DICOM

El estándar DICOM ( Digital Imaging and Communications in Medicine ) es un estándar técnico para el almacenamiento y la transmisión digital de imágenes médicas e información relacionada. ^{[ 1 ]} Incluye definiciones de objetos de información (es decir, formatos de mensajes); definiciones de servicios; una definición de formato de archivo , que especifica la estructura de un archivo DICOM ; y un protocolo de comunicación de red que utiliza TCP/IP o HTTPS para comunicarse entre sistemas. El propósito principal del estándar es facilitar la comunicación entre las entidades de software y hardware involucradas en imágenes médicas , especialmente aquellas creadas por diferentes fabricantes. Las entidades que utilizan archivos DICOM incluyen componentes de sistemas de archivo y comunicación de imágenes (PACS) , como máquinas de imágenes (modalidades) , sistemas de información radiológica (RIS) , escáneres , impresoras , servidores informáticos y hardware de red .

El estándar DICOM ha sido ampliamente adoptado por hospitales , grandes clínicas y la industria del software médico . En ocasiones, se utiliza en aplicaciones de menor escala, como consultorios dentales y médicos. DICOM también se emplea en medicina veterinaria e investigación.

La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) posee los derechos de autor del estándar publicado, ^{[ 2 ]} que fue desarrollado por el Comité de Estándares DICOM (que incluye a algunos miembros de NEMA). ^{[ 3 ] [ 4 ]} También se conoce como estándar NEMA PS3 y como estándar ISO 12052:2017: "Informática de la salud: imágenes digitales y comunicación en medicina (DICOM), incluyendo flujo de trabajo y gestión de datos" .

DICOM se utiliza en todo el mundo para almacenar, intercambiar y transmitir imágenes médicas . DICOM ha sido fundamental para el desarrollo de la imagen radiológica moderna ; incorpora estándares para modalidades de imagen como radiografía, ecografía, tomografía computarizada (TC), resonancia magnética (RM) y radioterapia. DICOM incluye protocolos para el intercambio de imágenes (por ejemplo, mediante soportes portátiles como DVD), compresión de imágenes, visualización 3D, presentación de imágenes e informes de resultados. ^{[ 5 ]}

DICOM es un estándar desarrollado por el Colegio Americano de Radiología (ACR) y la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA). ^{[ 6 ]}

A principios de la década de 1980, era difícil para cualquier persona que no fuera fabricante de equipos de tomografía computarizada o resonancia magnética descifrar las imágenes que generaban. Los radiólogos y físicos médicos buscaban estas imágenes para la planificación de dosis en radioterapia . ACR y NEMA colaboraron y formaron un comité de normalización en 1983. Su primer estándar, ACR/NEMA 300, titulado "Imágenes digitales y comunicaciones", se publicó en 1985. Poco después de su publicación, quedó claro que se necesitaban mejoras. El texto era vago y presentaba contradicciones internas.

En 1988 se lanzó la segunda versión. Esta versión obtuvo mayor aceptación entre los proveedores. La transmisión de imágenes se especificó mediante un cable dedicado de 2 pares ( EIA-485 ). La primera demostración de la tecnología de interconectividad ACR/NEMA V2.0 se llevó a cabo en la Universidad de Georgetown, del 21 al 23 de mayo de 1990. Seis empresas participaron en este evento: DeJarnette Research Systems, General Electric Medical Systems, Merge Technologies, Siemens Medical Systems, Vortech (adquirida por Kodak ese mismo año) y 3M. Equipos comerciales compatibles con ACR/NEMA 2.0 fueron presentados en la reunión anual de la Sociedad Radiológica de Norteamérica (RSNA) en 1990 por estos mismos proveedores. Muchos pronto se dieron cuenta de que la segunda versión también necesitaba mejoras. Se crearon varias extensiones de ACR/NEMA 2.0, como Papyrus (desarrollado por el Hospital Universitario de Ginebra, Suiza) y SPI (Standard Product Interconnect), impulsadas por Siemens Medical Systems y Philips Medical Systems.

