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基于DICOM的數(shù)據(jù)組織及醫(yī)學(xué)圖像序列提取方法研究 資源大�。�163.71 KB 資源類型：文檔 下載積分： 0 更多 --> 下載統(tǒng)計(jì)：總下載：0，本月下載：0，本周下載：0，今日下載：0 發(fā)表評(píng)論 錯(cuò)誤報(bào)告 加入收藏夾 資源介紹 基于DICOM 的數(shù)據(jù)組織及醫(yī)學(xué) 圖像序列提取方法研究 李卓陳鵬吳玲達(dá) (國(guó)防科技大學(xué)多媒體研究開(kāi)發(fā)中心，長(zhǎng)沙410073) E——mail：lizomail@yeah，net 擒 要DICOM標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)用在PACS系統(tǒng)中的一個(gè)醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，文章在深入研究DICOM標(biāo)準(zhǔn)的基 礎(chǔ)上，結(jié)合在實(shí)際中開(kāi)發(fā)PACS系統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基于DICOM 的數(shù)據(jù)組織層次進(jìn)行了較為深入的分析，給出了提取 DICOM文件中相關(guān)屬性信息并解析分離圖像數(shù)據(jù)信息的一般方法，最終提取出基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像序列。 關(guān)鍵詞PACS DICOM 醫(yī)學(xué)圖像 文章編號(hào)1002—8331一(2005)08-0221-03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 中圖分類號(hào)TP391 Data Organizing and Medical Image Series Generating Based on DICOM Standard Li Zhuo Chen Peng Wu Lingda (Multimedia R&D Center of National University of Defense Technology，Changsha 410073) Abstract：DICOM standard that applied to PACS System is an International Standard of Digital Imaging and Communications in Medicine，On the basis of thoroughly researching the DICOM standard an d integrating the experience of practice in developing PACS system，this paper firs@ ana1) zes the structure of DICOM data layer organization；Secondly through processing related attributes data and image data which resolved from the DICOM files，this paper presents the method of generating medical image series on the basis of DICOM standard． Keywords：PACS，DICOM，medical image 1 引言 PACS(Picture Archiving and Communication Systems，醫(yī) 學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng))是近年來(lái)隨著數(shù)字成像技術(shù)、計(jì)算機(jī) 技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來(lái)的、旨在全面解決醫(yī)學(xué) 圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統(tǒng)。而DIC0M是 Digital Imaging and Communications in Medicine的英文縮寫(xiě)， 即醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)【 ，它是PACS系統(tǒng)中應(yīng)用的主要 標(biāo)準(zhǔn)，在PACS系統(tǒng)中醫(yī)學(xué)圖像的傳輸和存儲(chǔ)都是遵循 DIC0M標(biāo)準(zhǔn)的。在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)定義了影像及其相關(guān)信 息的組成格式、傳輸交換和存儲(chǔ)方法，利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。人們可以 接收影像設(shè)備中輸出的數(shù)字化影像數(shù)據(jù)141，同時(shí)各醫(yī)院之間 的PACS也可以利用DIC0M標(biāo)準(zhǔn)來(lái)共享數(shù)字化影像數(shù)據(jù)。 