《Dicom基础概述》PPT课件.ppt

,DICOM标准培训（一）,胡远刚2008-8-27,在这一讲里，我们会了解到以下内容：,DICOM的简介DICOM中的术语、概念、基本原理和应用模型DICOM中的常见应用绍介DICOM标准的章节结构和我们如何去查询想要的东西；,目录,DICOM标准的介绍DICOM标准的文档结构、DICOM中的专业术语DICOM标准的常见应用附加的DICOM特性,DICOMWhy,What,1996版增加了媒体交换标准;新的图像定义,比如:X线心血管成像,X光数字乳腺成像ModalityPerformedProcedureStep(MPPS),结构化报告,DICOMStorage说明了命令元素的需求以及命令如何应用与数据对象；说明了服务类的SCP和SCU双方的需求。Part5:数据结构与定义定义了Part3和Part4中说明的信息对象和服务类产生的数据集信息的结构和编码方式；说明了对标准压缩技术的支持和常用的一些函数的语义以及DICOM中使用的国际字符集的编码规则。Part6:数据字典定义了所有的DICOM数据单元以及UIDs。Part7:消息交换定义了DICOM消息服务单元(DIMSE)，以及所有的DICOM网络服务。,DICOM-2008文档结构,Part8:消息交换的网络通信支持定义了网络通讯服务;定义了上层网络语法（如AssociationNegotiation,对TCP/IP的支持）Part9:消息交换的点对点通讯支持（已废弃）定义与ACR/NEMA2.0兼容的点对点通讯方式。Part10:媒体存储和文件格式定义了媒体交换的通常模式（如文件格式，目录结构等）Part11:媒体存储的应用规范定义某种需求或前提下，当应用媒体交换时所应用使用的选择以及相应的规范。Part12:数据交换中的存储功能和媒体格式：指定了物理存储介质和文件格式的集合（如CD-R，3”MOD，软盘等和DOS，ISO9660，UDF等）,DICOM-2008文档结构,Part13:点对点的打印管理（已废弃）定义了点对点环境下的打印管理服务和通讯协议。Part14:灰阶标准显示函数定义了稳定显示灰度图像的标准显示函数；提供了标准特定显示系统的Part15:安全和系统管理规范介绍了实体可能遵循的由通讯协议定义的安全与系统管理规范;介绍了数据加密可以使用的标准和数据加密方案。Part16:内容映射资源构建DICOM信息对象的文档模板、在信息对象中使用到编码术语集、术语词典以及编码术语的区域特定翻译等。Part17:解释性信息Part15中指定的参考和常规的解释性信息附录。Part18:通过WEB获取DICOM驻留信息(WADO)介绍了如何通过HTML或XML，利用DICOM的UIDs来获取DICOM的驻留信息。,DICOM中的专业术语,DICOMHasItsOwnLanguage,InformationObjectDefinition（IOD)DIMSEServiceServiceObjectPair(SOP)ClassServiceClassSOPInstanceUniqueIdentifier(UID),NetRoleServiceClassUser(SCU)ServiceClassProvider(SOP)AbstractSyntaxTransferSyntaxPresentationContextApplicationEntityTitleDICOMConformanceStatement(DCS),DIMSE:DICOMMessageServiceElement,信息对像定义(IOD),IOD:真实世界对象的有关信息的面对对象的抽象数据模型。一个IOD为一个通讯中的应用实体提供一个将被交换的信息总览。每一个Modality都拥有自己的信息对像定义（如MR图像，CT图像)创建一个信息对象类似于一个完整的文章每一个词相当于一个描述的属性Attributes一组有序的单词Attributes构成一个句子模块(Module)一组有序的句子Module构成一个段落信息单元(InformationEntity)一组有序的段落InfoEntity组成一个完整的文章信息对象(InformationObject)。单词句子段落文章属性模块信息单元信息对象,现实世界的DICOM模型,现实世界的DICOM打印模型,DICOM信息模型,DICOM信息模型-打印,DICOM现实世界模型-改进,为了支持BasicWorklistManagementServiceclass和ModalityPerformedProcedureStepSOPClasses,我们改进了原始的DICOM现实世界模型。