DICOM क्या है? मेडिकल इमेज का फ़ाइल फ़ॉर्मेट

रेडियोलॉजी और कार्डियोलॉजी के लगभग सभी इमेजिंग उपकरण DICOM का इस्तेमाल करते हैं। स्कैनर से अस्पताल के आर्काइव में, किसी दूसरे क्लिनिक तक या मरीज़ की डिस्क पर इमेज भेजते समय भी यही फ़ॉर्मेट काम आता है। इस पेज में बताया गया है कि DICOM फ़ाइलों के अंदर क्या होता है और उन्हें कैसे खोलें, कन्वर्ट करें और सुरक्षित तरीके से साझा करें।

DICOM मानक के बारे में

DICOM का पूरा नाम Digital Imaging and Communications in Medicine (डिजिटल इमेजिंग एंड कम्युनिकेशंस इन मेडिसिन) है। यह मेडिकल इमेज के लिए एक फ़ाइल फ़ॉर्मेट और नेटवर्क प्रोटोकॉल तय करता है, ताकि अलग-अलग निर्माताओं के उपकरण और सॉफ़्टवेयर आपस में मिलकर काम कर सकें।

DICOM को American College of Radiology (ACR) और National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ने बनाया था। आज इसे DICOM Standards Committee विकसित करती है, जिसके सचिवालय का काम NEMA करता है। DICOM को अंतरराष्ट्रीय मानक ISO 12052 के रूप में भी मान्यता प्राप्त है।

मानक में लगभग 20 भाग हैं, जो PS3.1 से PS3.22 तक क्रमांकित हैं, और इसे साल में कई बार अपडेट किया जाता है। मौजूदा संस्करण dicomstandard.org पर मुफ़्त पढ़ा जा सकता है।

DICOM का इतिहास

1983 में ACR और NEMA ने एक संयुक्त समिति बनाई, क्योंकि निर्माता के अपने उपकरण के बिना स्कैनर की इमेज पढ़ना मुश्किल था।

• 1985 - ACR-NEMA 300, जिसमें एक समर्पित 16-बिट पैरेलल इंटरफ़ेस पर पॉइंट-टू-पॉइंट ट्रांसफ़र होता था।
• 1988 - ACR-NEMA 2.0, दूसरा संस्करण।
• 1993 - DICOM 3.0, नए नाम और कंप्यूटर नेटवर्क (TCP/IP) के समर्थन के साथ।
• 1995 - CD पर जांचों का आदान-प्रदान, और अल्ट्रासाउंड, एक्स-रे एंजियोग्राफ़ी तथा न्यूक्लियर मेडिसिन के लिए ऑब्जेक्ट।

1993 के बाद से कोई नया बड़ा संस्करण नहीं आया है। सप्लीमेंट के ज़रिए इसमें, उदाहरण के लिए, मोडैलिटी वर्कलिस्ट (1996), स्ट्रक्चर्ड रिपोर्ट (2000), स्तन टोमोसिंथेसिस (2008), होल स्लाइड इमेजिंग (2010) और DICOMweb (2013) जोड़े गए हैं।

DICOM फ़ाइल के अंदर क्या होता है

DICOM फ़ाइल में इमेज के साथ मरीज़, जांच और उपकरण की जानकारी भी होती है। इसकी संरचना PS3.10 में तय की गई है:

1. प्रीएम्बल - 128 बाइट, आमतौर पर सभी शून्य।
2. प्रीफ़िक्स - चार अक्षर DICM, जो बताते हैं कि यह DICOM फ़ाइल है।
3. फ़ाइल मेटा जानकारी (File Meta Information) - ग्रुप 0002, जिसमें Transfer Syntax UID (0002,0010) भी शामिल है। यह बताता है कि फ़ाइल का बाकी हिस्सा किस तरह एन्कोड किया गया है।
4. डेटा सेट - डेटा एलिमेंट का एक क्रम।
5. पिक्सल डेटा (Pixel Data) (7FE0,0010) - खुद इमेज, जो आमतौर पर आखिरी और सबसे बड़ा एलिमेंट होता है।

1. 0x0000
   प्रीएम्बल128 बाइट, आमतौर पर सभी शून्य
2. 0x0080
   DICM प्रीफ़िक्सDICM अक्षर बताते हैं कि फ़ाइल DICOM है
3. (0002,xxxx)
   फ़ाइल मेटा जानकारीफ़ाइल का बाकी हिस्सा किस तरह एन्कोड किया गया है (ट्रांसफ़र सिंटैक्स)
4. (gggg,eeee)
   डेटा सेटमरीज़, स्टडी, सीरीज़ और इमेज से जुड़े डेटा एलिमेंट

