DICOM 头编辑:在可能性与监管界限间探寻平衡 ——40 年 DICOM “标准” 之思

【字体: 时间:2025年05月02日 来源:European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 8.6

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  在医学影像领域,DICOM 标准虽为互操作性奠基,但 DICOM 头编辑存复杂问题。研究人员探讨其在研究和临床场景中的复杂性与后果,提出改进可追溯性和兼容性的方法,这对规范影像数据管理意义重大。

  在医学影像的世界里,不同设备和系统间顺畅 “交流” 至关重要。数字成像和通信医学(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)标准就像一座桥梁,本应让各类医学影像设备互联互通,实现数据的顺畅传输与共享。然而,现实却不尽如人意。自 DICOM 标准建立 40 年来,当制造商和科学家谈及它时,却发现 “DICOM 并非想象中的 DICOM”。
在实际应用中,DICOM 数据的存储方式较为复杂。图像数据由原始像素值构成,可能根据设备和设置选择压缩或不压缩;元数据则采用结构化存储,每个元素都有独特的标签、长度描述符和对应值,在 DICOM 头中常以十六进制格式呈现。在核医学领域,后续处理单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)数据时,使用 “NM” 标签就频繁引发问题 。

DICOM 头文件的编辑状况混乱。修改可能是有意为之,比如因研究和技术需求更改模态标签;也可能是无意的,像在不同制造商平台间传输数据时,因对 DICOM 标准的执行差异导致向量标签等关键信息改变;甚至在数据通过载体转移时,也可能出现意外情况。即便有合规声明,仍常出现覆盖或遗漏重要元数据字段的问题。此外,研究导向的图像处理技术不断发展,对 DICOM 和监管框架中严格的模态特定限制构成挑战。许多先进的后处理方法,如基于体素减法的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)分析工具,若能更好地实现模态间兼容,就能应用到更广泛的场景,但目前受到诸多限制。修改 DICOM 标签虽能突破这些限制,却引发了伦理、监管和法律方面的重重顾虑。

为解决这些棘手问题,德国耶拿大学医院核医学诊所(Clinic for Nuclear Medicine, University Hospital Jena)的 Christian Kuehnel 开展了深入研究。研究指出,要改善现状,制造商应在认证过程中考虑模态间兼容性,让图像处理工具能在不同成像系统中通用,减少未经授权的修改。监管框架也需采取更灵活的方式,在保障患者安全和合规的同时,促进创新。鼓励研究人员、企业和监管机构合作,共同探索平衡技术进步与伦理法律责任的路径。专业机构如欧洲核医学协会(EANM)物理委员会的举措,有助于制定研究环境中允许的元数据编辑指南和规范文档。同时,除了现有的完整性检查手段,受区块链启发的方法为图像数据管理提供了新思路,它能记录元数据的任何变化,确保数据完整性,提高研究的可重复性、问责性,更好地符合伦理和监管标准。这项研究成果发表在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》上,对医学影像领域意义非凡,为解决长期以来 DICOM 头编辑的难题指明了方向,有望推动医学影像数据管理更加规范、科学 。

研究主要采用了文献调研和分析的方法。研究人员查阅大量与 DICOM 标准、医学影像处理、监管政策等相关的文献资料,梳理 DICOM 头编辑存在的问题、现状以及现有解决方案的优缺点,在此基础上进行深入分析并提出改进策略。同时,对不同研究案例和实际应用场景进行剖析,探讨修改 DICOM 头带来的影响 。

研究结果


  1. DICOM 头编辑的复杂性:研究发现,DICOM 头编辑的复杂性体现在多方面。有意修改通常是为满足研究和技术需求,如改变模态标签;无意修改则是由于不同制造商对 DICOM 标准的执行差异,在数据传输过程中出现标签删除等情况;而在使用 USB 等数据存储设备传输数据时,也可能出现数据未被修改或意外修改的状况 。
  2. 图像处理技术的限制与突破:先进的后处理方法因 DICOM 的模态特定限制,应用范围受限。以 SPECT 数据为例,通过修改标签(0008,0060)从 NM 到 PT 虽能突破限制,但 DICOM 解析和编辑参数需要专业知识,耗时费力,难以融入临床常规流程 。
  3. 修改 DICOM 头的影响:从研究角度看,修改 DICOM 头为评估新方法提供了机会,但这与伦理、监管和法律相冲突,可能导致医疗设备超出合规评估范围,产生不可预测的法律后果 。
  4. 改进措施:提出制造商应重视模态间兼容性,监管框架需更灵活,鼓励多方合作制定元数据编辑指南。同时,区块链技术有望增强图像数据管理的透明度和可追溯性 。

研究结论与讨论


研究结论表明,DICOM 头编辑在医学影像研究和临床应用中存在诸多复杂问题,这些问题涉及技术、伦理、监管等多个层面。目前的状况严重影响了医学影像数据的管理和应用,阻碍了医学影像技术的进一步发展。而提出的改进措施,如制造商在认证时考虑兼容性、监管框架优化、建立指南以及引入区块链技术等,为解决这些问题提供了方向。

这些措施若能有效实施,将有助于平衡研究、临床实践和监管合规的需求,推动医学影像领域朝着更统一、透明的方向发展。但在实际推进过程中,还需克服技术整合、各方协作以及法律法规调整等诸多挑战。未来,期待能尽快建立被广泛认可的 DICOM 元数据处理标准,让医学影像技术更好地服务于医疗事业,为患者带来更精准、高效的诊断和治疗。

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