,DICOM现实世界模型-改进,以上模型构成了我们RIS系统的基本架构,Patient,Patient:患者基本信息Order:即影像服务请求,可以理解为是临床申请信息ReqeustedProcedure:请求的过程，可以理解为每一次预约和检查过程.,信息对象的分类,复合信息对象(CompositeIOD):一个复合信息对象中包含DICOM现实模型中某几个实体中的某几个部份。可能包含了多个不同的实体对象；这些实体对象为即将交换的信息提供全部内容；复合IOD之中的这些实体之间的关系也将在这些前后关联的信息中传递。标准信息对象(NormalizedIOD):一个标准信息对象仅包含DICOM现实模型中的某个单独的实体。当一个标准IOD实例被传输时，实例的环境并不被交换，实例的环境由使用标准IOD实例的相关过程提供。,标准IOD一个简单的打印过程,创建打印事务,创建胶片框,设置图像框1,设置图像框2,设置图像框n,还有胶片？,打印胶片,复合IOD图像IOD,PatientInformation,StudyInformation,SeriesInformation,ImageInformation,DICOM信息对象,信息的标准和格式,CTMRUSCRXA,XRFDX,MGSecondaryCapture(SC)StoredPrint,BasicGrayscalePrintBasicColorPrintRTImage,RTPlan,RTDoes,RTStructureModalityWorklistModalityPerformedProcedureStep(MPPS)StorageCommitmentOthers,信息对象（InformationObject)是我们通讯的关键但它并不是信息通讯的全部,DICOMMessageServiceElement(DIMSE)Services,这些服务(Services)被指定了将按照信息对像(InformationObjects)的规定进行操作例如：发送接收图像：执行“Store”命令查询图像：执行“Find”命令获取图像：执行“Move”命令,DICOMCommands(DIMSEServices),C-ECHO,C-STORE,C-FIND,C-MOVE和C-CANCEL(也许还有C-GET?)使用复合对象(CompositeObjects)“C”比如：图像（Image),被存储的打印信息(StoredPrintInformation),ModalityWorklist,放射治疗计划（RTPlan)，结构化的报告单（StructuredReports.)N-CREATE,N-SET,N-ACTION,N-GET,N-DELETE和N-EVENT-REPORT使用规范化的信息对象(NormalizedObjects)“N”比如：BasePrint,StorageCommitment,MPPS(ModalityPerformedProcedureStep)DICOMServices“ActUpon”theInformationObject,ServiceObjectPair(SOP)Class,比如：CTImageStoreSOPClassUltrasoundMulti-FrameImageStorageSOPClassBasicGrayscalePrintManagementMetaSOPClass,图像信息对象(数据),正确的通讯,无效的通讯,=,正确的通讯,=,DICOMNetworkRoles,一个能够被成功执行的通讯对象必须扮演“相反的角色”发送CT图像=服务使用者(ServiceClassUser)SCU接收CT图像=服务提供者)ServiceClassProvider)-SCP,CTImageStorageSOPClass(SCU),CTImageStorageSOPClass(SCP),定义网络角色是所有DICOM通讯的特性,DICOMApplicationSentences,我们必须用到：InformationObjectDICOMCommandServiceObjectPair(SOP)ClassServiceClassRole,?,我们要怎么样才能发送CT图像？,这些术语在中被用来定义几乎所有的DICOM应用,BreakDowntheDICOMSentences,CTImageStorageSOPClassasaSCU,连接协议(AssociationNegotiation),我们必须用到以下项目：描述上下文(PresentationContext)抽象语法(AbstractSyntax)传输语法(TransferSyntax)SOPClassRole请求实体标题(ApplicationEntityTitles),?,我怎样才能连接到其它设备上？