DICOM文件格式

DICOM文件格式第二组DICOM文件背景及基本介绍3.0标准发展情况DICOM文件内容概要文件格式示例历史背景DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)即医学数字成像和通信，是医学图像和相关信息的国际标准(ISO12052)。它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。DICOM标准最初是由ACR(theAmericanCollegeofRadiology)及NEMA(theNationalElectricalManufacturersAssociation)于1983年组成的联合委员会起草，以后陆续发展成为医疗数字影像及相关信息的传输标准。历史背景1970年代，随着以CT为代表的数字成像诊断设备在临床得到广泛应用，美国放射学院(ACR)和国家电气制造协会(NEMA)在1983年成立了一个联合委员会，以制定相应规范达成以下目的:I.推动不同制造商的设备间数字图像信息通信标准的建立。II.促进和扩展图片归档及通讯系统(PACS)，使它可以与其它医院信息系统进行交互。III.允许广泛分布于不同地理位置的诊断设备创建统一的诊断信息数据库。标准更新1985年，ACR-NEMA联合委员会发布了最初的1.0版本(ACR-NEMAStandardsPublicationsNo.300-1985）1986年10月和和1988年1月发布了校订No.1和校订No.2。1988年该委员会推出2.0版本(ACR-NEMAStandardsPublicationsNO.300-1988)1993年发布DICOM标准3.0此标准经过其他标准化组织如IEEE，HL7，ANSI，CENTC251和JIRA等的讨论和审查。现在DICOM格式文件已发展成为医学影像信息学领域的国际通用标准。标准介绍DICOM标准中涵盖了医学数字图像的采集、归档、通信、显示及查询等几乎所有信息交换的协议;以开放互联的架构和面向对象的方法定义了一套包含各种类型的医学诊断图像及其相关的分析、报告等信息的对象集;定义了用于信息传递、交换的服务类与命令集，以及消息的标准响应;详述了唯一标识各类信息对象的技术;提供了应用于网络环境(OSI或TCP/IP)的服务支持;结构化地定义了制造厂商的兼容性声明(ConformanceStatement)。3.0标准的发展现状近年来由於ACR与NEMA在医疗数位影像传输规范的发展与努力，DICOM3.0已成为北美、欧洲及日本各国在Healthcareinformatics影像应用的标准。这些协会除了ANSI,ISO外，还包括欧洲的“EuropenCommitteeforStandardizationTechnicalcommitteeonMedicalInformatics”(CENTC251)及日本的JapanIndustriesofAssociationforRadiationApparatus(JIRA)。1994年,在美国芝加哥所举办的RSNA年会上,就已经有40个以上的厂商参与DICOM的成果展示,他们利用DICOM3.0的标准，透过网络与各医院连线，进行医学影像传输及处理的功能显示，主题包括:CR,CT,MR,US各类型医学影像资料。3.0标准的特点它按照多部分的文档结构来组织。通过简化新特性的增加，这种结构使标准在迅速发展的环境中的演变更为容易。ISO指示——定义如何去构造多部分文档——已经加入到DICOM标准的构造中。它提出了明确的信息对象，并不只是针对图象和图形，还有研究、报告等。它为唯一地识别任何信息对象指定了一个确定的技术。这促进了在网络上运作的信息对象之间的关系的明确定义。3.0标准的应用范围DICOM3.0应用范围不仅包括CT、MRI、DSA、SPECT、超声、数字化X线影像(CR、DR、FPD)等，还包括内窥镜图像、病理学图像、耳科图像、皮肤图像以及中医的舌苔图像等。它的应用范围几乎包括所有医学图像领域，它本身具有面向对象的特性和开放性，有利于自身不断的发展和完善，但也带来不少新问题和新课题。3.0标准的作用在影像扫描设备、存储设备、后处理工作站等设备之间交换影像时，要寻找一种把数字化影像及其信息输入、输出影像设备的方法。在没有一种工业化的标准之前，每种影像设备上都必须有一个专门的接口。放射科的影像设备来自多个厂家，它们之间数据都不兼容。为实现设备的互联，医院必须专门开发或者购买相应的接口。一个医学影像设备内置有对DICOM标准的支持，那么无须开发专门的接口,利用DICOM标准的计算机联网技术，就可与另一台支持DICOM标准的设备直接相连,与医院内可能已经存在的网络硬件和远程通信设施相连。无论是进行医院内部网络建设、实现远程临床通信，还是实现远程放射会诊，利用DICOM都会获益。