磁共振成像系统DICOM
Research and Development of Standard DICOM Interface
for M agnetic resonance imaging System
杨杰 ，胡绍海 ，刘文2
(1．北京交通大学计算机学院，北京100044；2．北京军区总医院，北京100700)
(文章编号]1672—8270(2006)01—24—03 [中图分类号]R445 [文献标识码]B
【摘要】在实现MR的DICOM接口的实际工程，分析MR成像设备DICOM接口的基本需求，分析了
DICOM数据集和DCM文件格式，介绍了DICOM通讯的消息结构；提出了实现接口的基本方案。
【关键词】DICOM；MR；接口
Abstract： A research and development of DICOM interface is made in this paper．
The author analyze the requirements for
MR DICOM interface ．By introducing the DICOM dataset， the DCM file format，and the DICOM message structure used for
communication,basic scheme is given．
1 引言：
DICOM通讯标准简介
DICOM (Di tal Imaging and Communications In
Medicine)是医疗设备得国际标准通讯协议。以前由于各
厂商生产的PACS及医疗影像设备的不同，造成与设备
有关的医学图像存储格式、传输方式千差万别，使得医
学影像及其相关信息在不同系统、不同应用之间的交换
受到严重阻碍。为解决医学图像及其相关数据的通讯、
存储标准化问题，美国放射协会提出了医学数字图像通
讯标准DICOM。
MR是目前一种主流的影像诊断设备，为了将其接
人图像归档和通信系统(PACS)，提供DICOM接口就显
得非常必要。
使用DICOM标准除了可以方便地使用标准网络接
口作为通讯接口，还有以下作用：
(1)减少检查和等待时间，增加设备吞吐量。充分
发挥影像工作人员的能力。
(2)进行更快更准确更高质量地图像存储和回放。
(3)获得和管理MR扫描信息的支持清单。
(4)病人记录信息可以在网络中管理和多次使用。
(5)有助于开发和推广图像归档和传输系统，并与
其他医疗信息系统相连。
2 MR的DICOM接口的功能需求分析
考虑到MR作为大型影像设备由它产生的相关数
据和参数的多样性，以及与医院PACS系统的复杂的交
互，导致MR的DICOM接口的复杂性。以下为基本需求：
(1)根据图像信息、设备信息、成像参数、病人信息
生成DCM文件或者直接从DCM文件获得关键数据用
于计算。 。
(2)输入来自PACS系统的图像及相关数据。根据
各种信息完成回显。
(3)输入来自HIS／RIS的病人安排信息。包括输入
安排到MR设备的病人信息等相关管理数据。
(4)输出检查反馈信息至HIS／RIS。输出检查执行
过程、状态、结果。
(5)打印信息输出，包括打印格式，打印内容，打印
队列以及队列的管理信息。
3 根据功能需求分析实现DICOM接口的基本内容
按照需求我们首先是要按照DICOM格式根据MR
的图像数据和其他图像相关信息来生成DICOM文件。
DICOM文件格式和一般文件格式类似是由一个DICOM
文件头和一个DICOM数据集组成。
3．1 DICOM文件头(DICOM File Meta Information)
DICOM文件头包含了标识数据集合的相关信息。
每个DICOM文件都必须包括该文件头。文件头的最开
始是文件前言，它由128个00H字节组成，接下来是
作者简介：杨杰：北京交通大学计算机学院信号与信息处理专业硕士研究生。胡绍海：副教授．博士．北京交通大学信息所信号检测室主
任。刘文：高级工程师硕士学位全军医学计量委员会委员，北京军区医学工程委员会委员。
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中国医学装备2006年1月第3卷第1期ChinaMedicalEquipment2006JanuaryVol3NO．1
DICOM前缀， 它是一个长度为4字节的字符串
“DICM”，可以根据该值来判断一个文件是不是DICOM
文件。文件头中还包括其它一些非常有用的信息，如文
件的传输格式、生成该文件的应用程序等等，关于文件
头详细的说明请参阅DICOM标准Ps 3．10的l3～l4页
表7．1一l。
3．2 DICOM数据集(DATASET)
DICOM文件从内容上可以分为4层
1．Patient 人)
2．Study(检验)
3．Series(系列)
