醫(yī)學(xué)影像DICOM格式測(cè)試方法探討

高紫紅 宋志成 王 翔

（1.江漢大學(xué)衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 430016；2.武漢市中心醫(yī)院放射科 湖北 武漢 430010）

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)主要包括顯示、存儲(chǔ)、傳輸、醫(yī)學(xué)成像等技術(shù)，所有經(jīng)后處理軟件或者是影響設(shè)備重建生產(chǎn)的醫(yī)學(xué)影像都要符合國際的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才可以滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像的需求。DICOM是由ACR和NEMA組織制定的專門應(yīng)用在醫(yī)學(xué)圖像傳輸和儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國際中公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。DICOM主要被應(yīng)用在信息系統(tǒng)中最為困難、最為主要的醫(yī)學(xué)圖像傳輸和存儲(chǔ)中，可以對(duì)不同國家、不同設(shè)備制造商、不同地點(diǎn)等較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)情況中的醫(yī)學(xué)圖像傳輸和存儲(chǔ)的問題進(jìn)行解決，可以直接在PACS和放射學(xué)信息系統(tǒng)中應(yīng)用［1］。只有符合DICOM格式的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)才可以保證在不同工作站、服務(wù)器、設(shè)備之間進(jìn)行相互的存儲(chǔ)和傳輸。

DICOM的數(shù)據(jù)主要來源于醫(yī)院中的各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備數(shù)據(jù)，如超聲掃描儀、CT、MR等一些掃描后得到的圖像數(shù)據(jù)和老式設(shè)備得到的圖像通過DICOM網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)化，使得到的數(shù)字圖像符合DICOM的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)便于保存、傳輸、顯示，對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步挖掘提供了依據(jù)。圖像處理主要應(yīng)用在醫(yī)務(wù)人員的診斷工作中，主要有濾波、調(diào)節(jié)窗位、窗寬、負(fù)片、加入偽彩色、縮小、放大等功能，可以對(duì)圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理和讀?。?］。

我國大多數(shù)大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)中已經(jīng)普遍的使用DICOM文件格式的醫(yī)學(xué)影像，雖然對(duì)文件的通用性理論較為了解，但是在實(shí)際的使用中仍存在著大量的問題，如因?yàn)橐环缴傻腄ICOM格式文件的遵從性較差，導(dǎo)致不能互相打開文件進(jìn)行讀取等問題。本文針對(duì)醫(yī)學(xué)影像DICOM格式的測(cè)試方法進(jìn)行了分析和探討。

1 DICOM文件的標(biāo)準(zhǔn)格式

DICOM的標(biāo)準(zhǔn)格式主要由三部分組成：①圖像像素?cái)?shù)據(jù)，通常在（7FE0，0010）的字段中進(jìn)行保存；②成像相關(guān)信息，主要記錄和圖像有關(guān)的文字信息，根據(jù)不同的模塊進(jìn)行屬性隸屬分組；③DICOM文件頭主要是記錄DICOM文件的格式、傳輸?shù)姆椒?、?biāo)識(shí)等信息，group number為0002。

1.1 圖像像素?cái)?shù)據(jù)：圖像像素?cái)?shù)據(jù)是體現(xiàn)圖像的數(shù)據(jù)，如果沒有進(jìn)行壓縮，會(huì)由一個(gè)和圖像矩陣大小一致的數(shù)字矩陣組成，每一個(gè)數(shù)值都對(duì)應(yīng)圖像矩陣對(duì)應(yīng)位置的密度值或者是灰度。

1.2 成像相關(guān)信息：成像的相關(guān)信息由四個(gè)層次對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，主要為圖像信息、序列信息、檢查信息、成像設(shè)備信息或者是患者信息。成像信息可以使DICOM圖像文件和一般的圖像文件的主要部分進(jìn)行區(qū)別，記錄了一般圖像文件無法記錄的文字內(nèi)容，使用二進(jìn)制格式的文件讀取可以得到其中的內(nèi)容。

1.3 DICOM文件頭的組成：DICOM文件頭中含有標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)集合的相關(guān)內(nèi)容，每個(gè)DICOM文件都必須有該文件頭。最開始是文件的前言，由128個(gè)00H字節(jié)構(gòu)成，然后是DICOM前綴，由4個(gè)字符串（DICM）構(gòu)成，可以以此來判斷是否是DICOM文件格式。同時(shí)在文件頭中還有其他的相關(guān)內(nèi)容，必須有生成文件的應(yīng)用程序、文件的傳輸格式、文件進(jìn)行介質(zhì)存儲(chǔ)時(shí)生成的唯一ID，信息如介質(zhì)存儲(chǔ)服務(wù)類的唯一ID等，只有具備了以上的內(nèi)容，文件才可以在網(wǎng)絡(luò)中使用DICOM接口進(jìn)行準(zhǔn)確的傳輸。

2 測(cè)試方法和工具

目前Mesa系統(tǒng)是由IHE技術(shù)協(xié)會(huì)提供的，在醫(yī)學(xué)影像環(huán)境中的文件格式和網(wǎng)絡(luò)傳輸中最常用的用來測(cè)試DICOM標(biāo)準(zhǔn)遵從性的仿真軟件，同時(shí)還有DCMTK、DCM4CHE、ADVT等方法，雖然在功能上不一樣但是工作的原理是一致的。

Mesa系統(tǒng)是HIMSS和RSNA的合成產(chǎn)物，由IHE的貫徹進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要使醫(yī)院的信息按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)（DICOM和HL7）進(jìn)行系統(tǒng)的整合。軟件中含有許多單獨(dú)的小工具，可以根據(jù)IHE的技術(shù)框架進(jìn)行通信，進(jìn)行消息的校驗(yàn)［3］。Mesa系統(tǒng)具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：

2.1 通用性：Mesa系統(tǒng)可以在任何系統(tǒng)中進(jìn)行一個(gè)個(gè)的獨(dú)立命令運(yùn)行，不需要專屬的界面操作。

2.2 全面性：覆蓋了HL7和DICOM兩種國際中通用的標(biāo)準(zhǔn)，是其它測(cè)試工具所不具備的。

2.3 指導(dǎo)性和開放性：Mesa系統(tǒng)的源代碼是完全開發(fā)的，對(duì)Mesa的源代碼進(jìn)行讀取可以廠家開發(fā)類似功能有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，還可以使測(cè)試的流程更加清晰。

2.4 公正性和權(quán)威性：Mesa系統(tǒng)是受IHE委托進(jìn)行開發(fā)的一款軟件，在國際醫(yī)學(xué)界中具有較高的公正性和權(quán)威性。

［1］ 趙煒.基于DICOM文件處理技術(shù)的PACS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京工業(yè)大學(xué)，2010

［2］ 王箏，袁慧書.膠片集中打印中提高信息識(shí)別率的分析與策略［J］.國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志，2013，36（1）：26－29，47

［3］ National Electrical Manufacturers Association，Digital Imaging and Communications in Medicine（DICOM），Rosslyn，Virginia 22209 USA：National Electrical Manufacturers Association，2009