D I COM醫學圖像文件格式解析與應用研究
王立功
Research on the File FOrmat Analysis and Application
of DICOM Medical Image
WangLigong
摘要：由于生產醫學影像設備的國內外廠商眾多，其產品遵守DICOM3．0標準的程度也各不相同，而DICOM3．0
是一個不斷擴充和擴展的標準，因此，在進行醫學影像處理應一用開發時，一般只能針對特定廠商的設備進行數
據采集和處理，不大可能開發出一個能讀取和顯示所有醫學影像設備中的DICOM 格式圖像的工具軟件，除非
國內外所有生產醫學影像設備的制造商都嚴格遵守DICOM3．0標準的規定。論文主要探討了DICOM3．0標準的
產生經過及DICOM 醫學圖像文件格式的大致組成。通過對DICOM圖像文件的剖析，基本解決了醫學影像應用
開發的數據接13問題，為進一步針對醫學影像處理應用的研究和開發提供了數據準備。
關鍵詞：DICOM3．0標準PACS系統 醫學圖像文件格式
一
． 引言
從20世紀90年代初開始， 隨著計算機技術、通信技術以及網絡技術的發展， 圖像分析和處理以及
PACS(Picture Archiving and Communication System)在臨床診斷、遠程醫療以及醫學教學中發揮著越來越重要
的作用。PACS是近年來隨著數字圖像處理技術、計算機和網絡技術的進步而迅速發展起來的， 旨在全面解決
醫學圖像的獲取、顯示、存儲、傳輸以及管理的綜合系統。它主要包括醫學圖像數據獲取、海量數據存儲管理、
圖像處理和顯示、數據庫管理以及用于圖像數據傳輸的局域或廣域網絡等多個方面。而保證PACS成為全開放
式系統的重要網絡標準和通信協議則是DICOM3．0(Digital Imaging and Communications in Medicine 3．0)，
PACS要解決的技術問題之一是統一各種數字化影像設備的圖像數據格式和數據傳輸標準，。DlCOM3．0就是一
種新的數字成像和通信的標準，只要遵照這個標準就可以通過PACS溝通不同廠家生產的不同種類的數字成像
設備。目前活躍在國內外醫學成像設備市場上的主要生產商以國外公司為主，如GE、Siemens等，國內如東
大阿爾派等也生產CT等設備，但占據國內醫學成像設備的市場份額較少，而各國外公司出于市場競爭以及商
業利益等方面的考慮，基本不會公布各自成像設備中的圖像文件格式，各個公司壟斷著各自開發的有關醫學圖
像處理應用的開發和銷售，所有影像學資料均對外保密。另一方面，這些公司又占據著國內醫學成像設備的絕
大多數市場份額。雖然DlCOM3．0標準的出現一定程度上緩解了這種技術壁壘，各公司一方面聲稱自己的設備
遵循這個標準，而另一方面基于商業機密的考慮又或多或少設置一些技術障礙，并不完全遵循這個標準。這就
為國內從事醫學圖像應用的眾多開發商帶來很大難題， 同時，就國內大多醫療單位而言，往往不會只購買一家
公司的醫學成像設備，常常是CT設備購買一個公司的產品，而MRI設備則可能會購買另外一個公司的產品，
且購買時間段往往不同，而DlCOM3．0標準每年都會公布一些修改和擴充，國外公司由于是在針對自己生產的
作者簡介：王立功 1 9 7 0年生，博士，高級工程師。2 004年1月獲東南大學生物醫學工程博士學位，2 004年2月起在深圳清華
大學研究院做博士后研究3-作，主要從事計算機圖像處理，計算機圖形學，PACS，虛擬現實，科學可視化以及機械CAD和專家系統
等方面的研究工作， 已發表論丈1 0余篇 作者單位： 深圳清華大學研究院 通信地址：51 8 O 5 7 深圳市南山區科技園南區清華
大學研究院 電話：0 7 5 5—2 6 5 51 38 7(O) 1 3 7 6 01 O8 94 8(MP)E-maIl：ba sti one1 6 3．com
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設備的基礎上進行相關的應用軟件開發，因而他們在進行PACS等項目開發時就具有了得天獨厚的便利，而這
種情勢對國內眾多PACS開發商而言則無異于夢魘。
鑒于此，本文試圖對DICOM 文件格式進行解析，使其所包含的技術內容盡可能多的得到解釋和理解，也
希望就此問題與國內從事相關應用開發工作的同行進行探討。全文共分五個部分，第一部分簡述了對DICOM
格式文件進行解析的必要性，第二部分闡述了DICOM3．0標準的產生過程，第三部分對DICOM格式文件進行
了解析，第四部分論述如何顯示DICOM格式的圖像，最后是對全文的總結。
二、DICOM3．0標準簡介
20世紀70年代隨著計算機層析成像技術(Computed Tomography)及其他數字成像技術的發展，一大批數
字成像設備相繼應用于臨床， 生產這些設備的制造商很多，各制造商都制訂了各自不同的圖像格式， 由于制定
圖像的標準、圖像傳輸方式不可能相同， 因而來自不同制造商的成像設備產生的圖像根本不可能互換。
為了統一不同制造商的設備之間的接口標準，美國放射學會ACR(American College of Radiology)和美國
國家電氣制造商協會NEMA(National Electrical ManufacturersAssociation)在1983年成立了一個聯合委員會，
旨在制訂一套醫學圖像的通訊標準。其主要目標是：(1)提供獨立于各設備制造商的數字圖像及其相關信息的
通訊標準，促進數字圖像的網絡化；(2)促進PACS的發展，并擴展PACS與HiS(Hospital Information System)、
RIS(Radiology Information System)等其他醫學信息系統的通訊；(3)建立一個廣泛的、分布式的診斷信息數據
庫，便于處理地理上分散的不同設備問的查詢請求。
ACR—NEMA委員會于1 985年正式發表ACR—NEMA1．0版(No．300—1 985)。1 986年和1 988年又分別發布
了DICOM標準的兩個修訂版。1988年發布了ACR—NEMA2．0標準(No．300—1988)，但由于缺乏有效的網絡連
接手段以及技術方面不夠成熟，這些規范并沒有被廣泛采用。ACR—NEMA委員最終在1996年發布了一套新的
規范，并正式命名為DICOM3．0(Digital Imaging and Communications in Medicine 3．0)，此標準一經公布即被
眾多影像設備制造商及機構采用，此后，DICOM標準不斷吸納各方反饋的有用信息，從不同專業角度對標準在
深度和廣度方面進行擴充，1998年又推出了修訂版本， 目前該標準仍然處于不斷發展中。ACR—NEMA委員會
每年都會公布一些針對DICOM3．0標準的修改和擴充¨ 。限于篇幅，本文對DICOM3．0標準的具體內容及組成
不作介紹，具體內容參見文獻【2】【3】【4】。
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