Dicom在牙科

更新日期:2018年6月08日
  • 作者:杰夫伯格斯,DDS,MSD;首席编辑:Arlen D Meyers,MD,MBA更多的...
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实践要点

数字成像越来越多地用于评估龋齿,口腔病理和前牙科和型亲生治疗评估。 12]随着从遗留到数字成像的转换已经出现了一种允许患者,诊断和其他采集数据的软件策略以及成像信息的软件策略。DICOM(医学中的数字成像和通信)是用于在医学成像中处理,存储,打印和传输信息的标准。 3.]

DICOM文件包含患者的X射线图像或一系列图像和其他与标准化术语库中选择的患者相关信息(例如,患者名称,识别号码,采集方式)。DICOM库广泛且不断更新,以反映更改识别标准。DICOM文件完全加密,以允许通过互联网安全电子通信。

DICOM标准最初是由美国放射学会和国家电气制造商协会制定的。这些标准会定期修订,以提高与电子记录的兼容性,并改善医疗环境中的临床工作流程。通过使用标准化格式,可以查看图像和相关数据,而无需考虑用于进行成像研究的专有获取方式,从而实现跨供应商的互操作性或连接性。牙医也可以通过符合hipaa标准的互联网连接与他们的医学同事交流。

自1996年美国牙科协会加入DICOM委员会以来,牙科一直积极参与DICOM标准的制定。因此,DICOM标准开始包括图像对象的定义,并对口腔内投影和彩色摄影进行特殊分类。今天,大多数生产成像设备(称为采集方式)的公司都包括DICOM图像识别。为了存储、检索和查看数字DICOM图像,已经开发了许多软件系统(称为图像归档和通信系统,或PACS)。

在牙科完全与DICOM整合之前,还有很多工作要做。例如,DICOM图像需要与目前可用的许多电子牙科记录软件产品集成。代表牙科专业的DICOM小组已经召开会议,讨论与DICOM标准相关的问题,包括成像在诊断、治疗模拟、治疗指导和组织修复中的使用, 4]除了开发用于脑内和地外预测的数字照相结构显示的标准化指导方针,为报告的模板创建,呈现国家的指导方针,包括牙科牙科使用的覆盖物,以及在牙科植入学中使用的DICOM中的手术工作流问题.

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互操作性

在DICOM术语中,用于拍摄图像的设备称为采集方式。互操作性对于采集方式很重要;它应该是完全正常的并且没有故障操作。从理论上讲,所有设备都应该能够与任何其他符合DICOM标准的产品连接;这在符合性声明中概述。

DICOM符合性声明应包含连接模式时技术使用所需的信息。 5]各种采集方式和其他连接机器的DICOM性能语句通常可在制造商网站上下载。采集设备的一致性语句标准化,以允许与不同制造商的DICOM器件进行比较。

DICOM符合语句简称为例如,通过特定的脑内成像产品拍摄的数字牙科X射线将被下载到另一个供应商的服务器,然后在另一个公司的计算机监视器上正确显示。根据北美的放射学会,“符合符合声明必须描述活动句柄的关联(即,活动是如何发起关联,并接受多个关联)的课程。某些设备(例如图像存档和通信系统中的存档)必须支持多个关联,如果要接受性能是可接受的。否则,只能在任何给定时间处理单个活动(例如,DICOM存储)。“ 6]

