Come aprire un file DICOM, e che cosa c'è dentro

La risposta breve

Apri il Visualizzatore DICOM e trascinaci sopra tutta la cartella di file. Vengono letti sulla tua macchina, rimessi nelle serie da cui venivano, e impilati nell'ordine in cui l'apparecchio li ha presi. Non viene caricato niente, e nei tuoi file non viene riscritto niente.

Se ti hanno dato un disco e ti stai chiedendo quale dei file aprire: tutti, insieme. Una TC o una RM non è un file. È un file per slice, e uno studio del torace sono trecento file.

Che cosa c'è su un disco dell'ospedale

Di solito quattro cose, e una sola conta.

• Una cartella di scansioni, spesso chiamata DICOM, IMAGES o ST0001, che contiene file chiamati IM000001, I0000001 o un lungo numero puntato. Spesso senza nessuna estensione. Queste sono la scansione.
• Un file chiamato DICOMDIR. Un indice del resto, scritto perché un visualizzatore possa elencare gli studi che stanno sul disco senza aprire ogni file. Non ti serve.
• Un visualizzatore, sotto forma di eseguibile Windows, di voce di autorun o ogni tanto di applet Java. È stato compilato per quello che era attuale quando il disco è stato masterizzato, ed è per questo che così tanti non partono più.
• Una pagina HTML o un PDF con sopra il logo dell'ospedale, che spiega come avviare il visualizzatore.

Le scansioni non hanno bisogno di quel visualizzatore. Il formato è uno standard pubblicato e i file si leggono da soli; l'eseguibile sul disco è un programma che potrebbe leggerli, non l'unico.

Perché i file non hanno estensione

Perché al DICOM non serve. Ogni file si porta dietro il suo marcatore: 128 byte di niente, poi le quattro lettere DICM, poi un piccolo blocco di campi che descrive come è scritto il resto del file. Un lettore cerca quelle quattro lettere, e non un nome che finisce per .dcm.

Ed è anche per questo che rinominare un file in .dcm non cambia niente, e che un visualizzatore che pretende l'estensione è inutilmente rigido. I file scritti direttamente dalla rete di un ospedale non hanno nemmeno i 128 byte e il marcatore — sono i dati nudi senza niente davanti, e un lettore deve ricavare da sé la loro codifica dal primo campo. È un file normale, non uno rotto.

Finestra e livello, che è il comando che conta

È l'unica cosa che rende un'immagine medica diversa da una fotografia, ed è il motivo per cui un editor di immagini non va bene per guardarne una.

Una slice TC contiene circa quattromila valori distinti. Il tuo schermo mostra duecentocinquantasei grigi. Qualcosa deve decidere quali quattromila finiscono su quali duecentocinquantasei, e quella decisione è la finestra: tutto quello che sta sotto è nero, tutto quello che sta sopra è bianco, e l'intervallo in mezzo viene distribuito sui grigi.

Sposta la finestra e lo stesso file sembra una scansione diversa. Non è un artefatto di rendering, è proprio il punto. Il polmone e l'osso stanno tutti e due nella slice e non si possono vedere insieme: una finestra che mostra la trama di un polmone gonfio mette ogni osso al bianco puro, e una che mostra il dettaglio trabecolare di una costola mette tutto il polmone al nero puro.

Su una TC i numeri sono unità Hounsfield, e sono definite in assoluto e non apparecchio per apparecchio: l'acqua è 0 e l'aria è −1000, per definizione, su ogni TC del mondo. È per questo che un visualizzatore può offrire finestre con un nome — polmone, osso, cervello, tessuti molli — e fare in modo che vogliano dire la stessa cosa sul tuo file e sulla postazione dove la scansione è stata refertata. Le solite:

• Tessuti molli — centro 40, ampiezza 400.
• Polmone — centro −600, ampiezza 1500.
• Osso — centro 300, ampiezza 1500.
• Cervello — centro 40, ampiezza 80. Una finestra stretta, perché sostanza grigia e sostanza bianca differiscono solo di qualche unità.

Su una RM una scala così non c'è. I valori dipendono dalla sequenza, dalla bobina e dall'apparecchio, quindi non c'è niente a cui intitolare un preset e la finestra da cui partire è quella che chiede il file stesso. Ogni scansione porta con sé un suggerimento.

Perché a volte le slice scorrono al contrario

Un visualizzatore deve decidere in che ordine mettere i file, e nel file ci sono due cose che potrebbe usare.

Instance Number è un contatore. È la scelta ovvia e lo assegna qualunque cosa abbia scritto i file, che non è tenuta a numerarli nella direzione in cui corre il paziente. Uno studio ricostruito dai piedi in su e numerato dalla testa in giù scorre all'indietro, e una serie assemblata da due ricostruzioni può ripetere i numeri di netto.