4．Image(图像)
每一层叫一个Information Entity，或IE(从relational
database schema设计引用而来)。每一层又细分成
Module。(DICOM规定的MR的模块表见表2)每个
Module里面的最小单元叫做一个attribute或dement(数
据元素)。作为DICOM文件的基本单元attribute／element
(数据元素)的结构如下图(图1)所示：
DIcoM数据集合 传输顺序
— — ’
数据元素 数据元素 素 数据元素
／ ＼ ＼
示签 VR 数据长度 数据域
图1 结构图
它由Data Element Tag (数据标签)，Value Representa
tion(数据值描述，简称VR)，Value Len~h(值长度)，Value
Field(数据域)构成。其中：Data Element Tag 是Data
Element的标识，由一对l6位无符号整数构成。VR为2
或4字节的字符串，表示Value Field所含数据的数据类
型。Value Length是记录Value Field所含数据的字节长
度。Value Field是Data Element所包含的数据。DICOM数
据集(DICOM DataSet)就是由若干Data Element按照Data
Element Tag 的升序排列而成。
需要注意的是在数据元素中，VR是可选的，它取决
于协商的传输数据格式。DICOM中规定了显式(Explicit
VR)和隐式(Inexplicit VR)两种传输格式，其中在显式传输
时，VR必须存在；在隐式传输时，VR必须省略。同时要
注意DICOM规定标签组号也就是group 0002的只能使
用Explicit。至于较复杂的序列类型数据元素(Data
Element with Value Field of Sequence Type)， 简称为SQ
Element是指具有嵌套结构的数据元素。这种数据元素
的结构适用于定义树型结构或用于记录Data Set中一些
重复出现的数据模块。对于SQ Element结构的理解，要
引入DICOM数据项的概念(DICOM Item)。DICOM Item可
以被理解为封装好的DICOM Data Set。一般而言，每个
DICOM Item的内容是一个完整的DICOM Data Set， 由于
篇幅原因，在此不作详述。
下表(表1)为DICOM规定的MR图像IOD的模块
表
IE M oduh Rerefence Usale
Patient Patient C．7．1．1 M
Study General Study C．7．2．1 M
Patient Study C．7．2．2 U
Series Ge neral Series C．7．3．1 M
Frame of Fram e of C
．7．4．1 M
Reference Reference
Equipment Ge neral C
E ．7．5．1 M
quipment
Image Ge neral Image C．7．6．1 M
Image Plane C．7．6．2 M
Image Pixel C．7．6．3 M
Contrast／bolus C Requiredif
C contrast media
．7．6．4
Was usedinthis
linage
MRImage C．8．3．1 M
OverlayPlan e C．9．2 U
VOILUT C．11．2 U
SOP COllltnon C．12．1 M
表1 MR图表IOD模块表
将表中这些Modules里的所有dements都找出来就
做成了一个MR图像的架构。要注意的是这些Module有
些是一定要的(Modatory)有些是用户选用的(User)。到了
每个Module里attribute／element表又分五类Type l，l C。
2，2C和3。Type l是一定要的，2也是一定要的但是内
容可以是空的。Type 3则可要可不要。
3．3 MR的DICOM通信接口
在DICOM的网络接口中，信息是通过DICOM消息
通信的。一个消息是由用于交换的一个或多个命令(命
令集)以及后面必需的数据元素(数据集)复合而成的，
它是DICOM应用实体之间进行通信的基本单元。其中
命令集用来指明待完成的在数据集上的操作和通告。
DICOM消息的总的结构见图2。命令集由命令元素构
成，命令元素包含有DIMSE(DICOM消息服务元素)协
议指定语义的命令集中每个独立域中的编码值。每个命
令元素由一个显式标记、值长度和值域复合而成。
DICOM 消息绱构
图2 DICOM消息总结构图
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