display Function
15Security Profiles
16Content Mapping Resource
17Explanatory Information
18Web Access to DICOM Persistent Objects (WADO)

Format

Contrairement à une pensée fausse très répandue, le format DICOM pour les images n'est pas constitué d'un en-tête suivi de la matrice de pixels. Il s'agit, en fait, d'une suite de champs, les pixels n'étant qu'un champ particulier.

Chaque champ est défini par :

  • pour les encodages explicites :
  • étiquette (tag)
  • représentation de valeur (VR - Value Representation) encodée par deux caractères
  • longueur de la valeur
  • valeur
  • pour les encodages implicites :
  • étiquette (tag)
  • longueur de la valeur
  • valeur

Une étiquette est constituée de

  • numéro de groupe (group number) encodé par deux octets
  • numéro d'élément (element number) encodé par deux octets

Elle est représentée sous la forme hexadécimale (DEAD, BEEF) où DEAD est le numéro de groupe et BEEF le numéro d'élément. Pour plus d'informations, voir la partie 5 du standard.

Représentations de valeur

Cette table résume les VRs possibles. Pour plus d'information, se référer à la partie 5 du standard.

Représentation de valeurSignification
AEApplication Entity
ASAge String
ATAttribute Tag
CSCode String
DADate
DSDecimal String
DTDate Time
FLFloating Point Single
FDFloating Point Double
ISInteger String
LOLong String
LTLong Text
OBOther Byte String
OFOther Float String
OWOther Word String
PNPerson Name
SHShort String
SLSigned Long
SQSequence of Items
SSSigned Short
STShort Text
TMTime
UIUnique Identifier (UID)
ULUnsigned Long
UNUnknown
USUnsigned Short
UTUnlimited Text

Exemples de champs

Cette table présente quelques exemples d'étiquettes disponibles. La liste complète constitue la partie 6 du standard.

EtiquetteReprésentation de valeurIntitulé
(0002,0010)UITransfer Syntax UID
(0008,0008)CSImage Type
(0008,0016)UISOP Class UID
(0008,0018)UISOP Instance UID
(0008,0020)DAStudy Date
(0008,0021)DASeries Date
(0008,0022)DAAcquisition Date
(0008,0030)TMStudy Time
(0008,0031)TMSeries Time
(0008,0032)TMAcquisition Time
(0008,0060)CSModality
(0008,0070)LOManufacturer
(0008,0080)LOInstitution Name
(0008,0081)STInstitution Address
(0008,1010)SHStation Name
(0008,1030)LOStudy Description
(0008,103E)LOSeries Description
(0008,1090)LOManufacturer's Model Name
(0010,0010)PNPatient’s Name
(0010,0020)LOPatient ID
(0010,0030)DAPatient's Birth Date
(0010,0032)TMPatient's Birth Time
(0010,0040)CSPatient's Sex
(0010,1010)ASPatient's Age
(0018,0015)CSBody Part Examined
(0018,0022)CSScan Options
(0018,0050)DSSlice Thickness
(0018,0060)DSKVp
(0018,0088)DSSpacing Between Slices
(0018,0090)DSData Collection Diameter
(0018,1020)LOSoftware Versions(s)
(0018,1030)LOProtocol Name
(0018,1100)DSReconstruction Diameter
(0018,1120)DSGantry/Detector Tilt
(0018,1130)DSTable Height
(0018,1140)CSRotation Direction
(0018,1150)ISExposure Time
(0018,1151)ISX-Ray Tube Current
(0018,1152)ISExposure
(0018,1160)SHFilter Type
(0018,1170)ISGenerator Power
(0018,1190)DSFocal Spot(s)
(0018,1200)DADate of Last Calibration
(0018,1201)TMTime of Last Calibration
(0018,1210)SHConvolution Kernel
(0020,000D)UIStudy Instance UID
(0020,000E)UISeries Instance UID
(0020,0010)SHStudy ID
(0020,0011)ISSeries Number
(0020,0013)ISImage Number
(0020,0032)DSImage Position (Patient)
(0020,0037)DSImage Orientation (Patient)
(0020,0052)UIFrame of Reference UID
(0020,1041)DSSlice Location
(0020,4000)LTImage Comments
(0028,0002)USSamples per Pixel
(0028,0004)CSPhotometric Interpretation
(0028,0008)ISNumber of Frames
(0028,0010)USRows
(0028,0011)USColumns
(0028,0030)UNPixel Spacing (Size)
(0028,0100)USBits Allocated
(0028,0101)USBits Stored
(0028,0102)USHigh Bit
(0028,0103)USPixel Representation
(0028,0106)USSmallest Image Pixel Value
(0028,0107)USLargest Image Pixel Value
(0028,1050)DSWindow Center
(0028,1051)DSWindow Width
(0028,1052)DSRescale Intercept
(0028,1053)DSRescale Slope
(0028,0301)CSBurned in Annotation

