다이콤 표준 규격

다이콤 파일은 헤더와 데이터셋으로 구성된다. 헤더는 128바이트의 프리앰블과 4바이트의 다이콤 프리픽스('D', 'I', 'C', 'M')로 시작하여 파일이 다이콤 표준을 따름을 명시한다. 그 뒤에는 실제 데이터 요소들이 연속적으로 기록된 데이터셋이 이어진다.

각 데이터 요소는 태그, 값 표현(VR), 값 길이(Value Length), 값 필드(Value Field)로 구성된다. 태그는 16진수 4자리 그룹 번호와 요소 번호의 조합(예: (0008,0016)은 SOP Class UID)으로, 어떤 정보를 담고 있는지 정의한다. VR은 데이터 값의 형식(예: 문자열, 정수, 날짜)을 2바이트 코드로 나타내며, 값 길이는 값 필드의 바이트 수를 지정한다. 값 필드는 실제 데이터를 담는다.

데이터셋 내부 구조는 명시적 VR(Explicit VR)과 묵시적 VR(Implicit VR) 두 가지 방식으로 인코딩될 수 있다. 명시적 VR 방식에서는 각 데이터 요소에 VR, 길이, 값이 명시적으로 기록된다. 묵시적 VR 방식에서는 VR이 데이터 딕셔너리를 참조하여 유추되며, 구조가 더 간결해진다. 전송 구문(Transfer Syntax) UID가 이 방식을 결정한다.

파일은 하나 이상의 다이콤 정보 객체(예: 단일 CT 슬라이스, 여러 프레임의 초음파 동영상)를 포함할 수 있다. 각 객체는 고유한 SOP(Service-Object Pair) 인스턴스 UID로 식별되며, 관련 메타데이터(연구 날짜, 장치 모델, 환자 정보 등)와 픽셀 데이터 같은 실제 영상 데이터를 함께 포장한다. 픽셀 데이터는 일반적으로 압축되거나 비압축 상태로 저장된다.

데이터 딕셔너리는 다이콤 표준의 핵심 구성 요소로, 모든 다이콤 데이터 객체를 구성하는 속성(Attribute)들의 정의와 인코딩 규칙을 담고 있는 체계적인 목록이다. 이 딕셔너리는 태그(Tag), 값 표현(Value Representation, VR), 값 다중성(Value Multiplicity, VM) 및 속성 의미(의미론, Semantics)를 표준화하여, 서로 다른 제조사의 장비와 소프트웨어 간에 정확한 데이터 해석과 교환을 가능하게 한다.

각 속성은 고유한 태그(그룹 번호와 요소 번호의 조합, 예: (0010,0010)은 환자 이름)로 식별된다. 값 표현은 해당 속성 값의 데이터 형식을 정의하며, 텍스트(LO, LT), 숫자(IS, DS), 날짜/시간(DT, DA), 이진 데이터(OB, OW) 등 다양한 형식을 포함한다. 값 다중성은 단일 값 또는 값의 시퀀스(배열)를 허용하는지 여부를 지정한다. 이러한 정의는 표준 문서인 다이콤 Part 6: Data Dictionary에 명시되어 있다.

데이터 딕셔너리는 공개 딕셔너리(Standard Data Dictionary)와 사설 딕셔너리(Private Data Dictionary)로 구분된다. 공개 딕셔너리는 표준으로 정의된 모든 속성을 포함하며, 모든 다이콤 구현체가 준수해야 한다. 반면, 사설 딕셔너리는 특정 벤더나 기관이 자체적으로 정의한 비표준 속성을 위해 사용되며, 사설 크리에이터(Private Creator) 식별자를 통해 충돌 없이 공존할 수 있다. 이 구조는 표준의 확장성을 보장한다.

데이터 딕셔너리의 역할은 다음과 같이 요약할 수 있다.

다이콤 표준은 의료 영상, 보고서 및 관련 메타데이터의 네트워크를 통한 교환을 위해 몇 가지 핵심 프로토콜을 정의한다. 이 중 가장 기본이 되는 것은 DICOM Service Class Provider(SCP)와 DICOM Service Class User(SCU) 간의 연결을 설정하는 DICOM Upper Layer Protocol이다. 이 프로토콜은 TCP/IP 기반으로 작동하며, 장비 간 연결 협상, 명령 및 데이터 세트의 전송을 관리한다.

주요 서비스로는 C-STORE, C-FIND, C-MOVE, C-GET 등이 있다. C-STORE는 영상 데이터를 한 장치에서 다른 장치로 전송하는 기본 서비스이다. C-FIND와 C-MOVE는 PACS에서 특정 환자의 연구 리스트를 조회하거나 선택한 연구를 다른 워크스테이션으로 검색(retrieve)할 때 사용된다. C-GET은 SCU가 SCP로부터 직접 데이터를 가져오는 방식이다.