Image Position (Patient) è dove la slice si trova fisicamente, in millimetri, in un sistema di coordinate fissato al paziente e non all'apparecchio. Ordinare su quello è giusto qualunque cosa abbia fatto la numerazione, e ha un effetto collaterale utile: una volta che le slice sono in ordine fisico, la distanza tra loro è misurabile, quindi un visualizzatore può dirti che le slice distano 5 mm — e accorgersi quando ne manca una, cosa che il file non dice mai.

Misurare qualcosa

Una scansione è un dato misurato, quindi una lunghezza su di essa è una lunghezza vera — se il file dice quanto sono distanti i suoi pixel. Quello è un campo solo, Pixel Spacing, in millimetri, ed è presente praticamente su ogni TC e su ogni RM.

Spesso manca sulle immagini ecografiche, sui documenti scansionati e sulle catture di schermo salvate come DICOM. Dove manca non c'è una risposta onesta in millimetri, e un visualizzatore che la dà lo stesso si è inventato una scala. Un conteggio di pixel è la risposta corretta a una domanda a cui il file non può rispondere.

Occhio anche ai pixel che non sono quadrati, che fuori dalla TC sono la norma. Misurare in pixel e moltiplicare per una sola cifra di spaziatura è giusto solo dove le due coincidono; ogni asse va misurato con la sua.

Che cosa si porta dietro una scansione oltre all'immagine

È la parte su cui la gente si sbaglia, ed è il motivo per cui con questi file bisogna stare attenti.

Un file DICOM non è un'immagine con attaccati dei metadati. È una cartella clinica con dentro un'immagine. L'header è un elenco di campi, e su una tipica scansione clinica contiene:

• il nome del paziente, il numero di cartella, la data di nascita e il sesso;
• il numero di accettazione, che è la chiave della richiesta nel sistema dell'ospedale;
• il medico richiedente, il tecnico che ha eseguito l'esame, il radiologo che l'ha refertato;
• la struttura, il suo indirizzo e il reparto;
• il produttore dell'apparecchio, il modello e il numero di serie;
• la data e l'ora dell'esame al secondo;
• e una serie di identificatori unici — studio, serie, istanza — che sono chiavi perfette per tornare all'archivio da cui il file viene.

Qualunque file ti sia stato dato si porta dietro tutto questo, e tutto questo viaggia con il file ovunque il file vada. Cancellare il nome non basta: una data di nascita, una struttura grande come un codice postale e l'ora di un esame identificano una persona più o meno bene quanto un nome, e l'UID dello studio la identifica esattamente per chiunque abbia accesso all'archivio.

Certi apparecchi tengono anche una seconda copia del nome del paziente in un campo privato, cioè un campo il cui significato non è pubblicato da nessuna parte e che quasi tutti gli anonimizzatori lasciano stare, perché non possono sapere che cosa ci sia dentro.

Non caricare la scansione per guardarla

Il modo solito in cui questo problema viene risolto è una ricerca di «dicom viewer online» e una casella di caricamento. Quello che è appena successo è che uno sconosciuto ha una copia di una cartella clinica: i pixel, il nome, la data di nascita, il numero di cartella e la chiave per rientrare nell'archivio.

Non c'è nessun motivo per farlo. Leggere un file DICOM vuol dire analizzare un header e spacchettare degli interi, e un browser lo fa benissimo, ed è per questo che il visualizzatore che sta qui non ha nessuna funzione di rete: nessun fetch, nessun XMLHttpRequest, niente che potrebbe mandare un file anche se qualcosa ci provasse. Carica la pagina una volta, stacca la rete, e continua ad aprire scansioni.

È sicuro caricare i propri file sui convertitori online? spiega come verificare questa affermazione su questo sito o su qualsiasi altro. Questo è il tipo di file su cui vale più la pena verificarla.

Che cosa un browser non può fare

Due cose, e su tutte e due vale la pena essere chiari.

Non è un visualizzatore diagnostico. Il tuo schermo non è calibrato, il browser non è una catena di rendering validata, e nessuna pagina web è passata per una valutazione regolatoria. Leggere una scansione per prendere una decisione clinica è un lavoro per la postazione su cui è stata refertata. Guardare che cosa c'è su un disco, tirare fuori una slice per una lezione, leggere un header o capire perché un altro programma rifiuta il file sono tutti ottimi motivi per aprirne una in un browser.

Certe scansioni compresse non si decodificano. Il DICOM ammette diversi schemi di compressione e i browser ne implementano uno. I file semplici, quelli codificati run-length, il JPEG baseline e il JPEG Lossless — che è quello che usa la maggior parte delle esportazioni ospedaliere — si aprono tutti. JPEG 2000, JPEG-LS e i formati video richiedono codec che sono megabyte di libreria compilata. Dove l'immagine non si può decodificare, l'header resta interamente leggibile, che di solito è comunque la metà per cui sei venuto.