El primer despliegue a gran escala de la tecnología ACR/NEMA se realizó en 1992 por el Ejército y la Fuerza Aérea de los EE. UU., como parte del programa MDIS (Medical Diagnostic Imaging Support) ^{[ 7 ]} con sede en Fort Detrick, Maryland. Loral Aerospace y Siemens Medical Systems lideraron un consorcio de empresas en el despliegue del primer PACS (Picture Archiving and Communications System) militar estadounidense en todas las principales instalaciones de tratamiento médico del Ejército y la Fuerza Aérea, así como en nodos de teleradiología en un gran número de clínicas militares estadounidenses. DeJarnette Research Systems y Merge Technologies proporcionaron las interfaces de puerta de enlace de modalidad desde modalidades de imagen de terceros a la red SPI de Siemens. La Administración de Veteranos y la Armada también adquirieron sistemas de este contrato.

En 1993 se publicó la tercera versión del estándar. Su nombre se cambió entonces a "Digital Imaging and Communications in Medicine", abreviado DICOM. Se definieron nuevas clases de servicio, se añadió soporte de red y se introdujo la Declaración de Conformidad. Inicialmente, el estándar DICOM se denominó "DICOM 3.0" para distinguirlo de sus predecesores. ^{[ 8 ]} DICOM se ha actualizado y ampliado constantemente desde 1993, con la intención de que los cambios sean retrocompatibles, excepto en casos excepcionales en los que la especificación anterior era incorrecta o ambigua. Oficialmente no existe ninguna "versión" del estándar, salvo la actual; por lo tanto, el número de versión "3.0" ya no se utiliza. No existen versiones "menores" del estándar (por ejemplo, no existe "DICOM 3.1") y no hay planes actuales para desarrollar una nueva versión incompatible del estándar (es decir, no existe "DICOM 4.0"). Se debe hacer referencia a la norma sin especificar la fecha de publicación de una edición particular, ^{[ 9 ]} excepto cuando se invoquen requisitos de conformidad específicos que dependan de una característica obsoleta que ya no esté documentada en la norma actual. ^{[ 10 ]}

Si bien el estándar DICOM ha alcanzado una aceptación casi universal entre los proveedores de equipos de imagen médica y las organizaciones de TI del sector salud, presenta ciertas limitaciones. DICOM es un estándar diseñado para abordar problemas de interoperabilidad técnica en imagen médica. No constituye un marco ni una arquitectura para lograr un flujo de trabajo clínico eficaz. La iniciativa Integrating the Healthcare Enterprise (IHE), que se basa en DICOM (y HL-7 ), define perfiles para seleccionar características de estos estándares e implementar transacciones para casos de uso específicos de interoperabilidad en imagen médica.

Aunque siempre ha sido compatible con Internet y se basa en el transporte TCP , con el tiempo ha surgido una creciente necesidad de admitir el transporte HTTP del puerto 80 para facilitar su uso en el navegador web. Más recientemente, se ha definido una familia de servicios web RESTful DICOM para permitir el acceso a objetos y servicios DICOM desde dispositivos móviles, que incluyen WADO-RS, STOW-RS y QIDO-RS, los cuales, en conjunto, constituyen la iniciativa DICOMweb .

Existen algunas derivaciones del estándar DICOM en otras áreas de aplicación. Estas incluyen DICONDE ( Digital Imaging and Communication in Nondestructive Evaluation ), establecido por ASTM International , y DICOS ( Digital Imaging and Communication in Security ).

DICOM agrupa la información en conjuntos de datos . Por ejemplo, un archivo de una radiografía de tórax puede contener la identificación del paciente, de modo que la imagen nunca se separe de esta información por error. Esto es similar a cómo los formatos de imagen como JPEG también pueden tener etiquetas integradas para identificar y describir la imagen.

Un objeto de datos DICOM consta de varios atributos, como nombre, ID, etc., y un atributo especial que contiene los datos de píxeles de la imagen (es decir, lógicamente, el objeto principal no tiene una "cabezal" propiamente dicha, sino que es simplemente una lista de atributos, incluidos los datos de píxeles). Un único objeto DICOM solo puede tener un atributo con datos de píxeles. Para muchas modalidades, esto corresponde a una sola imagen. Sin embargo, el atributo puede contener varios "fotogramas", lo que permite almacenar bucles de cine u otros datos multifotograma. Otro ejemplo son los datos NM, donde una imagen NM, por definición, es una imagen multidimensional multifotograma. En estos casos, los datos tridimensionales o cuatridimensionales pueden encapsularse en un único objeto DICOM. Los datos de píxeles pueden comprimirse utilizando diversos estándares, como JPEG , JPEG sin pérdidas , JPEG 2000 y codificación de longitud de ejecución (RLE) . La compresión LZW (zip) puede utilizarse para todo el conjunto de datos (no solo para los datos de píxeles), pero rara vez se ha implementado.