네트워크 통신은 일반적으로 포트 104를 사용하지만, 구성에 따라 변경 가능하다. 통신 과정은 연결 협상(Association Negotiation)으로 시작하며, 이 단계에서 상호 지원하는 전송 구문, 서비스 클래스, 애플리케이션 컨텍스트 등을 확인한다. 협상이 성공하면 명령과 데이터를 주고받은 후 연결을 정상적으로 종료한다.

이러한 표준화된 프로토콜은 서로 다른 제조사의 CT, MRI, PACS, 워크스테이션이 원활하게 통신할 수 있는 기반을 제공한다. 또한, IHE의 통합 프로파일들은 이러한 다이콤 네트워크 서비스들을 실제 임상 워크플로우에 맞게 조합하여 사용하는 방법을 정의한다[1].

PACS는 다이콤 표준을 기반으로 의료 영상, 보고서, 환자 데이터를 저장, 검색, 배포하는 시스템이다. 다이콤 표준은 PACS와 영상 획득 장비(CT, MRI 등) 및 의료정보시스템 간의 원활한 통신을 보장하는 핵심 프로토콜 역할을 한다.

연동의 핵심은 다이콤 서비스-사용자 계층을 통해 이루어진다. 주요 서비스로는 C-STORE(영상 저장), C-FIND(영상 검색), C-MOVE/C-GET(영상 전송), C-ECHO(연결 확인) 등이 있다. 예를 들어, CT 스캐너는 촬영 완료 후 C-STORE 서비스를 사용하여 영상을 PACS 서버로 자동 전송한다. 의사는 워크스테이션에서 환자 ID나 검사 일자로 C-FIND를 실행해 영상 목록을 조회한 후, C-MOVE를 통해 필요한 영상을 자신의 화면으로 불러온다.

효율적인 연동을 위해 메타데이터의 정확성이 필수적이다. 모든 다이콤 파일에는 환자 이름, ID, 검사 유형, 장비 정보 등이 데이터 딕셔너리에 정의된 태그에 따라 구조화되어 포함된다. PACS는 이 정보를 인덱싱하여 빠른 검색과 관리의 기반으로 삼는다. 표준화된 이 메타데이터 구조 덕분에 서로 다른 제조사의 장비에서 생성된 영상도 동일한 PACS 내에서 통합 관리가 가능하다.

이러한 표준화된 연동은 필름 없는 병원 환경을 구현하고, 원격 진료를 가능하게 하며, 다양한 임상 의사결정 지원 시스템과의 통합 기반을 마련한다.

다이콤 워크스테이션은 PACS로부터 수신한 다이콤 영상을 정확하게 해석, 표시, 처리 및 분석할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 갖추어야 한다. 핵심 요구사항은 다이콤 표준을 완벽히 준수하는 뷰어 소프트웨어를 포함한다. 이 소프트웨어는 다이콤 파일 포맷(DICOM Part 10)을 정확히 파싱하고, 내장된 데이터 딕셔너리를 기반으로 모든 메타데이터를 읽어들여야 한다. 또한, 다이콤 네트워크 프로토콜(DICOM Part 8)을 지원하여 PACS나 영상의학과 장비로부터 영상을 직접 검색(C-FIND), 이동(C-MOVE), 수신(C-STORE)할 수 있어야 한다.

하드웨어 측면에서는 고해상도 의료용 모니터가 필수적이다. 일반적인 진단용 워크스테이션은 최소 2메가픽셀(MP)에서 5메가픽셀 이상의 모니터를 사용하며, 특히 유방촬영술 판독용으로는 5MP 전문 모니터가 권장된다[2]. 이 모니터들은 정기적인 품질 관리와 교정을 통해 밝기, 대비, 일관성 등 표시 성능이 의료 표준을 유지하도록 관리되어야 한다. 충분한 연산 능력과 그래픽 처리 성능도 중요하여, 대용량 3차원 영상 데이터셋의 실시간 재구성 및 렌더링을 원활히 수행할 수 있어야 한다.

기능적 요구사항으로는 기본적인 창조절 조정, 확대/축소, 측정 도구 외에도, 특수한 영상 처리 알고리즘을 포함하는 경우가 많다. 예를 들어, CT 영상의 MPR, MIP, VR과 같은 3차원 재구성 기능, MRI의 다양한 시퀀스 비교, PET-CT의 영상 정합 및 SUV 값 계산 등이 여기에 해당한다. 또한, 워크스테이션은 HL7 등 다른 의료 정보 표준과의 연동을 통해 RIS나 EHR 시스템에서 환자 정보와 보고서를 연계받을 수 있어야 한다.

