Datenkompression

 Moderne PACS-Lösungen wie JiveX können den JPEG 2000-Algorithmus konfigurieren und die von der ESR bestätigten Kompressionsraten automatisieren. Die Informationen bezüglich Modalität und Anatomie, die
zur Steuerung der Kompression nötig sind, werden
dazu aus dem Header der DICOM-Dateien ausgelesen und mit den festgelegten Regeln abgeglichen. "Dies erlaubt eine verlustbehaftete Komprimierung der Bilddaten auf Basis der voreingestellten Werte. Allerdings zögern Anwender nach wie vor, diese Funktionalität einzusetzen, da sie nicht sicher sein können, ob ein Bild nach der verlustbehafteten Komprimierung noch sämtliche diagnostisch relevanten Informationen enthält. Ein zuverlässiges automatisiertes Verfahren zur Qualitätskontrolle gibt es noch nicht - hierin besteht eine wichtige Aufgabe, die die Industrie anpacken muss", weiß Dr. Marc Kämmerer, ausgebildeter Radiologe und JiveX Produktmanager.

 

Um hier voranzukommen, müssen Fragen nach den Auswirkungen der Komprimierung auf die Bildinhalte und Graustufenwerte beantwortet werden. Mathematisch soll das über das Verhältnis von Pixel zum Rauschen (Pixel-to-Noise Ratio PNR), den Differenzschwellenwert bzw. den mittleren quadratischen Fehler (Mean Square Error) bewertet werden. Für sich genommen liefern diese Parameter jedoch keine ausreichenden Informationen darüber, ob das verlustbehaftet komprimierte Bild noch sämtliche diagnostisch relevanten Informationen beinhaltet.

 

"Solange diese virtuelle Qualitätskontrolle aber mit derart vielen Variablen und
Unbekannten behaftet ist, muss man mit vereinten Kräften an einer genaueren Lösung arbeiten. Deshalb haben wir die ESR-Initiative mit Experten aus unterschiedlichen Disziplinen und Ländern gestartet. Gemeinsam wollen wir herausfinden, ob es uns die individuellen Parameter in Kombination mit weiteren abstrakten Deskriptionen ermöglichen, eine Entscheidungsmatrix zu erstellen. Die soll als Werkzeug für die Klassifizierung des diagnostischen Inhalts eines Bildes nach der Komprimierung dienen", so Dr. Kämmerer. Ein erstes Ergebnis steht bereits fest: Eine solche Matrix der diagnostischen Validität eines Bildes wird keine einfache Ja-/Nein-Entscheidung liefern. "Vielmehr erwarten wir Konfidenzintervalle, mit denen sich die Wahrscheinlichkeit diagnostischer Validität messen lässt", erläutert der Produktmanager.

 

Einige Jahre werden vergehen, bevor eine Lösung zur Qualitätskontrolle Gestalt annimmt. Bis dahin müssen allerdings die Fähigkeiten zur Datenkomprimierung nicht ungenutzt bleiben. So können die Ergebnisse der deutschen Konsensus-Konferenz helfen, die Unsicherheit bei den Radiologen zu verringern.

 

"Nichtsdestotrotz wird die Entscheidung für eine verlustbehaftete Komprimierung weitgehend eine persönliche bleiben. Wenn sie in der Primärversorgung Anwendung finden soll, so muss anhand von Stichproben die Integrität der diagnostischen Informationen nachgewiesen werden", meint Dr. Kämmerer. Die Qualitätskontrolle verlustbehafteter Datenkomprimierung im Kontext der Langzeitarchivierung ist ein weiterer interessanter Aspekt: Die Röntgenverordnung erlaubt explizit die Nutzung von Datenkomprimierung, schreibt jedoch die Beibehaltung diagnostisch relevanter Informationen vor. In den kommenden Jahren werden die PACS-Anbieter also viele Ressourcen in die Verfeinerung dieser Technologie investieren.

 

Weiterführende Links

 

Artikel:  Usability of irreversible image compression in radiological imaging. A position paper by the European Society of Radiology (ESR): Download PDF