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术语

以下术语用于DICOM命名法。 6]虽然牙医通常可以在日常专业通信中使用牙医,但如果正在考虑或已经实施数字成像,则了解他们的含义非常重要。

协会:两个DICOM应用程序之间建立的通信连接,用来交换DICOM信息。可以同时支持一个或多个关联。

属性:描述DICOM中某事物的项目,通常用于描述信息对象。

复合对象:对应于实体关系模型中的多个实体的多个或部分的DICOM中定义的对象。

数据元素:提供实体关系模型中实体特征的数据集或描述性属性的内容。

数据集:实体关系模型中的实体的正式描述,例如患者,设备和图像,以及如何根据信息组织的角度来相关。

显式虚拟现实:一种包括属性本身中属性的值表示的方法。

隐式虚拟现实:根据美国放射学和国家电气制造商协会所定义的数据字典中属性值表示的方法。

信息对象实例:已为其分配了真实世界值的信息对象。

信息对象:用于承载信息的图像、报告和患者。

:执行通信过程所需要的特定功能的一组软件或硬件。

图书馆:一般接受的术语,描述诸如病人姓名、身份证号码和出生日期等属性。

标准化的对象:DICOM中定义的对象,其对应于实体关系模型中的单个实体。

面向对象分析:确定描述特定活动的对象或实体关系模型的过程。

:正在通信的较大消息的一部分,如果发送多个包,它具有指示正确位置和正确顺序的报头信息。

协议:允许两台设备相互通信的规则集。由协议决定的一种分层通信方式,即设备中的一层与相应的一层通信。

服务:执行以允许设备内的图层之间的通信的一组功能。

:一组允许与应用程序通信的层。

标签:属性或数据元素的数字名称。

传输语法:呈现数据元素的值表示的方式以及它们的编码(例如,字节顺序和压缩类型)。

唯一标识符:引用实体时使用的数字构造。它是一种唯一的名称,允许找到和检索所需实体并允许其与其他实体的区别。

值表示(VR):属性值如何表示的描述,如通过文本、二进制数据或患者名称表示。

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收购设备

采集装置是产生数字化图像的任何仪器,包括计算断层摄影(CT),磁共振成像,超声波,数字投影射线照相和允许扰动,全景或头部测量成像的X射线机。 7]牙科数字成像还包括三维CT,数码摄影和数字驱动的计算机辅助设计/制造系统(CAD / CAM)。 8910]

通常,较新的标准牙科数字成像设备(例如,内部数字X射线系统,全景成像,锥形光束CT)是DICOM兼容。然而,尚未建立尚未建立关于某些设备的DICOM符合性的标准,包括三维计算机断层扫描和CAD / CAM系统,以及关于图片归档和通信系统(PACS)的互操作性。

大多数医疗中心和大型医生的健康管理组织使用PACS来管理数字DICOM文件,包括采集,存储,检索和查看。在牙科,使用PACS的使用主要限于大型医院设施中的学术中心和牙科诊所,其中有需要在部门之间传输数据。 11]在这些情况下,使用符合dicom的成像非常关键,原因有很多,包括符合HIPAA。

随着国家医疗保健的实施,对情感越来越兴趣,牙科遵守国家成像标准的持续压力,以及该技术提供的便利性,很可能更适中到大型牙科设施将开始移动使用DICOM格式对PACS实现。较小的小组实践可能会遵循他们的领导。

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DICOM的使用和技术考虑

数字成像系统在医院和学术牙科环境中越来越多地用于, 11121314151617]特别是在正畸学、口腔外科、口腔医学和种植学等专业。 18]

Grafer等人的一篇审查文章 19]描述DICOM,因为它涉及锥形光束计算机断层扫描(CBCT)图像在正畸模型中,CBCT图像的测量,从DICOM CBCT文件,分段发动机和多模式图像的2维(2D)射线照片的创建,注册和叠加3- 定量(3D)图像,以及定量分析和3D外科预测的特殊应用。Abramovitch和Rice强调了新软件计划在将CBCT纳入牙科实践中的重要性。 20.]

大多数复杂的软件应用程序允许沿不同的平面转换图像。它们还允许以不同的角度和根据需要进行分段的特定感兴趣区域的可视化。通常,有多个阈值过滤器,用于区分组织密度,剪切工具和用于软组织的透明滤波器。

虽然在二维成像中绘制图像进行定性评估是合适的,但在三维绘制中进行定量评估有局限性。例如,大多数在2D中可视化的地标要么无法可视化,要么很难在弯曲的3D表面上定位。此外,渲染后的图像还会受到许多因素的影响,包括对比度、采集过程中的运动、金属的存在、信噪比和操作员应用的阈值滤波器。因此,建议将地标放置在片的堆栈中。在CBCT图像测量的准确性和可靠性方面,根据地标在切片内的定位方式,可能会存在差异。

劳尔等 19]还描述了从DICOM文件中创建2D射线照相。对来自CBCT部分的这些合成头图进行的测量平均值,类似于标准头孢菌图。但是,界标错误计算可能会增加。使用多模式图像的另一个方面在于不同的分段过程。软件中的分割引擎允许用户区分虚拟表面和呈现图像。因此,用户可以导出解剖模型,并可以选择与DICOM CBCT图像相结合的不同模式 21](例如,通过使用CBCT数据通过激光或光学扫描仪组合数字模型)。

DICOM 3D软件系统尚未与诊断分类相关联。此外,还尚未以准确性和精度验证的一些可用工具。因此,应谨慎地解释在DICOM文件中的数据。劳尔等 19]建议需要进一步研究关于CBCT数据的口语信息的解释。

