Copyright © 2026 NEMA
Содержание
Список рисунков
Список таблиц
Информация в данной публикации была признана технически обоснованной по консенсусу лиц, занимавшихся разработкой и утверждением данного документа на момент его создания. Консенсус не обязательно означает единогласное согласие всех лиц, участвовавших в разработке данного документа.
Стандарты и руководства NEMA, одним из которых является данный документ, разрабатываются в рамках добровольного процесса разработки стандартов на основе консенсуса. Этот процесс объединяет добровольцев и/или привлекает мнения лиц, заинтересованных в теме, охватываемой данной публикацией. Хотя NEMA администрирует процесс и устанавливает правила для обеспечения справедливости при достижении консенсуса, NEMA не составляет документ и не проводит независимое тестирование, оценку или проверку точности или полноты какой-либо информации или обоснованности каких-либо суждений, содержащихся в его стандартах и руководствах.
NEMA не несёт ответственности за любые телесные повреждения, имущественный ущерб или иные убытки любого характера, будь то специальные, косвенные, последовательные или компенсационные, прямо или косвенно возникшие в результате публикации, использования, применения данного документа или доверия к нему. NEMA не гарантирует и не предоставляет никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности или полноты любой информации, опубликованной в данном документе, и не гарантирует, что информация в данном документе будет отвечать каким-либо конкретным целям или потребностям. NEMA не берёт на себя обязательств по гарантированию характеристик продуктов или услуг какого-либо отдельного производителя или продавца на основании данного стандарта или руководства.
Публикуя и предоставляя доступ к данному документу, NEMA не берёт на себя оказание профессиональных или иных услуг от лица какого-либо лица или организации, а также не берёт на себя выполнение каких-либо обязанностей, возложенных на какое-либо лицо или организацию перед третьими лицами. Любой, использующий данный документ, должен опираться на собственное независимое суждение или, в зависимости от обстоятельств, обратиться за консультацией к компетентному специалисту для определения разумной осмотрительности в каждой конкретной ситуации. Информация и иные стандарты по теме, охватываемой данной публикацией, могут быть доступны из других источников, которые пользователь может пожелать привлечь для получения дополнительных взглядов или информации, не охваченных данной публикацией.
NEMA не имеет полномочий и не берёт на себя контроль за соблюдением или обеспечение соответствия содержанию данного документа. NEMA не сертифицирует, не тестирует и не инспектирует продукты, конструкции или установки в целях безопасности или охраны здоровья. Любая сертификация или иное заявление о соответствии любой информации в области безопасности или охраны здоровья в данном документе не может быть приписано NEMA и является исключительно ответственностью лица, выполнившего сертификацию или сделавшего данное заявление.
Настоящий стандарт DICOM был разработан в соответствии с процедурами Комитета по стандартам DICOM.
Стандарт DICOM структурирован как документ, состоящий из нескольких частей, в соответствии с руководящими принципами, установленными в [ISO/IEC Directives, Part 2].
Настоящая Часть стандарта DICOM определяет службу на основе SMPTE ST 2110-10, использующую RTP, для передачи метаданных DICOM (DICOM metadata) в реальном времени. Она предоставляет механизм для передачи метаданных DICOM, связанных с видеопотоком или аудиопотоком, на основе SMPTE ST 2110-20 и SMPTE ST 2110-30, соответственно.
Следующие стандарты содержат положения, которые посредством ссылок в данном тексте составляют положения настоящего Стандарта. На момент публикации были действительны указанные редакции. Все стандарты подлежат пересмотру, и сторонам соглашений, основанных на настоящем Стандарте, рекомендуется изучить возможности применения самых последних редакций стандартов, указанных ниже.
[ISO/IEC Directives, Part 2] 2021. 9.0. Rules for the structure and drafting of International Standards. http://www.iso.org/sites/directives/current/part2/index.xhtml .
[EBU-SMPTE-VSF JT-NM Phase 2 Report] 2015/09/04. v1.0. Joint Task Force on Networked Media (JT-NM) Phase 2 Report- Reference Architecture. http://static.jt-nm.org/RA-1.0/JT-NMReferenceArchitecturev1.0%20150904%20FINAL.pdf .
[RFC 3550] 2003/07. RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications. http://tools.ietf.org/html/rfc3550 .
[RFC 5285] 2008/07. A General Mechanism for RTP Header Extensions. http://tools.ietf.org/html/rfc5285 .
Для целей настоящего Стандарта применяются следующие определения.
В настоящей Части Стандарта используются следующие термины, определённые в [EBU-SMPTE-VSF JT-NM Phase 2 Report]:
Последовательность гранул (Grain) от источника (Source); конкретное представление контента, исходящего от источника.
