¿Qué es DICOM? El formato de archivo de las imágenes médicas

Casi todos los equipos de diagnóstico por imagen de radiología y cardiología usan DICOM. El mismo formato se utiliza cuando las imágenes pasan del equipo al archivo del hospital, a otra clínica o al disco que recibe el paciente. Esta página explica qué contienen los archivos DICOM y cómo abrirlos, convertirlos y compartirlos de forma segura.

Sobre el estándar DICOM

DICOM son las siglas de Digital Imaging and Communications in Medicine (imágenes digitales y comunicaciones en medicina). Define un formato de archivo y un protocolo de red para las imágenes médicas, de modo que los equipos y los programas de distintos fabricantes puedan funcionar conjuntamente.

DICOM fue creado por el Colegio Americano de Radiología (ACR) y la National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Hoy lo desarrolla el DICOM Standards Committee, con NEMA como secretaría. DICOM también está reconocido como la norma internacional ISO 12052.

El estándar tiene unas 20 partes, numeradas de PS3.1 a PS3.22, y se actualiza varias veces al año. La edición vigente puede leerse gratis en dicomstandard.org.

Historia de DICOM

En 1983, el ACR y NEMA formaron un comité conjunto, porque las imágenes de los escáneres eran difíciles de leer sin el equipo del propio fabricante.

• 1985 - ACR-NEMA 300, para la transferencia punto a punto mediante una interfaz paralela dedicada de 16 bits.
• 1988 - ACR-NEMA 2.0, la segunda versión.
• 1993 - DICOM 3.0, con el nuevo nombre y compatibilidad con las redes informáticas (TCP/IP).
• 1995 - intercambio de estudios en CD, y objetos para ecografía, angiografía por rayos X y medicina nuclear.

Desde 1993 no ha habido una nueva versión principal. Los suplementos han añadido, por ejemplo, la lista de trabajo de modalidad (modality worklist, 1996), los informes estructurados (2000), la tomosíntesis mamaria (2008), la digitalización de portaobjetos completos (whole slide imaging, 2010) y DICOMweb (2013).

Qué hay dentro de un archivo DICOM

Un archivo DICOM contiene la imagen y la información sobre el paciente, el estudio y el equipo. Su estructura se define en PS3.10:

1. Preámbulo - 128 bytes, normalmente rellenos de ceros.
2. Prefijo - las cuatro letras DICM, que identifican un archivo DICOM.
3. File Meta Information (metainformación del archivo) - el grupo 0002, con el Transfer Syntax UID (0002,0010), que indica cómo está codificado el resto del archivo.
4. Conjunto de datos (data set) - una secuencia de elementos de datos.
5. Pixel Data (7FE0,0010) (datos de píxeles) - la imagen en sí, normalmente el último elemento y el más grande.

1. 0x0000
   Preámbulo128 bytes, normalmente rellenos de ceros
2. 0x0080
   DICM PrefijoLas letras DICM identifican el archivo como DICOM
3. (0002,xxxx)
   Metainformación del archivoCómo se codifica el resto del archivo (sintaxis de transferencia)
4. (gggg,eeee)
   Conjunto de datosElementos de datos sobre el paciente, el estudio, la serie y la imagen

   Un elemento de datos PatientName

   Etiqueta

   (0010,0010)10 00 10 00

   Tipo de valor (VR)

   PN50 4E

   Longitud

   808 00

   Valor

   DOE^JANE44 4F 45 5E 4A 41 4E 45

5. (7FE0,0010)
   Datos de píxelesLa imagen en sí, sin comprimir o comprimida

Cada elemento de datos tiene una etiqueta (tag: los números hexadecimales de grupo y de elemento, por ejemplo, (0010,0010)), una representación de valor o VR (un tipo de dato de dos letras, como PN para un nombre o DA para una fecha), una longitud y un valor. Las etiquetas con un número de grupo impar son privadas y, por lo general, las definen los fabricantes.

Cómo se organiza un estudio

DICOM organiza las imágenes en cuatro niveles:

• Paciente - la persona a la que se le hizo el estudio.
• Estudio - un examen, por ejemplo, una TC de tórax en una fecha determinada.
• Serie - imágenes adquiridas o reconstruidas juntas, por ejemplo, cortes finos o una reconstrucción con filtro óseo.
• Instancia - un objeto, normalmente una imagen, guardado en un archivo propio.