在PACS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一方面需要對(duì)DICOM格式 的醫(yī)學(xué)圖像及相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理，方便醫(yī)生的查詢 和檢索；另一方面，需要對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行分析和處理，為醫(yī)生提 供輔助診斷的手段。因此在PACS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的前提工作 就是對(duì)DICOM格式的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行解析，提取出相關(guān)醫(yī)學(xué)圖 像信息，并將它們還原成為一般格式的圖像序列。以利于圖像 的顯示以及相關(guān)的后處理工作。 2 DICOM數(shù)據(jù)的組織層次分析 在PACS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。為了滿足醫(yī)生查詢和檢索病人醫(yī) 學(xué)圖像序列的需要，首先要對(duì)DICOM數(shù)據(jù)按照一定的組織層 次來(lái)進(jìn)行劃分，從而更好地對(duì)DIC0M數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，另一方面 也可以較為便捷地提取醫(yī)生所需要的病人醫(yī)學(xué)圖像序列。 DIC0M數(shù)據(jù)的組織主要分為四個(gè)層次：患者(Patient)、研 究(Study)、系列(Series)和圖像(Image)。這四個(gè)層次分別對(duì)應(yīng) 了相關(guān)類型信息的生成階段和不同來(lái)源。 圈I DICOM數(shù)據(jù)的組織屢次劃分 病人層次位于整個(gè)DICOM 數(shù)據(jù)組織層次的最頂層，DI． COM數(shù)據(jù)是以一個(gè)個(gè)的病人為單個(gè)模塊來(lái)進(jìn)行組織管理的。 一個(gè)病人可以包含一個(gè)或多個(gè)研究。一個(gè)研究可以包含一個(gè)或 多個(gè)序列。而序列又包含了一個(gè)或多個(gè)圖像。 (1)病人層次 作者簡(jiǎn)介：李卓。博士生，研究方向?yàn)槎嗝襟w信息系統(tǒng)。吳玲達(dá)，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)槎嗝襟w系統(tǒng)及其應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用2005．8 221 維普資訊 http://www.cqvip.com 病人層次包含屬于某個(gè)研究的病人標(biāo)識(shí)和統(tǒng)計(jì)信息，一個(gè) 病人可能由于其它或以前的檢查而有多個(gè)研究，病人層次是最 高層次。 (2)研究層次 研究層次是在信息模型中最重要的層次，在這個(gè)層次中主 要定義了在某個(gè)病人身上執(zhí)行的醫(yī)學(xué)研究的一些特性。一個(gè)研 究是某個(gè)特定類型檢查的結(jié)果，它可以包含由多種醫(yī)學(xué)影像設(shè) 備生成的DICOM數(shù)據(jù)實(shí)例，在一個(gè)放射科所有活動(dòng)都圍繞著 研究這個(gè)層次進(jìn)行處理。此外，一個(gè)研究又可以包括一個(gè)或多 個(gè)醫(yī)學(xué)圖像序列。 (3)序列層次 序列層次標(biāo)識(shí)了生成圖像的形態(tài)類型、序列生成的日期、 檢查類型的細(xì)節(jié)和使用的設(shè)備等等，序列是來(lái)自同一醫(yī)學(xué)影像 設(shè)備的單一形態(tài)有關(guān)圖像及其相關(guān)信息的集合，一個(gè)序列可以 包括一幀或多幀圖像。 (4)圖像層次 圖像層次是信息模型的最低層次，它主要定義了描述圖像 像素?cái)?shù)據(jù)的一些屬性。對(duì)于一個(gè)單個(gè)DIC0M文件所包含的像 素?cái)?shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，可以包含有一幀、兩幀和多幀像素?cái)?shù)據(jù)。多幀圖像 的的幀之間是順序排列的，并享有一些公共的屬性，只有少數(shù) 一些屬性隨著幀之間的變化而變化，例如時(shí)間、角度位移和切 片增量等屬性。多幀圖像中的公共屬性可以通過(guò)查閱多幀圖像 的第一幀來(lái)得到。 文章在相關(guān)PACS應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)中應(yīng)用了以上對(duì)DI— COM數(shù)據(jù)組織層次劃分的概念，并收到了較好的管理效果(如 圖2’所示)。DICOM數(shù)據(jù)基本上是按照病人一研究一序列一圖像 的層次來(lái)進(jìn)行組織管理的，相關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)TreeView控 件層層展開(kāi)，最底層為序列層，然后通過(guò)用戶選擇某～序列而 載入這一序列的所有圖像進(jìn)行顯示或供后處理使用。 