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DICOM介绍
  20世纪八九十年代,随着CT、MR等数字医学图像设备的不断发明和创新,人类在诊断疾病的手段和范围得到了大大的扩展,极大的推动了医疗卫生事业的进步,提高了人类文明程度。人们在应用这些高科技产品时遇到了很多问题,正如工业化时代初期,各种螺丝螺母不能跨工厂配套使用一样,数字医学图像也遇到了标准化的问题,不同厂商的不同设备无法实现图像的共享和存储管理。医院必须采用由厂家提供的设备接口来获取特定医疗设备的数字图像,当需要增加新的医疗设备时,为了保持兼容性,往往只能购买某一家医疗设备生产商的设备。同时,为了在不同的地区和国家的医院之间方便地交换医学图像信息,使远程医疗全球化,要求在统一的标准下才能进行。

  DICOM3.0标准便是在这样的条件下逐步产生的,它详细地规定了传输医学图像及其相关信息的交换方法、交换格式和存储介质。理论上讲,使用DICOM3.0标准只需对其进行简单的配置就可以实现设备互连,并可直接与符合工业标准的计算机网络相连接,实现高效的图像通信。

  美国放射学会(ACR)和美国国家电气制造商协会(NEMA)于1982年成立数字图像和通信标准委员会。该委员会由分别代表医学成像设备用户和制造商的放射学家和厂方专家组成,致力于制定数字成像设备接口的有关标准。在Agfa 、Kodak、Ge、Philips、Siemens、Sony等公司的积极参与下,该委员会分别于1985年、1988年发布了ACR-NEMA1.0、ACR-NEMA2.0的ACR-NEMA标准的两个版本。该标准是医学图像领域的第一个综合性标准。1992年,ACR-NEMA在北美放射学会(RSNA)上展示了上述标准的第三个版本,该版本后来被正式命名为DICOM3.0,也就是我们常说的医学数字成像及通信标准(Digital Imaging and Communications in Medical)。

  DICOM3.0的制定是医学图像领域标准化的一个重大里程碑。DICOM3.0的制定参考了其它国际标准化组织制定的标准以及放射领域之外的医疗卫生标准(如HL7等)的成功经验。DICOM3.0标准总结现有的医学图像领域的其它标准,兼顾并吸收它们的长处,改正了前两个版本ACR-NEMA1.0、ACR-NEMA2.0的不足之处。废除基于50针接口协议点对点的通信标准,取而代之定义了基于ISO/OSI协议网络互联和基于TCP/IP协议的网络互联,为其之后在医学图像领域的顺利推广应用铺平了道路。


  DICOM3.0成为的全球性的,得到广泛使用的医学数字成像和通信标准。作为一个数字成像和通信标准,它包含了十四部分内容,包括概括介绍、一致性声明、信息对像定义、服务类定义、数据结构及编码规则、数据字典以及利用TCP/IP协议实现医学成像设备间的联网进行协议数据单元、消息的交换,还包括与图像存储、显示、组织等相关的内容等。目前,人们还对它进行不断地补充,并将尽可能地扩充到骨髓成像、放射治疗计划和病理学等领域。每年ACR-NEMA都推出DICOM3.0的修订版。

  作为医学图像及其相关信息的通信标准,3.0版本的最大改进在于它基于明确而且详细的信息模型。这些模型叫做实体—关系模型。它们描述了“事物”(如病人、图像、诊断报告等)怎样参与放射诊断以及它们是怎样相互关联的。实体-关系模型能使医疗设备制造厂商和用户更加清楚地理解DICOM3.0中的数据结构。

  ACR-NEMA以及广大医疗厂商在标准的制定上经历多年的研究与合作,基本上每年都推出新内容,两到三年便推出一个比较大的版本。DICOM委员会由很多不同的工作组组成,每个组针对不同的部分和领域进行研究,定期提交研究成果到大会上进行讨论,包括研究的前沿课题、对现行版本的纠错说明,使DICOM3.0成为业界最受关注和遵从的权威。而且引领这行业的发展方向,不断扩展。

截至到2004年11月,已发布的DICOM3.0 2004由以下18个部分组成。

第一部分:概述。简单介绍了各部分的概念、设计原则,定义使用的术语。

第二部分:遵从性。描述对DICOM的协议遵从性要求,详细说明和指导厂商应该如何制订并描述其DICOM相关产品。

第三部分:信息对象定义。采用面向对象的设计方法,使用E-R模型(实体关系模型),用IOD(Information Object Definition)信息对象定义,把具体事物映射到DICOM的应用范围内。

