便携式B超DICOM接口的设计与实现

准的 ＤＣＭ 文件， 并能以 ＤＩＣＯＭ 通信协议在 ＰＡＣＳ 网络交换消息。
［关键词］ Ｂ 超； ＤＩＣＯＭ３．０； ＰＡＣＳ； 医学影像
［中图分类号］ ＴＰ３１１
［文 献 标 志 码 ］Ａ
［ 文章编号］ １００７－ ７５１０（２００８）０２－ ００１２－ ０３
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＩＣＯＭ Ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ ｉｎ Ｐｏｒ ｔａｂｌｅ Ｕｌｔｒ ａｓｏｕｎｄ Ｂ Ｆａｃｉｌｉｔｙ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ， ＬＵＯ Ｐｅｎｇ－ ｆｅｉ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１００７３， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｈｅ ＤＩＣＯＭ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｎ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｂ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ ｐｌａｔｆｏｒｍ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｖｅｒｔ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｂ ｐｉｃｔｕｒｅ ｉｎｔｏ ＤＣＭ ｆｉｌｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ＤＩＣＯＭ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｍｅｓｓａｇｅｓ ｉｎ ＰＡＣＳ ｎｅｔ ｂｙ ＤＩＣＯＭ ｓｔａｎｄａｒｄ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｋｉｎｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｏｐｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｂ ｍａｃｈｉｎｅ； ＤＩＣＯＭ３．０； ＰＡＣＳ； ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅ
数据域， 为该数据元素的值。
２ Ｌｉｎｕｘ 下对 ＤＣＭ 文件的读写
研究论著
２００８ 年 ２３ 卷 ２ 期
ＣＨＩＮＡ ＭＥＤＩＣＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
｝ 从 数 据 字 典 可 以 查 到 许 多 ＤＩＣＯＭ 标 准 定 义 好 的 数 据 元 素， 但是在实际中并不是都会用上的。对于 Ｂ 超医学图像， 常 用的有以下的数据元素［５］， 如表 １。
ＤＩＣＯＭ 标 准 规 定 了 存 储 医 学 影 像 文 件 的 格 式 ， ［２、８］ 如 图 １ 所示为其一种封装方式。一般 ＤＩＣＯＭ 文件以．ｄｃｍ 为文件后缀 （以下简称为 ＤＣＭ 文件）。一个 ＤＣＭ 文件通常由 １ 个文件头和 １ 个数据集组成。
图 １ ＤＣＭ 文件格式
收稿日期： ２００７－ ０７－ ２６ 本文作者：张剑（ １９８３－ ） ， 男， 硕士， 主要研究方向： 医学图像处 理 、嵌 入 式 系 统 研 究 。 罗鹏飞（ １９６２－ ） ， 男 ， 国 防 科 学 技 术 大 学 电 子 科 学 与 工 程 学 院 硕士生导师， 主要研究方向： 雷达数据处理，多目标跟踪，综合 电子战仿真等。