Представляет элемент эссенции (Essence) или иные данные, связанные с определённым моментом времени, такие как кадр, группа последовательных аудиосэмплов или субтитры.
Совокупность синхронизированных по времени потоков (Flow), предназначенных для одновременного воспроизведения, обеспечивающая полное восприятие группы источников (Source Group).
Абстрактное понятие, представляющее первичное происхождение потока (Flow) или множества потоков.
DICOM-RTV охватывает службу DICOM-RTV (DICOM-RTV Service), передачу связанных мультимедийных данных (multimedia bulk data) и объекты IOD (Information Object Definition) для реального времени, к которым она может применяться.
Передача в реальном времени метаданных, характеризующих мультимедийные данные (multimedia bulk data).
В настоящей Части Стандарта используются следующие символы и сокращения.
Digital Imaging and Communications in Medicine (цифровая визуализация и коммуникации в медицине)
Networked Media Open Specifications (открытые спецификации для сетевых медиа)
Real-Time Transport Protocol (протокол передачи в реальном времени)
Society of Motion Picture and Television Engineers (общество инженеров кино и телевидения)
Рисунок 5-1 в PS3.1 представляет общую модель обмена данными стандарта DICOM, которая охватывает как сетевые (онлайн), так и обмен через носители информации (офлайн) коммуникации. Прикладные объекты (Application Entities) могут использовать любой из следующих транспортных механизмов:
службу сообщений DICOM (DICOM Message Service) и службу верхнего уровня (Upper Layer Service), обеспечивающие независимость от конкретных физических сетевых коммуникационных средств и протоколов, таких как TCP/IP,
DICOM Web Service API и службу HTTP, позволяющие использовать общие протоколы гипертекста и связанные с ними протоколы для передачи служб DICOM,
базовую службу файлов DICOM (Basic DICOM File Service), обеспечивающую доступ к носителям информации (Storage Media) независимо от конкретных физических форматов хранения и файловых структур, или
связь DICOM в реальном времени (DICOM Real-Time Communication), обеспечивающую передачу метаданных DICOM в реальном времени на основе SMPTE и RTP.
Настоящая Часть описывает связь DICOM в реальном времени, использующую протокол RTP, определённый в [SMPTE ST 2110-10], как показано на Рисунке 6-1a.
Как показано на Рисунке 6-1, устройство может иметь несколько источников (Source), по одному для каждого типа эссенции (Essence), соответствующего типу объемных данных (видео, аудио или медицинские метаданные), причём каждый источник создаёт один или несколько потоков (Flow), представляющих один и тот же контент в различных форматах (высокое разрешение, низкое разрешение, без сжатия, со сжатием с потерями или без потерь и т. д.).
Несколько источников (Source) могут быть объединены в группу источников (Source Group). Конкретное восприятие группы источников — это воплощение (Rendition), определяемое как совокупность синхронизированных по времени потоков (Flow), предназначенных для одновременного воспроизведения (например, аудиоканал хирургической камеры).
Стандарт DICOM для видео в реальном времени (DICOM Real-Time Video) определяет механизм обмена метаданными, связанными с видео и/или аудио в реальном времени, исходящими от медицинского устройства визуализации. Механизм предполагает один источник (Source) и один поток (Flow) эссенции метаданных DICOM-видео (DICOM Video Metadata Essence) для каждого видеопотока и один источник и один поток эссенции метаданных DICOM-аудио (DICOM Audio Metadata Essence) для каждого аудиопотока. Дополнительно может присутствовать один источник и один поток для метаданных воплощения DICOM (DICOM Rendition Metadata), связывающих несколько потоков, создаваемых одним устройством.
Взаимодействие должно осуществляться, как показано на Рисунке 6-2.
[SMPTE ST 2110-10] обеспечивает функции сквозной сетевой передачи для приложений, передающих данные в реальном времени. Контент передаётся в RTP-сессиях с использованием RTP-пакетов в соответствии с [SMPTE ST 2110-10].
Устройство может предоставлять и/или потреблять контент. Устройство, предоставляющее контент, имеет один или несколько источников (Source), которые могут относиться к разным типам эссенции (Essence) (например, видео и аудио). Источник является источником одного или нескольких потоков (Flow). Несколько потоков, исходящих от одного источника, представляют один и тот же контент в разных разрешениях и/или кодированиях. Это протокол широковещательной/мультикаст-передачи, поэтому устройство предоставляет контент независимо от того, присутствует ли принимающее устройство. Устройство, потребляющее контент, может подписываться/отписываться от доступных потоков.
