YY T 0736-2009 医用电气设备.DICOM在放射治疗中的应用指南.pdf
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1、ICS 1104060C 43中华人民 共禾口、国医药行业标准YYT 0736-2009IECTR 62266:2002医用电气设备DICOM在放射治疗中的应用指南Medical electrical equipment-Guidelines for implementation of DICOM in radiotherapy20091卜25发布(IECTR 62266:2002,IDT)2010-12-01实施国家食品药品监督管理局 发布目 次YYT 0736-2009IECTR 62266:2002前言-1介绍-一- -,-2 DICoM概述-3 DICOM RT扩展4 DICOM RT
2、功能-5 DICOM RT对象6 D1COM示例(包含RT对象)-7 DICOM符合性声明(DCS) -8 D1COM存储介质概念-9 D1COM应用指南-10 DICOM测式-11用户注意事项12结束语13参考资料-附录A(资料性附录)XYZ公司肿瘤系统有限公司xYz产品治疗系统DICOM符合性声明附录B(资料性附录)附录C(资料性附录)附录D(资料性附录)示例应用RT计划的信息对象定义并映射到XYZ产品数据库RT计划处方的导人- -CSTORE响应状态码映射到XYZ产品数据库的可配置的应用实体特定属性-113334i666778趴船刖 吾YYT 0736-2009IECTR 62266:2
3、002本标准等同采用1ECTR 62266:2002医用电气设备DICOM在放射治疗中的应用指南。为便于使用,本标准做了下列编辑性修改:删去IECTR 62266:2002的前言。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为资料性附录。本标准由全国医用电器标准化技术委员会放射治疗、核医学和放射剂量学设备标准化分技术委员会(sAcTC lOSC 3)提出并归口。本标准由玛西普医学科技发展(深圳)有限公司、北京市医疗器械检验所负责起草。本标准主要起草人:徐涛、冯健、张新、高飞、胡佳。YYT 0736-20091EC33R 62266:2002医用电气设备DICOM在放射治疗中的应用指南1介绍多年来,I
4、EC一直晕力于电子鼓据变换标准的发展。几乎同时,另一个具有国际代表性的组织也在把DICOM(医学数字影像与通信)标准从开始的诊断图像扩展到包含放射治疗影像数据领域。IEC最终决定采纳4个DICOM RT对象柞为IEC标准,即1996年4月的IEC 61852医用电气设备医学数字影像与通信(DICOM)标准放射治疗对象第一版。本标准旨在介绍并强嘲DICOM标准匣其放射治疗扩展的复杂性,同时也提出了全面评价制造商提供的“DICOM符合性声明”的重要性、合格人员如医学物理师评价诸多放射治疗设备兼容性影响临床电子数据传送的必要性,以及数据竟换的完整性。率标准简要彳r绍了DICOM及其在蔽射治疗领域的扩
5、展应用。部分内容源自负责编写DICOMRT扩展的DICOM WG 7编制的资料。本标准概述r实施和测试连接到医疗应用系统的DICOM接口所需的基本步骤。DICOM标准由NEMA(美国国家电气制造商坍会)出版。学术界基于此标准开发了许多可在公菸领域获得的DICOM开发工具包,也有许多供应商开发的商用工具包。这些工具包的详细内容可以在互联两上获取。互联嘲上DICOM新闻组提供了关于DICOM标准进展、相关产品与问题等的最新资讯。一些互联阿文献可链接到其他公司DICOM相关网站对于了解DICOM相美主题的更多信息非常有帮助。$标$一十应月指南。D1COM标$详目自容参目正式的标$立件。2 DICOM