Liste des modalités supportées

ASAngioscopy (retired)
AUAudio
BIBiomagnetic imaging
CDColor flow Doppler
CFCinefluorography (retired, now in RF)
CPCulposcopy (retired)
CRComputed Radiography
CSCystoscopy (retired)
CTComputed Tomography
DDDuplex Doppler
DFDigital fluoroscopy (retired, now in RF)
DGDiaphanography
DMDigital microscopy (retired)
DSDigital Subtraction Angiography (retired, now in XA)
DXDigital Radiography
ECEchocardiography (retired)
ECGElectrocardiography
EPSCardiac Electrophysiology
ESEndoscopy
FAFluorescein angiography (retired)
FSFundoscopy (retired)
GMGeneral Microscopy
HCHard Copy
HDHemodynamic Waveform
IOIntra-oral Radiography
IVUSIntravascular Ultrasound
LPLaparoscopy (retired)
LSLaser surface scan
MAMagnetic Resonance angiography (retired)
MGMammography
MRMagnetic Resonance
MSMagnetic Resonance spectroscopy (retired)
NMNuclear Medicine
OPOphthalmic Photography
OTOther
PRPresentation State
PTPositron emission tomography (PET)
PXPanoramic X-Ray
RFRadio Fluoroscopy
RGRadiographic imaging (conventional film/screen)
RTDOSERadiotherapy Dose
RTIMAGERadiotherapy Image
RTPLANRadiotherapy Plan
RTRECORDRT Treatment Record
RTSTRUCTRadiotherapy Structure Set
SMSlide Microscopy
SMRStereometric Relationship
SRSR Document
STSingle-photon emission computed tomography (SPECT)
TGThermography
USUltrasound
VFVideofluorography (retired, now in RF)
XAX-Ray Angiography
XCExternal-camera Photography

Les modalités peuvent récupérer des données démographiques des patients grâce à un DICOM Modality Worklist Server (DMWL).

SOP class UIDs

DICOM peut être utilisé pour représenter diverses données : examen scanner, ECG, rapport... Cette table liste les types de données supportées :

UIDSOP class
1.2.840.10008.5.1.1.27Stored Print Storage
1.2.840.10008.5.1.1.29Hardcopy Grayscale Image Storage
1.2.840.10008.5.1.1.30Hardcopy Color Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1Computed Radiography Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.1Digital X-Ray Image Storage - For Presentation
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.1.1Digital X-Ray Image Storage - For Processing
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.2Digital Mammography Image Storage - For Presentation
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.2.1Digital Mammography Image Storage - For Processing
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.3Digital Intra-oral X-Ray Image Storage - For Presentation
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.1.3.1Digital Intra-oral X-Ray Image Storage - For Processing
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2CT Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2.1Enhanced CT Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.3.1Ultrasound Multi-frame Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.4MR Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.4.1Enhanced MR Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.4.2MR Spectroscopy Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.6.1Ultrasound Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7Secondary Capture Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7.1Multi-frame Single Bit Secondary Capture Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7.2Multi-frame Grayscale Byte Secondary Capture Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7.3Multi-frame Grayscale Word Secondary Capture Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.7.4Multi-frame True Color Secondary Capture Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.8Stand-alone Overlay Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9Stand-alone Curve Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.1.112-lead ECG Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.1.2General ECG Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.1.3Ambulatory ECG Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.2.1Hemodynamic Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.3.1Cardiac Electrophysiology Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.9.4.1Basic Voice Audio Waveform Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.10Stand-alone Modality LUT Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.11Stand-alone VOI LUT Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.11.1Grayscale Softcopy Presentation State Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.12.1X-Ray Angiographic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.12.2X-Ray Radiofluoroscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.20Nuclear Medicine Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.66Raw Data Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.66.1Spatial Registration Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.66.2Spatial Fiducials Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.1VL Endoscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.1.1Video Endoscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.2VL Microscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.2.1Video Microscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.3VL Slide-Coordinates Microscopic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.4VL Photographic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.4.1Video Photographic Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.5.1Ophthalmic Photography 8 Bit Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.5.2Ophthalmic Photography 16 Bit Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.77.1.5.3Stereometric Relationship Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.11Basic Text SR
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.22Enhanced SR
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.33Comprehensive SR
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.40Procedure Log
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.50Mammography CAD SR
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.59Key Object Selection
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.88.65Chest CAD SR
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.128Positron Emission Tomography Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.129Standalone PET Curve Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.1RT Image Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.2RT Dose Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.3RT Structure Set Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.4RT Beams Treatment Record Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.5RT Plan Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.6RT Brachy Treatment Record Storage
1.2.840.10008.5.1.4.1.1.481.7RT Treatment Summary Record Storage

