DICOM標(biāo)準(zhǔn)在PACS中的應(yīng)用

【摘? 要】PACS是一項(xiàng)投資巨大且涉及多學(xué)科領(lǐng)域硬件和軟件的信息化系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)化具有非常重要的意義。在其涉及的眾多標(biāo)準(zhǔn)中，DICOM與其建設(shè)的關(guān)系最為密切，DICOM是PACS系統(tǒng)中在國(guó)際上被廣泛認(rèn)可的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)圖像的處理標(biāo)準(zhǔn)。本文闡述了DICOM的發(fā)展歷程、標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容，也同時(shí)結(jié)合現(xiàn)實(shí)實(shí)例闡述了DICOM標(biāo)準(zhǔn)在PACS中的應(yīng)用現(xiàn)狀，存在問(wèn)題以及未來(lái)的展望。

【關(guān)鍵詞】PACS;DICOM;醫(yī)學(xué)圖像;圖像處理標(biāo)準(zhǔn)

引言

伴隨著高速計(jì)算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊及圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展而產(chǎn)生的“醫(yī)學(xué)影像存取與傳輸系統(tǒng)”是綜合化醫(yī)院信息系統(tǒng)的重要組成部分。PACS系統(tǒng)的使用不但為醫(yī)院緩解了使用膠片造成不便的壓力，也同時(shí)為未來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息化醫(yī)療辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)患交流和醫(yī)學(xué)影像診斷傳輸提供了支持。在醫(yī)學(xué)圖像歸檔中，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備與PACS的每一次業(yè)務(wù)處理都要應(yīng)用DICOM，因此可以說(shuō)DICOM是PACS運(yùn)行的基礎(chǔ)。

1.DICOM標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

1.1 DICOM標(biāo)準(zhǔn)概念

DICOM即為醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通信，是由美國(guó)放射學(xué)院、美國(guó)國(guó)家電子制造協(xié)會(huì)共同制定的規(guī)范醫(yī)學(xué)圖像及其信息交換的標(biāo)準(zhǔn)。是醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)信息的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它定義了質(zhì)量能滿足臨床需要的可用于數(shù)據(jù)交換的醫(yī)學(xué)圖像格式。它是由多部文件組織起來(lái)的，目前實(shí)際為16章，每章規(guī)定某一方面的規(guī)范，各章相對(duì)獨(dú)立但又存在聯(lián)系。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)基礎(chǔ)部分是信息對(duì)象類和服務(wù)類，如圖1所示，信息對(duì)象定義一組醫(yī)學(xué)圖像及它們的相互關(guān)系的內(nèi)容;而服務(wù)類則描述利用這些對(duì)象所做的操作。服務(wù)類和信息對(duì)象類結(jié)合起來(lái)構(gòu)成了DICOM的基本單位，稱為服務(wù)-對(duì)象對(duì)（service-object pair，SOP）。

1.2? DICOM標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍

醫(yī)學(xué)影像是輔助醫(yī)療診斷的重要參考工具，只要在醫(yī)療診斷過(guò)程中有需要醫(yī)學(xué)影像的地方，就適用DICOM。透過(guò)DICOM整合各科各種醫(yī)學(xué)影像儀器，在DICOM環(huán)境中，結(jié)合原有的醫(yī)院信息平臺(tái)的發(fā)展，那么病理報(bào)告的呈現(xiàn)將不再是一成不變的白底黑字，而是可隨醫(yī)師需求獲取病患各種影像，以進(jìn)一步觀察及診斷的依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)如今發(fā)展迅猛蓬勃的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)，將DICOM推廣到不止醫(yī)院中，也可對(duì)外的應(yīng)用上，在醫(yī)學(xué)影像外，還可進(jìn)行遠(yuǎn)距離會(huì)診、疾病的問(wèn)診研究、學(xué)術(shù)探討、教育訓(xùn)練等領(lǐng)域都能發(fā)揮莫大的效益。