   एक डेटा एलिमेंट PatientName

   टैग

   (0010,0010)10 00 10 00

   वैल्यू टाइप (VR)

   PN50 4E

   लंबाई

   808 00

   वैल्यू

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

5. (7FE0,0010)
   पिक्सल डेटाखुद इमेज, कच्ची या कंप्रेस की हुई

हर डेटा एलिमेंट में एक टैग (हेक्साडेसिमल ग्रुप और एलिमेंट नंबर, जैसे (0010,0010)), एक वैल्यू रिप्रेज़ेंटेशन यानी VR (दो अक्षरों वाला डेटा टाइप, जैसे नाम के लिए PN या तारीख के लिए DA), एक लंबाई और एक वैल्यू होती है। विषम ग्रुप नंबर वाले टैग प्राइवेट होते हैं, जिन्हें आमतौर पर निर्माता तय करते हैं।

जांच कैसे व्यवस्थित होती है

DICOM इमेज को चार स्तरों में व्यवस्थित करता है:

• मरीज़ (Patient) - वह व्यक्ति जिसकी जांच की गई।
• स्टडी (Study) - एक जांच, जैसे किसी तारीख को की गई छाती की सीटी।
• सीरीज़ (Series) - एक साथ ली गई या रीकंस्ट्रक्ट की गई इमेज, जैसे पतली स्लाइस या हड्डी के लिए रीकंस्ट्रक्शन।
• इंस्टेंस (Instance) - एक ऑब्जेक्ट, आमतौर पर एक इमेज, जो एक फ़ाइल के रूप में सहेजा जाता है।

• मरीज़ PatientID

  व्यक्ति: नाम, आईडी, जन्म तिथि

  • स्टडी StudyInstanceUID

    एक जांच, जैसे किसी तारीख को की गई छाती की सीटी

    • सीरीज़ SeriesInstanceUID

      एक ही स्कैन या रीकंस्ट्रक्शन से मिली इमेजों का एक सेट

      • इंस्टेंस SOPInstanceUID

        एक इमेज या ऑब्जेक्ट, जो एक फ़ाइल के रूप में सहेजा जाता है

आमतौर पर हर इमेज एक अलग फ़ाइल होती है, और एक स्टडी में सैकड़ों स्लाइस वाली कई सीरीज़ हो सकती हैं, इसलिए एक जांच में हज़ारों फ़ाइलें हो सकती हैं।

हर स्टडी, सीरीज़ और इंस्टेंस की एक विशिष्ट पहचान संख्या (UID) होती है: बिंदुओं से अलग की गई संख्याएं, जो अधिकतम 64 अक्षर लंबी होती हैं, जैसे 2.25.329800735698586629295641978511506172918। UID इस तरह बनाए जाते हैं कि पूरी दुनिया में कोई दो UID एक जैसे न हों, और सॉफ़्टवेयर इमेज को समूहों में बांटने और क्रम में लगाने के लिए फ़ाइल के नाम का नहीं, UID का इस्तेमाल करता है।

हर ऑब्जेक्ट किसी SOP क्लास का होता है, जो उसका प्रकार तय करती है, जैसे CT Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2)। मल्टी-फ़्रेम ऑब्जेक्ट एक ही फ़ाइल में कई फ़्रेम रखते हैं, जैसे अल्ट्रासाउंड की क्लिप। DICOM दूसरे तरह के ऑब्जेक्ट भी सहेजता है: स्ट्रक्चर्ड रिपोर्ट (SR), एनकैप्सुलेटेड PDF दस्तावेज़, प्रेज़ेंटेशन स्टेट, सेगमेंटेशन (SEG) और रेडियोथेरेपी प्लान।

कंप्रेशन और ट्रांसफ़र सिंटैक्स

ट्रांसफ़र सिंटैक्स तय करता है कि बाइट किस क्रम में लिखे जाएंगे, फ़ाइल में VR लिखा जाएगा या नहीं, और पिक्सल डेटा कंप्रेस होगा या नहीं। जो व्यूअर किसी ट्रांसफ़र सिंटैक्स को सपोर्ट नहीं करता, वह पूरी तरह सही फ़ाइल को भी शायद न खोल पाए।

लॉसलेस कंप्रेशन हर पिक्सल को ज्यों का त्यों रखता है और अक्सर फ़ाइलों को दो से तीन गुना छोटा कर देता है। लॉसी कंप्रेशन फ़ाइलों को दस गुना या उससे भी ज़्यादा छोटा कर सकता है, लेकिन इसमें बारीकियां हमेशा के लिए हट जाती हैं। यह अल्ट्रासाउंड और वीडियो में आम है, जबकि सीटी, एमआरआई और एक्स-रे इमेज आमतौर पर बिना कंप्रेशन के या लॉसलेस कंप्रेशन के साथ सहेजी जाती हैं, क्योंकि खो गई बारीकियां निदान के लिए मायने रख सकती हैं। Lossy Image Compression (0028,2110) में मान 01 बताता है कि इमेज को लॉसी कंप्रेशन से कंप्रेस किया गया था।