第四部分:服务类定义。服务类建立于对IOD的系列基本操作上。定义SCU、SCP的惧色,说明每个服务类中各个角色的设定行为,便于用户理解服务类的实际含义。

第五部分:数据结构和编码。定义两种实体互相通信的语言,消息交换由第七部分定义,实体及其行为由信息对象和服务类,第三四部分定义。

第六部分:数据字典。全面的信息对象的列表,包括所有数据元素以及它们的数字名称、文本名称和所表达的意义,关联关系等。

第七部分:消息交换。根据通讯分层模型,DICOM定义了应用系统参与DICOM通讯所需的条件。

第八部分:消息交换的网络通讯支持。第七部分创建的通讯实施过程中要被传送到通讯模型的较低层次,这部分定义了DICOM消息交换的网络支持,即网络协议。

第九部分:消息交换的点对点协议(目前已废弃)。

第十部分:介质存储和图像格式。详细描述了医学成像信息在移动介质上的一般存储模型,从而提供了允许不同类型医学图像及其相关信息在各种物理存储介质上交换的框架。

第十一部分:介质存储应用规范。详述了遵从性声明中相关的DICOM标准的应用特定子集,应用规范是为支持特定介质交换应用,从DICOM构成部分中选择一系列适当内容的原则和过程。

第十二部分:介质交换的介质格式和物理介质。详述了用来描述介质存储模型和一个特定的物理介质以及介质格式间关系的一个结构,具体物理介质特点为相关介质格式。

第十三部分:打印管理对点对点通讯的支持(目前已废弃)。

第十四部分:灰阶标准显示函数。描述灰度图像显示的一个标准显示函数。 第十五部分:安全和系统管理规范。 对应具体实现系统中可能应用到的安全和系统管理规范进行的遵从性声明。安全和系统管理规范通过参考外部开发的标准协议,比如TLS,ISCL,DHCP和LADP,注明它们在系统中使用DICOM标准协议用于信息交换。

第十六部分:内容映射资源。定义用于标准其他部分的模板和上下文组的内容映射资源(DCMR)。

第十七部分:说明信息。这部分包含标准化表格和信息附件中的说明信息。

第十八部分:WEB访问DICOM持久对象。定义基于WEB的服务,用于访问DICOM持久对象。提供从HTML页面或者XML文档访问DICOM持久对象的简单机制。

  从对标准的解读,我们可以看到,DICOM3.0的应用可以从简单到复杂,从小范围到大范围十分灵活,具体包括:

1.DICOM3.0作为设备之间的接口,已经成为医疗设备厂商必须具备的内容。DICOM3.0的良好互操作性,不同厂商生产的符合DICOM3.0的医疗设备可以方便地进行互连。所以很多情况下,DICOM3.0被用于两台医疗设备之间的图像通信,如DICOM3.0作为图像产生设备,如CT,MRI等,和图像处理工作站之间的通信接口,不具备DICOM接口的医疗成像设备如今几乎不可能有市场。

2.DICOM3.0成为远程放射信息系统的图像通信标准。远程医疗一般是在不同单位之间进行,设备也分布在不同地区,一般情况下,进行远程医疗的设备多是不同厂家生产。这样,这些设备必须遵守同一标准才能通信。目前,国际上的远程放射信息系统基本上采用DICOM3.0标准作为其图像通信的标准。

3.DICOM3.0作为小型PACS或部分PACS的通信标准。最简单的部分PACS的例子就是CT和MRI设备的共享打印系统。由于DICOM3.0提供了完整的打印标准,而且已经成为工业界通用标准,利用这一标准打印医学图像是必然的。采用DICOM3.0作为一个小型PACS的通信标准。

4.DICOM3.0作为PACS的通信标准。 建立DICOM3.0标准的原因之一就是为了方便PACS中各种设备之间的互连。在DICOM3.0标准中,医学图像包含了诸如图像产生设备、图像的分析、医师的诊断报告、患者情况等许多信息,这些信息与图像的结合为在PACS中的医学图像的自动路由、图像分析和医师的诊断带来了方便。

5.DICOM3.0作为综合的医学信息系统中的图像通信标准。由于DICOM3.0标准的制定参考了其它医学信息系统中的相关标准,其中重要的一个就是HIS/RIS中的HL7标准,这样就保证了PACS的通信标准与HIS/RIS通信标准的相互兼容。也就可以将它们方便地集成在综合的医学信息系统中。

  DICOM3.0标准目前被越来越多的医学图像设备商、PACS厂商以及数字成像设备相关软硬件厂商的广泛重视,纷纷在各自的产品中增加DICOM3.0选件。DICOM3.0的普及为医师提供高效率的存取及处理医学图像及其相关信息的方法。


 
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