DICOM标准之三_信息对象定义1

第3部分 信息对象定义(1)

1.应用范围和层次

Dicom标准的本部分明确了一套信息对象定义(IOD)，提供了可应用于数字医疗信息的真实世界对象的抽象定义。

对于每个IOD，本部分明确了：

1）IOD语义描述的任何所需信息；

2）与IOD相关联的真实世界对象的关系；

3）描述IOD特征的属性；

对于每个IOD，本部分不明确：

1）指向IOD的任何服务类定义的本性；

2）导致IOD用法的任何互操作的本性；

与本部分相关联的其他标准部分：PS3.4，PS3.5，PS3.6。

3. 定义

为了达到本标准的目的，使用如下的定义。

3.1 参考模型定义

本部分是基于IOS 7498-1：

a. Application Entity   应用实体

b. Service or Layer Service  服务或层服务

本部分是使用了ISO 7498-2的如下定义：

a. Data Confidentiality  数据机密性（注意：该定义是-信息的性质对于未授权的个体、实体和进程是不可用的或不公开的。）

b. Data Origin Authentication  数据原始鉴定(注意：该定义是-接收的数据来源的证实就如声明的。)

c. Data Integrity  数据完整性 （注意：该定义是-数据的性质没有通过非法修改或销毁。）

d. Key Management 键管理（注意：该定义是-键的产生、存储、分发、删除、归档和应用是和安全条例是一致的。）

3.2 服务协定定义

本部分使用了在 ISO/TR 8509中的如下定义：

a. Primitive  原始的

3.3 Dicom介绍和概况定义

本部分使用了在PS3.1中如下定义：

a. Attribute  属性

b. Command  命令

c. Data Dictionary  数据字典

d. Message  消息

3.4 Dicom服务类说明

本部分使用了在PS3.4的如下定义：

a. Real-World Activity  真实世界行为

b. Real-World Object 真实世界对象

c. Service Class 服务类

d. Service Class User(SCU)  服务类使用者

e. Service Class Provider(SCP)  服务类提供者

f. Service-Object Pair(SOP) Class  服务对象对类

g. Serice-Object Pair(SOP) Instance  服务对象对实例

h. Preformatted Grayscale Image  预格式灰度图像

i. Preformatted Color Image  预格式彩色图像

j. Related General SOP Class  相关通用SOP类

3.5 Dicom数据结构与编码

本部分使用了在PS3.5中的如下定义：

a. Data Element  数据元素

b. Data Element Tag  数据元素标签

c. Data Element Type  数据元素类型

d. Data Set 数据集

e. Defined Term  定义期限

f. Enumerated Value  枚举值

g. Sequence of Items  项目顺序

h. Unique Identifier(UID) 唯一标识符

3.6 Dicom消息交换

本部分使用了在PS3.7中的如下定义：

a. Dicom Message Service Element(DIMSE)  Dicom消息服务元素

b. DIMSE-N Element  DIMSE的N元素

c. DIMSE-C Element DIMSE的C元素

3.7 Dicom 上层服务

本部分使用了在PS3.8中的如下定义：

a. Dicom Upper Layer  Service  Dicom上层服务

3.8 Dicom信息对象

如下的定义是本部分最常用的：

(1) Attribute Tag -属性标签:

由一对的有序数字（组数字+元素数字）构成的信息对象的属性的唯一标识符

(2) Composite IOD 复合IOD:

