DICOM

一、介绍

DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）即医学数字成像和通信标准，是医学影像领域的一种重要标准协议。它定义了医学图像及其相关信息（如患者信息、检查信息等）的格式和传输方法，使得不同厂家生产的医学成像设备（如 CT、MRI、超声等）以及不同的医疗信息系统之间能够准确、可靠地交换和共享医学图像数据。简单来说，DICOM 就像是一个“翻译官”，让各种医疗设备和系统能够“说同一种语言”，从而实现医学影像数据的互联互通。

二、发展历史

1. 起源阶段（20 世纪 80 年代初）
   • 当时，医学影像设备开始向数字化方向发展，但不同厂商的设备所产生的图像数据格式各不相同，无法进行有效的交换和共享。为了解决这个问题，美国放射学会（ACR）和国家电器制造商协会（NEMA）于 1983 年开始合作，启动了制定医学数字成像通信标准的项目。
2. DICOM 1.0 和 2.0 阶段（1985 - 1988 年）
   • 1985 年，推出了 DICOM 1.0 标准。然而，这个版本存在很多局限性，主要依赖于特定的网络协议，缺乏通用性。
   • 1988 年，DICOM 2.0 发布，虽然在一定程度上改进了 1.0 的不足，但仍然没有完全解决兼容性和扩展性的问题。
3. DICOM 3.0 阶段（1993 年至今）
   • 1993 年，DICOM 3.0 标准正式发布。它采用了更灵活的架构，独立于具体的网络协议，具有良好的兼容性和扩展性。此后，DICOM 3.0 不断进行更新和完善，逐渐成为医学影像领域的国际标准，被全球范围内的医疗设备制造商和医疗机构广泛采用。

三、技术原理

数据结构

DICOM 数据采用数据集（DataSet）的形式进行组织。数据集由一系列的数据元素（Data Element）组成，每个数据元素包含一个标签（Tag）、一个值表示（Value Representation，VR）和一个值（Value）。标签用于唯一标识数据元素，VR 表示数据的类型（如整数、字符串等），值则是具体的数据内容。例如，一个表示患者姓名的数据元素，其标签可能是特定的编码，VR 为字符串类型，值就是患者的真实姓名。

传输协议

DICOM 定义了两种主要的传输协议：TCP/IP 协议和 DICOM 应用层协议。

• TCP/IP 协议：作为底层的网络传输协议，负责数据的可靠传输。它确保 DICOM 数据能够在不同的设备和系统之间准确无误地传输。
• DICOM 应用层协议：建立在 TCP/IP 协议之上，定义了数据交换的规则和流程。例如，在进行图像传输时，发送方和接收方需要通过一系列的握手操作来建立连接，协商传输参数，然后按照规定的格式进行数据传输。

服务类

DICOM 定义了多种服务类，用于实现不同的功能。常见的服务类包括存储服务类（用于存储医学图像和相关信息）、查询/检索服务类（用于查找和获取特定的医学影像数据）、打印服务类（用于将医学图像打印输出）等。每个服务类都有相应的服务请求和响应消息，通过这些消息的交互，实现了各种医学影像数据的管理和应用功能。

四、应用场景

医学影像设备之间的数据交换

在医院的影像科，通常会有多种不同类型的医学成像设备，如 CT 扫描仪、MRI 设备、X光 机等。这些设备通过 DICOM 标准，可以将生成的医学图像数据准确地传输到影像存档与通信系统（PACS）中。例如，当患者进行 CT 检查后，CT 设备会按照 DICOM 格式将扫描得到的图像数据发送到 PACS 服务器进行存储，医生可以在 PACS 系统上方便地查看和分析这些图像。

远程医疗

在远程医疗场景中，DICOM 标准起着至关重要的作用。当基层医院的医生遇到疑难病症，需要上级医院的专家进行远程会诊时，可以通过 DICOM 协议将患者的医学影像数据（如 X 光片、CT 图像等）传输到上级医院的专家终端。专家可以在自己的设备上查看清晰、准确的影像数据，进行诊断和给出治疗建议，实现了医疗资源的共享和优化利用。

医疗科研

在医学科研领域，研究人员需要收集大量的医学影像数据进行分析和研究。DICOM 标准使得不同医疗机构之间的影像数据能够方便地进行共享和整合。研究人员可以从多个医院获取符合 DICOM 格式的影像数据，建立大规模的医学影像数据库，用于疾病的诊断模型研究、治疗效果评估等方面的科研工作。

医疗信息化系统集成

医院的信息系统通常包括多个子系统，如电子病历系统（EMR）、放射信息系统（RIS）等。DICOM 标准可以实现医学影像数据与这些系统的集成。例如，将患者的影像数据与电子病历关联起来，医生在查看电子病历时可以同时查看相关的影像资料，为临床诊断提供更全面的信息。