1.3 DICOM 標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)和意義

在DICOM標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程中，為了兼顧和吸收現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域的其他標(biāo)準(zhǔn)，放射學(xué)會(huì)公布了DICOM3.0這一新版本。它具有以下特點(diǎn)：

（1）在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中匹配度極高：DICOM的早期版本只能夠完成由點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，而DICOM3.0支持更多的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而為遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)提供了可能性。

（2）為醫(yī)療設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)交換及相關(guān)指令做出應(yīng)答進(jìn)行了規(guī)范化處理：DICOM早期版本有很多限制，而3.0版本利用服務(wù)版本的概念具體規(guī)范了有關(guān)數(shù)據(jù)傳送和指令命令的意義。

（3）定義了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別：早期版本只規(guī)定了醫(yī)療器材遵守DICOM規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，而新版本3.0明確描述規(guī)定了為了完成特定高標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別而必要的規(guī)范聲明。

（4）可延伸性：3.0版本支持對(duì)新特性的延伸

（5）引入了廣泛的醫(yī)療信息特例概念：醫(yī)療信息特例不僅包括圖像和圖形，還包括診斷、檢查等廣義上的各種信息特例。

（6）建立了特殊唯一標(biāo)記各種對(duì)象的方法：這對(duì)在擁有龐大數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有重要意義，它能夠清晰的標(biāo)記目標(biāo)對(duì)象，在圖像處理中能夠有效率的完成所選任務(wù)。

DICOM3.0版本的制定是醫(yī)學(xué)影像學(xué)界標(biāo)準(zhǔn)化的一個(gè)重大里程碑，為推動(dòng)PACS的發(fā)展創(chuàng)造了有利的行業(yè)環(huán)境。DICOM標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和文法，定義了一些面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型以及服務(wù)類，并在目前的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)上規(guī)定了兩個(gè)不同層次上的信息通信方法。

總而言之，DICOM標(biāo)準(zhǔn)就是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接受醫(yī)學(xué)圖像以及相關(guān)數(shù)據(jù)的通用語(yǔ)言。使用目標(biāo)為促進(jìn)數(shù)字圖像設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，建立診斷信息數(shù)據(jù)庫(kù)，能處理地理上分散的不同設(shè)備間的請(qǐng)求。

2.基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的PACS系統(tǒng)分類

2.1按范圍大小分類

（1）Mini-PACS 存在于單獨(dú)科室或單一的影像模式使用。能夠?qū)Σ∪说馁Y料進(jìn)行簡(jiǎn)單的梳理與記錄，并瀏覽觀看簡(jiǎn)單醫(yī)療檢查。

（2）PACS 存在于醫(yī)療環(huán)境中普通放射科使用，能夠?qū)Ψ派淇浦谢A(chǔ)設(shè)施進(jìn)行圖像的采集、存儲(chǔ)、傳輸，并可以對(duì)圖像進(jìn)行診斷分析等處理，在醫(yī)院診療，病人看病上有重大意義。

（3）Enterprise-PACS 又稱企業(yè)級(jí)PACS，能夠支持大型設(shè)備如CT、MRI等所有X光類圖像的后處理、傳輸?shù)炔僮?。它的覆蓋范圍與之前兩類相比，傳播更廣，是實(shí)現(xiàn)區(qū)域化醫(yī)療和遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要基礎(chǔ)。

2.2按功能用途

（1）圖像后處理 幾乎國(guó)內(nèi)外現(xiàn)存的所有PACS系統(tǒng)都擁有強(qiáng)大的圖像后處理功能，因?yàn)橐豢詈玫腜ACS軟件不僅能夠完成簡(jiǎn)單的圖像處理運(yùn)輸，信息存儲(chǔ)與通信，還應(yīng)該能滿足醫(yī)生快速準(zhǔn)確對(duì)病人進(jìn)行診斷的需求。

（2）診斷報(bào)告。

（3）系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)。

（4）圖像歸檔。方便進(jìn)行DICOM圖像的檢索和提取，為PACS系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)提供長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展空間，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)圖像的海量存儲(chǔ)、快速查詢和隨時(shí)顯示等功能。