该信息对象定义描述了Dicom应用模型中若干实体的部分；该类IOD包含的属性不是继承于该IOD描述的真实世界对象，而是相关的真实世界对象。

(3) Derived Image  -衍生图像：

该类图像的像素数据是由其他一张或多张图像的像素数据构成。

(4) Dicom Information Model  -Dicom信息模型

一个实体关系图表，用以对DICOM应用模型中定义的真实世界对象的IOD之间关系的建模。

(5) Dicom Application Model -Dicom应用模型

一个实体关系图表，用以对DICOM标准感兴趣范围内的真实世界对象之间的关系的建模。

(6) Information Entity  -信息实体

关联到真实世界对象的复合IOD定义部分信息，信息实体和DICOM应用模型实体是一对一的通信。

(7) Information Object Definition  -信息对象定义

一个和真实世界对象相似的类的数据抽象，定义了关联到真实世界对象所表达的本性和属性。

(8) Module -组件

一个信息实体或标准IOD的逻辑相关的属性集。

(9) Muti-frame Image  -多维图像

包含了多重二维像素平面的图像。

(10) Normalized IOD -标准IOD

一个在DICOM应用模型中表述为单一实体的IOD。该IOD包含的属性是继承于该IOD表述的真实世界对象。

(11) Cine Run -动态胶片

临时相关结构集，一般作为多维图像处理

(12) Specialization -专门化

一个IOD通用组件属性的类型、值和描述的替代范围，一个IOD的形式明确组件定义的类型、值和描述。

(13) Fuctional Group -功能组

一个同时变化的逻辑相关的属性，或许在多维IOD中用以描述每个维成分变化的参数。

(14) Code Sequence Attribute- 编码顺序属性

属性名中通常包含“Code Sequence”字符串的，以及包含VR或SQ。它的目的是从编码模式中获取编码值和可选文本意思来编码概念。在8.1和8.8部分详述。

3.9 字符处理定义

本部分使用了在ISO/IEC 2011:1994中的如下定义：

a. Coded Character Set  编码字符集；

b. Code Extension 字符扩展；

c.Escape sequence 转义序列(换码顺序)

3.10 放射线治疗

本部分是基于 IEC 61217开发的概念，并使用以下的名词来定义：

a. FIXED REFERENCE sytem 固定参照系统；

b. GANTRY system 起重台架系统；

c. BEAM LIMITING DEVICE system 光线限制设备系统；

d. WEDGE FILTER system 楔形过滤系统；

e. X-RAY IMAGE RECEPTOR system X光图像接收器系统；

f. PATIENT SUPPORT sytem 病人支持系统；

g. TABLE TOP ECCENTRIC system 桌面偏心轮系统；

h. TABLE TOP system 桌面系统；

3.11 宏定义

3.11.1 属性宏定义：用以描述单一表的一个属性集合，而该表在多重模块和其他表中作参考；

3.11.2 设备独立像素值

3.11.2.1 P值

本部分使用了在PS3.14中定义的如下名词：

a. P-Value P值

(注意：概念-"A设备独立值在感性线性灰度空间中定义。DICOM陈述的LUT的输出就是P值，例如所有DICOM定义的灰度转换之后的像素值一直被使用。P值也是标准化的显示系统的输入。")

3.11.2.2 PCS值：Profile Connection Space Value(配置连接空间值)。

一种设备独立颜色值，是由一种ICC配置所明确的转换程序生成。

3.12 编码和控制术语定义

本部分使用了在PS3.16中的如下定义：

a. Baseline Context Group Identifier BCID 基线上下文组标识

b. Defined Context Group Identifer DCID 限定上下文组标识

c. Context Group 上下文组

d. Context Group Version 上下文组版本

e. Context ID CID 上下文ID

f. Mapping Resource 映射资源

g. Relationship Type 关系类型

h. DICOM Content Mapping Resource DCMR DICOM内容映射资源

i. Template 模板

j. Template ID 模板ID

k. Value Set 值集

l. Baseline Template Identifier BTID 基线模板标识

m. Defined Template Identifier DTID 限定模板标识

n. Coding Schemes 编码体制

3.14 参考模型安全架构定义

本部分使用了 ISO 7498-2中如下的定义名词：

a. Digital Signature 数字签名

(注意：定义就是-一个数据单元的附加数据或加密的转换，允许数据单元的接收者保证该单元的来源和完整，以及预防伪造；例如接收者)

a. Data Confidentiality 数据机密性

(注意：定义是-信息的属性对于未授权个体、实体和进程是不可用或不公开的。)

b. Data Origin Authentication 数据原始鉴定

(注意：定义是-接收的数据的来源证实就如声明的。)

c. Data Integrity 数据完整性

(注意：定义是-数据的完整性从未经过未授权方式修改或摧毁。)

d. Key Management 密钥管理

(注意：定义是-密钥的产生、存储、分发、删除和应用符合一个安全的策略。)

3.15 安全定义

本部分使用了ECMA 235中所定义的如下名词：

a. Security Context

(注意：定义是-对于发起者和接收者，代表或将代表的一个安全协议的安全信息已形成，或正在形成一个联系。)

3.16 DICOM安全配置

本部分使用了在 PS 3.15中定义的如下名词：

a. Message Authentication Code 消息保密编码

b. Certificate 鉴定

3.17 多维定义

3.17.1 Reference Coordinate System(RCS) 参考坐标系统:RCS是DICOM帧的参考的空间坐标系。它是在笛卡尔空间中，图像IE的选择的起源，方向和空间尺度。RCS是一个右手直角坐标系即向量交叉沿正z轴沿正x轴和沿正Y轴的单位向量的单位向量的乘积等于一个单位向量。单位长度是1毫米。通常情况下，图像的IE包含一个空间的映射，用以明确图像样本与RCS范围的关系笛卡尔空间域的关系。