Контекст и содержимое видео- и/или аудиопотока (Flow) описываются потоком метаданных DICOM (DICOM Metadata Flow), который связан с каждым потоком. Однако один и тот же поток метаданных DICOM может использоваться для описания нескольких потоков, если их содержимое одинаково, а кодирование достаточно близко, чтобы не повлиять на профессиональную интерпретацию. Поток метаданных воплощения DICOM (DICOM Rendition Metadata Flow) может использоваться для связывания нескольких потоков, предоставляемых одним устройством.
Все эссенции (Essence) должны передаваться с использованием RTP в соответствии с [SMPTE ST 2110-10], который требует, чтобы каждый поток (Flow) описывался объектом SDP, определяющим его содержимое, а также параметрами подключения, позволяющими получателю присоединиться к сеансу. В дополнение к обязательной информации, указанной в [SMPTE ST 2110-10], для аудио- и видеоэссенции SDP может также включать следующую информацию:
Эта информация является наилучшим способом связывания нескольких потоков (Flow), исходящих от одного устройства. Наличие такой информации в SDP означает, что она содержится в расширенном заголовке RTP (RTP Extended Header), присутствующем в первом IP-пакете гранулы (Grain) — видеокадра, аудиосэмпла или набора метаданных. Это позволяет автоматически связывать и временно синхронизировать два потока на основе их содержимого.
По определению, все потоки (Flow) в соответствии с [SMPTE ST 2110-10] синхронизируются посредством общей привязки к универсальному времени с использованием PTP с точностью порядка наносекунд.
Заголовок RTP для видео- и аудиопотоков должен соответствовать [SMPTE ST 2110-20] и [SMPTE ST 2110-30], соответственно.
Заголовок RTP для потоков метаданных DICOM (DICOM Metadata Flow) должен соответствовать [SMPTE ST 2110-10]. Тактовая частота должна быть идентична частоте, определённой в связанном аудио- или видеопотоке. Применяются следующие дополнительные ограничения:
Значение типа полезной нагрузки (payload type) выбирается из диапазона 96–127. Рекомендуется избегать номеров, часто используемых для аудио (97) и видео (96), и, например, использовать 104 для эссенции метаданных DICOM (DICOM Metadata Essence). Значение должно быть связано с типом медиа "application" и подтипом "dicom" в SDP. Например, (метаданные DICOM на порту 12345):
Для эссенции метаданных DICOM (DICOM Metadata Essence) должно присутствовать расширение заголовка RTP (RTP Header Extension), определённое NMOS, включая следующую информацию:
Поле "defined by profile" расширения заголовка RTP должно быть установлено в 0xBEDE, идентифицируя использование однобайтового формата расширения заголовка, как указано в [RFC 5285].
Полезная нагрузка RTP для аудио- и видеопотоков должна соответствовать [SMPTE ST 2110-20] и [SMPTE ST 2110-30], соответственно.
Полезная нагрузка RTP для потоков метаданных DICOM (аудио, видео и воплощение) должна соответствовать [SMPTE ST 2110-10].
Полезная нагрузка RTP для потоков метаданных DICOM состоит из набора данных DICOM, совместимого с передачей в реальном времени.
Набор данных DICOM состоит из трёх частей:
часть метаинформации RTV (RTV Meta Information). Эта часть должна присутствовать в каждой грануле (Grain).
динамическая часть, содержащая информацию, изменяющуюся во времени (например, метка времени источника кадра, положение зонда, окружность, определяющая глаз). Если она существует, эта часть должна присутствовать в каждой грануле. Частота передачи динамической части должна быть идентична частоте связанного потока (например, один набор данных на кадр). В настоящее время эта часть неприменима к метаданным воплощения DICOM (DICOM Rendition Metadata).
статическая часть, содержащая информацию, не изменяющуюся во времени (например, имя пациента, модальность и т. д.). Эта часть будет присутствовать не в каждой грануле, но должна присутствовать как минимум в одной грануле в секунду.
Получатель не может обработать информацию, полученную от отправителя, до тех пор, пока он не получит метаданные DICOM, содержащие статическую часть, поэтому их необходимо отправлять как минимум каждую секунду, чтобы избежать длительного ожидания получателя при "подключении" к отправителю.
Частота передачи аудиопотоков DICOM обычно составляет порядка 48 кГц. Частота передачи видеопотоков DICOM обычно составляет порядка 60 Гц. Частота передачи потока метаданных воплощения DICOM (DICOM Rendition Metadata Flow) должна быть не менее 1 Гц. Может быть целесообразно использовать более высокую частоту, если требуется жёсткая синхронизация связанных потоков от устройства (например, два видео стереопары).