3.基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)在PACS應(yīng)用上的研究

DICOM在PACS中的應(yīng)用分為三類，主要為DICOM圖像的壓縮、DICOM通信、DICOM圖像采集。

（1）DICOM圖像格式 。DICOM在圖像格式中圖像的轉(zhuǎn)換主要集中在動(dòng)態(tài)圖像和靜態(tài)圖像，圖像格式的轉(zhuǎn)換是依靠實(shí)際情況而定的，有時(shí)為了完成目標(biāo)圖像的設(shè)計(jì)也需要將DICOM圖像轉(zhuǎn)換為非DICOM圖像。這兩種圖像的轉(zhuǎn)換需嚴(yán)格遵守DICOM圖像轉(zhuǎn)換的相規(guī)則。

（2）DICOM通信 DICOM通信主要基于客戶端/服務(wù)器模式，并通過(guò)特定方法實(shí)現(xiàn)信息傳輸。DICOM標(biāo)準(zhǔn)是PACS系統(tǒng)所遵守的通訊協(xié)議，而DICOM通訊是采用與傳輸對(duì)象一對(duì)一的方法進(jìn)行信息的交流，方便了遠(yuǎn)程線上狀態(tài)傳輸?shù)拈_發(fā)和設(shè)計(jì)。

（3）DICOM圖像采集DICOM圖像采集主要是靠近PACS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成的，它依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了自動(dòng)化的圖像采集。PACS系統(tǒng)在運(yùn)行DICOM標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候進(jìn)行完全自主的醫(yī)學(xué)圖像采集，在除特殊情況外的大多數(shù)情況下，采集的圖像質(zhì)量與效率都比較好，但是由于網(wǎng)絡(luò)故障、參數(shù)失常、人工操作妨礙的干預(yù)，使得少部分圖像在采集中丟失損壞。為了更好的完成目標(biāo)圖像的采集，減少誤診和提高病人治療診斷的效率，使用DICOM標(biāo)準(zhǔn)無(wú)論是運(yùn)行在服務(wù)器還是工作站中，都為實(shí)現(xiàn)醫(yī)院在診治中面對(duì)不同數(shù)據(jù)與需求減緩壓力。

4.未來(lái)結(jié)論與展望

隨著影像技術(shù)的不斷發(fā)展，DICOM標(biāo)準(zhǔn)在PACS中的應(yīng)用也是一把雙刃劍，在發(fā)展的過(guò)程中多少暴露出一些弊端：在基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的PACS系統(tǒng)中，系統(tǒng)的核心為DICOM網(wǎng)絡(luò)，所有信息的傳輸去DICOM網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)及其有關(guān)的文本信息都要經(jīng)過(guò)特定的環(huán)節(jié)或者接口格式和通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換;醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)文字信息位于網(wǎng)絡(luò)的不同系統(tǒng)，龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)使信息高度分散，不同系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議也不盡相同，并且不支持逐步按步驟操作，使系統(tǒng)在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中不能做到完全與使用者共享;隨著系統(tǒng)的不斷升級(jí)、復(fù)雜化，DICOM系統(tǒng)的包容性、開放性、能動(dòng)性以及可修復(fù)性變的越來(lái)越困難。

DICOM是PACS中醫(yī)學(xué)圖像格式所必須去學(xué)習(xí)遵守的標(biāo)準(zhǔn)，是醫(yī)學(xué)圖像傳輸、處理、存檔與通信的基礎(chǔ)。DICOM主要針對(duì)PACS系統(tǒng)的圖像處理，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)診斷，使醫(yī)院更加信息化。

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作者簡(jiǎn)介：徐科家（1998.04-），男，山東威海人，泰安市岱岳區(qū)山東第一醫(yī)科大學(xué)放射學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)（醫(yī)學(xué)物理方向）專業(yè)，本科生。

山東第一醫(yī)科大學(xué)放射學(xué)院? ? 山東泰安? ? 271000