圈2 層次展開(kāi)DICOM數(shù)據(jù)的界面示例 3 DICOM 醫(yī)學(xué)圖像序列的提取 DICOM醫(yī)學(xué)圖像序列的提取可以分為兩個(gè)步驟：首先對(duì) DICOM文件進(jìn)行解析，從DICOM文件中提取必要的一些屬性 信息，如DICOM 文件傳輸、病人、影像設(shè)備和圖像相關(guān)的屬性 信息，這些信息基本屬于文本信息。這些屬性信息不僅是下一 步提取DICOM文件中圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)保證，而且對(duì)DICOM圖 像數(shù)據(jù)的檢索和管理有著重要的作用；其次，依據(jù)前面提取出 222 2005．8計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用 的相關(guān)屬性信息，對(duì)封裝的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，還原為一般位 圖格式，并形成DICOM 圖像序列。 3．1 DICOM相關(guān)屬性信息的提取 對(duì)DIC0M數(shù)據(jù)管理的操作實(shí)際上就是對(duì)DICOM文件的 操作。DICOM文件提供了一種封裝方式，它將DICOM信息對(duì) 象定義IOD(Information Object Definition)與相關(guān)服務(wù)操作相 結(jié)合的一個(gè)服務(wù)對(duì)象組合SOP(Service Object Pair)實(shí)例以數(shù) 據(jù)集的形式封裝在一個(gè)文件中【l' 4l。DICOM文件主要由兩個(gè)部 分組成，前一部分是文件元信息，后一部分是封裝的數(shù)據(jù)集。 對(duì)于文件元信息來(lái)說(shuō)，它主要包含了對(duì)封裝的數(shù)據(jù)集的一 些識(shí)別信息。這個(gè)文件頭首先由128字節(jié)的文件序言開(kāi)始，緊 隨著的是內(nèi)容為“DICM”的4個(gè)字節(jié)的前綴，通常這個(gè)前綴用 來(lái)判別文件是否為DICOM文件。前綴之后的是其它一些文件 元元素信息。 對(duì)于封裝的數(shù)據(jù)集來(lái)說(shuō)，它是由一組按照標(biāo)簽大小順序排 列的數(shù)據(jù)元素共同組成的。這些數(shù)據(jù)元素按照所描述的內(nèi)容主 要可以分為兩大部分：一部分是用來(lái)描述諸如DICOM文件傳 輸、病人、影像設(shè)備和圖像相關(guān)的屬性信息，這些屬性信息多為 文本信息；另一部分是用來(lái)存儲(chǔ)DICOM文件中的圖像數(shù)據(jù)，這 些數(shù)據(jù)元素位于整個(gè)數(shù)據(jù)元素序列的最后。圖3所示的是數(shù)據(jù) 集的編碼存儲(chǔ)方式。 數(shù)據(jù) ． 俸輸方向— ． 協(xié)商的傳輸語(yǔ)}去 圖3 DlICOM數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)元素結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)元素標(biāo)簽由組號(hào)和元素號(hào)共同組成，用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)數(shù) 據(jù)元素。在獲取了數(shù)據(jù)元素標(biāo)簽之后，就可以在相應(yīng)的數(shù)據(jù)字 典中查找標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)元素名稱和VR值，如果此數(shù)據(jù)元 素含有VR域，則用此VR值覆蓋從數(shù)據(jù)字典中獲取的VR值； 值長(zhǎng)度域指定了值域的長(zhǎng)度，值長(zhǎng)度域本身的長(zhǎng)度為16或32 比特，這取決于VR是隱式還是顯式；最后通過(guò)已得到的VR 值和值長(zhǎng)度，就可以從值域中得到此數(shù)據(jù)元素的值。 文章在相關(guān)PACS軟件的具體實(shí)現(xiàn)中，分別定義了兩個(gè)基 類CDcmElement和CDcmDataSet，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)不同 情況在這兩個(gè)基類的基礎(chǔ)上進(jìn)行繼承，這樣就可以靈活地對(duì) DIC0M數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)元素進(jìn)行相關(guān)操作。這兩個(gè)基類所包 含的一些主要函數(shù)的定義如下： Class CDcmElement{ Uintl6 getGTag()；／／獲取組標(biāo)簽 Uintl6 getETag()；／／獲取元素標(biāo)簽 Void ReadVR()；／／獲取值表示值 Uint32 getLength()；／／獲取值長(zhǎng)度 Void ReadValue()；／／獲取元素值 Void SetValue()；／／設(shè)置元素值 ⋯ ⋯ ) Class CDcmDataSet{ CDcmElement FindElement()；／ 下載地址  下載地址1

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