6、概述在20世纪80年代,随着医学成像设备的开发和迅猛发展,放射学寡与医学成传设备的制造商们都非常明确地认识到,在飞速增长的图像采集系统、显示工作站、归档系统与医院放射信息系统之间的H联和互操作变得至关重要。为了简化和改善设备的互联性-专业医疗组织美国放射学台(AcR)联合医疗设备制造商们美国国家电气制造商协会(NEMA)国际化合作,鬟同开发DICOM(I!E学数字影像与通信标准)。当DICOM接口应用在医疗设备中时,它可以直接连接到另一台DICOM兼容的设备,不再话要定制接口。最初,开发DICOM主要解决放射影像领域中的设备互联和互操作性问题,而现在部分DICOM标准定义放射治疗对象。图1所示
7、为标准支持的对象间的D1COM连接范围。I# *女*#(侨Wl,W#1*#)(:CT、MR)图l DICOM连接范围YYT 0736-2009IECTR 62266:2002目前,DICOM标准提供下列服务:网络图像传送:提供了两个设备间通信发送对象的功能,诸如放射图像(例如CT、MR、CR、X射线血管造影与RF、PET、NM、US等)或RT图像与数据(RT结构集、计划、图像、剂量与治疗记录)。同时,也可以识别和获取传输远程设备上的图像数据。网络传输是目前DICOM产品支持的最常用的互联特性。在线图像检查管理:提供了医疗设备通过网络与各种信息系统相整合的功能,如医院信息系统(HIS)中的临床与
8、管理数据,放射治疗信息系统(RIS)中的放射和放射治疗图像数据。网络打印管理:提供了通过网络连接的打印机相机打印图像的功能。这样的一个示例是多个扫描机或工作站在单个共享的硬拷贝介质上打印图像。开放式介质交换:提供了手工交换对象(图像或RT对象)与相关信息(例如报告或胶片信息)的功能。DICOM实现了通用文件格式、医疗目录结构与物理介质(例如CD、软盘)的标准化。示例包括用于出版物的图像交换和用于远程会诊而发送患者图像序列。工作流程管理:DIcOM标准经过扩展,能够定义设备工作列表和通用目标工作列表,该列表设计用于请求、规划与描述成像性能和其他过程的操作。这些过程的整合可以和其他标准化机构保持一
9、致。在这方面更进一步的服务正在考虑中。DICOM标准的结构:开放式联网(第19部分)第1部分 介绍和概述 描述标准的整体结构。第2部分 符合性 一明确地说明对象(例如CT、MR、RT图像),服务类(例如存储、查询获取)以及支持的通信协议(例如TCPIP、以太网)。第3部分 信息对象定义(IOD)详细说明服务类使用对象的结构与属性。对象包括图像、检查和患者。第4部分服务类规范定义适用于信息对象(第3部分中定义)实例的操作,提供特定的服务,例如存储、查询获取、打印。注:标准的第3部分与第4部分代表了DICOM开放式网络体系的核心。第4部分中定义的服务类与特定的第3部分中定义的信息对象定义(IOD)
10、相结合,组成服务一-对象对(SOP)。SOP构成了D1COM通信的基本结构单元。此外,SOP可以是一个客户(服务类用户一SCU),也可以是一个服务器(服务类提供者scP)。因此,为实现DICOM两个兼容部分的相互通信,必须分别定义为SCU与SCP。第5部分数据结构与编码 指定服务类(第4部分)操作中交换的信息数据内容的编码。第6部分数据字典一定义代表信息对象实例的数据内容(第5部分)的个体信息属性。第7部分消息交换 指定交换信息使用的操作与协议。这些操作用于完成服务类(第4部分)中定义的服务。第8部分r- 消息交换的网络通讯支持定义直接在OSI(开放系统互联)与TCPIP网络上交换信息(第7部
11、分)使用的服务与协议。第9部分消息交换的点对点通讯支持定义在DICOM 50针接口上交换信息(第7部分)使用的服务与协议(包含用于和ACRNEMA 2兼容)。此部分DICOM30不适用。开放式介质存储(第1012部分)第10部分介质交换的介质存储与文件格式标准化本部分中使用的整个开放式存储介质体系结构,包括定义通用文件格式、基本标准服务与目录概念。第11部分介质存储应用规范 标准化相关特定临床需要(物理介质的选择与介质格式以及特定的服务对象对类)的许多选择,以促进声明符合同一应用规范的应用间的互操作性。以满足临床对介质存储交换需求的发展,第11部分确定要扩展。第12部分一数据交换的介质格式与物
