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JIM 2012 - IV Jornada de Informática do Maranhão
Visualizador DICOM para dispositivos móveis iOS
Wallas Henrique Sousa dos Santos1 , Aristófane Côrrea Silva1
1
Núcleo de Computação Aplicada (NCA)
Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
São Luı́s – MA – Brasil
[email protected], [email protected]
Abstract. Every day people have been using more mobile devices. For domestic
usage, corporative and also for specific activities in several areas of knowledge.
Medicine has sought software solutions for diagnosis, treatment and study of
patients. An example is the handling of DICOM images that standardizes various types of examination. Following the trend of converging technologies, theres
is a opportunity to bring mobility to the doctor for medical image manipulation.
This paper presents the process of implementing a DICOM viewer on mobile
devices specifically for iOS platform.
Resumo. Dispositivos móveis têm sido mais utilizados no dia a dia das pessoas. Têm servido para uso doméstico, coorporativo e também para atividades
especı́ficas em diversas áreas de conhecimento. A medicina tem buscado variadas soluções de softwares para auxiliar no diagnóstico, tratamento e estudo
de pacientes. Um exemplo é a manipulação de imagens DICOM que padroniza
imagens de diversos tipos de exame. Seguindo a tendência de convergir tecnologias, surge a oportunidade de levar mobilidade ao médico para manipulação
de imagens médicas. Esse artigo apresenta o processo de implementação de um
visualizador de imagens DICOM em dispositivos móveis especificadamente na
plataforma iOS.
1. Introdução
A área da saúde tem utilizado largamente sistemas de informações. Sistemas de computadores são úteis no acompanhamento, determinação de diagnósticos, prescrições e
dentre outros. Uma das tecnologias mais utilizadas pelas instituições de saúde é o Picture Archiving and Communication Systems (PACS) [Huang 2010]. Os PACS são utilizados pela digitalização, pós-processamento, armazenamento e compartilhamento de
imagens médicas obtidas de ultrassonografia, ressonância magnética, tomografia computadorizada e etc. O uso de PACS diminui o uso dos filmes tomográficos, reduzindo custos
e aumentando a possibilidade da participação remota de outros profissionais de saúde no
diagnóstico médico por soluções de telemedicina. A padronização Digital Imaging and
Communications in Medicine (DICOM) facilita a utilização de PACS a partir do momento
que padroniza protocolos de transmissão e armazenamento de imagens. A especificação
DICOM pode ser consultada em [DICOM 2012].
O uso desses sistemas tradicionalmente é dado por terminais ou computadores pessoais. Em contrapartida dispositivos móveis tem crescido bastante no mercado,
impulsionando não só hardwares mais poderosos mas também o desenvolvimento de
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Figura 1. Janelas diferentes para mesma fatia no visualizador DICOM para iOS.
aplicações. Dispositivos móveis tem mudado o ritmo das pessoas e tem criado oportunidades de serem utilizados em diversas atividades. Então se observa uma oportunidade
de introduzir dispositivos móveis em sistemas PACS.
O objetivo desse trabalho é propor um visualizador de imagens DICOM para o
sistema operacional iOS da Apple [Apple Inc. 2011]. Tem como motivação não só de dar
mobilidade ao médico, mas também de disponibilizar imagens de qualidade em dispositivos móveis. A informação rápida e precisa é crucial em situações de emergências e
também em localidade remotas.
2. Visualizador DICOM para iOS
Nesta seção são apresentados detalhes da implementação do visualizador para dispositivos móveis iOS. As ferramentas utilizadas para o desenvolvimento padrão de aplicação
iOS chama-se Cocoa Frameworks [Apple Inc. 2010]. Para manipulação de arquivos no
formato DICOM foi utilizado o ITK [ITK 2012].
2.1. DicomView
As imagens DICOM de exames radiológicos em geral são composta por apenas um canal com 16 bits, em contraste com as imagens escalas de cinza de 8 bits mais comumente utilizadas em outros domı́nios. A intensidade dos pixels está na escala Hounsfield
(HU) que mede radiodensidade que um material (tecido humano no exame) absorveu
[Grossman 1996].
Para visualização destas imagens é comum utilizar as janelas radiológicas. Esse
mecanismo tem como objetivo principalmente de destacar apenas determinados tecidos.
De acordo com o tipo de exame e o tipo de tecido, estes terão valores em HU em uma
faixa especı́fica. A janela radiológica são definidas por parâmetros chamados Window
Level (WL) e Window Width (WW), que definem um centro de intensidade e a largura
que define a faixa de pixels para este centro. As Figuras 1 (a)(b)(c) apresenta uma mesma
imagem DICOM sob janelas diferentes.
