医疗技术之DICOM3.0

DICOM

医学数字成像和通信（Digital Imaging and Communications in Medicine， DICOM）是医学图像和相关信息的国际标准。DICOM3.0组成如下图。

DICOM文件

当然，我们关心的重点是DICOM文件。DICOM文件是指按照DICOM标准而存储的医学文件，一般由一个DICOM文件头和一个DICOM数据集合组成，结构图如下图：

DICOM头文件（DICOM File Meta Information）包含了标识数据集合的相关信息。每个DICOM文件都必须包括一个文件头。

• 文件导言，由128个字节组成。
• DICOM前缀，一个长度为四个字节的字符串“DICM”，可以根据其值来判断文件是不是DICOM文件。
• 文件元信息元素
  DICOM文件主要组成部分是数据集合，它是由DICOM数据元素按照指定的顺序依次排列组成的。对于DICOM文件，一般采用显式传输，数据元素按照标签Tag从小到大顺序排列。最基本的单元是数据元素（Data Element）。数据元素主要由四个部分组成：
• 标签Tag：一个16位的无符合整数的有序对，前8位表示组号，后8位表示元素号。
• 值表示VR：指明该数据元素中的数据是哪种数据类型。
• 数据长度：一个16或32位的无符合整数，表明了准确的数据域的长度，按字节数目（为偶数）记录。
• 数据域：含有数据元素的值，它的存储长度为偶数个字节。存在在这个字段的值的数据类型由这个数据元素的值表示（VR）决定。

标签Tag

每个数据元素从前到后可以简单分段：文件元tag，普通tag，像素tag。

• 文件元tag（组号+0000）：不受传输语法影响，总是以显示VR方式表示，因为它里面就定义了传输语法；文件元tag的dataElement，并没有多大的意义，它的VF数值是整个组所有dataElement的字节长度，一个dicom中可以只有一个文件元tag，也可以有多个文件元tag。
• 普通tag：除了文件元tag和像素tag，其余的都是普tag数据。包括：图像宽，高，数据传输格式，病人姓名，病人生日，病历医院，病历科室，病情的描述等等数据；
• 像素tag（7fe0,0010）：表示dataElement存储的是病历的图像数据。
  比如tag（0002,0010）决定普通tag的读取方式 little字节序还是big字节序，隐式VR还是显示VR。由它的值决定。tag（7fe0,0010）像素数据开始处。其他部分重要tag如下图。
  
  
  

使用Sante DICOM Viewer查看DICOM数据，截图DICOMTag信息。

DCM文件

符合DICOM标准的文件通常后缀为.dcm。当选择一个DICOM文件进行显示时，DICOM文件的后缀名是DCM或dcm，对文件名的后缀名检查后就可以初步判定文件是否为DICOM文件，但是后缀名满足要求并不代表是标准的DICOM文件，需要打开文件，跳过128字节的文件导言，然后读取四个字节，检查这四个字节的数据是否为“DICM”。当满足要求时，可以判断该文件时一个DICOM文件。

解析DICOM文件

1. 跳过128字节的文件导言，读取“DICM“四个字节，确认是DICOM格式的文件
2. 读取重要的数据元素，如传输语法等。0010组号描述患者信息，0008组号描述特征参数。
3. 读取普通的tag，直到ttag（7fe0,0010），即像素数据开始处。像素数据的存储顺序，从左到右，从上到下。
   
   备注：DICOM文件的所有数据元素必须按照tag编号来排序，帮助校验数据完整性。在DICOM文件中一个接一个地读取元素时，如果发现读取的下个数据元素tag标签编号比前一个还小，那么说明DICOM文件损坏了。

参考资料

DICOM文件tag详解
DICOM学习笔记