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D I COM醫(yī)學(xué)圖像文件格式解析與應(yīng)用研究
王立功
Research on the File FOrmat Analysis and Application
of DICOM Medical Image
WangLigong
摘要：由于生產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的國內(nèi)外廠商眾多，其產(chǎn)品遵守DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的程度也各不相同，而DICOM3．0
是一個(gè)不斷擴(kuò)充和擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像處理應(yīng)一用開發(fā)時(shí)，一般只能針對(duì)特定廠商的設(shè)備進(jìn)行數(shù)
據(jù)采集和處理，不大可能開發(fā)出一個(gè)能讀取和顯示所有醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中的DICOM 格式圖像的工具軟件，除非
國內(nèi)外所有生產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的制造商都嚴(yán)格遵守DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。論文主要探討了DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的
產(chǎn)生經(jīng)過及DICOM 醫(yī)學(xué)圖像文件格式的大致組成。通過對(duì)DICOM圖像文件的剖析，基本解決了醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用
開發(fā)的數(shù)據(jù)接13問題，為進(jìn)一步針對(duì)醫(yī)學(xué)影像處理應(yīng)用的研究和開發(fā)提供了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。
關(guān)鍵詞：DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)PACS系統(tǒng) 醫(yī)學(xué)圖像文件格式
一
． 引言
從20世紀(jì)90年代初開始， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， 圖像分析和處理以及
PACS(Picture Archiving and Communication System)在臨床診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及醫(yī)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要
的作用。PACS是近年來隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來的， 旨在全面解決
醫(yī)學(xué)圖像的獲取、顯示、存儲(chǔ)、傳輸以及管理的綜合系統(tǒng)。它主要包括醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)獲取、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、
圖像處理和顯示、數(shù)據(jù)庫管理以及用于圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)木钟蚧驈V域網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)方面。而保證PACS成為全開放
式系統(tǒng)的重要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議則是DICOM3．0(Digital Imaging and Communications in Medicine 3．0)，
PACS要解決的技術(shù)問題之一是統(tǒng)一各種數(shù)字化影像設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，。DlCOM3．0就是一
種新的數(shù)字成像和通信的標(biāo)準(zhǔn)，只要遵照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就可以通過PACS溝通不同廠家生產(chǎn)的不同種類的數(shù)字成像
設(shè)備。目前活躍在國內(nèi)外醫(yī)學(xué)成像設(shè)備市場(chǎng)上的主要生產(chǎn)商以國外公司為主，如GE、Siemens等，國內(nèi)如東
大阿爾派等也生產(chǎn)CT等設(shè)備，但占據(jù)國內(nèi)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的市場(chǎng)份額較少，而各國外公司出于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)以及商
業(yè)利益等方面的考慮，基本不會(huì)公布各自成像設(shè)備中的圖像文件格式，各個(gè)公司壟斷著各自開發(fā)的有關(guān)醫(yī)學(xué)圖
像處理應(yīng)用的開發(fā)和銷售，所有影像學(xué)資料均對(duì)外保密。另一方面，這些公司又占據(jù)著國內(nèi)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的絕
大多數(shù)市場(chǎng)份額。雖然DlCOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)一定程度上緩解了這種技術(shù)壁壘，各公司一方面聲稱自己的設(shè)備
遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而另一方面基于商業(yè)機(jī)密的考慮又或多或少設(shè)置一些技術(shù)障礙，并不完全遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這就
為國內(nèi)從事醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用的眾多開發(fā)商帶來很大難題， 同時(shí)，就國內(nèi)大多醫(yī)療單位而言，往往不會(huì)只購買一家
公司的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，常常是CT設(shè)備購買一個(gè)公司的產(chǎn)品，而MRI設(shè)備則可能會(huì)購買另外一個(gè)公司的產(chǎn)品，