DICOM इमेज का आदान-प्रदान कैसे होता है

अस्पताल में स्कैनर इमेज को PACS (Picture Archiving and Communication System, यानी इमेज आर्काइविंग और कम्युनिकेशन सिस्टम) में भेजते हैं, जो उन्हें सहेजता है और रेडियोलॉजिस्ट के वर्कस्टेशन तक पहुंचाता है। हर DICOM उपकरण या प्रोग्राम एक Application Entity (AE) होता है, जिसका एक AE टाइटल, एक IP एड्रेस और एक पोर्ट होता है, आमतौर पर 104 या 11112। क्लासिक DIMSE सेवाएं TCP/IP पर चलती हैं:

• C-ECHO - कनेक्शन की जांच करता है।
• C-STORE - ऑब्जेक्ट भेजता है।
• C-FIND - स्टडी, सीरीज़ या इमेज खोजता है।
• C-MOVE - सर्वर से कहता है कि ऑब्जेक्ट किसी गंतव्य तक भेजे।
• C-GET - उसी कनेक्शन पर ऑब्जेक्ट वापस लाता है।

मोडैलिटी वर्कलिस्ट (modality worklist) से स्कैनर को उन मरीज़ों की सूची मिल जाती है जिनकी जांच तय है, इसलिए नाम और आईडी हाथ से टाइप नहीं करने पड़ते। DICOMweb (PS3.18) HTTP पर इसी तरह की सेवाएं देता है: खोजने के लिए QIDO-RS, वापस लाने के लिए WADO-RS और सहेजने के लिए STOW-RS।

मरीज़ों को आमतौर पर CD, DVD, USB ड्राइव या डाउनलोड लिंक मिलता है। DICOM मानक के अनुसार बनी डिस्क में DICOMDIR इंडेक्स फ़ाइल होती है और अक्सर एक व्यूअर भी।

मोडैलिटी और उनके कोड

मोडैलिटी का कोड टैग (0008,0060) में सहेजा जाता है।

पीईटी/सीटी जांच में PT और CT दोनों सीरीज़ होती हैं, और दांतों की कोन बीम सीटी (CBCT) आमतौर पर CT कोड इस्तेमाल करती है। दूसरे कोड में OP और OPT (आंख की इमेजिंग), SM (स्लाइड माइक्रोस्कोपी), ES (एंडोस्कोपी), ECG, SR, SEG और RTSTRUCT, RTPLAN, RTDOSE (रेडियोथेरेपी) शामिल हैं।

DICOM फ़ाइलें कैसे खोलें

आम फ़ोटो व्यूअर DICOM फ़ाइलें नहीं खोल सकते। इसके लिए DICOM व्यूअर चाहिए, जैसे:

• Weasis - मुफ़्त और ओपन सोर्स, Windows, macOS और Linux के लिए।
• 3D Slicer - मुफ़्त और ओपन सोर्स, उन्नत 3D टूल के साथ, Windows, macOS और Linux के लिए।
• Horos - मुफ़्त और ओपन सोर्स, macOS के लिए।
• OHIF Viewer - मुफ़्त और ओपन सोर्स, वेब ब्राउज़र में चलता है।
• MicroDicom - गैर-व्यावसायिक उपयोग के लिए मुफ़्त, Windows के लिए।
• RadiAnt DICOM Viewer - व्यावसायिक, मुफ़्त ट्रायल के साथ, Windows के लिए।

लाइसेंस बदल सकते हैं, और यह सूची कोई सिफ़ारिश नहीं है।

डिस्क देखने के लिए उसकी पूरी सामग्री अपने कंप्यूटर में कॉपी करें, फिर किसी व्यूअर में DICOMDIR फ़ाइल या फ़ोल्डर खोलें। डिस्क पर मौजूद व्यूअर ज़रूरी नहीं है और अक्सर सिर्फ़ Windows पर चलता है। अगर आपके पास डिस्क ड्राइव नहीं है, तो क्लिनिक से डाउनलोड लिंक मांगें।

DICOM को JPEG, PNG या वीडियो में बदलना

व्यूअर इमेज को JPEG या PNG में और सीरीज़ को वीडियो में एक्सपोर्ट कर सकते हैं, लेकिन नतीजा अब पूरी मेडिकल इमेज नहीं रहता:

• मेटाडेटा खो जाता है: मरीज़, जांच और उपकरण का डेटा, और इमेजों का क्रम।
• ग्रे के स्तर घट जाते हैं। सीटी और एमआर इमेज में आमतौर पर प्रति पिक्सल 12 से 16 बिट होते हैं (ग्रे के हज़ारों शेड), जबकि आम JPEG में 8 बिट (256 शेड) होते हैं।
• विंडो और लेवल तय हो जाते हैं। डॉक्टर अब हड्डी, फेफड़े या सॉफ़्ट टिश्यू के लिए दिखाई जा रही रेंज को नहीं बदल सकते।
• माप भरोसेमंद नहीं रहते, और 3D रीकंस्ट्रक्शन बनाना संभव नहीं रहता।

दूसरी राय (सेकंड ओपिनियन) के लिए पूरी जांच की मूल DICOM फ़ाइलें भेजें, स्क्रीनशॉट या वीडियो नहीं।

निजी डेटा और पहचान हटाना (डी-आइडेंटिफ़िकेशन)

DICOM हेडर में आमतौर पर निजी डेटा होता है: मरीज़ का नाम, आईडी, जन्म तिथि और लिंग, जांच की तारीखें, तथा अस्पताल और डॉक्टरों के नाम। टेक्स्ट पिक्सल में भी छपा हो सकता है, जैसे अल्ट्रासाउंड इमेज पर, और प्राइवेट टैग में पहचान वाला डेटा हो सकता है।

डी-आइडेंटिफ़िकेशन इस जानकारी को हटाता या बदल देता है। मानक इसे PS3.15, Annex E (Attribute Confidentiality Profiles) में बताता है। इमेज को सार्वजनिक रूप से या पढ़ाने (टीचिंग) के लिए साझा करने से पहले:

• ऐसा डी-आइडेंटिफ़िकेशन टूल इस्तेमाल करें जो प्राइवेट टैग भी हटाता हो;
• पिक्सल में नाम और तारीखें जांचें, और उन्हें क्रॉप करें या ढक दें;
• याद रखें कि सिर की सीटी या एमआरआई का 3D रीकंस्ट्रक्शन चेहरा दिखा सकता है;
• मूल फ़ाइलें अपने डॉक्टरों के लिए संभालकर रखें।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

मेरी जांच में इतनी फ़ाइलें क्यों हैं?

आमतौर पर हर इमेज एक अलग फ़ाइल होती है, और एक जांच में सैकड़ों या हज़ारों इमेज हो सकती हैं (देखें जांच कैसे व्यवस्थित होती है)। यह सामान्य है।

DICOMDIR क्या है?

DICOMDIR डिस्क पर मौजूद एक इंडेक्स फ़ाइल है। इसमें सभी मरीज़ों, स्टडी, सीरीज़ और इमेजों की सूची और हर फ़ाइल की जगह दर्ज होती है। पूरी डिस्क लोड करने के लिए इसे किसी व्यूअर में खोलें।

क्या DICOM फ़ाइलें फ़ोन पर खोली जा सकती हैं?

हां, DICOM व्यूअर ऐप या वेब व्यूअर से। निदान के लिए डॉक्टर बड़े, कैलिब्रेटेड डिस्प्ले का इस्तेमाल करते हैं।

क्या DICOM को JPG या PDF में बदला जा सकता है?

हां, लेकिन एक्सपोर्ट की गई इमेज में जानकारी खो जाती है, इसलिए मूल फ़ाइलें संभालकर रखें (देखें DICOM को कन्वर्ट करना)।

क्या DICOM इस्तेमाल करना मुफ़्त है?

मानक को पढ़ना मुफ़्त है, और कई मुफ़्त और ओपन सोर्स प्रोग्राम इसे सपोर्ट करते हैं। NEMA उत्पादों को प्रमाणित नहीं करता; निर्माता DICOM Conformance Statement प्रकाशित करते हैं।

क्या DICOM फ़ाइल का .dcm एक्सटेंशन होना ज़रूरी है?

नहीं। डिस्क पर मौजूद फ़ाइलों के नाम अक्सर IM000001 जैसे छोटे होते हैं और उनमें एक्सटेंशन नहीं होता। प्रोग्राम DICOM फ़ाइल को उसके नाम से नहीं, DICM प्रीफ़िक्स से पहचानते हैं।

स्रोत

• DICOM के बारे में (अंग्रेज़ी में)
• DICOM का इतिहास (अंग्रेज़ी में)
• DICOM मानक, मौजूदा संस्करण (अंग्रेज़ी में)
• CD पर इमेज (अंग्रेज़ी में)