12、理介质定义挑选的许多物理介质与相应的介质格式。2YYT 0736-2009IECTR 62266:2002这些介质格式与物理介质的选择参考了一个或多个第11部分中的应用规范文件。随着相关物理介质技术的发展,第12部分也会扩展。点对点打印管理(第13部分)第13部分 打印管理点对点通讯支持 指定支持通过打印用,1与打印提供者点对点连接的DICOM打印管理应用实体通信所必需的服务和协议。灰度标准显示功能(第14部分)第14部分 灰阶标准盟示功能 指定用于显示灰度图像的标准化显示功能。安全规范(第15部分)此标准提供了对于在应用实体间交换DICOM对象时实现安全策略的机制。3 DICOM RT扩展l
13、 994年在芝加哥召开的RSNA会议上,与会者一致认为应当规范放射治疗设备间数据(例如外照射和近距离放射治疗计划、剂量和图像)的传输方式。标准的重要性是明确的。开发定制接口的成本非常高,特别是在放射治疗部门,多供应商安装的情况很普遍,而且这种费用最终要由用户来承担。这样的开发不但成本高,而且技术上也较难,从而延缓了放射治疗部门集成化的发展,此外安全问题也很危急。尽管DICOM标准不能解决上述所有问题,但是能够推动发展互操作的安全性和可靠性。作为RSNA会议的成果之一,在NEMA的赞助下,一个特别工作组成立,也就是后来的DICOM第7号工作组(放射治疗对象)。工作组的参与人员来自许多放射治疗设备
14、制造商、一些学术机构与AAPM和IEC成员。1 997年,旧个D1COM RT对象经过批准:RT结构集、RT计划、RT剂量与RT图像。这些对象包括在1998年出版的DICOM标准的第三部分中。此外,在1998年,三个另外的对象也最终确定:RT外照射治疗记录、RT近距离治疗记录与RT治疗汇总记录。这些对象随后出现在1999年出版的DICOM标准中。4 DICOM RT功能为了理解DICOM对象能和不能提供什么,放射治疗人员清楚地区分DICOM互联性与应用互操作性是非常重要的。DICOM互联性是指DICOM信息交换标准,用于建立连接并交换正确结构信息。于是,从一个节点发出的信息对象可以完全被接收节
15、点接收到。换句话说,就是信息的成功传送:在两个医疗设备间成功的“即插即交换”。在互联性之外就是应用互操作性 处理与操作信息对象的能力。在启用这种互操作性上,DICOM扮演着至关重要的角色,但是有时这个水平的“即插即用”的需要超出了DICOM提供的标准化定义与信息编码。临床应用能力的规范、测试和数据流需要由医疗部门来执行,以确保各种DICOM应用的有效整合。例如,传送调强治疗计划系统的IMRT(调强)数据,需要一个记录与验证系统或者治疗系统可以进行这样的动态治疗。在下文中我们将看到,DICOM要求应用人员在DICOM符合性声明中明确指定这些应用程序特定的信息需求。符合性声明构成了实现应用程序互操
16、作的基础。DICOM的关键特征就是“互联性”。互联性指DICOM建立的协议,通过这些协议,可以建立连接并交换正确结构信息,即一个设备发出的信息对象可以完整无缺地被另一个设备接收。5 DICOM RT对象DICOM RT对象添加在DICOM标准第三部分中。定义如下:RT结构集:包含患者的相关解剖信息,例如结构、标记与等中心。这些实体一般根据设备例如CT机、模拟机或虚拟模拟工作站、治疗计划系统进行识别。RT计划:包含指定一个外照射和或近距离治疗的几何和剂量数据,例如照射角、准直器开口、3YYT 0736-2009I限CTR 62266:2002射野调节装置、近距离治疗通道与源规格。RT计划实休可以
17、由模拟工作站创建,随后在治疗计划系统上丰富和完善,最后传送到记录与验证系统或治疗机。RT计划对象宴例通常引用RT结构集实例,定义坐标系统与患者结构集。RT围像:指定在圆锥形成像几何上获得的放射治疗图像,例如传统模拟机和射野影像系统产生的图像。也适用于采用相同几何计算的腰像,例如数字重建放射图像(DRR)。RT剂量:包含精疗计划系统生成的一种或数种格式的剂量数据:三维剂量数据、等剂量曲线、DVH或剂量点。RT外照射治疗记晕:主要指一个放射治疗疗程中的外照射治疗记录,可具有一个治疗总结说明治疗过程的整体情况。RT近匝离治疗记录:主要措一个放射治疗疗程中的近距离治疗记录t可具有一个治疗总结说明治疗过