• Paciente PatientID

  La persona: nombre, ID, fecha de nacimiento

  • Estudio StudyInstanceUID

    Un examen, por ejemplo, una TC de tórax en un día determinado

    • Serie SeriesInstanceUID

      Un conjunto de imágenes de una misma adquisición o reconstrucción

      • Instancia SOPInstanceUID

        Una imagen u objeto, guardado en un archivo propio

Cada imagen suele ser un archivo independiente y un estudio puede tener varias series de cientos de cortes, de modo que un solo estudio puede contener miles de archivos.

Cada estudio, serie e instancia tiene un identificador único (UID): números separados por puntos, de hasta 64 caracteres, por ejemplo, 2.25.329800735698586629295641978511506172918. Los UID están diseñados para ser únicos en todo el mundo, y los programas se basan en ellos, no en los nombres de archivo, para agrupar y ordenar las imágenes.

Cada objeto pertenece a una SOP Class (clase SOP) que define su tipo, por ejemplo, CT Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2). Los objetos multifotograma (multi-frame) guardan muchos fotogramas en un solo archivo, como un clip de ecografía. DICOM también almacena otros tipos de objetos: informes estructurados (SR), documentos PDF encapsulados, estados de presentación, segmentaciones (SEG) y planes de radioterapia.

Compresión y sintaxis de transferencia

La sintaxis de transferencia define el orden de los bytes, si la VR se escribe en el archivo y si los datos de píxeles están comprimidos. Un visor que no admita una determinada sintaxis de transferencia quizá no pueda abrir un archivo válido.

La compresión sin pérdida conserva exactamente cada píxel y a menudo reduce el tamaño de los archivos a la mitad o a un tercio. La compresión con pérdida puede reducirlo diez veces o más, pero elimina detalles de forma permanente. Es habitual en la ecografía y en el video, mientras que las imágenes de TC, RM y radiografía suelen guardarse sin comprimir o con compresión sin pérdida, porque el detalle perdido puede ser importante para el diagnóstico. El valor 01 en Lossy Image Compression (0028,2110) (compresión de imagen con pérdida) marca una imagen que se comprimió con pérdida.

Cómo se intercambian las imágenes DICOM

En un hospital, los equipos envían las imágenes a un PACS (Picture Archiving and Communication System, sistema de archivo y comunicación de imágenes), que las almacena y las entrega a las estaciones de trabajo de los radiólogos. Cada dispositivo o programa DICOM es una Application Entity (AE, entidad de aplicación) con un AE title (nombre de la entidad), una dirección IP y un puerto, normalmente el 104 o el 11112. Los servicios DIMSE clásicos funcionan sobre TCP/IP:

• C-ECHO - comprueba la conexión.
• C-STORE - envía objetos.
• C-FIND - busca estudios, series o imágenes.
• C-MOVE - pide a un servidor que envíe objetos a un destino.
• C-GET - recupera objetos por la misma conexión.

Con la lista de trabajo de modalidad (modality worklist), el equipo recibe la lista de pacientes citados, de modo que no hay que escribir a mano los nombres ni los ID. DICOMweb (PS3.18) ofrece servicios similares sobre HTTP: QIDO-RS para buscar, WADO-RS para recuperar y STOW-RS para almacenar.

Los pacientes suelen recibir un CD, un DVD, una unidad USB o un enlace de descarga. Un disco grabado según el estándar DICOM contiene un archivo de índice DICOMDIR y, a menudo, un visor.

Modalidades y sus códigos

El código de modalidad se guarda en la etiqueta (0008,0060).

Un estudio de PET-TC contiene series PT y CT, y la TC dental de haz cónico (CBCT) suele usar el código CT. Entre los demás códigos están OP y OPT (imagen oftalmológica), SM (microscopía de portaobjetos), ES (endoscopia), ECG, SR, SEG y RTSTRUCT, RTPLAN, RTDOSE (radioterapia).

