DICOM规范标准及其医学影像设备

DICOM标准

1.定义

DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)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(ISO 12052)。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。

2.历史

在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。

ACR-NEMA联合委员会于1985年发布了最初的1.0版本(ACR-NEMA Standards Publications No.300-1985），又分别于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-NEMA Standards Publications NO.300-1988)，到1993年发布的DICOM标准3.0，已发展成为医学影像信息学领域的国际通用标准。

3.目的

（1）推动不同制造商的设备间数字图像信息通信标准的建立。

（2）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。

（3）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。

4.意义

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。

DICOM标准的推出与实现，大大简化了医学影像信息交换的实现，推动了远程放射学系统、图像管理与通信系统(PACS)的研究与发展，并且由于DICOM的开放性与互联性，使得与其它医学应用系统(HIS、RIS等)的集成成为可能。

5.DICOM数据结构和文件格式

DICOM定义了数据集(Data Set)来保存信息对象定义(IOD)，数据集又由多个数据元素(Data Element)组成。每个数据元素描述一条信息，它由对应的标记(8位16进制数，如(0008，0016)，前4位是组号(Group Number)，后十位是元素号(Element Number)唯一确定DICOM数据元素分为两种，即:

标准(Standard)数据元素，组号为偶数，含义在标准中已定义。

私有(Private)数据元素，组号为奇数，其描述信息的内容由用户定义。

6.特点

（1）它对于一个网络环境是可用的。前几个版本只在点对点的环境中可用;对于在网络环境中的操作，需要一个网络接口单元(NIU)。DICOM版本3.0支持在网络环境中使用标准的网络协议的操作，如OSI和TCP/IP。

（2）它详细说明了声称与标准兼容的设备如何对命令做出应答和数据如何被交换。前面几个版本在传输数据上受到限制，但DICOM 3.0通过服务类别的概念，指定了命令和相关数据的语义。

（3）它详述了兼容性的等级。前面的版本指定了兼容性等级的最小集合。DICOM3.0清楚地描述了一个实现者必须如何构造一个与所选的特殊选项兼容的声明。

（4）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。

（5）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。（6）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。

一、X线

1）原理

X线是一种电磁波，具有一定的波长和频率，具有波粒二重性，X线成像利用了它与物质相互作用时发生能量转换，突出了微粒性。

2）分类

X线检查可以分为普通X线检查、造影检查、数字X线检查三个方面。

3）普通X线检查

1．透视

定义：利用X线的荧光作用，将被检病人位于荧光屏(或影像增强器)和X线管

之间，X线穿过人体之后在荧光屏上形成影像。

特点：经济、省时、动态观察。但影像细节显示不够清晰，不利于防护。

2.普通X线摄影

定义：将人体放在X线管和屏-片组合之间，X线穿过人体之后在胶片上形成潜影，胶片再经冲洗得到照片影像。所得到的照片称平片。是最常用的X线检查

方法。

优点：1.照片影像空间分辨力较高，图像清晰。

2.对于厚度较大的部位以及厚度和密度差异较小的部位病变容易显示。

3.照片作为永久记录，可长期保存，利于复查对比观察和会诊。

4.病人接受的X线剂量较少，利于X线防护。

缺点： 1.照片是一个二维图像，在前后方向上组织结构互相重叠，为立体观察病灶，一般需要作互相垂直的两个方位摄影或加摄斜位。

2.照片仅是瞬间影像，不能实时动态观察器官的功能情况。

4）造影检查

定义：指人工地将对比剂引入人体内，摄片或透视以显示组织器官的形态及功能的检查技术。普通平片影像的产生依赖于人体各组织器官的密度或厚度不同，对X线的吸收程度的差异，即自然对比。但是人体内很多器官和组织缺乏自然

对比，平片很难显示，造影检查扩大了X线的诊断范围，提供了平片所不具备的信息。

优缺点：造影检查最大的优点是使人体内很多缺乏自然对比的器官和组织如血管、肾盂、输尿管等于造影后形成明显对比，扩大了X线的诊断范围。不足之处是

造影剂对少数病人有副反应。

5）数字X线检查技术

1. 分类：数字X线检查技术包括计算机X线摄影(CR)、数字X线摄影(DR)、数字减影血管造影( DSA)。

2.CR：应用影像板(IP)替代胶片吸收穿过人体的X线信息，记录在IP上的影像

信息经激光扫描读取，然后经过光电转换，把信息经过计算机处理，形成数字影像。

CR 系统示意图

3.DR：又称直接数字X线摄影，是指采用一维或二维X线探测器直接将X线转换为数字信号进行数字化摄影的方法。X线穿过人体后以平板探测器（FPD）探测，并通过平板探测器后面的电路把模拟信号直接数字化形成数字影像。