3.17.2 Fiducial 基准：一个基准就是一些唯一特征或地标，比较合适作为相似事物的空间参考和关联。基准可能归因于原始的定义和选定的坐标系统的方位。鉴定性基准在不同的数据集的通用的方法，用以构建相似事物之间空间关系。

3.17.3 Fiducial Point 基准点：一个基准点是基准的一个明确定位。一个基准点和一类图像或一个RCS有关。

4. 符号和缩写

以下符号和缩写在标准的本部分中使用：

ACR--(American College of Radiology) ：美国放射协会

ASCII--(American Standard Code for Information Interchange )：美国信息交换编码标准

AE--(Application Entity)：应用实体

BEV--(Beam’s-eye view )：照射眼视野

Brachy--(Brachytherapy )：近距反射治疗法

BRHC--(Bottom Right Hand Corner)：右下角

CC--(Counter-clockwise)：逆时针方向

CDA--(Clinical Document Architecture)：临床文档架构

CEN TC251--(Comite European de Normalisation-Technical Committee 251-Medical Informatics)：欧洲技术标准组织委员会251医疗信息

CCIR--(Consultative Committee, International Radio )：咨询委员会，国际广播电台

Chest CAD--(Computer-Aided Detection and/or Computer-Aided Diagnosis for chest radiography )：计算机辅助检测和/或计算机辅助胸部造影诊断

CTV--(Clinical target volume)：临床靶区

CW--(Clockwise)：顺时针

DICOM--(Digital Imaging and Communications in Medicine)：医疗数字图像和传输

DIMSE--(DICOM Message Service Element)：DICOM消息服务元素

DIMSE-C--(DICOM Message Service Element-Composite)：DICOM消息服务元素-组合

DIMSE-N--(DICOM Message Service Element-Normalized)：DICOM消息服务元素-标准

DRR--(Digitally-reconstructed radiograph)：数字化重建X光图像
DVH--(Dose-volume histogram)：剂量体积直方图
EPI--(Electronic Portal Image)：电子通用图像
EPID--(Electronic Portal Imaging Device)：电子通用成像设备
GTV--(Gross tumor volume)：大体肿瘤体积
Gy--(Gray)：灰色、灰度
HISPP--(Healthcare Information Standards Planning Panel)：医疗卫生信息标准规划小组
HL7--(Health Level 7)：医疗信息交换第七层协定
HMD--(Hierarchical Message Description (HL7) )：分层消息说明
ICRU--(International Commission on Radiation Units)：国际放射单位委员会
IE--(Information Entity)：信息实体
IEC--(International Electrotechnical Commission)：国际电工委员会
IEEE--(Institute of Electrical and Electronics Engineers)：电气和电子工程协会
IHE--(Integrating the Healthcare Enterprise)：集成医疗环境
II--(Instance Identifier (HL7))：实例标识
IOD--(Information Object Definition)：信息对象定义
ISO--(International Standards Organization)：国际标准组织
ITU-T --(International Telecommunications Union – Telecommunications Standardization Sector)：国际电信联盟 -电信标准化部门
JIRA --(Japan Industries Association of Radiation Apparatus)：日本放射工业协会
JPIP --(JPEG 2000 Interactive Protocol)：JPEG2000 交互协议
LUT --(Lookup Table)：查找表
MAC --(Message Authentication Code)：消息鉴定编码
Mammography CAD --(Computer-Aided Detection and/or Computer-Aided Diagnosis for Mammography)：计算机辅助和/或计算机乳房X光诊断
MeV --(Mega electron Volt)：兆级电子伏特
MLC --(Multileaf (multi-element) collimator)：多排扫描器
MSDS --(Healthcare Message Standard Developers Sub-Committee)：医疗卫生消息标准开发者小组委员会
MU --(Monitor unit)：探测器单元
MV --(Megavolt)：百万瓦特
NaN --(Not a Number (See IEEE 754))：非数字
NEMA --(National Electrical Manufacturers Association)：全国电气制造商协会
OID  --(Object Identifier (ISO 8824))：对象标识
OPT  --(Ophthalmic Tomography)：眼部X光断层摄影
OSI --(Open Systems Interconnection)：开放性系统互连
PDF --(Portable Document Format)：通用文档格式
PTV --(Planning target volume)：计划靶体积
R&V --(Record and verify)：记录和验证
RCS --(Reference Coordinate System)：坐标参考系统
ROI --(Region of interest)：感兴趣区域
RT --(Radiotherapy)：放射性治疗
SAD --(Source-axis distance)：源轴距离
SCP --(Service Class Provider)：服务类提供者
SCTP --(Structured Clinical Trial Protocol (HL7) )：结构性临床试用协议
SCU --(Service Class User)：服务类使用者
SD  --(Structured Documents (HL7) )：结构性文档
SID --(Source Image Receptor Distance)：源图像受体距离
SOD --(Source Object Distance )：源对象距离
SOP --(Service-Object Pair)：服务对象对
SPL  --(Structured Product Labeling (HL7) )：结构性产品标签化
SR  --(Structured Reporting)：结构性报告化
SSD --(Source-skin distance)：源皮肤距离
TLHC --(Top Left Hand Corner)：左上角
UID --(Unique Identifier)：唯一标识
UUID --(Universal Unique Identifier (ISO/IEC 11578) )：通用唯一标识
XDS  --(Cross-Enterprise Document Sharing Profile (IHE) )：跨企业文档共享资料
XML  --(Extensible Markup Language )：可扩展标记语言
5. 转换

