Apa itu DICOM? Format berkas untuk gambar medis

Hampir semua peralatan pencitraan di bidang radiologi dan kardiologi menggunakan DICOM. Format yang sama dipakai ketika gambar berpindah dari mesin pemindai ke arsip rumah sakit, ke klinik lain, atau ke CD/DVD milik pasien. Halaman ini menjelaskan isi berkas DICOM serta cara membuka, mengonversi, dan membagikannya dengan aman.

Tentang standar DICOM

DICOM adalah singkatan dari Digital Imaging and Communications in Medicine. Standar ini mendefinisikan format berkas dan protokol jaringan untuk gambar medis sehingga peralatan dan perangkat lunak dari produsen yang berbeda dapat bekerja sama.

DICOM dibuat oleh American College of Radiology (ACR) dan National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Kini DICOM dikembangkan oleh DICOM Standards Committee, dengan NEMA sebagai sekretariat. DICOM juga diakui sebagai standar internasional ISO 12052.

Standar ini terdiri atas sekitar 20 bagian, bernomor PS3.1 hingga PS3.22, dan diperbarui beberapa kali setahun. Edisi terbaru dapat dibaca gratis di dicomstandard.org.

Sejarah DICOM

Pada 1983, ACR dan NEMA membentuk komite bersama karena gambar dari mesin pemindai sulit dibaca tanpa peralatan milik produsennya.

• 1985 - ACR-NEMA 300, untuk transfer titik ke titik melalui antarmuka paralel 16-bit khusus.
• 1988 - ACR-NEMA 2.0, versi kedua.
• 1993 - DICOM 3.0, dengan nama baru dan dukungan untuk jaringan komputer (TCP/IP).
• 1995 - pertukaran data pemeriksaan melalui CD, serta objek untuk USG, angiografi sinar-X, dan kedokteran nuklir.

Sejak 1993 belum ada versi utama yang baru. Berbagai suplemen standar telah menambahkan, antara lain, daftar kerja modalitas (modality worklist, 1996), laporan terstruktur (2000), tomosintesis payudara (2008), pencitraan preparat utuh (whole slide imaging, 2010), dan DICOMweb (2013).

Isi berkas DICOM

Berkas DICOM berisi gambar serta informasi tentang pasien, pemeriksaan, dan peralatan. Susunannya ditetapkan dalam PS3.10:

1. Preambul - 128 byte, biasanya semuanya nol.
2. Prefiks - empat huruf DICM yang menandai berkas DICOM.
3. Informasi meta berkas (File Meta Information) - grup 0002, termasuk Transfer Syntax UID (0002,0010) yang menunjukkan cara pengodean bagian berkas selebihnya.
4. Set data (data set) - serangkaian elemen data.
5. Data piksel (Pixel Data) (7FE0,0010) - gambar itu sendiri, biasanya elemen terakhir dan terbesar.

1. 0x0000
   Preambul128 byte, biasanya semuanya nol
2. 0x0080
   DICM PrefiksHuruf DICM menandai berkas ini sebagai DICOM
3. (0002,xxxx)
   Informasi meta berkasCara pengodean bagian berkas selebihnya (transfer syntax)
4. (gggg,eeee)
   Set dataElemen data tentang pasien, pemeriksaan, seri, dan gambar

   Satu elemen data PatientName

   Tag

   (0010,0010)10 00 10 00

   Tipe nilai (VR)

   PN50 4E

   Panjang

   808 00

   Nilai

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

5. (7FE0,0010)
   Data pikselGambar itu sendiri, mentah atau terkompresi

Setiap elemen data memiliki tag (nomor grup dan nomor elemen dalam heksadesimal, misalnya (0010,0010)), representasi nilai atau VR (value representation: tipe data dua huruf, seperti PN untuk nama atau DA untuk tanggal), panjang, dan nilai. Tag dengan nomor grup ganjil bersifat privat dan biasanya ditetapkan oleh produsen.

Cara pemeriksaan disusun

DICOM menyusun gambar dalam empat tingkat:

• Pasien (patient) - orang yang diperiksa.
• Pemeriksaan (study) - satu pemeriksaan, misalnya CT scan dada pada tanggal tertentu.
• Seri (series) - gambar yang diambil atau direkonstruksi bersama, misalnya irisan tipis atau rekonstruksi tulang.
• Objek (instance) - satu objek, biasanya satu gambar, yang disimpan sebagai satu berkas.