且購買時(shí)間段往往不同，而DlCOM3．0標(biāo)準(zhǔn)每年都會(huì)公布一些修改和擴(kuò)充，國外公司由于是在針對(duì)自己生產(chǎn)的
作者簡(jiǎn)介：王立功 1 9 7 0年生，博士，高級(jí)工程師。2 004年1月獲東南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士學(xué)位，2 004年2月起在深圳清華
大學(xué)研究院做博士后研究3-作，主要從事計(jì)算機(jī)圖像處理，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，PACS，虛擬現(xiàn)實(shí)，科學(xué)可視化以及機(jī)械CAD和專家系統(tǒng)
等方面的研究工作， 已發(fā)表論丈1 0余篇 作者單位： 深圳清華大學(xué)研究院 通信地址：51 8 O 5 7 深圳市南山區(qū)科技園南區(qū)清華
大學(xué)研究院 電話：0 7 5 5—2 6 5 51 38 7(O) 1 3 7 6 01 O8 94 8(MP)E-maIl：ba sti one1 6 3．com
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設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用軟件開發(fā)，因而他們?cè)谶M(jìn)行PACS等項(xiàng)目開發(fā)時(shí)就具有了得天獨(dú)厚的便利，而這
種情勢(shì)對(duì)國內(nèi)眾多PACS開發(fā)商而言則無異于夢(mèng)魘。
鑒于此，本文試圖對(duì)DICOM 文件格式進(jìn)行解析，使其所包含的技術(shù)內(nèi)容盡可能多的得到解釋和理解，也
希望就此問題與國內(nèi)從事相關(guān)應(yīng)用開發(fā)工作的同行進(jìn)行探討。全文共分五個(gè)部分，第一部分簡(jiǎn)述了對(duì)DICOM
格式文件進(jìn)行解析的必要性，第二部分闡述了DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生過程，第三部分對(duì)DICOM格式文件進(jìn)行
了解析，第四部分論述如何顯示DICOM格式的圖像，最后是對(duì)全文的總結(jié)。
二、DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
20世紀(jì)70年代隨著計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)(Computed Tomography)及其他數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展，一大批數(shù)
字成像設(shè)備相繼應(yīng)用于臨床， 生產(chǎn)這些設(shè)備的制造商很多，各制造商都制訂了各自不同的圖像格式， 由于制定
圖像的標(biāo)準(zhǔn)、圖像傳輸方式不可能相同， 因而來自不同制造商的成像設(shè)備產(chǎn)生的圖像根本不可能互換。
為了統(tǒng)一不同制造商的設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，美國放射學(xué)會(huì)ACR(American College of Radiology)和美國
國家電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA(National Electrical ManufacturersAssociation)在1983年成立了一個(gè)聯(lián)合委員會(huì)，
旨在制訂一套醫(yī)學(xué)圖像的通訊標(biāo)準(zhǔn)。其主要目標(biāo)是：(1)提供獨(dú)立于各設(shè)備制造商的數(shù)字圖像及其相關(guān)信息的
通訊標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)數(shù)字圖像的網(wǎng)絡(luò)化；(2)促進(jìn)PACS的發(fā)展，并擴(kuò)展PACS與HiS(Hospital Information System)、
RIS(Radiology Information System)等其他醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)的通訊；(3)建立一個(gè)廣泛的、分布式的診斷信息數(shù)據(jù)
庫，便于處理地理上分散的不同設(shè)備問的查詢請(qǐng)求。
ACR—NEMA委員會(huì)于1 985年正式發(fā)表ACR—NEMA1．0版(No．300—1 985)。1 986年和1 988年又分別發(fā)布
了DICOM標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)修訂版。1988年發(fā)布了ACR—NEMA2．0標(biāo)準(zhǔn)(No．300—1988)，但由于缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)連
接手段以及技術(shù)方面不夠成熟，這些規(guī)范并沒有被廣泛采用。ACR—NEMA委員最終在1996年發(fā)布了一套新的
規(guī)范，并正式命名為DICOM3．0(Digital Imaging and Communications in Medicine 3．0)，此標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)公布即被
眾多影像設(shè)備制造商及機(jī)構(gòu)采用，此后，DICOM標(biāo)準(zhǔn)不斷吸納各方反饋的有用信息，從不同專業(yè)角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)在
深度和廣度方面進(jìn)行擴(kuò)充，1998年又推出了修訂版本， 目前該標(biāo)準(zhǔn)仍然處于不斷發(fā)展中。ACR—NEMA委員會(huì)
每年都會(huì)公布一些針對(duì)DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的修改和擴(kuò)充¨ 。限于篇幅，本文對(duì)DICOM3．0標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容及組成
不作介紹，具體內(nèi)容參見文獻(xiàn)【2】【3】【4】。
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