5.1 实体关系模型

5.1.1 实体

一个实体使用在一个实体关系(E-R)模型中，用以描述一个真实世界对象，真实世界对象的类，或者DICOM数据表示(例如一个IOD或模块)。一个实体如图5.1-1所描述的：

图5.1-1 实体转换

5.1.2 关系

一个关系定义了实体是如何关联的。如图5.1-2所描述钻石型：

图5.1-2 关系转换

关系是如箭头所示的从源实体读取到目的实体。a和b分别表示了源实体和目的实体关系的基数性。以下基数性是允许的：

a) (a=1，b=1)-表示1个源实体关联1个目的实体；

b) (a=1，b=0-n)-表示1个源实体关联0-n个目的实体；

c) (a=1，b=1-n)-表示1个源实体关联1-n个目的实体；

d) (a=1-n，b=1)-表示1-n个源实体关联1个目的实体；

e) (a=1-n，b=0-n)-表示1-n个源实体关联0-n个目的实体；

f) (a=1-n，b=1-n)-表示1-n个源实体关联1-n个目的实体；

(这6中基数性关系中，源实体个数必须为正数，即个数不为0)

在(a=1-n，b=1-n)的关系中，源实体和目的实体的基数性是不尽相同的，n的值仅代表了1个或多个。

一个关系可能是bi方向的(例如，两个方向上的关系是成立的)。这种情况下，转换的表示是箭头同时指向源实体和目的实体的。

5.2 序列

本标准的明确表格通过'>'符号来描述项目的序列。'>'符号优先显示于一个项目的成员的属性(模块)名称之前。所有标识的属性(模块)属于一个项目的通用描述，这些属性可能会重复来形成项目的序列。项目的序列嵌入到属性(模块)中，在表格中第一个成员优先使用'>'来表示。

注意：以下表描述"Referenced Series Sequences"属性作为一个或多个项目的序列，每个项目三个用'>'标识的属性。项目的序列就嵌入在Referenced Series Sequences的属性的值中。如下的属性(未标识的)不是序列的项目的一部分。

该标记法可以在第二级中，通过'>>'用来创建嵌入式结构，类似如此下去。

序列属性的类型定义了序列属性本身是否必须表示。序列属性的属性描述可以定义是否，以及在序列中应当表示多少个项目。包含在序列中的数据集的属性类型，包括如何限制性，在数据集的范围内明确，例如在序列中表示出的每个项目。在PS3.5中所示。

在一个序列中的任何属性不需要明确的条件是"一个序列项目出现时必须的"，因为这往往是隐式的，不管是否存在附加的需求。

5.3 结构数据的三重编码(撤销)

该部分已撤销，看第8部分。

5.4 属性宏

一些表包含了属性宏的参考。该约定使用的情况是，相同的属性在多个表或多个地方中使用。该参考意味着，属性宏的属性应在包含模块的行的地方，而这行包括了属性宏的参考。

在某些情况下，属性宏在序列中使用(如PS3.5中，数据元素的VR中的属性编码是SQ)。当这样做，参考前面由一个或多个“>”字符。“>”字符数表示所有的属性在序列中，在属性宏占据的水平。

在属性宏中，可能有属性描述的特殊化。这些情况下，特殊化出现在模块的描述列中。

以下是约定的一个例子：

表5.4-1是在模块表中使用了属性宏约定的的例子：

5.4-1

表5.4-2是表5.4-1中参考的属性宏的例子：

5.4-2

表5.4-3是没有使用属性宏的例子：

5.4-3

5.5 标准的IOD的类型和条件

当PS3.3中的标准IOD调用模块(如常见的SOP模块)或属性宏所确定的元素类型，这些明确的元素类型和条件不适用。然而，在PS3.4中的合适服务中，SCU和SCP的每个属性必须明确元素类型和条件。

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