• Pasien PatientID

  Orang yang diperiksa: nama, ID, tanggal lahir

  • Pemeriksaan (study) StudyInstanceUID

    Satu pemeriksaan, misalnya CT scan dada pada hari tertentu

    • Seri SeriesInstanceUID

      Satu kumpulan gambar dari satu pemindaian atau rekonstruksi

      • Objek (instance) SOPInstanceUID

        Satu gambar atau objek, disimpan sebagai satu berkas

Setiap gambar biasanya berupa berkas tersendiri, dan satu pemeriksaan dapat memiliki beberapa seri berisi ratusan irisan sehingga jumlah berkasnya dapat mencapai ribuan.

Setiap pemeriksaan, seri, dan objek memiliki pengenal unik (unique identifier, UID): deretan angka yang dipisahkan titik dengan panjang hingga 64 karakter, misalnya 2.25.329800735698586629295641978511506172918. UID dirancang agar unik di seluruh dunia, dan perangkat lunak memakainya, bukan nama berkas, untuk mengelompokkan dan mengurutkan gambar.

Setiap objek termasuk dalam sebuah SOP Class yang menentukan jenisnya, misalnya CT Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2). Objek multi-frame menyimpan banyak frame dalam satu berkas, misalnya klip USG. DICOM juga menyimpan jenis objek lain: laporan terstruktur (structured report, SR), dokumen PDF terenkapsulasi, pengaturan tampilan (presentation state), segmentasi (SEG), dan rencana radioterapi.

Kompresi dan transfer syntax

Transfer syntax menentukan urutan byte, apakah VR ditulis di dalam berkas, dan apakah data piksel dikompresi. Penampil yang tidak mendukung suatu transfer syntax mungkin gagal membuka berkas yang valid.

Kompresi tanpa kehilangan data (lossless) mempertahankan nilai setiap piksel secara persis dan sering memperkecil ukuran berkas dua hingga tiga kali lipat. Kompresi dengan kehilangan data (lossy) dapat memperkecil berkas sepuluh kali lipat atau lebih, tetapi menghilangkan detail secara permanen. Kompresi jenis ini umum dipakai untuk USG dan video, sedangkan gambar CT, MRI, dan rontgen biasanya disimpan tanpa kompresi atau dengan kompresi tanpa kehilangan data karena detail yang hilang dapat memengaruhi diagnosis. Nilai 01 pada Lossy Image Compression (0028,2110) menandai gambar yang dikompresi dengan kehilangan data.

Cara gambar DICOM dipertukarkan

Di rumah sakit, mesin pemindai mengirim gambar ke PACS (Picture Archiving and Communication System, sistem pengarsipan dan komunikasi gambar), yang menyimpan gambar tersebut dan meneruskannya ke workstation dokter spesialis radiologi. Setiap perangkat atau program DICOM adalah sebuah Application Entity (AE) yang memiliki AE title, alamat IP, dan nomor port, biasanya 104 atau 11112. Layanan DIMSE klasik berjalan melalui TCP/IP:

• C-ECHO - memeriksa koneksi.
• C-STORE - mengirim objek.
• C-FIND - mencari pemeriksaan, seri, atau gambar.
• C-MOVE - meminta server mengirim objek ke tujuan tertentu.
• C-GET - mengambil objek melalui koneksi yang sama.

Dengan daftar kerja modalitas (modality worklist), mesin pemindai menerima daftar pasien yang telah dijadwalkan sehingga nama dan ID tidak perlu diketik secara manual. DICOMweb (PS3.18) menawarkan layanan serupa melalui HTTP: QIDO-RS untuk mencari, WADO-RS untuk mengambil, dan STOW-RS untuk menyimpan.

Pasien biasanya menerima CD, DVD, flashdisk, atau tautan unduhan. CD/DVD yang dibuat sesuai standar DICOM memiliki berkas indeks DICOMDIR dan sering kali dilengkapi program penampil.

Modalitas dan kodenya

Kode modalitas disimpan dalam tag (0008,0060).

Pemeriksaan PET/CT berisi seri PT sekaligus CT, dan CBCT gigi (cone beam CT) biasanya memakai kode CT. Kode lain mencakup OP dan OPT (pencitraan mata), SM (mikroskopi preparat), ES (endoskopi), ECG, SR, SEG, serta RTSTRUCT, RTPLAN, RTDOSE (radioterapi).

Cara membuka berkas DICOM

Aplikasi penampil foto biasa tidak dapat membuka berkas DICOM. Anda memerlukan penampil DICOM (DICOM viewer), misalnya:

• Weasis - gratis dan sumber terbuka, untuk Windows, macOS, dan Linux.
• 3D Slicer - gratis dan sumber terbuka, dengan alat 3D tingkat lanjut, untuk Windows, macOS, dan Linux.
• Horos - gratis dan sumber terbuka, untuk macOS.
• OHIF Viewer - gratis dan sumber terbuka, berjalan di peramban web.
• MicroDicom - gratis untuk penggunaan nonkomersial, untuk Windows.
• RadiAnt DICOM Viewer - komersial, tersedia versi uji coba gratis, untuk Windows.