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中国医疗设备
数据集合不仅包含医学影像信息， 还包括了许多相关信 息， 如患者的姓名， 检查时间， 设备参数， 图像大小， 灰度量化 等级等。数据集合有许多的数据元素组合而成， 这些元素通常 按其标签的值， 呈升序排列。
数据元素主要包括 ４ 个部分， 标签（ Ｔａｇ） ， 数据描述（ ＶＲ） ， 数据长度（ Ｖａｌｕｅ Ｌｅｎｇｔｈ） ， 数据域（ Ｖａｌｕｅ Ｆｉｅｌｄ） 。
表 １ Ｂ 超图像常用的数据元素
标签 （０００２，００１０） （０００８，００６０） （００１０，００１０） （００１８，５０２０） （００２８，００１０） （００２８，００１１） （００２８，０１００） （７ＦＥ０，００１０）
含义 传输语法 检查类别 患者姓名 厂商自定义 图像高度 图像宽度 每个像素的比特位数 图像数据
ＤＣＭ 文件 ＊／ ｆｏｒ（ ； ； ）｛ ｅ＝ｇｅｔ＿ｅｌｅｍｅｎｔ（）；／＊ 取出一个数据元素 ＊／ ｉｆ（ｅ＝＝ＮＵＬＬ） ｂｒｅａｋ；／＊ 判断是否已取完 ＊／ ｉｆ（（ｒｅｃｏｒｄＮｏ＝ｉｓＣｏｎｃｅｒｎｅｄ（ｅ））＞０） ／＊ 判断该 数 据 元 素 是 否 需
要 ＊／ ｓａｖｅＤｉｃｏｍＩｎｆｏ （ｆｉ，ｅ，ｒｅｃｏｒｄＮｏ）；／＊ 根据在记录表中的序号记
０ 引言
１ ＤＩＣＯＭ 文件格式
ＤＩＣＯＭ［１］（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ）是 由 ＡＣＲ－ ＮＥＭＡ（ 美国放射学会与全美电子厂商联合会） 委员会 于 １９９３ 年发表的规范。旨在解决不同医疗设备之间信息的通信 交流问题。经过不断的发展， 已被众多医疗仪器生产厂商所利 用， 成为 ＰＡＣＳ 的传输和储存标准。国外在这方面起步较早， 技 术也比较成熟， 已生产出大量的符合 ＤＩＣＯＭ ３．０ 标 准 ， 能 无 缝 接入 ＰＡＣＳ 网络的各种类型的医疗设备， 但这些设备大多十分 昂贵， 许多中小医院无力购置， 大大阻碍了数字化医疗设备的 普及。
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研究论著
２００８ 年 ２３ 卷 ２ 期
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素的数据域， 否则， 将文件指针加上数据长度， 跳至下一个数 据元素。不断重复上述过程 ， 直 到 遍 历 ＤＣＭ 文 件 的 全 部 数 据 元素， 获得全部需要的信息。实现这一过程的伪代码描述如
下： ｉｎｔ Ｒｅａｄ＿ＤｃｍＦｉｌｅ（Ｄｉｃｏｍ＿ｉｎｆｏ＿ｔ ＊ｆｉ）｛ ＥＬＥＭＥＮＴ ＊ｅ； ｉｎｔ ｒｅｃｏｒｄＮｏ； ｏｐｅｎ＿ｄｃｍ＿ｆｉｌｅ＿ｆｏｒ＿ｒｅａｄ （ｆｉ － ＞ｏｆｐ）； ／＊ 以 只 读 的 形 式 打 开
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中国医疗设备
便携式 Ｂ 超 ＤＩＣＯＭ 接口的设计与实现
张 剑， 罗鹏飞 （ 国防科学技术大学 电子科学与工程学院， 湖南 长沙 ４１００７３）
［摘 要］ 介绍了一种在嵌入式 Ｌｉｎｕｘ 平台下实现数字化 Ｂ 超 ＤＩＣＯＭ 接 口 的 方 法 ， 能 够 将 Ｂ 超 图 像 直 接 生 成 符 合 ＤＩＣＯＭ 标
文件头的开始是文件导言， 由 １２８ 个 ００Ｈ 字节组成， 其次 为 一 个 ４ 字 节 的 字 符 串“ＤＩＣＭ”（ 不 含 引 号 ） ， 软 件 通 常 根 据 该 字 符 串 判 断 文 件 是 否 为 ＤＣＭ 文 件 。 另 外 还 包 括 标 签 组 号 为 ０ｘ０００２ 的数据元素， 定义了文件的传输语法、生成软件标志 等。
ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ ＥＬＥＭＥＮＴ｛ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ ｇｒｏｕｐ，ｅｌｅｍｅｎｔ； ／＊ 数据标签 ＊／ ＶＲ ｖｒ；／＊ 数据描述 ＊／ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｌｅｎｇｔｈ；／＊ 数据长度 ＊／ ｖｏｉｄ ＊ｖａｌｕｅ； ｝ ｔｙｐｅｄｅｆ ｅｎｕｍ ＶＲ｛ ＡＥ＝‘（ Ａ’＜＜８）｜’Ｅ’， ＡＳ＝‘（ Ａ’＜＜８）｜’Ｅ’， … ＵＴ＝‘（ Ｕ’＜＜８）｜’Ｔ’
（ １） ＴＣＰ／ＩＰ 通信层： 提供网络通信保障， 将 ＤＩＣＯＭ 消息按 数据包在客户端与服务端之间传递；
（ ２） ＤＩＣＯＭ 服 务 层 ： 负 责 解 释 ＤＩＣＯＭ 消 息 ， 完 成 具 体 的 数据操作， 实现 ＳＯＰ 类；
（ ３） ＤＩＣＯＭ 应用层： 负责将用 户 需 求 分 解 为 ＤＩＣＯＭ 服 务 类。
标签定义了数据元素的物理意义， 如标签（ ０ｘ０００８，０ｘ００６０） 的 数 据 域 为 字 符 串 “ＵＳ”， 表 示 检 查 类 型 为 超 声 检 查 （ Ｕｌｔｒａ Ｓｏｕｎｄ）
数据描述， 该项为依赖与传输语法的可选项， 描述了数据 域的数据类型。
数据长度， 定义了数据域所占的字节数， 可以为不定长， 用 ０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦ 表示。
录数据域 ＊／ ｍｏｖｅ＿ｔｏ＿ｎｅｘｔ（ｆｉ，ｅ－ ＞ｌｅｎｇｔｈ）；／＊ 移 动 文 件 指 针 到 下 一 个 数 据
元素 ＊／｝ ｒｅｔｕｒｎ ０；｝
３ ＤＩＣＯＭ 网络通信
ＤＩＣＯＭ 网络通信采用分层的 思 想 ， 分 成 ＴＣＰ／ＩＰ 通 信 层 ， ＤＩＣＯＭ 服务层， ＤＩＣＯＭ 应用层：
通常采用 Ｃ 语言进行基于 Ｌｉｎｕｘ 的开发， 这样做有较高的 执行效率和可移植性， 但 Ｃ 语言是面向过程的程序设计语言， 不利于进行面向对象 的 开 发 ， 而 ＤＩＣＯＭ 标 准 对 数 据 结 构 的 建 模是基于 Ｅ－ Ｒ（ 实体－ 关系） 模型， 并应用了面向对象的设计方 法。为了弥补 Ｃ 语言在面向对象处理方面能力的不足， 我们定 义了大量的 Ｓｔｒｕｃｔ（ 结构） 以模拟面向对象的设计方法［４］。 例 文件， 可以分为三个步骤： （ １） 从 Ｂ 超设备获得数字图像， 通过操作员获得患者信息； （ ２） 填充每个数据元素的数据结构； （ ３） 按照顺序将数据元素写入 ＤＣＭ 文件。 后两个步骤是我们主要关注的， 实现的关键是对数据元素 正确的写入。这里需要注意两点： （ １） 根据 ＤＩＣＯＭ 标准， 文件头必须用小端的字节顺序； （ ２） 数据域必须是偶数字节长的， 不足补 ０。 下面给出写入一个隐式传输语法（不含 ＶＲ）的 数 据 元 素 的 伪代码： Ｉｎｔ ｗｒｉｔｅ＿ｅｌｅｍｅｎｔ（ＦＩＬＥ ＊ｆｐ， ＥＬＥＭＥＮＴ ＊ｅ）｛ ｉｆ（ＤＯ＿ＩＭＰＬＩＣＩＴ＝＝ＹＥＳ｜｜ｅ－ ＞ｇｒｏｕｐ＝＝０ｘ０００２）／＊ 文 件 头 应 为 小端顺序 ＊／ ＦＩＬＥ＿ＥＮＤＩＡＮ＝ＬＩＴＴＬＥ＿ＥＮＤＩＡＮ； ｅｌｓｅ ＦＩＬＥ＿ＥＮＤＩＡＮ＝ＤＥＡＵＬＴ＿ＥＮＤＩＡＮ； Ｉｆ（ＨＯＳＴ＿ＥＮＤＩＡＮ！ ＝ＦＩＬＥ＿ＥＮＤＩＡＮ） Ｓｗａｐ＿ｅｎｄｉａｎ（ｅ）；／＊ 转换字节顺序 ＊／ ｗｒｉｔｅ （ｅ－ ＞ｇｒｏｕｐ，１，ｓｉｚｅｏｆ（ｅ－ ＞ｇｒｏｕｐ） ，ｆｐ）； ／＊ 写入标签 ＊／ ｗｒｉｔｅ （ｅ－ ＞ｅｌｅｍｅｎｔ，１， ｓｉｚｅｏｆ（ｅ－ ＞ｅｌｅｍｅｎｔ） ，ｆｐ）； ／＊ 写入标签 ＊／ ｌｅｎ＝ｇｅｔ＿ｖｒ（ｅ）； ／＊ 查数据字典得到数据长度的字节数 ＊／ ｗｒｉｔｅ （ｅ－ ＞ｌｅｎｇｔｈ，１，ｌｅｎ，ｆｐ）；／写入数据长度 ＊／ ｗｒｉｔｅ （ｅ－ ＞ｖａｌｕｅ，１， ｅ－ ＞ｌｅｎｇｔｈ，ｆｐ）；／＊ 写入数据域 ＊／ ｒｅｔｕｒｎ ０； ｝ ＤＣＭ 文件的读入过程是写入过程的反演， 但由于每个数 据元素的长度不一致， 所以只能从文件头开始依次读入每个 数据元素的标签和长度， 如果是需要提取的内容， 则取出该元