,DICOM网络模型,OSI上层服务分界线(通常是一种开发包API),DICOM“AddedValue”,“Off-the-shelf”Networking,连接协议(AssociationNegotiation),连接协商是在两个设备之间的一个“协议”它是即将被交换的数据的类型和数据的编码形式描述上下文(PresentationContext,简称PC)由抽象语法(AbstractSyntax)和传输语法构成(TransferSyntax)(比如：CTImageStoragewithImplicitVRLittleEndian)抽象语法(AS)用于标识SOPClass(如：存储CT图像，ModalityWorklist等）传输语法(TS)用于标识即将被发送的数据的编码形式ImplicitVRLittleEndian是默认值网络角色(NetworkRole)是一个具体的即将被执行的SOPClassSCU或SCP或Both,连接协商(AssociationNegotiation),典型的，SCU是连接的发起者,唯一标识(UniqueIdentifiers)(UIDs),唯一标识应用范围很广它可以用来标识连接协议、抽象语法、传输语法也可以用标识SOPClass,Studies,Series,Images国家、地区、供应商、设备等拥有唯一的标识号；UID是一个基本的ISO标识，每一个公司都必须注册并获得一个UID；UID是一个由数字符号组成的一个最大为64个字节的字符串（中间包含“.”）MRImageSOPClass的UID是“1.2.840.10008.5.1.4.1.1.4”,典型的连接流程,DICOMAE“A”,DICOMAE“B”,DIMSEServices,DICOM消息结构,当信息在网络上以连接协议所规定的方式进行通讯时，它就可以认为是一介DICOM消息。一个DICOM消息由命令集(CommandSet)和数据集(DataSet)两部份组成,DICOM消息,CommandSet(在PS.3.7中定义）,DataSet(在PS.3.5中定义）,DICOMCommandSet,DICOM命令集以由下几个部份构成：命令单元(CommandElements),它常常被非正式地称为group0单元；这些命令单元即是命令集的属性；每一个特定的服务的属性可以在PS3.7的目录中被查找到.,DICOM数据集,数据集是由在服务中使用的IOD的细节的属性构成；每一个属性被分配了一个唯一的TAGTAG的定义说明见PS3.6；属性的编码和长度由数值表现(ValueRepresentation,简介VR)来定义VR的定义见PS3.5,可选字段是否存在由传输语法决定,DICOM的常见应用,DICOMSOPClass的分组,图像信息通讯,工作流和信息管理,胶片打印管理,媒体交换,通讯验证,验证服务类(VerificationServiceClass),定义两个对等的DICOM应用实体之间确认应用层通讯的服务；它可以被独立地使用，也可以与其它服务的放在一起运行，比如说存储服务；DICOM并没有规定设备该怎么去用验证服务，但通常地，我们可以通过它去获取一个用户接口层面上的结点状态（即在线或离线）。,图像信息通讯,存储服务类(StorageServiceClass),通过该服务，我们可以通过网络将一组对象（如图像、服务、波型、放射治疗计划等）传输到另一个支持这种对象的设备上进行存储；不同的StorageSOPClasses用来传输不同类型的DICOM实体对象CTImage,X-RayImage,USImage,RTPlan.DICOM允许SCPs只存储它们需要的数据，也就是说SCP并不需要把它们所接收到的所有的数据都存储下来。以上信息需要在DICOM一致性申请（DICOMConformanceStatement即DCS）中进行申明。,查询获取服务类(Query/RetrieveServiceClass),通常被用于工作站通过一个网络获取指定的对象（如图像、报告、放射诊疗计划等）；某于不同的信息，有三种模式PatientRootModelStudyRootModelPatient/StudyOnlyModel典型应用：一个简单的Queries“给我今天检查的患者的姓名和ID”一个简单的Retrievals“给我检查123的所有图像”Retrieval支持将对象发送到第三方设备。