개인정보 보호 규정은 다이콤 표준이 의료 데이터를 처리, 저장, 전송할 때 준수해야 하는 법적 및 윤리적 요구사항을 정의한다. 주로 HIPAA(미국)와 GDPR(유럽연합) 같은 지역별 법규가 핵심 기준으로 작용하며, 이는 환자의 개인식별정보 및 건강정보를 보호하기 위한 것이다. 다이콤 표준은 이러한 규정을 준수하기 위해 데이터 요소에 메타데이터 태그를 부여하고, 접근 로그를 관리할 수 있는 구조를 제공한다.

구체적으로, 다이콤은 데이터 딕셔너리를 통해 각 정보 속성에 고유한 태그를 할당한다. 이를 통해 시스템은 어떤 데이터가 민감한 환자 정보를 포함하는지 식별하고, 필요한 경우 익명화 또는 제거 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 자체의 픽셀 데이터뿐만 아니라 파일 헤더에 포함된 환자 이름, ID, 검사 날짜 같은 정보도 보호 대상이 된다.

의료기관은 다이콤을 구현할 때 해당 국가 또는 지역의 규정에 따라 추가적인 보호 조치를 적용해야 한다. 일반적으로 다음 원칙을 준수한다.

이러한 규정 준수는 단순히 기술적 표준을 넘어, 의료 서비스 제공자의 법적 책임과 직접적으로 연관된다. 따라서 PACS나 영상의학과 정보시스템을 도입할 때는 다이콤의 보안 기능뿐만 아니라 전체적인 데이터 관리 정책과의 정합성을 반드시 검증해야 한다.

다이콤 표준은 의료 영상과 관련된 민감한 환자 정보를 보호하기 위해 강력한 보안 메커니즘을 포함하고 있다. 이는 HIPAA나 GDPR과 같은 국제적인 개인정보 보호 규정을 준수하는 데 필수적이다. 보안 프레임워크는 기본적으로 데이터의 기밀성, 무결성, 가용성을 보장하는 것을 목표로 한다.

데이터 암호화는 전송 중인 데이터와 저장된 데이터 모두에 적용된다. 네트워크를 통한 통신 시에는 TLS 프로토콜을 사용하여 전송 계층에서 암호화를 수행한다. 저장된 다이콤 파일 내부의 중요한 환자 데이터 속성에 대해서는 선택적으로 암호화를 적용할 수 있다. 특정 데이터 요소만을 암호화하는 방식으로, 예를 들어 환자 이름이나 식별번호 같은 민감 정보를 보호하면서 영상 픽셀 데이터는 그대로 유지하여 처리 효율성을 높인다.

접근 제어는 사용자 인증과 권한 부여를 통해 이루어진다. 주요 방법으로는 DICOM Web 서비스를 위한 OAuth 2.0과 같은 표준 기반 인증 프로토콜을 지원한다. 또한, 역할 기반 접근 제어 모델을 채택하여 사용자의 직무에 따라 필요한 최소한의 데이터에만 접근할 수 있도록 권한을 제한한다. 모든 접근 시도는 감사 로그에 상세히 기록되어 추적 가능성을 보장한다[4].

IHE 통합 프로파일은 다이콤 표준의 실제 적용을 촉진하고 상호운용성을 보장하기 위해 IHE에서 정의한 특정 임상 또는 운영 업무 흐름에 대한 구현 지침 모음이다. 각 프로파일은 다이콤 서비스, 데이터 객체, 그리고 선택적으로 다른 표준들을 사용하여 특정 임상 문제를 해결하는 방법을 명시한다. 이는 표준 자체가 아닌, 표준들을 어떻게 조합하여 특정 목적을 달성할지에 대한 '구현 안내서' 역할을 한다.

주요 프로파일은 특정 의료 영상 분야나 업무 프로세스에 집중한다. 예를 들어, 영상 저장 및 전송 시스템과의 연동을 위한 '영상 저장' 프로파일, 의사에게 중요한 영상을 배포하는 '키 이미지 노트' 프로필, 그리고 여러 모달리티에서 얻은 영상을 하나의 보고서로 통합하는 '교차 기업 문서 공유' 프로필 등이 있다. 이러한 프로파일들은 표준의 유연성으로 인해 발생할 수 있는 구현 방식의 차이를 줄여, 서로 다른 벤더의 장비 간에 보다 원활한 데이터 교환을 가능하게 한다.

IHE 통합 프로파일의 채택은 의료 기관의 시스템 통합 복잡성을 크게 낮춘다. 기관은 시스템 구매 시 요구사항에 특정 IHE 프로파일을 준수할 것을 명시함으로써, 별도의 복잡한 사용자 정의 인터페이스 없이도 시스템 간 상호운용성을 보장받을 수 있다. 이는 시간과 비용을 절감하는 동시에 시스템 통합의 실패 위험을 감소시킨다.