Na aplicação foi criado um controle customizado chamado DicomView para
visualização de imagens DICOM. Este controle herda da classe UIView que é uma classe
base para criação de objetos da GUI do framework Cocoa. Esta classe implementa a janela radiológica para visualização das imagens. Este controle deve receber os pixels e os
parâmetros da imagem para exibir a imagem. Então no seu ciclo de renderização realiza
os cálculos e exibe a imagem conforme os parâmetros enviados.
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Figura 2. Visualizador DICOM no iOS
2.2. DicomViewController
A classe DicomViewController é o controlador que atualiza objetos DicomView. É responsável por carregar os dados do arquivo DICOM, extrair os pixels e parâmetros para
visualização da imagem e tratamento de eventos. Por exemplo, se o usuário deseja selecionar outra fatia de uma série, o controlador detecta a interação feita com um controle da
GUI, carrega a imagem da fatia e as envia para o controle que então se atualiza.
Para iniciar a visualização, primeiro é carregado do sistema de arquivo do dispositivo móvel a imagem ou série utilizando o ITK. Então, alguns dados importantes são
carregados como número de fatias, dimensões da imagem, informações do paciente e do
exame, WW/WL padrão dentre outros.
Carregado os dados e configurado o visualizador, é exibido então a primeira ou
única fatia do exame. A Figura 2 mostra como a tela principal é apresentada ao usuário.
Na barra de navegação possui um rótulo centralizado que mostra o nome do paciente. Na
parte superior da imagem possui informações sobre esta: fatia atual, tamanho da imagem e
espessura da fatia. Um pouco mais abaixo o WL/WW atual. E no canto inferior esquerda
contém a data do exame.
Abordando agora os controles, no slider abaixo a imagem é possı́vel alterar
as fatias, outra opção também é fazendo o movimento de pan na vertical na extremidade esquerda como um ”scroll invisı́vel”que futuramente poderia eliminar o slider para
otimização do uso do espaço. No lado esquerdo possui um botão em forma de ”i”
que mostra em outra tela informações sobre o paciente, exame e imagem provindas do
cabeçalho da imagem. A tela é apresentada na Figura 3 (a).
A barra inferior da tela possui três opções para alterar o modo do visualizador. Na
opção ”View”é possı́vel fazer zoom e partir deste pan para navegar no detalhe da imagem
utilizando gestos sobre a tela toque. A Figura 3 (b) apresenta a mesma fatia da Figura
2 com aplicação de zoom no lado direito superior. No modo ”Window”é possı́vel alterar
a janela radiológica. Ao fazer um pan sobre a imagem na vertical é alterado o WL e na
horizontal o WW, a Figura 1 mostra janelas diferentes de uma mesma fatia. Na barra
superior é possı́vel também alterar a janela tocando no botão WW/WL, neste é possı́vel
definir janelas padrões para determinados tecidos, a Figura 3 (c) mostra as opções.
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Figura 3. (a) Informações básicas do cabeçalho da imagem. (b) Aplicação de
zoom em uma fatia. (c) Opções de WW/WL padrões para determinado tecidos.
(d) Extração de Medidas.
Por fim na opção ”Metric”é possı́vel extrair medidas da imagem. O usuário
pode traçar uma reta e então na barra superior da tela é atualizado o comprimento em
milı́metros. No cabeçalho da imagem possui o tamanho do pixel em mm que é utilizado
então para cálculos de distâncias. Esse requisito é apresentado na Figura 3 (d).
3. Considerações Finais
O artigo apresenta as ferramentas disponı́veis para o desenvolvimento de um visualizador
DICOM na plataforma iOS. Podemos perceber que é viável desenvolver aplicações sob
algumas restrições que a plataforma dos dispositivos móveis impõe.
O ITK que é uma ferramenta consolidada para manipulação de imagens DICOM
mostrou-se aplicável no iOS. Com alguns ajustes da compilação da biblioteca foi possı́vel
utilizá-la de forma satisfatória em dispositivos móveis.
Como trabalhos futuros, podemos destacar: a otimização do visualizador, reimplementando algumas primitivas de cálculos matemáticos utilizado pelo ITK que o SO pode
fazer de forma mais rápida. Otimização ao carregar o volume, para diminuir a sobrecarga
da memória ao tentar carregá-lo de uma vez só. A implementação de visualização volumétrica que até o momento ainda não está presente, um recurso útil de visualizadores
DICOM.
Referências
Apple Inc. (2010). Cocoa Fundamentals Guide.
Apple Inc. (2011). iOS Technology Overview.
DICOM (2012). Dicom standard, http://medical.nema.org/.
Grossman, C. B. (1996). Magnetic Resonance Imaging and Computed Tomography of the
Head and Spine. Williams and Wilkins.
Huang, H. K. (2010). PACS and Imaging Informatics: Basic Principles and applications
2nd ed. Wiley-Liss.
ITK (2012). Insight segmentation and registration toolkit, http://www.itk.org/.
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