医学影像信息学课件：7-2011第 四 章DICOM标准基础知识及应用

1、第 四 章DICOM标准基础知识及应用,目的要求,掌握DICOM的概念 熟悉各章节的主要定义范围 熟悉DICOM的常用术语,第四节、 DICOM AE和DICOM消息结构,一、DICOM AE 二、DICOM消息结构,一、DICOM AE,概念 DICOM AE (Application Entity，应用实体)代表执行DICOM标准定义及规范的相关机制和操作的软件应用模块或应用程序，即在DICOM通讯过程中承担通讯功能操作和任务处理的软件进程，是DICOM通讯模型中位于应用层的角色。,一、DICOM AE,AE 功能操作涉及到的对象及实现机制 DICOM IOD DICOM 服务类规范 DI

2、COM 数据结构及编码 DICOM 数据词典,一、DICOM AE,AE 功能操作涉及到的对象及实现机制 DICOM IOD 提供作为DICOM SOP 实例(instance)定义基础的数据模型和属性集。 SOP 实例体现了现实世界中与影像、检查、患者等对象相关的事件和过程 DICOM AE 在这类事件和过程中，应用DICOM 标准定义的服务元(Service Elements)或服务类(Service Classes)对SOP 实例实施操作,一、DICOM AE,AE 功能操作涉及到的对象及实现机制 DICOM 服务类规范：定义了一套DICOM AE 能够应用于DICOM SOP 实例的操

3、作或实现机制。 DICOM 数据结构及编码：DICOM AE 应用于实现DICOM 通讯和交换的数据集编码的相关定义和规范。 DICOM 数据词典：包含有用于表示DICOM SOP 类的各种属性的DICOM 数据元定义,二、DICOM消息结构,在DICOM 网络通讯过程中，信息以DICOM 消息(Message)的形式进行传递和通讯 DICOM 消息的基础结构由指令集(Command Set)和其后的数据集(Data Set)组成 数据集代表需要传递的数据信息单元 指令集用于指示作用于数据集的操作过程及状态 DICOM指令集 DICOM数据集,1、DICOM指令集,指令集由指令元(Comman

4、d Element)组成，指令元含有指令集中单一指令字段的编码值 每一个指令元的结构包括了显示标识(Tag)、赋值长度(Value Length)和赋值域(Value Field)三个组分,1、DICOM指令集,定义 DICOM数据元 DICOM数据元域 (Data Element Field),2、DICOM数据集,（1）定义,DICOM数据集代表一个实际的DICOM信息对象的实例，代表需要传递的数据信息单元，由一组数据元(Data Element)构成,DICOM数据集,数据元内容则包含信息对象属性(attribute)的编码值，因此，DICOM数据集即为DICOM信息对象实例属性集的编码

5、形式,（2）DICOM数据元,DICOM数据元是构成DICOM数据集的基础信息单元，作为一条编码的IOD属性项，其最低限度由三个部分内容构成：Tag (数据元标识)、赋值长度(Value length)和赋值域(Value field)，在应用一些特定传输语法时，DICOM数据元还需要包括第四部分内容，即VR域,DICOM数据集,（2）DICOM数据元,DICOM数据集,分类 标准数据元(Standard Data Element)：组编号为偶数值的数据元，组编号为0000、0002、0004、0006除外，后者被保留作为DIMSE 指令和DICOM 文件格式用途。 标准数据元包括了DICOM

6、 标准定义的所有1-3 类信息属性，在DICOM 通讯中将被执行常规的传递和解析。,（2）DICOM数据元,DICOM数据集,分类 私属数据元(Private Data Element)：组编号为奇数值的数据元，组编号为0001、0003、0005、0007、FFFF除外，后者用于定义和传递特定系统/设备提供商专用的信息属性 私有数据元属性在不同提供商的系统间通过DICOM 通讯传递时不能保证被正常地解析和交互。,（2）DICOM数据元,DICOM数据集,（3）DICOM数据元域 (Data Element Field),DICOM数据元包含了多个不同的内容域，其中Tag、值长度和赋值域对所有

7、的DICOM数据元都是必需的，VR则对于应用特定的传输语法时作为必需的内容域。,DICOM数据集,（3）DICOM数据元域 (Data Element Field),Tag：由一个16-bit的组编号(group number)和一个16-bit的元编号(element number)组成，组编号在前，元编号在后，用于定义DICOM数据元的唯一性。,DICOM数据集,（3）DICOM数据元域 (Data Element Field),VR： DICOM数据元的VR用长度为2字节的字符串表示，其编码应用的字符来源于DICOM默认字符集，所有DICOM 数据元的VR 值都在DICOM 数据词典中定

8、义,DICOM数据集,（3）DICOM数据元域 (Data Element Field),赋值长度域：定义赋值的编码长度，包括两类，即确定长度(explicit length)类型和未定长度(undefined length)类型。,DICOM数据集,确定：16-bit 或32-bit,不确定： 32-bit,（3）DICOM数据元域 (Data Element Field),赋值域：代表实际赋值的编码区段，为一个含有数据元编码值的偶数字节长度的域,DICOM数据集,第五节、DICOM服务及SOP类基础,概念 DIMSE和DIMSE服务 DICOM服务类与DICOM SOP类 DICOM SO