Lisensi dapat berubah, dan daftar ini bukan rekomendasi.

Untuk melihat isi CD/DVD, salin seluruh isinya ke komputer Anda, lalu buka berkas DICOMDIR atau foldernya dengan penampil DICOM. Program penampil yang disertakan pada CD/DVD tidak wajib digunakan dan sering kali hanya berjalan di Windows. Jika komputer Anda tidak memiliki drive CD/DVD, mintalah tautan unduhan kepada klinik.

Mengonversi DICOM ke JPEG, PNG, atau video

Penampil dapat mengekspor gambar ke JPEG atau PNG dan seri ke video, tetapi hasilnya tidak lagi berupa gambar medis yang utuh:

• Metadata hilang: data pasien, pemeriksaan, dan peralatan, serta urutan gambar.
• Gradasi abu-abu berkurang. Gambar CT dan MRI biasanya memiliki 12 hingga 16 bit per piksel (ribuan gradasi abu-abu), sedangkan JPEG pada umumnya hanya 8 bit (256 gradasi).
• Pengaturan window dan level terkunci. Dokter tidak lagi dapat menyesuaikan rentang yang ditampilkan untuk tulang, paru-paru, atau jaringan lunak.
• Pengukuran menjadi tidak andal, dan rekonstruksi 3D tidak lagi dapat dilakukan.

Untuk pendapat kedua (second opinion), kirimkan berkas DICOM asli dari seluruh pemeriksaan, bukan tangkapan layar atau video.

Data pribadi dan deidentifikasi

Header berkas DICOM biasanya berisi data pribadi: nama, ID, tanggal lahir, dan jenis kelamin pasien, tanggal pemeriksaan, serta nama rumah sakit dan dokter. Teks juga dapat tertanam di dalam piksel, misalnya pada gambar USG, dan tag privat dapat menyimpan data yang dapat mengungkap identitas pasien.

Deidentifikasi menghapus atau mengganti informasi ini. Standar DICOM menjelaskannya dalam PS3.15, Annex E (Attribute Confidentiality Profiles). Sebelum Anda membagikan gambar secara publik atau untuk keperluan pengajaran:

• gunakan alat deidentifikasi yang juga menghapus tag privat;
• periksa apakah ada nama dan tanggal pada piksel gambar, lalu potong atau tutupi bagian tersebut;
• ingat bahwa rekonstruksi 3D dari CT atau MRI kepala dapat memperlihatkan wajah;
• simpan berkas asli untuk dokter Anda.

Pertanyaan yang sering diajukan

Mengapa pemeriksaan saya berisi begitu banyak berkas?

Setiap gambar biasanya berupa berkas tersendiri, dan satu pemeriksaan dapat berisi ratusan atau ribuan gambar (lihat cara pemeriksaan disusun). Hal ini wajar.

Apa itu DICOMDIR?

DICOMDIR adalah berkas indeks di dalam CD/DVD. Berkas ini mencantumkan semua pasien, pemeriksaan, seri, dan gambar beserta lokasi setiap berkas. Buka berkas ini dengan penampil DICOM untuk memuat seluruh isi CD/DVD.

Bisakah saya membuka berkas DICOM di ponsel?

Bisa, dengan aplikasi penampil DICOM atau penampil berbasis web. Untuk diagnosis, dokter menggunakan layar yang lebih besar dan terkalibrasi.

Bisakah saya mengonversi DICOM ke JPG atau PDF?

Bisa, tetapi gambar hasil ekspor kehilangan informasi. Karena itu, simpanlah berkas aslinya (lihat mengonversi DICOM).

Apakah DICOM dapat digunakan secara gratis?

Standarnya dapat dibaca secara gratis, dan banyak program gratis serta sumber terbuka mendukungnya. NEMA tidak menyertifikasi produk; produsen menerbitkan DICOM Conformance Statement (pernyataan kesesuaian).

Apakah berkas DICOM harus berekstensi .dcm?

Tidak. Berkas di dalam CD/DVD sering memiliki nama pendek seperti IM000001 tanpa ekstensi. Program mengenali berkas DICOM dari prefiks DICM, bukan dari namanya.

Sumber

• Tentang DICOM (dalam bahasa Inggris)
• Sejarah DICOM (dalam bahasa Inggris)
• Standar DICOM, edisi terbaru (dalam bahasa Inggris)
• Gambar pada CD (dalam bahasa Inggris)