DICOM utiliza tres esquemas de codificación de elementos de datos diferentes. Para los elementos de datos de representación de valor explícito (VR), que no sean OB, OW, OF, SQ, UT ni UN , el formato de cada elemento es: GRUPO (2 bytes), ELEMENTO (2 bytes), VR (2 bytes), Longitud en bytes (2 bytes) y Datos (longitud variable). Para los demás elementos de datos explícitos o implícitos, consulte la sección 7.1 de la Parte 5 del estándar DICOM.

Se utiliza el mismo formato básico para todas las aplicaciones, incluido el uso de redes y archivos, pero al escribir en un archivo, normalmente se añade un "encabezado" real (que contiene copias de algunos atributos clave y detalles de la aplicación que lo escribió).

Para promover la visualización idéntica de imágenes en escala de grises en diferentes monitores y la consistencia de las copias impresas de diversas impresoras, el comité DICOM desarrolló una tabla de consulta para mostrar los valores de píxeles asignados digitalmente. Para utilizar la función de visualización estándar en escala de grises (GSDF) de DICOM , ^{[ 22 ]} las imágenes deben visualizarse (o imprimirse) en dispositivos que tengan esta curva de consulta o en dispositivos que hayan sido calibrados a la curva GSDF. ^{[ 23 ]}

Además de una representación de valor, cada atributo también tiene una multiplicidad de valor para indicar la cantidad de elementos de datos que contiene. Para las representaciones de valores de cadena de caracteres, si se codifica más de un elemento de datos, los elementos sucesivos se separan mediante el carácter de barra invertida "\". ^{[ 24 ]}

DICOM consta de servicios, la mayoría de los cuales implican la transmisión de datos a través de una red. El formato de archivo para medios sin conexión es una adición posterior al estándar.

La aplicación principal del estándar DICOM es la captura, el almacenamiento y la distribución de imágenes médicas. El estándar también proporciona servicios relacionados con la imagenología, como la gestión de listas de trabajo de procedimientos de imagen, la impresión de imágenes en película o medios digitales como DVD, la notificación del estado del procedimiento (por ejemplo, la finalización de una adquisición de imagen), la confirmación del archivado exitoso de imágenes, el cifrado de conjuntos de datos, la eliminación de información que identifique al paciente de los conjuntos de datos, la organización de diseños de imágenes para su revisión, el guardado de manipulaciones y anotaciones de imágenes, la calibración de pantallas de imágenes, la codificación de ECG, la codificación de resultados CAD, la codificación de datos de medición estructurados y el almacenamiento de protocolos de adquisición.

DICOM ha reservado los siguientes números de puerto TCP y UDP por la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA): 104, puerto conocido para DICOM sobre Protocolo de Control de Transmisión (TCP) o Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). Dado que el 104 está en el subconjunto reservado, muchos sistemas operativos requieren privilegios especiales para usarlo; 2761, puerto registrado para DICOM que utiliza la Capa de Comunicación Segura Integrada (ISCL) sobre TCP o UDP; 2762, puerto registrado para DICOM que utiliza Seguridad de la Capa de Transporte (TLS) sobre TCP o UDP; 11112, puerto registrado para DICOM que utiliza comunicación abierta estándar sobre TCP o UDP. El estándar recomienda, pero no exige, el uso de estos números de puerto.

Según un documento presentado en un simposio internacional en 2008, el estándar DICOM presenta problemas relacionados con la entrada de datos. «Una desventaja importante del estándar DICOM es la posibilidad de introducir demasiados campos opcionales. Esta desventaja se manifiesta principalmente en la inconsistencia al completar todos los campos con los datos. Algunos objetos de imagen suelen estar incompletos porque algunos campos se dejan en blanco y otros se rellenan con datos incorrectos». ^{[ 28 ]}

Otra desventaja es que el formato de archivo admite código ejecutable y puede contener malware . ^{[ 29 ]}

