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医学影像学
医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部份，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。
目前的主要处理方式有：X光成像（X-ray），电脑断层扫描（CT），核磁共振成像（MRI）， 超声成像（ultrasound），正子扫描（PET），脑电图（EEG），脑磁图（MEG），眼球追踪（eye-tracking），穿颅磁波刺激（TMS）等现代成像技术，用来检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。
医学影像学的崛起使得对于病人的诊断有了更加直观的证据。除此之外，对于医学领域的相关研究，也有着巨大的影响。
dicom文件相关
1.1 什么是dicom图像
DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）即医学数字成像和通信，是医学图像和相关信息的国际标准。其是目前应用最为广泛的医学影像格式，常见的CT,核磁共振，心血管成像等大多采用的是docim格式的存储。
1.2 dicom图像中有什么
doicm主要存储两方面信息：
（1）关于患者的PHI(protected health imformation)信息
简单来说，就是患者的相关信息（这些信息是收到保护的）。例如，姓名，性别，年龄，继往病历等
（2）直观的图像信息
一部分信息是扫描过后患者图像的某一层（切片，稍后会讲到），医生可以通过专门的dicom阅读器去打开，从而察看患者病情。另一部分是相关的设备信息，例如生产的dicom图像是X光机扫描出的X光图像的某一层，那么dicom就会存储关于此X光机的相关设备信息。
更具体地划分，这些信息可以被分为以下四类：
（1）Patient
例如患者的姓名，性别，体重，ID等等，反映的主要是患者个人的相关信息。
（2）Study
也就是关于患者接受某项检查所记录的信息，例如检查号，检查日期，检查时患者的年龄，检查的部位等等。
（3）Series
存储关于检查的简单信息，例如图像的层厚，层间距，图像方位等等。
（4）Image
存储关于检查结果（例如X光影像的某一层）的详细信息，例如影像拍摄日期，图像的分辨率，像素间距等等。
注意
dicom文件
患者影像
一方面，在实际检查过程中，例如CT检查，是利用X光线等放射性光线与探测器一同围绕人体做多层的断面扫描。也就是说，我们得到的结果是一层一层的断面图像，将这些断面图像在z轴叠加起来，才是一个完整的医学影像。而每一个dicom存储其中一层图像(但又不仅仅是存储图像），换句话说，一位患者有多个dicom文件。
如上图，一个完整的医学影像是由许多个断面图像在z轴上堆叠而成的三维图像。而一个dicom文件只存储其中的一切图像及相关信息。
另一方面，dicom文件不仅仅存储的是患者影响的切片，还存储着相关的信息（在上面已经提到）。
综上，dicom是一个存储患者所拍摄医学影像的某一层断面图和相关信息的文件。
1.3 dicom结构及组成
dicom文件内部的组成结构如下图：
可以看出，一个完整的dicom文件由两部分组成：文件头和数据集。
1.3.1 文件头
Dicom文件头包含的是关于数据集的相关信息，主要有以下几部分：
文件导言
Dicom前缀，也是计算机读取过程中判断一个文件是否是dicom文件的依据。
文件信息元素
1.3.2 数据集
数据集即存储相关数据的地方，数据集的基本单位是数据元。数据元由四个部分组成：
(1) Tag
也即标签部分，用于识别数据的具体类型。包括组号（Group）和元素号(Element)两部分。在这里，Group对应的编码是指所存储信息的大类，也就是指明信息是patient,study,series,image四大类中哪一个大类。在确定了Group以后iu，再去检索Element从而确定具体的信息。例如（0008，0050）指的就是病患的检查号信息。
更具体的Tag表见附录。
(2) VR(值表示）
存储Tag指向信息的数据类型。
(3)VL(数据长度）
保存Tag指向信息的数据长度。
(4)值域
保存Tag指向信息的具体值。
一般来说，在处理时，dicom显得有些麻烦。所以会把dicom文件进行转换,从而处理转换后的文件。这里采用的转换方法是将dicom文件转换为raw文件和mhd文件。
raw文件相关
Raw文件，意为“未处理的文件”，其保存的是纯像素信息。常常是一个病人的所有dicom文件中的图像提取出来放在一个raw文件里。也就是说，一个病人对应一个raw文件，其中存储的是该病人的图像信息。（可以理解为将该病人不同的dicom切片图像都叠到一起，形成了一个三维图像）。
mhd文件相关
上面已经提到，dicom文件除了包含切片图像外，还包含其他的一些信息。那么在文件格式转换后，图像信息被raw文件提取，非图像信息则存储在mhd头文件中。简单来说，mhd头文件是存储关于一个病人的所有dicom文件中的非图像信息。
由上述关系可以知道：raw文件与mhd文件是一一对应的，且它们的数量小于等于（实际中一定是小于）dicom文件数量。
附录(常见Tag说明）
Patient Tag
| Group(组号) | Element（元素号） | Tag Description | 中文解释 | VR |
|---|---|---|---|---|
| 0010 | 0010 | Patient’s Name | 患者姓名 | PN |
| 0010 | 0020 | Patient ID | 患者ID | LO |
| 0010 | 0030 | Patient’s Birth Date | 患者出生日期 | DA |
| 0010 | 0032 | Patient’s Birth Time | 患者出生时间 | TM |
| 0010 | 0040 | Patient’s Sex | 患者性别 | CS |
