DICOM通信协议标准解析

DICOM通信协议的特点和内容概述

DICOM标准的主要特点

DICOM标准的主要特点

是一种上层网络协议

只有在建立“关联”之后，才能进行DICOM命令和数据的发送和接收。

DICOM编码的特点

1. 标准定义了26中内部数据类型
2. 像素数据的编码支持JPEG的图像压缩
3. 图像可以包含缩略图和正常图像，也可以有多帧格式。
4. 支持多个字符集
5. 通过对象定义“IOD”的形式来完整的建立和定义医疗环境下的数据模型
6. 有自己独特的数据模型
7. 使用“全局唯一标识”UID在网络环境下唯一的标识各种IOD信息对象，实质不致混淆。

拥有完整庞大的数据字典

内容几乎包含所有医疗环境下的常用数据，可以完整地描述各种医学设备、图像格式数据及病人相关信息。
数据字典的条目以“数据元素”为单位，每个数据元素描述一项数据内容，如病人姓名，检查日期图像格式以及病人相关信息等。
数据字典具有可扩充性。DIOCM预留出数据字典中的一部分，允许各厂家按照标准的格式自定义新的数据元素。

通过服务类概念实现应用层功能

为了完成某个特定的应用功能（如图像管理、打印管理等）DICOM定义了“服务类”的概念。服务类描述了可以对信息对象IOD所做的操作。服务类和信息对象结合起来构成了DICOM的基本单元，称为服务-对象对。

离线媒体支持

DICOM定义了自己的而文件夹结构，用以形成文件集合。此外以“媒体存储特征”的形式定义对数据的不同媒体策略。

不同级别的一致性声明

DICOM标准要求一个实际的通信系统应该有一个一致性声明，用以说明此系统对DICOM标准的支持程度，以及支持那些类型的数据和服务。

面向对象的DICOM信息结构模型

信息对象定义IOD

IOD的含义

IOD是对现实世界中医疗实体的面向对象的抽象，是对一类具有共同属性实体的抽象，而不是代表某个显示 世界的实例。IOD的实例化可以描述一个特定的实体。可见IOD与面向对象编程中的“类”的概念十分相似。

IOD分类

正规IOD代表DICOM模型中单个实体的固有属性

复合IOD是对DIOCM模型中多个实体的一部分信息对象的定义。例如，“CT图像IOD”是一个复合IOD，它包含了图像的固有属性（如图像的摄取日期）和非固有属性（如病人姓名）

复合IOD中包含多个相关的实体，实际上为复合IOD的信息交换提供了一个完整的环境定义。当复合IOD的一个实例通信时，这些完整的环境参数在两个应用实体间交换。

数据编码方式和DICOM文件结构

在DICOM协议中，对高价先存和低价先存都是支持的。在通信协商阶段，双方应协商确定所支持的字节顺序。默认的DICOM传输语法使用的低价先存的编码方式，例如十六进制数据68F4B2CH将编码成2C4BAF68H。特别的所有命令集数据元素（组号为0000H）必须使用低价先存和隐式VR的格式进行传输。

数据集的嵌套

当数据元素的VR类型为SQ时，就表明这是一个数据嵌套（Nesting of Data Sets）。在这个特殊的数据元素中，可以有0至多个条目（Item）组成一个序列，每个条目有分别包含一组特定的数据元素。SQ类型的数据可以中来建造多层嵌套结构。
数据嵌套的实例是所谓的“文件夹”对象。
对于嵌套数据元素，DICOM允许使用未定义长度（FFFFFFFFH）其结束位置有“定界符”确定。定界符是一种特殊的数据元素，可分别确定每个条目的长度和整个嵌套数据元素的长度。

像素数据的编码

像素数据往往是DICOM通信中数据量最大，同时也是最为重要的数据。他用描述每个像素值的方式完成对 整幅图像的传递。像素数据元素被指定为（7FE0,0010）。像素数据可以按压缩方式或者非压缩方式传递，这取决于通信协商阶段所确定的传输语法。其中压缩方式支持多帧图像的传输。像素数据的VR类型可以为OW或者OB。
像素数据由大量的“像素单元组成”，每个像素单元有一个单一的像素值。DICOM定义了一些相关数据元素来规定这些像素单元的结构。通常，使用“分配比特”（0029,0010）、“存储比特”（0028，0101），“高位比特”（0028,0102）来描述一个像素单元。

唯一标识符

为了在网络环境中唯一标识各种信息，DICOm采用了UID的方式。UID定义基于ISO8824标准。一个UID唯一标识符可以用公式表示：

UID = <org root>.<suffix>

代表组织编号（如制造商，研究单位等）
suffix是在次组织范围内的唯一编号。
这两部分均有一串点号隔开的数字组成，如 = .2.840.10008代表“美国电器制造协会”。

DICOM文件结构

由三部分组成：
导言
前缀
数据元素

本文摘自《医学影像处理与分析》