9、P类常见的应用模式,概念,什么是DICOM服务？ 操作或作用于DICOM信息对象(Information Object)的方法和执行机制。包括两个层次： DIMSE (DICOM Message Service Element，DICOM消息服务元)： DICOM Service Class (DICOM服务类)：,概念,DIMSE (DICOM Message Service Element，DICOM消息服务元)：位于基础层面，定义在两个相关应用实体(DICOM Application Entity)间交换医学影像及相关信息所执行的服务、协议和操作机制,概念,DICOM Service C

10、lass (DICOM服务类)：位于前者的上层，是现实中的数字医学影像信息通讯行为和执行过程的抽象，如医学影像的存储过程(Storage)、打印过程(Print)、查询/调取(Query/Retrieve)过程等。,概念,什么是SOP类(Service Object Pair Class)？ DICOM服务类与其操作的IOD共同构成DICOM SOP类(Service Object Pair Class),一、 DIMSE和DIMSE服务,DIMSE服务建立过程 DIMSE服务类型和通讯模式 DIMSE-Service-User角色间的交互过程 DIMSE服务构成,（一）DIMSE服务建立过程

11、,调用类DIMSE-Service-User,执行类DIMSE-Service-User,发出请求,执行请求,查询 Print Storage,应答确认,（一）DIMSE服务建立过程,Invoking,（二） DIMSE服务类型和通讯模式,DIMSE服务类型 通知服务：notification service 应用于一个DICOM AE通告另一个DICOM AE关于状态改变或事件发生等过程 操作服务：operation service 赋予一个DICOM AE请求对另一个DICOM AE控制的SOP实例执行相关操作的能力,通讯模式： 同步模式：完成完整的一次通讯后再执行另一次 异步模式：不必等

12、应答，即可执行下一次操作,（二） DIMSE服务类型和通讯模式,默认的通讯模式为同步,（三）DIMSE-Service-User角色间的交互过程,一个DIMSE-Service-User角色请求一次特定的操作服务执行过程或通知服务处理过程，另一侧的DIMSE-Service-User角色则尝试执行/处理请求的操作/通知服务，然后报告执行/处理的结果。,（三）DIMSE-Service-User角色间的交互过程,（四） DIMSE服务构成,DIMSE-C类：应用于复合型SOP实例 DIMSE-N类：应用于普通型SOP实例,1. DIMSE-C类服务,DIMSE-C仅提供操作服务类，它赋予通讯两端

13、DICOM AE间请求/实施一次操作服务的能力,1. DIMSE-C类服务,C-Echo：校验和确认端对端通讯的连接过程 C-Store：执行复合型SOP 实例的信息存储过程 C-Find，执行查询过程 C-Move：迁移一个或多个复合型SOP 实例的信息至指定的接收侧DIMSE-Service-User。 C-Get ： 获取一个或多个复合型SOP 实例的信息,注意：C-MOVE 与C-GET有什么区别？,2. DIMSE-N类服务,包括应用于普通型SOP实例的通知和操作两类服务,2. DIMSE-N类服务,通知服务 N-EVENT-REPORT ：向对侧报告一次与SOP实例相关的事件或结果

14、 操作服务 N-Get：请求信息取回(retrieval)过程 N-Set：请求信息更改和修正(modification)过程 N-Action：请求通讯对侧执行一个操作行为 N-Create：请求通讯对侧产生一个SOP 类的实例 N-Delete：请求通讯对侧删除一个SOP 类的实例,二、DICOM服务类 与DICOM SOP类,SOP类与SCU/SCP角色应用 Verification Service Class (确认服务类) Storage Service Class (存储服务类) Query/Retrieve Service Class (查询/提取服务类) Print Manag

15、ement Service Class (打印管理服务类) Basic Worklist Management service class (基础工作表管理服务类) Modality Performed Procedure Step SOP Class (设备执行过程SOP类) Storage Commitment service class (存储委托服务类),概念,DICOM 服务类(DICOM Service Class)定义了一套与DIMSE 服务元逻辑对应的、应用于SOP 类的功能或机制，这些功能和机制在DICOM AE 间的通讯过程中被执行和实现。 DICOM 服务类同样也定义一套

16、规则，用于规范一些被预定义了遵从水平的SOP 类执行，如作为SCU (Service Class User)或SCP (Service ClassProvider)角色层次执行的需求。,在DICOM AE间通讯过程中被执行的作用于SOP类的功能和机制的定义及预定义遵从水平的SOP类的执行层次的需求,概念,DICOM 服务类的执行和能力取决于与之逻辑对应的DIMSE 服务。,概念,DICOM SOP 类：由DICOM IOD 和DIMSE 服务共同定义，包括两类SOP类： 普通型SOP类(Normalized SOP Class) 普通型IOD+DIMSE-N服务 复合型SOP 类(Composite SOP Class) 复合型IOD +DIMSE-C服务 SOP 类是DICOM 标准遵从的核心需求，在DICOM 通讯实现过程中，作为通讯操作两端的DICOM AE 将在通讯的初始阶段完成对需要执行交互操作的SOP 类的协商和确认。,(一) SOP类与SCU/SCP角色应用,在一个设备多源性的医学影像学环境中，成功地应用DICOM 服务类完成设备和系统间数据通讯的关键，是正确地应用和匹配DICOM 服务-对象对(Service Object Pair，SOP)及其“角色”执行既定的