O que é DICOM?
DICOM é a sigla de Digital Imaging and Communications in Medicine (Comunicação e Imagem Digital em Medicina): trata-se de um padrão internacional para a troca, o armazenamento e a comunicação de imagens médicas digitais e de outros dados digitais relacionados.
O padrão DICOM abrange tanto os formatos usados para armazenar as imagens médicas digitais e seus dados associados, quanto os protocolos adotados para implementar os diversos serviços de comunicação úteis ao fluxo de trabalho de imagem médica.
O DICOM surgiu em 1993, por iniciativa do American College of Radiology (ACR) e da National Electrical Manufacturers Association (NEMA). É frequentemente chamado de "DICOM 3.0", por ser uma evolução do padrão anterior ACR-NEMA 2.0.
O principal objetivo do DICOM é permitir a interoperabilidade entre fabricantes diferentes de equipamentos e sistemas que lidam com imagens médicas digitais — desde que todos os envolvidos sigam o padrão. Graças ao DICOM, um equipamento de TC do fabricante "A" consegue enviar um exame para um arquivo digital do fabricante "B", ou uma estação de diagnóstico do fabricante "C" consegue consultar e recuperar informações de um servidor do fabricante "D".
O DICOM tornou-se o padrão de fato na imagem médica: hoje, a grande maioria dos sistemas de imagem digital dos principais fabricantes (equipamentos de aquisição, estações de diagnóstico, arquivos, servidores, impressoras médicas etc.) suporta e está em conformidade com partes do padrão, conforme os serviços que implementa. O DICOM também foi amplamente adotado por instituições médicas — hospitais públicos e privados, centros de diagnóstico e laboratórios de todos os portes.
Os dispositivos DICOM
Um dispositivo médico que suporta e implementa o padrão é chamado de dispositivo compatível com DICOM (DICOM-compliant). Pode ser um equipamento de aquisição (CR, TC, RM etc.), uma estação de trabalho, um servidor ou qualquer outro dispositivo capaz de se conectar à rede DICOM e trocar dados com outros nós usando o protocolo DICOM. Por isso, quase todo dispositivo DICOM precisa de uma interface de rede.
Dispositivos DICOM conectados a uma rede são também chamados de nós DICOM (DICOM nodes) ou pares DICOM (DICOM peers).
Cada fabricante que comercializa um dispositivo compatível é obrigado a fornecer, para aquele dispositivo, uma Declaração de Conformidade DICOM (DICOM Conformance Statement): um documento com formato bem definido (também especificado pelo próprio padrão) que descreve quais serviços DICOM o dispositivo implementa, quais partes opcionais desses serviços são suportadas e detalhes específicos sobre como o fabricante implementou cada serviço.
A rede DICOM
A rede DICOM é a rede de dados que conecta os dispositivos compatíveis dentro de uma instituição ou departamento médico. Normalmente é uma rede local (LAN) padrão — por isso a interface típica dos dispositivos DICOM é uma interface Ethernet comum, o que torna muito conveniente conectar PCs comuns, com software DICOM dedicado, a uma rede DICOM.
O desempenho e a segurança de uma rede DICOM são bastante críticos, dado o tipo e o volume de dados que trafegam por ela: imagens diagnósticas grandes e numerosas, informações de pacientes e exames, laudos etc. Por esse motivo, muitas instituições optam por construir uma rede dedicada, isolada e de alto desempenho como sua rede DICOM, separando-a da rede local comum usada, por exemplo, para dados administrativos e arquivos.
O PACS
PACS é a sigla de Picture Archiving and Communication System (Sistema de Arquivamento e Comunicação de Imagens). De forma geral, é todo o sistema que gerencia imagens médicas e dados relacionados de maneira compatível com DICOM.
Embora haja interpretações diferentes sobre quais componentes se enquadram na definição de "PACS" (algumas mais abrangentes, outras mais restritivas), normalmente considera-se que pertencem a um PACS:
- Os equipamentos de aquisição (também chamados de modalidades);
- O arquivo de imagens (também chamado de servidor PACS);
- As estações de diagnóstico;
- A rede que conecta os componentes acima.