Syntaxes de transfert

Les données DICOM peuvent être encodées de diverses façons :

  • little endian ou big endian
  • explicit ou implicite
  • compressées ou non

Cette table liste les encodages (aussi appelés syntaxes de transfert) possibles.

UIDsyntaxe de transfert
1.2.840.10008.1.2Implicit VR Little Endian: Default Transfer Syntax for DICOM
1.2.840.10008.1.2.1Explicit VR Little Endian
1.2.840.10008.1.2.1.99Deflated Explicit VR Little Endian
1.2.840.10008.1.2.2Explicit VR Big Endian
1.2.840.10008.1.2.4.50JPEG Baseline (Process 1): Default Transfer Syntax for Lossy JPEG 8 Bit Image Compression
1.2.840.10008.1.2.4.51JPEG Extended (Process 2 & 4): Default Transfer Syntax for Lossy JPEG 12 Bit Image Compression (Process 4 only)
1.2.840.10008.1.2.4.52JPEG Extended (Process 3 & 5) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.53JPEG Spectral Selection, Non-Hierarchical (Process 6 & 8) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.54JPEG Spectral Selection, Non-Hierarchical (Process 7 & 9 )(Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.55JPEG Full Progression, Non-Hierarchical (Process 10 & 12) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.56JPEG Full Progression, Non-Hierarchical (Process 11 & 13) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.57JPEG Lossless, Non-Hierarchical (Process 14)
1.2.840.10008.1.2.4.58JPEG Lossless, Non-Hierarchical (Process 15) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.59JPEG Extended, Hierarchical (Process 16 & 18) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.60JPEG Extended, Hierarchical (Process 17 & 19) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.61JPEG Spectral Selection, Hierarchical (Process 20 & 22) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.62JPEG Spectral Selection, Hierarchical (Process 21 & 23) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.63JPEG Full Progression, Hierarchical (Process 24 & 26) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.64JPEG Full Progression, Hierarchical (Process 25 & 27) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.65JPEG Lossless, Hierarchical (Process 28) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.66JPEG Lossless, Hierarchical (Process 29) (Retired)
1.2.840.10008.1.2.4.70JPEG Lossless, Non-Hierarchical, First-Order Prediction (Process 14 [Selection Value 1]): Default Transfer Syntax for Lossless JPEG Image Compression
1.2.840.10008.1.2.4.80JPEG-LS Lossless Image Compression
1.2.840.10008.1.2.4.81JPEG-LS Lossy (Near-Lossless) Image Compression
1.2.840.10008.1.2.4.90JPEG 2000 Image Compression (Lossless Only)
1.2.840.10008.1.2.4.91JPEG 2000 Image Compression
1.2.840.10008.1.2.4.100MPEG2 Main Profile @ Main Level
1.2.840.10008.1.2.4.101MPEG2 Main Profile @ High Level
1.2.840.10008.1.2.5RLE Lossless

Logiciels compatibles DICOM

  • (fr) Web viewer Dicom Télé-radiologie NOVEALIS
  • VhmDicomViewer
  • DicomWorks
  • OsiriX - Logiciel de visualisation open-source et gratuit de format Dicom tournant sur mac
  • MadenaX
  • SIGIL et DAEC (Thélème)
  • Adobe Photoshop et Bridge
  • Oracle 11G
  • Brainvisa
  • Aims
  • ImageJ
  • GIMP
  • K-pacs
  • The MathWorks MATLAB par l'intermédiaire d'un jeu de fonction de traitement DICOM
  • VRRender Logiciel permettant de voir en MPR et en volumique des images DICOM sous windows, mac ou linux
  • easyImage Un logiciel PACS destiné exclusivement aux vétérinaires.(fr)
  • VPACS Un logiciel PACS dédié aux vétérinaires avec la possibilité de visionner les images à partir d'internet (passerelle sécurisée).