• DVTk es un proyecto de código abierto para probar, validar y diagnosticar protocolos y escenarios de comunicación en entornos médicos. Es compatible con los perfiles de integración DICOM, HL7 e IHE.
• Health Level 7 es una organización sin ánimo de lucro dedicada al desarrollo de estándares internacionales de interoperabilidad en informática sanitaria. HL7 y DICOM gestionan un Grupo de Trabajo conjunto para armonizar las áreas donde ambos estándares se solapan y abordar la integración de imágenes en la historia clínica electrónica.
• Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) es una organización sin fines de lucro patrocinada por la industria que describe el uso de estándares para abordar casos de uso específicos en el sector de la salud. DICOM se incorpora en varios perfiles de IHE relacionados con imágenes. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• La Nomenclatura Sistematizada de Medicina (SNOMED) es una colección sistemática y procesable por computadora de términos médicos, tanto en medicina humana como veterinaria, que proporciona códigos, términos, sinónimos y definiciones que abarcan anatomía, enfermedades, hallazgos, procedimientos, microorganismos, sustancias, etc. Los datos DICOM utilizan SNOMED para codificar los conceptos relevantes.
• XnView admite .dic/ .dicompara el tipo MIME application/dicom^{[ 32 ]}

Los estándares y protocolos más conocidos utilizados por DICOM son: ^{[ 33 ]}

• DICOM utiliza el modelo de red OSI. Emplea los dos protocolos de red en los que se basa Internet y que permiten la transferencia de datos: TCP / IP y el protocolo de transferencia de hipertexto HTTP . Además, DICOM cuenta con su propio tipo de contenido MIME .
• DICOM utiliza otros protocolos como DHCP , SAML...
• DICOM utiliza un sistema de codificación llamado SNOMED CT que se basa en términos médicos y clínicos.
• DICOM utiliza un alfabeto externo conocido como LOINC .
• En el caso de las imágenes mamarias, se utilizan otros tipos de archivos estructurados conocidos como BI-RADS .

El estándar DICOM se utiliza en una amplia variedad de recursos (IHE, HL7...a) relacionados con imágenes.

Las normas ISO 12052:2017 y CEN 12052 hacen referencia a la norma DICOM. ^{[ 33 ]}

En diciembre de 2023, el investigador de ciberseguridad Sina Yazdanmehr reveló una vulnerabilidad crítica en el servicio Store. Esta revelación, presentada en Black Hat Briefings , demostró el potencial de los ciberdelincuentes para manipular series de imágenes médicas existentes. La investigación de Yazdanmehr puso de relieve la alarmante capacidad de los atacantes para destruir series de imágenes o introducir indicadores de enfermedad engañosos. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

Garantizar la seguridad de los datos de los pacientes en formato DICOM es fundamental, ya que estos archivos suelen contener información sanitaria personal sensible. Las medidas de seguridad para los datos DICOM incluyen cifrado, control de acceso y mecanismos de auditoría para prevenir el acceso, la modificación o la divulgación no autorizados de la información del paciente. El cumplimiento de normativas como la Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico ( HIPAA ) en Estados Unidos y el Reglamento General de Protección de Datos ( RGPD ) en Europa es esencial para proteger la privacidad del paciente y garantizar la integridad de los historiales médicos.

• 3DSlicer : un paquete de software libre y de código abierto para el análisis de imágenes y la visualización científica, con soporte integrado para componentes del estándar DICOM.
• Ambra Health ofrece un visor DICOM gratuito basado en la web.
• Amira
• CinePaint
• CAÑUTILLO
• Ginkgo CADx : visor DICOM multiplataforma.
• IDL : se utiliza a menudo para ver imágenes médicas.
• ImageJ
• InVesalius : software gratuito de código abierto que se puede utilizar para visualizar imágenes DICOM y transformar pilas de imágenes DICOM en modelos 3D y exportarlos a .STL.
• IrfanView
• MicroDicom : visor DICOM gratuito para Windows .
• Noesis : importador y exportador DICOM gratuito con visualización 3D para Windows .
• OsiriX : aplicación comercial de procesamiento de imágenes dedicada a imágenes DICOM.
• Orthanc : un sistema de almacenamiento DICOM ligero y basado en REST .
• PACS (Sistema de Archivo y Comunicación de Imágenes ) (en radiología)
• Sistema de información radiológica (RIS)
• Studierfenster (StudierFenster) : marco de trabajo en línea gratuito y no comercial para el procesamiento de imágenes médicas (MIP) basado en cliente/servidor y de ciencia abierta.
• Weasis : visor DICOM gratuito y de código abierto.

• Sitio web oficial
• "ISO 12052:2026" . ISO .