植入计划也可能使用符合DICOM标准的成像。在一项研究中,来自适当的内模板的CT扫描的数据以DICOM3格式存储在CD-ROM上,然后上传到植入软件程序,然后用于计算现场准备所需的参数。作者指出,这种方法可以提高外科精度,特别是对于精确性重要的区域,例如在解剖位点具有小空间(例如萎缩的颌骨)或者存在需要Zygomatic方法的情况下的情况。为了在实际过程中建立准确性,红外发光二极管连接到旋转仪器和患者的模板,然后实时在监视器上查看。这种计算机辅助导航系统正在开发中,但DICOM连接问题尚未得到解决。 16]

与DICOM有关的其他两种牙科申请是口腔手术和龋齿的诊断。关于口腔手术,DICOM文件提供了可用于诊断和手术规划的相当大的信息。但是,有些证据表明DICOM文件数据的复杂性可能在研究中存在问题。探索基于CBCT的DICOM文件的研究和用于评估颌面骨移植的这些图像的属性表明DICOM文件可以用于研究与接枝存活率相关的问题,但与这些文件相关联的参数可能会妨碍结果的比较在研究之间,从而损害他们的科学影响。 1922]

在龋齿诊断领域中,符合DICOM标准的数字图像的一个问题是,当图像在不同的监视器上观看时,它们是否可以可靠地检测近端龋齿。研究表明,监视器类型可能并不重要。例如,一项研究的结果评估具有不同技术标准的监视器诊断的监视器中的亮度和对比度调整的差异表明,无论是如何改变临床医生的检测疾病病变的差异,都没有改变临床医生的能力。数字图像显示在DICOM预校验彩色监视器或单色监视器上。 23]

另一个问题涉及图像的数字压缩。目前尚不清楚与DICOM存储相关的文件压缩是否改变了随后观察的图像,以妨碍诊断。至少有一项涉及根骨骨折评估的研究表明它没有。本研究的结果未能在未压缩和压缩图像中检测到根部骨折中的显着差异。 2425]其他研究还表明,压缩通常不会影响例如横向头颅数字射线照片的地标识别 26]和可重复的头部测量点。 27]

DICOM和PACS实现中的两种创新包括使用互联网进行图像传输和移动设备作为观看者。 2829]PACS系统允许通过互联网发送DICOM图像,这是数字文件通信的重要一步。使用互联网,具有适当身份的临床医生可以在远程卫星诊所或其他远程地点访问其诊所的PACS服务器,并上传和显示患者成像文件(使用DICOM文件的唯一标识符)。

包括平板电脑在内的移动设备的数字显示能力的最新进展,极大地增加了基于互联网的图像传输的临床可能性。 30.]基于互联网的电子牙科记录交付目前也可用,但在所有情况下,这些软件系统都可能不会与DICOM成像解决方案完全集成。 31]

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安全问题

在《健康保险可携带性和责任法案》(HIPAA)中,美国政府要求医疗机构保护患者信息,只向专业人士提供。对于DICOM图像,128字节加密通常可以提供跨公共网络传输图像的安全性。

但是,PAC的实施因基础设施而异。因此,在部署安全标准方面可能存在固有的弱点。 32]为了提高PACS和DICOM图像传输的安全性,在某些位置已经实现了数字签名的概念(在来自DICOM图像报头的加密患者信息之上应用的不可见水印)。在这种情况下,专用PACS安全服务器可以用作网守,检查和认证请求用户的图像原点和完整性。

与安全相关的另一个问题是通过CD-ROM传输DICOM图像。在牙科和药物中使用CD-ROM以转移成像信息,包括DICOM图像。假设此类成像数据的转移是HIPAA兼容,因为DICOM加密支持数据的完整性,并且它将直接传送到请求方。但是,评估数据漏洞的研究已经证明了CD-ROM上的数据文件容易被更改,并且这些更改不会检测到文件结构的详细分析。可以在没有变化的DICOM读者的情况下进行改变。一些作者得出结论,CD-ROM转移不应被视为安全, 33]特别是当有潜在的财务或其他增益来改变数据时,并且当副本无法与原始信息交叉检查时。

最后,应当理解,通过互联网与患者护理相关的非DICOM图像的任何转移都不符合HIPAA标准。此类转移至少在美国,以及国家和联邦后果。

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