Формат DICOM для реального времени (DICOM Real-Time Format) предоставляет средство инкапсуляции в RTP-сеансе набора данных (Data Set), представляющего экземпляр SOP (SOP Instance).
Рисунок 7-1 иллюстрирует инкапсуляцию аудио- или видеонабора данных DICOM в RTP. Байтовый поток набора данных (Data Set) помещается в полезную нагрузку RTP после метаинформации DICOM-RTV. Каждый RTP-сеанс соответствует одному экземпляру SOP (SOP Instance).
Метаинформация RTV содержит идентификационную информацию об инкапсулированном наборе данных DICOM.
Номер группы атрибутов метаинформации RTV (0002,xxxx) ниже, чем у остальных атрибутов, чтобы разместить метаинформацию RTV в начале полезной нагрузки, как это делается в PS3.10.
Таблица 7.1-1. Метаинформация RTV
SOP-классы в классе связи в реальном времени идентифицируют составные IOD (Composite IOD), подлежащие передаче. Таблица 7.2-1 содержит стандартные SOP-классы.
Таблица 7.2-1. Стандартные SOP-классы
|
Спецификация IOD (определена в PS3.3) |
||
|---|---|---|
|
Передача эндоскопического видеоизображения в реальном времени Video Endoscopic Image Real-Time Communication |
IOD эндоскопического видеоизображения в реальном времени Real-Time Video Endoscopic Image IOD |
|
|
Передача фотографического видеоизображения в реальном времени Video Photographic Image Real-Time Communication |
IOD фотографического видеоизображения в реальном времени Real-Time Video Photographic Image IOD |
|
|
Передача аудиосигнала в реальном времени Audio Waveform Real-Time Communication |
IOD аудиосигнала в реальном времени Real-Time Audio Waveform IOD |
|
|
Передача документа выбора воплощения в реальном времени Rendition Selection Document Real-Time Communication |
IOD документа выбора воплощения Rendition Selection Document IOD |
Потоки метаданных и вспомогательных данных обычно содержат персональные данные (Personally Identifiable Information, PII). Видео- и аудиопотоки могут содержать защищаемую информацию. Базовые протоколы SMPTE не определяют никаких механизмов безопасности для обеспечения конфиденциальности, целостности или доступности различных потоков данных. DICOM не определяет никаких дополнений к протоколам SMPTE для обеспечения такой защиты. Авторизация и аутентификация доступа к службе DICOM-RTV обеспечивается конфигурированием. Аутентификация не подтверждается повторно при инициализации базовых протоколов SMPTE, и DICOM не определяет никаких дополнений к протоколам SMPTE для управления доступом, авторизации или аутентификации.
Потенциальные атаки, такие как перехват (eavesdropping), повторное воспроизведение (replay), вставка сообщений, удаление, модификация, атака "человек посередине" (man-in-the-middle) и отказ в обслуживании (denial of service), не были проанализированы. Этот анализ остаётся за отдельными площадками и инсталляциями.
Отдельным площадкам и инсталляциям также необходимо самостоятельно проводить оценку и выбор механизмов безопасности и добавлять защиту по мере необходимости. Скорости передачи данных и жёсткие требования к синхронизации потоков данных требуют тщательного анализа любых добавляемых механизмов безопасности. Существуют механизмы безопасности, работающие на уровне IP и ниже, которые могут удовлетворить предсказуемые сценарии использования, однако недостаточно опыта или данных для того, чтобы DICOM мог дать конкретную рекомендацию.
Реализация, заявляющая о соответствии PS3.22, должна функционировать в соответствии со всеми её обязательными разделами.
Службы DICOM-RTV используются для передачи в реальном времени составных экземпляров SOP (Composite SOP Instance). Все передаваемые составные экземпляры SOP должны соответствовать требованиям, указанным в других Частях Стандарта.
Реализация может соответствовать службам DICOM-RTV, поддерживая роль исходного устройства или принимающего устройства, или обе роли для любой из служб, определённых в PS3.22.
Структура заявлений о соответствии (Conformance Statements) определена в PS3.2.
В своем заявлении о соответствии реализация должна описать деятельность в реальном мире (Real-World Activity), связанную с использованием служб DICOM-RTV, включая любую функциональность прокси между DICOM-RTV и другой службой, предоставляемой через DIMSE-службу или RESTful API (т. е. хранение полученных видео и аудио со связанными метаданными).
Кроме того, документ заявления о соответствии для отправляющего устройства DICOM-RTV должен указывать, каким образом получатели могут получить содержимое объектов SDP, описывающих потоки метаданных и связанные видео- и/или аудиопотоки.