Todos esses componentes precisam ser dispositivos compatíveis com DICOM para conseguirem cooperar e trocar dados, inclusive em cenários multifabricante.
Os principais serviços DICOM
O padrão DICOM especifica vários serviços relacionados a imagens, úteis no fluxo de trabalho médico. Os mais frequentemente usados são:
- Serviço de Verificação (Verification) — seção 6
- Serviço de Armazenamento (Storage) — seção 7
- Serviço de Storage Commitment (compromisso de guarda) — seção 8
- Serviço de Query/Retrieve (consulta e recuperação) — seção 9
- Serviço de Impressão (Print) — seção 10
- Serviço de Modality Worklist (lista de trabalho) — seção 11
- Serviço de Modality Performed Procedure Step (MPPS) — seção 12
O padrão descreve cada serviço tanto no nível semântico (para que o serviço foi concebido) quanto no nível de protocolo (que informações são trocadas e em que formato).
SCP e SCU — os dois papéis de toda comunicação DICOM
Cada serviço DICOM implica a comunicação entre duas entidades:
- Service Class Provider (SCP) — o provedor do serviço, o nó que fornece o serviço. Exemplo típico: o servidor PACS, que fornece o serviço de armazenamento aos clientes.
- Service Class User (SCU) — o usuário do serviço, o nó que consome o serviço. Exemplos: modalidades ou estações, que usam o serviço de armazenamento fornecido pelo servidor PACS.
Verificação C-ECHO
O serviço de Verificação DICOM é provavelmente o mais simples de todos. Ele serve para verificar a conectividade entre dois nós DICOM — por isso é popularmente chamado de "DICOM ping".
Segue o modelo SCP/SCU: um SCP de Verificação atua como servidor e aguarda conexões; o SCU de Verificação conecta-se ativamente a esse SCP, envia a requisição de verificação e aguarda a resposta.
No nível de protocolo, o serviço é implementado pela mensagem C-ECHO: o SCU envia um C-ECHO-RQ (requisição) ao SCP, e o SCP responde com um C-ECHO-RSP (resposta).
É muito usado na fase inicial de configuração de novos nós DICOM, para garantir a comunicação correta com os demais nós da rede. O LogiPACS suporta o serviço tanto no papel de SCP quanto de SCU.
Armazenamento C-STORE
O serviço de Armazenamento DICOM (Storage) é usado para transferir imagens DICOM e outros dados relacionados de um nó DICOM para outro.
Segue o padrão SCP/SCU: um SCP de Storage atua como servidor e aguarda conexões; o SCU de Storage conecta-se ativamente, envia a requisição de armazenamento acompanhada dos dados a transferir e aguarda a resposta.
No nível de protocolo, o serviço é implementado pela mensagem C-STORE: o SCU envia um C-STORE-RQ (requisição), incluindo o dataset a transferir, e o SCP responde com um C-STORE-RSP (resposta).
O LogiPACS (servidor PACS) suporta o serviço tanto no papel de SCP (recebe imagens e dados de outros nós) quanto de SCU.
Storage Commitment N-ACTION · N-EVENT-REPORT
O Storage Commitment é um serviço avançado que permite a uma aplicação cliente solicitar a um servidor um compromisso de guarda segura de determinadas imagens DICOM e dados relacionados.
Ele complementa o serviço de Storage enfatizando a proteção do dado, e não apenas seu recebimento. Quando um SCU envia um Storage comum e recebe um C-STORE-RSP de sucesso, isso não garante a guarda segura e duradoura dos dados pelo SCP — apenas que foram recebidos.
O fluxo do Storage Commitment é o seguinte:
- O SCU envia a requisição de compromisso via mensagem N-ACTION-RQ;
- O SCP responde com N-ACTION-RSP (aceitou o pedido);
- De forma assíncrona, o SCP notifica o resultado do compromisso via N-EVENT-REPORT. O sucesso exige o compromisso com todos os objetos solicitados; se algum não puder ser guardado com segurança, o resultado é falha.