18、程的整体情况。RT治疗总结记录:治疗总结说明治疗过程的整体情况。图2所示为新增RT对象的DICOM信息模型。囤2 DICOM信息模型(台垃射治疗扩展)6 DICOM示例(包台RT对象)为了说明,参见圈3,在外照射治疗患者过程中如何使用包含RT对象的DICOM,下面刊出可能的治疗步骤与相关的DICOM对象:1)CT机扫描患者生成DICOM CT图像。也可以生成其他模卷的DICOM图像,例如MR。2)虚拟模拟应用程序,通过DICOM,查询扫描机,获得图像,进行虚拟模拟。创建一个RT结构集对象,包台独特结构铡如肿癯与重要器官。也创建了相关的RT计划,包含射束几何信息。也可能创建数字重建放射圈像(DR
19、Rs),作为RT图像对象。3)治疗计翔系统(TPS)读八CT图像、RT结构集和RT计划。增加了射野调节装置,调整需要修改的射束几何参数,同时计算计划的剂量数据。创建一个新的RT计划对象t也可以生戒RT图像DRRs。4)记录与验证系统获得完整的RT计划对象,使用其中包含的数据,初始化直线加速器治疗。另外,直线加速器自身也可以直接使用对象。电子射野影像装置(EPID)可以创建RT验证图像,或对获得的图像与前述步骤中创建的DRRs进行比较。5)在治疗过程中,直线加速器或记录与验证系统会定期创建治疗记录对象,一般一次治疗一个对象。4YYT 6736-2009IECTR 62266:2002上述步骤仅仅
20、描述了一种场景。实际上,还有许多不同的应用方案,并且DICOM RT对象在设计时就考虑到这种灵活性。图3 DICOM示倒(包括RT对象)(m者外用射治疗中)7 DICOM符台性声明(DCS)供应商简单地声明符合DICOM是不够的,而且“本产品支持DICOM”的说法在放射治疗领域中没有什么意义。在放射治疗领域中,互操作性是一个非常复杂的问题。供应商必须编写DICOM符台性声明(DCS)。DICOM标准第二部分中描述了这种声明的格式。其中规定,一个DCS应包含DICOM对象,服务与它们的作用,以及制造商采用的通讯介质。标准中未规定应列出对象模块与采用的相关届性。这些内容对于帮助建立两个相互通讯的系
21、统问的互操作非常重要。计划购买新设备者必须研究供应商编写的DCS,以保证自己的设备能够与供应商的设备进行通讯。本标准附录A中给出一个典型的RT计划信息对象定义作为9cP的DCS实例,其中DcS的第1部分第7部分包含DICOM标准中规定的内容。DCS附录A附录C部分给出实际应用中非常有用的附加信息。DCS跗录A规定了放射治疗计划模块与实例中采用的属性。附录B列出了实例DCS返回的状态码,而附录C列出了不会准确映射到实例DCS的DICOM属性。通过设备的DCS,可以事先评估两种设备是否具有互联性。但是,对于RT应用,通常无法确定互操作性必须通过铡试完成。但是,符合性声明提供丁一个确定两个产品互联性
22、和评价潜在互操作性的基础,在一些情况下,不需要进行物理连接,就可发现措在问韪,放射治疗人员对于任何声明符合DIcOM RT对象的设备一定需要符合性声明。许多制造商都在互联列上提供自己的符合性声明。开发和测试产品的互操作性需要耗费大量的时问。在放射治疗领域中,更是如此,因为其中对象的复杂性超过了其他任何领域。经过一年多的幕后努力许多制造商目前正在销售或演示自己具有DICOM RT对象的产品。8 DICOM存储介质橱念DICOM存储介质标准(第lO部分第12部分)定义了与网络分布式过程不同的基于分布式处理实施DICOM的概念。依据存储介质概念,两个系统间没有直接的连接,反而,系统可以按照DICOM
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