,胶片打印管理,打印管理服务类,解决图像及一个硬拷贝媒质上的图像相关数据的打印问题通过网络判断打印的质量；打印“预定的”灰度或彩色图像；得到/获取打印机的状态；跟踪胶片在打印队列中的位置；远程管理打印队列通过网络运用专门的打印机函数（参照打印机的DICOM一致性申明文档）,工作流和信息管理,DICOM工作流管理,ModalityWorklistModalityPerformedProcedureStepStorageCommitment,?,DICOM能帮助我们处理图偈和打印业务，但它对RIS有什么帮助吗？,一个完整的应用环境,RIS服务器,PACS归档服务器,影像设备,MPPSStatus=CompletedPerformedChestX-RayPatName/ID,Accession#,StudyUIDCompleteListofImages,BasicWorklistManagementServiceClass,影像设备通过它可与其它的信息系统（如HIS/RIS）结合在一起；可以下载预约检查信息；患者和检查基本信息预约的检查日期/时间，AccessionNumber避免了技师在设备上登记患者信息时可能存在的录入错误这些数据将作为图像创建时的原始数据。,图像中与HIS/RIS有关的数据,PatientInformation,StudyInformation,SeriesInformation,ImageInformation,其它信息,典型的应用模式,StudyManagementServiceClass,ModalityPerformedProcedureStepSOPClass(MPPS),RIS/HIS,影像设备,通过RIS、PACS或Broker,可以从设备获取关于图像已获得和相关的信息（基于预定的程序）状态有：“正在进行”、“已完成”和“已终止”信息反馈给MWL，比如：预定的数据经由MWL获得；What,when,andhowwastheprocedureperformed;AccessionNumber,患者姓名/ID，放射剂量值等已获取图像的列表，StudyInstanceUID,StorageCommitmentServiceClass,从存储设备（如PACS归档服务器）获得关于图像（或其它对象）将被可靠地保存的额外的保证。期间的存储由存储设备来定义；能促进自动地或简单化地删除图像数据；SCP被要求没有损失地保存所有的图像可以有效地避免误图像的误删除;根据方式的不同分为Pull和Push两种模式；Pull模式现在已被废弃；目前主要采用Push模式；,Archive,Modality,Etc,StorageCommitmentPushModelSOPClass,一个完整的应用环境,RIS服务器,PACS归档服务器,影像设备,MPPSStatus=CompletedPerformedChestX-RayPatName/ID,Accession#,StudyUIDCompleteListofImages,媒体交换,DICOMMediaInterchange,DICOM没有定义怎么进行存储，但定义了存档文件：能够发送、接收图像相关信息、报告等；能被查询、发布信息、获取请求的图像；能够存储数据到相关媒体上。媒体交换（MediaInterchange):手动更改数据；DICOM文件格式；DICOM目录；CD-R的一般规范和其它,?,DICOM定义了怎么进行存档吗？,媒体交换模型,DICOMDIR,SOPInstances,DICOM文件格式,CD-R文件集阅读者（File-SetReader即FSR）：读取媒体上的目录并且选择SOP实例；文件集更新者（File-SetUpdater即FSU）：读取并更新媒体上的目录和SOP实例。,附加的DICOM特性,图像显示一致性,问题：在不同的显示器上显示的图像看起来不一致；不是所有的灰阶都被显示了或并不是平滑可见的；显示的图像看起来和打印出来的胶片不一致。,GrayscaleStandardDisplayFunction(GSDF),解决方案：使用已知的人类视觉系统的差别敏感特性在不同的亮度级别上，感知的差异是不同的；把图像的像素映射到一个可见的亮度范围内，被称做P-values；显示器和打印机必须有有规律地进行校准；光度计被用来做软拷贝（显示器）的定量评估；密度计作为一个量度标准，通过测量光学密度来做为硬拷贝（胶片）的评估标准；,GrayscaleStandardDisplayFunction(GSDF),图像显示的一致性,软拷贝表述存储SOPClass,Soft-copyPresentationStorageSOPClass用于传送P-values(如PresentationLUT)包含以下信息：P-value中的输出灰度间距或颜色间距；包括标准的