DICOM 툴킷 소프트웨어의 개발에 관한 연구

Abstract

[한글]DICOM은 디지털 의료 영상 장비간의 통신을 위한 표준이며 DICOM 툴킷은 이러한 표준을 구현한 소프트웨어로서 의료 영상과 관련된 제품을 개발할 때 필수적인 요소이다. 기존의 툴킷들은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 1) DICOM 관련 기능만을 제공하므로 영상 출력 및 처리와 관련된 부분은 별도로 구현해야 한다. 영상 부분까지 통합된 툴킷도 있지만 의료 영상과 관련된 기능은 제공하지 않는다. 2) 유닉스를 주 기반으로 개발된 후에 윈도우즈용으로 이식된다. 이는 윈도우즈를 주로 하는 병원 환경에서 최상의 성능을 발휘할 수 없다. 3) 속도가 느리거나 메모리 소모가 심하다. 이것은 대량의 영상을 처리해야 하는 병원 환경에 적합하지 않다. 4) 툴킷의 구조가 매우 복잡하다. 이것은 DICOM의 방대함에 기인하며 효율적인 구조가 필요하다

본 논문에서는 기존 툴킷의 단점을 보완한 다음과 같은 특징을 갖는 DICOM 툴킷을 구현하였다. 1) DICOM 관련 기능과 영상 관련 기능을 모두 구현하였으며 추가로 의료 영상 관련 기능들을 구현하였다. 2) 범용 컴퓨터를 주로 사용하는 병원 환경에 적합하도록 윈도우즈 운영체제를 기반으로 하였다. 3) 빠른 영상 출력 속도를 보장하며 물리적 메모리를 거의 사용하지 않도록 설계하였다. 4) 의료 영상 저장 시스템 등의 환경에서 필요한 대부분의 의료 영상 관련 기능이 포함되어 있으며 복잡성을 줄이기 위해 객체 지향적인 구조로 설계하였다. 구현된 툴킷은 다양한 모달리티와 장비회사들에서 생성된 120장의 영상에 대해 테스트한 결과 모든 영상들을 12초 이내에 출력하였으며 메모리를 거의 소모하지 않았다. 그리고 제안된 툴킷으로 의료 영상 저장 시스템 뷰어, 디지털 투시 촬영 장비 콘솔, 전산화 단층 촬영 장비 콘솔 및 디지털 검안기용 영상 관리 시스템 등에 성공적으로 사용되었다.

[영문]Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) is the standard among the digital medical imaging systems. DICOM toolkit is the software to implement DICOM. It is essential to develop any digital medical imaging systems. Commonly accepted toolkits have following obstacles. 1)Since they only support functions for DICOM, developers have to implement the image processing and display related functions by themselves. Some toolkits provide those funtions, but they are not suitable for medical images. 2) Since toolkits are designed and implemented at UNIX, when it is used hospitals which are using the Windows for their PACS, the ported code can not play the best performances. 3) The processing time of the conventional toolkits are slow and the memory requirement is too high. So it is not adequate for the hospital environment that handles mass image data. 4) Since toolkit structure is too complicated, which are mainly due to the complexity of DICOM, we need to develop highly efficient structure for DICOM.

In this paper, the developed toolkit has solved the problems in the conventional DICOM toolkits and has following features. 1) It provides not only DICOM and image related functions but also supports medical image specialized functions. 2) It is designed to do best performances at Microsoft Windows which is currently becoming major operating system in hospital computer environment. 3) It guarantees high image processing and display speed and uses less physical memory. 4) It is designed as object oriented structure for the simplification of the structure of DICOM complexity and supports most of functions needed at PACS environment.

The developed toolkit took 12 seconds to display 120 images which are collected from different modalities and manufacturers. And the developed DICOM used less physical memory space than others. And the developed DICOM has been successfully applied for the following image modalities such as PACS viewing system, Digital Fluoroscopy, Console of Computed Tomography and the Digital Slit Lamp system.