다이콤 표준은 전 세계적으로 통용되는 기본 규격을 제공하지만, 특정 국가나 지역의 의료 시스템, 법적 요구사항, 임상 관행에 맞추어 확장 규격이 개발되어 적용된다. 이러한 국가별 확장은 주로 다이콤 표준의 데이터 딕셔너리에 새로운 태그를 추가하거나, 특정 IHE 통합 프로파일을 지역화하는 형태로 이루어진다.

대표적인 예로, 일본의 JIRA 확장 규격은 일본어 문자 처리를 위한 인코딩 방식을 명시하고, 일본 내 의료 보험 코드와 같은 지역별 데이터 요소를 표준에 포함시킨다. 유럽에서는 여러 국가들이 공동으로 다이콤 표준을 기반으로 한 EuroPACS 지침을 발전시켜 왔으며, 특히 환자 개인정보 보호에 관한 GDPR 규정 준수를 위한 확장 요구사항이 반영되었다. 중국 또한 자국의 의료 정보화 표준 체계와 연계하기 위해 다이콤 China 확장을 도입하여 중국어 지원 및 현지 의료 장비 규격을 수용한다.

이러한 확장 규격은 지역적 요구를 충족시키는 장점이 있지만, 서로 다른 확장 규격을 사용하는 시스템 간 상호운용성 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 국제적 표준 기구인 DICOM Standards Committee는 국가별 확장이 핵심 표준과 충돌하지 않도록 심사 절차를 두고 있으며, 확장 규격의 공개 등록을 권장하여 호환성 유지에 노력하고 있다. 구현 시에는 특정 국가 시장을 대상으로 하는 경우 해당 확장 규격을 지원해야 하며, 글로벌 시스템을 구축할 경우에는 여러 확장 규격을 동시에 처리할 수 있는 유연성이 요구된다.

다이콤 표준을 준수하는 장비의 호환성을 검증하는 과정은 의료 영상 시스템의 원활한 통신과 데이터 교환을 보장하는 핵심 단계이다. 검증은 일반적으로 공인된 테스트 도구와 절차를 통해 이루어지며, 장비가 표준에서 정의한 필수 데이터 딕셔너리 요소, 네트워크 프로토콜, 서비스 클래스를 올바르게 구현했는지를 확인한다.

주요 검증 항목은 다음과 같다.

검증 과정은 내부 테스트와 외부 인증으로 구분될 수 있다. 제조사는 자체적으로 또는 제3자 테스트 툴킷(예: 다이콤 Validation Toolkit)을 사용해 사전 검증을 수행한다. 공식적인 상호운용성 인증을 위해서는 IHE(Integrating the Healthcare Enterprise)가 주관하는 '커넥터톤(Connectathon)' 같은 행사에 참여하거나, 인증 기관을 통해 공인 테스트를 통과해야 한다. 이를 통해 해당 장비가 표준을 준수하며 다른 시스템과 문제없이 연동될 수 있음을 입증한다.

기존 시스템에서 다이콤 표준 규격 기반 시스템으로 전환하는 마이그레이션은 체계적인 계획과 실행이 필요하다. 일반적인 절차는 크게 사전 평가, 계획 수립, 데이터 마이그레이션, 시스템 통합 및 검증, 최종 전환의 단계로 구성된다. 첫 단계에서는 기존 시스템의 데이터 포맷, 메타데이터 구조, 저장된 영상의 양과 품질, 그리고 현재 시스템과의 인터페이스 연결 상태를 철저히 분석한다. 이 분석을 바탕으로 변환해야 할 데이터의 범위와 호환성 문제를 식별한다.

다음으로 상세한 마이그레이션 계획을 수립한다. 이 계획에는 프로젝트 일정, 필요한 자원, 데이터 변환 및 검증을 위한 도구 선정, 그리고 잠재적인 데이터 손실이나 오류에 대한 대비책이 포함된다. 특히 과거 영상 데이터를 새로운 다이콤 표준 규격 준수 포맷으로 변환할 때, 메타데이터의 정확한 매핑과 보존이 핵심 과제이다. 변환 과정에서 UID와 같은 고유 식별자의 일관성 유지도 중요하게 고려해야 한다.

마이그레이션 실행 단계에서는 먼저 제한된 데이터 세트를 이용한 시범 실행을 통해 변환 로직과 절차를 검증하는 것이 안전하다. 이후 본격적인 데이터 이전을 수행하며, 변환된 모든 데이터는 무결성과 임상적 유용성을 검증해야 한다. 최종적으로 새 시스템으로의 전환은 주말이나 진료 외 시간을 이용해 단계적으로 진행하며, 전환 직후에는 철저한 모니터링과 즉각적인 기술 지원이 필수적이다. 마이그레이션 후에도 일정 기간 동안은 구 시스템에 대한 접근을 유지하여 예상치 못한 문제가 발생했을 때 임상 업무의 연속성을 보장하는 것이 일반적이다.