DICOM标准文件内容概要第一部分：引言与概述，简要介绍了DICOM的概念及其组成。第二部分：兼容性，精确地定义了声明DICOM要求制造商精确地描述其产品的DICOM兼容性，即构造一个该产品的DICOM兼容性声明，它包括选择什么样的信息对象、服务类、数据编码方法等，每一个用户都可以从制造商处得到这样一份声明。第三部分：利用面向对象的方法，定义了两类信息对象类：普通性、复合型。第四部分：服务类，说明了许多服务类，服务类详细论述了作用与信息对象上的命令及其产生的结果。第五部分：数据结构及语意，描述了怎样对信息对象类和服务类进行构造和编码。DICOM标准文件内容概要第六部分：数据字典，描述了所有信息对象是由数据元素组成的，数据元素是对属性值的编码。第七部分：消息交换，定义了进行消息交换通讯的医学图像应用实体所用到的服务和协议。第八部分：消息交换的网络通讯支持，说明了在网络环境下的通讯服务和支持DICOM应用进行消息交换的必要的上层协议。第九部分：消息交换的点对点通讯支持，说明了与ACR—NEMA2.0兼容的点对点通讯的服务和协议。第十部分：便于数据互换的介质存储方式和文件格式。第十一部分：介质存储应用框架。DICOM标准文件内容概要第十二部分：便于数据互换的介质格式和物理介质第十三部分：打印管理的点对点通讯支持第十四部分：亮度[灰度]色标显示功能标准第十五部分：安全性概述第十六部分：绘制资源目录第十七部分：信息解释（ExplanatoryInformation）第十八部分：Web获取DICOM永久对象(WebAccesstoDICOMPersisentObjects(WADO))文件组成DICOM文件是指按照DICOM标准而存储的医学文件。它提供了一种封装方式。DICOM文件一般由1个DICOM文件头和1个DICOM数据集合组成DICOM文件头DICOM文件头(DICOMFileMetaInformation)包含了标识数据集合的相关信息。每个DICOM文件都必须包括该文件头。文件头的最开始是文件前言，它由128个00H字节组成，接下来是DICOM前缀，它是一个长度为4字节的字符串“DICM”，可以根据该值来判断一个文件是不是DICOM文件。文件头中还包括其它一些非常有用的信息，如文件的传输格式、生成该文件的应用程序等等DICOM数据集合DICOM文件主要组成部分就是数据集合。这不仅包括医学图像，还包括许多和医学图像有关的信息，如病人姓名、图像大小等。DICOM数据集合是由DICOM数据元素按照指定的顺序依次排列组成的。对于DICOM文件，一般采用显式传输，数据元素按标签从小到大顺序排列。DICOM最基本的结构单元—数据元素在DICOM文件中最基本的单元是数据元素(DataElement)。DICOM数据集合就是由DICOM数据元素按照一定的顺序排列组成的。它主要由四个部分组成:标签、VR(ValueRepresentation，数据描述)、数据长度和数据域。数据元素标签：一个16位的无符号整数的有序对，前8位代表组号，后8位代表元素号。DICOM所有的数据元素都可以用标签来唯一表示。值表示类型：指明了该数据元素中的数据是哪种类型的，含有数据元素VR的2字节的字符串。在数据元素中,VR是可选的,它取决于协商的传输数据格式。数据值长度：一个16或32位的无符号整数，表明了准确的数据值体的长度，按字节数目（为偶数）记录。数据值体：含有数据元素的值，它的存储长度为偶数个字节。存储在这个字段的值的数据类型由这个数据元素的值表示类型(VR)决定。DCM文件符合DICOM标准的文件通常后缀为.dcm,大多数的图像处理软件中都不支持这种图像格式，DICOM文件格式提供了一种在一个文件中封装数据集的方法。当选择一个DICOM文件进行显示，DICOM文件的后缀名是DCM或dcm，对文件的后缀名检查后就可以初步判定文件是否为DICOM文件，但后缀名满足要求并不代表该文件是标准的DICOM文件，需要打开文件跳过128字节的文件序言，然后读取4个字节，检查这4字节的数据是否为“DICM”。当满足要求时．可以判断该文件是一个DICOM文件。现在大部分的设备DICOM都是标准配置的一部分，不需要另外加钱。国内医院买设备的时候一定要把几个DICOM内容包括进去：oDICOMStoreSCU(图像输出)oDICOMCD-R/DVD-R(读和写)oDICOMStoreSCP(接受网络DICOM输入)oDICOMQuery/retrieve(网络查询和导入)oDICOMPrintSCU(DICOM图像打印)符号及缩写ACSE：联合控制服务元素CT：计算X射线断层摄影术DICOM：医学数字成像和通讯HIS：医院信息系统NIU：网络接口单元OSI：开放系统互连PACS：图像归档和传输系统RIS：放射学信息系统TCP/IP：传输控制协议/互联网协议