O Modelo de Informação DICOM

Subjacente à norma DICOM existe um modelo de informação designado por DICOM Information Model (DIM). Todos os dados relativos a entidades do mundo real como, por exemplo, pacientes, estudos ou equipamentos médicos, são vistos pelo DIM como objetos de informação, com os respetivos atributos e propriedades, que pertencem a classes específicas. De facto, o DIM baseia-se em conceitos comuns à modelação orientada por objetos [197, 198] e define, para cada um, o seu Information Object Definition (IOD) de acordo com os Metadados DICOM que o carateriza [114].

O DIM especifica um conjunto de Information Object Classes [114]. Estas podem subdividir-se em Normalized Information Object Classes, que representam uma abstração do IOD de Normalized Information Objects (IOD específico de um objeto do mundo real como, por exemplo, o Patient IOD) e Composit Information Object Classes que representam uma abstração do IOD de Normalized Information Objects (cujo IOD contém partes do IOD de diferentes objetos do mundo real como, por exemplo, o Computed Radiography Image IOD [197]. Na Figura 4.5 é apresentado esquematicamente um exemplo da estrutura (parcial) de um Computed Radiography Image IOD.

Figura 4.5 - Exemplo da estrutura (parcial) de um Computed Radiography Image IOD. <<Composit Information Object>> CR Image IOD <<Normalized Information Object>> Patient IOD 1 1 possui <<Information Module>> Patient Other Patient IDs <<Information Module>> Clinical Trial Subject 1 0..1 possui 1 1 possui Referenced Patient Sequence Patient's Name Patient's Sex Patient's Birth Date Patient ID Referenced SOP Class UID Referenced SOP Instance UID Patient's Birth Time Other Patient IDs Other Patient Names Ethnic Group Patient Comments <<Normalized Information  Object>> Study IOD <<Information Module>> General Study 1 possui <<Information Module>> Patient Study <<Information Module>> Clinical Trial Study 1 1 possui 1 0..1 possui 1 0..1 possui

Assim, para cada classe de objetos do mundo real (e.g. paciente ou imagem) o seu IOD é um conjunto de atributos DICOM que a descrevem. Quando da especificação de um IOD, estes atributos são agrupados em blocos de informação denominados por Information Entities (IE) e Information Modules (IM). O IM é a forma mais elementar de agregação de Metadados DICOM relacionados entre si. Por exemplo, o IM Patient Module contém somente informação relativa à identificação do paciente. Este IM, por sua vez, faz parte da IE Patient que pode, em certas circunstâncias, possuir também o IM Clinical Trial Subject. Por sua vez, IE contêm instâncias (atributos DICOM) de um processo específico do qual fazem parte (e.g. aquisição da imagem) ou de uma entidade do mundo real (e.g. paciente, imagem ou equipamento) [198]. Outros exemplos de IE e IM são apresentados na Tabela 4.1.

Tabela 4.1: Computed Radiography Image IOD (retirado de [196]).

IE Module Reference Usage

Patient Patient C.7.1.1 M

Clinical Trial Subject C.7.1.3 U Study

General Study C.7.2.1 M

Patient Study C.7.2.2 U

Clinical Trial Study C.7.2.3 U

Series

General Series C.7.3.1 M

CR Series C.8.1.1 M

Clinical Trial Series C.7.3.2 U

Equipment General Equipment C.7.5.1 M

Image

General Image C.7.6.1 M

Image Pixel C.7.6.3 M

Contrast/bolus C.7.6.4 C – Required if contrast media was used in this image

Display Shutter C.7.6.11 U Device C.7.6.12 U Specimen C.7.6.22 U CR Image C.8.1.2 M Overlay Plane C.9.2 U Modality LUT C.11.1 U VOILUT C.11.2 U SOP Common C.12.1 M

Os documentos DICOM, ou seja, documentos cuja estrutura de informação está de acordo com o DIM, são disponibilizados aos utilizadores organizados sob a forma de tabelas. Estas definem como os componentes de informação específicos são representados [196]. Na Tabela 4.1 é representado, como exemplo, o IOD Computed Radiography Image de que faz parte as IE Patient, Study, Series, Equipment e Image. Na segunda coluna da tabela são apresentados os IM que fazem parte de cada IE. Na terceira coluna é indicada a secção da parte 3 da norma DICOM em que o módulo está descrito. A última coluna especifica se o módulo é mandatório (M), se a sua utilização pode ser definida pelo utilizador (U) ou se é condicional (C) (Tabela 4.1) [197].

a validação do dicoogle

| 77

Uma outra característica do DIM é que ele permite que um data set (conjunto de dados) possua na sua estrutura outros data sets. Estes podem ser codificados como Sequências com o objetivo de permitir a repetição de grupos de dados (e.g. Icon Image Sequence). A par com as Sequências, o DIM também permite a utilização de Macros que, no âmbito da estrutura da informação, não pertencem a nenhum objeto em particular mas ajudam a agilizar o processo de referenciação de um conjunto de dados particular (e.g. Patient Orientation Macro) [198].

Cada atributo DICOM pode ser caracterizado por uma Tag que é constituída por dois números [199]. O primeiro número identifica o grupo, por exemplo, o número 0010 identifica o grupo que inclui informação relativa ao paciente (Patient Group), e o grupo 0012 inclui informação relativa a estudos clínicos (Clinical Trial Group). O segundo número da Tag identifica o elemento. Por exemplo, o número 0020 representa o Patient ID, já o número 0030 identifica o Patient Birth Date.

Um atributo DICOM pode ou não ser necessário num IOD, dependendo do tipo de atributo (Data Element Type). O Data Element Type de um atributo no âmbito de um IOD é utilizado para especificar se este é mandatório (tipo 1 ou tipo 2), se é opcional (tipo 3) ou se somente é mandatório em certas circunstâncias (Tipo 1C e 2C) [200]. Os atributos do tipo 2 são mandatórios mas podem ter um valor nulo.

Graças a uma estrutura de informação hierárquica, entre os diferentes objetos de informação, é possível representar as entidades do mundo real relacionadas com a realização do estudo imagiológico. A hierarquia Patient> Study> Serie> Study> Image reflete de forma natural o que acontece no mundo real quando da realização de um estudo imagiológico [198]. Assim, um Paciente pode ter um ou vários Estudos realizados. De cada Estudo pode fazer parte uma ou várias Séries e de cada Série podem fazer parte uma ou várias imagens (Figura 4.6).

Patient 1 1..* has 1 1..* has 1 1..* has Study Serie Image

Cada uma das entidades apresentadas na Figura 4.6 são exemplos de objetos de informação e representam os quatro níveis hierárquicos de informação da norma DICOM [198]. Para além destes objetos, podem ser considerados outros como, por exemplo, o Equipment ou o SR Document (Figura 4.7).

Figura 4.7 – Relacionamento entre alguns objetos do DIM [196].

Se as classes de objetos de informação caraterizam entidades do mundo real, as classes de serviços definem o que pode ser feito com estes objetos [114].