Cómo abrir archivos DICOM

Los visores de fotos habituales no pueden abrir archivos DICOM. Necesita un visor DICOM, por ejemplo:

• Weasis - gratuito y de código abierto, para Windows, macOS y Linux.
• 3D Slicer - gratuito y de código abierto, con herramientas 3D avanzadas, para Windows, macOS y Linux.
• Horos - gratuito y de código abierto, para macOS.
• OHIF Viewer - gratuito y de código abierto, se ejecuta en un navegador web.
• MicroDicom - gratuito para uso no comercial, para Windows.
• RadiAnt DICOM Viewer - comercial, con versión de prueba gratuita, para Windows.

Las licencias pueden cambiar, y esta lista no es una recomendación.

Para ver un disco, copie todo su contenido en la computadora y abra después el archivo DICOMDIR o la carpeta en un visor. El visor incluido en el disco es opcional y a menudo funciona solo en Windows. Si no dispone de lector de discos, pida a la clínica un enlace de descarga.

Convertir DICOM a JPEG, PNG o video

Los visores pueden exportar imágenes a JPEG o PNG y series a video, pero el resultado ya no es una imagen médica completa:

• Se pierden los metadatos: los datos del paciente, del estudio y del equipo, y el orden de las imágenes.
• Se reducen los niveles de gris. Las imágenes de TC y RM suelen tener de 12 a 16 bits por píxel (miles de tonos de gris), pero un JPEG típico tiene 8 bits (256 tonos).
• La ventana y el nivel quedan fijos. El médico ya no puede ajustar el rango mostrado para hueso, pulmones o partes blandas.
• Las mediciones dejan de ser fiables y ya no son posibles las reconstrucciones 3D.

Para una segunda opinión, envíe los archivos DICOM originales de todo el estudio, no capturas de pantalla ni videos.

Datos personales y desidentificación

Las cabeceras DICOM suelen contener datos personales: el nombre del paciente, su ID, su fecha de nacimiento y su sexo, las fechas del estudio y los nombres del hospital y de los médicos. También puede haber texto incrustado en los píxeles, por ejemplo, en las imágenes de ecografía, y las etiquetas privadas pueden contener datos que identifican a la persona.

La desidentificación elimina o sustituye esta información. El estándar la describe en PS3.15, Anexo E (Attribute Confidentiality Profiles, perfiles de confidencialidad de atributos). Antes de compartir imágenes públicamente o con fines docentes:

• use una herramienta de desidentificación que también elimine las etiquetas privadas;
• revise los píxeles en busca de nombres y fechas, y recórtelos o cúbralos;
• recuerde que una reconstrucción 3D de una TC o una RM de cabeza puede mostrar el rostro;
• conserve los archivos originales para sus médicos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi estudio tiene tantos archivos?

Cada imagen suele ser un archivo independiente, y un estudio puede tener cientos o miles de imágenes (véase cómo se organiza un estudio). Es normal.

¿Qué es DICOMDIR?

DICOMDIR es un archivo de índice incluido en el disco. Enumera todos los pacientes, estudios, series e imágenes y la ubicación de cada archivo. Ábralo en un visor para cargar todo el disco.

¿Puedo abrir archivos DICOM en un teléfono?

Sí, con una aplicación de visor DICOM o con un visor web. Para el diagnóstico, los médicos usan pantallas más grandes y calibradas.

¿Puedo convertir DICOM a JPG o PDF?

Sí, pero las imágenes exportadas pierden información, así que conserve los archivos originales (véase convertir DICOM).

¿Se puede usar DICOM gratis?

El estándar se puede consultar gratis, y muchos programas gratuitos y de código abierto son compatibles con él. NEMA no certifica productos; los fabricantes publican DICOM Conformance Statements (declaraciones de conformidad DICOM).

¿Un archivo DICOM debe tener la extensión .dcm?

No. Los archivos de los discos suelen tener nombres cortos como IM000001, sin extensión. Los programas reconocen un archivo DICOM por el prefijo DICM, no por su nombre.

Fuentes

• Acerca de DICOM (en inglés)
• Historia de DICOM (en inglés)
• Estándar DICOM, edición vigente (en inglés)
• Imágenes en CD (en inglés)