O LogiPACS (servidor PACS) suporta o Storage Commitment no papel de SCP, aceitando as requisições e enviando as notificações correspondentes.
Query / Retrieve C-FIND · C-MOVE · C-GET
O serviço de Query/Retrieve é usado para consultar um arquivo DICOM (por exemplo, um servidor PACS) sobre o seu conteúdo e, eventualmente, recuperar partes desse conteúdo para outro nó DICOM. Ele tem duas fases:
- Fase de consulta (Query): um nó (atuando como SCU) consulta outro nó (atuando como SCP) sobre determinados conteúdos e espera uma resposta à consulta.
- Fase de recuperação (Retrieve): o SCU pode solicitar ao SCP a recuperação de alguns dados DICOM, transferidos por meio do serviço de Storage.
No nível de protocolo
Na fase de consulta, o SCU envia um C-FIND-RQ (requisição), incluindo eventuais parâmetros de busca, e o SCP responde com uma ou mais mensagens C-FIND-RSP (resposta).
Na fase de recuperação, o SCU envia um C-MOVE-RQ (requisição), especificando os itens a recuperar — normalmente um Paciente, um Estudo, uma Série ou uma única Instância. Os dados são então enviados de volta via C-STORE.
Existe também um método de recuperação distinto, baseado na mensagem C-GET: funciona de forma diferente e é implementado com menos frequência.
Modelo hierárquico da informação
Os itens recuperáveis seguem uma hierarquia de quatro níveis:
Impressão Print · N-CREATE · N-SET · N-ACTION
O serviço de Impressão DICOM (Print Management) permite que um nó (SCU) envie imagens para serem impressas por uma impressora médica DICOM (SCP) — tipicamente em filme (hardcopy) ou papel. Em vez de um driver de impressora comum, a modalidade ou a estação "conversa" com a impressora pelo próprio protocolo DICOM.
Isso permite controlar, de forma padronizada entre fabricantes, o layout do filme: formato, número de imagens por página, orientação, prioridade, densidade etc.
No nível de protocolo
O modelo é composto por objetos como Film Session (sessão de filme), Film Box (a folha/filme) e Image Box (cada posição de imagem), manipulados por mensagens N-CREATE, N-SET, N-ACTION e N-DELETE. O SCU cria a sessão, define as caixas de filme, posiciona as imagens e então dispara a impressão com um N-ACTION.
Modality Worklist MWL · C-FIND
A Modality Worklist (MWL, lista de trabalho da modalidade) fornece à modalidade (SCU) a lista de exames agendados que ela deve realizar, evitando a digitação manual dos dados do paciente e do procedimento. Um servidor de worklist (SCP) — normalmente integrado ao RIS/HIS — mantém a lista de agendamentos.
No nível de protocolo
Usa a mesma mensagem C-FIND do Query: a modalidade envia um C-FIND-RQ com filtros (data, sala/AE Title, modalidade), e o servidor responde com um ou mais C-FIND-RSP, cada um contendo os dados demográficos do paciente e do procedimento agendado (nome, ID, Accession Number, procedimento etc.).
MPPS Modality Performed Procedure Step · N-CREATE · N-SET
O MPPS (Modality Performed Procedure Step, passo de procedimento realizado pela modalidade) permite que a modalidade informe ao sistema (RIS/PACS) o andamento e a conclusão de um procedimento efetivamente realizado — quantas imagens foram adquiridas, dose, horários de início e fim, e o status (em andamento, concluído ou descontinuado).
Ele complementa a Modality Worklist: enquanto a MWL diz "o que fazer", o MPPS relata "o que foi feito".
No nível de protocolo
A modalidade (SCU) cria o passo com N-CREATE (status IN PROGRESS) e depois o atualiza/finaliza com N-SET (status COMPLETED ou DISCONTINUED).