| 0010 | 1030 | Patient’s Weight | 患者体重 | DS |
| 0010 | 21C0 | Pregnancy Status | 怀孕状态 | US |
Study Tag
| Group | Elemen | Tag Description | 中文解释 | VR |
|---|---|---|---|---|
| 0008 | 0050 | Accession Number:A RIS generated number that identifies the order for the Study. | 检查号：RIS的生成序号,用以标识做检查的次序. | SH |
| 0020 | 0010 | Study ID | 检查ID. | SH |
| 0020 | 000D | Study Instance UID: Unique identifier for the Study. | 检查实例号：唯一标记不同检查的号码. | UI |
| 0008 | 0020 | Study Date： Date the Study started. | 检查日期：检查开始的日期. | DA |
| 0008 | 0030 | Study Time：Time the Study started. | 检查时间：检查开始的时间. | TM |
| 0008 | 0061 | Modalities in Study | 一个检查中含有的不同检查类型. | CS |
| 0008 | 0015 | Body Part Examined | 检查的部位. | CS |
| 0008 | 1030 | Study Description | 检查的描述 | . LO |
| 0010 | 1010 | Patient’s Age | 做检查时刻的患者年龄,而不是此刻患者的真实年龄. | AS |
Series Tag
| Group | Element | Tag Description | 中文解释 | VR |
|---|---|---|---|---|
| 0020 | 0011 | Series Number:A number that identifies this Series. | 序列号：识别不同检查的号. | IS |
| 0020 | 000E | Series Instance UID:Unique identifier for the Series. | 序列实例号：唯一标记不同序列的号码. | UI |
| 0008 | 0060 | Modality 检查模态(MRI/CT/CR/DR) | CS | |
| 0008 | 103E | Series Description | 检查描述和说明 | LO |
| 0008 | 0021 | Series Date | 检查日期 | DA |
| 0008 | 0031 | Series Time | 检查时间 | TM |
| 0020 | 0032 | Image Position (Patient)：The x, y and z coordinates of the upper left hand corner of the image, in mm. | 图像位置：图像的左上角在空间坐标系中的x,y,z坐标,单位是毫米.如果在检查中,则指该序列中第一张影像左上角的坐标. | DS |
| 0020 | 0037 | Image Orientation (Patient):The direction cosines of the first row and the first column with respect to the patient. | 图像方位 | DS |
| 0018 | 0050 | Slice Thickness:Nominal slice thickness, in mm. | 层厚. | DS |
| 0018 | 0088 | Spacing Between Slices | 层与层之间的间距,单位为mm | DS |
| 0020 | 1041 | Slice Location：Relative position of exposure expressed in mm. | 实际的相对位置，单位为mm. | DS |
| 008 | 0023 | MR Acquisition | 收购者 | CS |
| 0018 | 0015 | Body Part Examined | 身体部位 | . CS |
Image Tag
| Group | Element | Tag Description | 中文解释 | VR |
|---|---|---|---|---|
| 0008 | 0008 | Image Type:Image identification characteristics. | 图像类型 | CS |
| 0008 | 0018 | SOP Instance UID | SOP实例 | UID. |
| 0008 | 0023 | Content Date：The date the image pixel data creation started. | 影像拍摄的日期. | DA |
| 0008 | 0033 | Content Time | 影像拍摄的时间. | TM |
| 0020 | 0013 | Image/Instance Number:A number that identifies this image. | 图像码：辨识图像的号码. | IS |
| 0028 | 0002 | Samples Per Pixel:Number of samples (planes) in this image. | 图像上的采样率. | US |
| 0028 | 0004 | Photometric Interpretation:Specifies the intended interpretation of the pixel data. | 光度计的解释,对于CT图像，用两个枚举值MONOCHROME1，MONOCHROME2.用来判断图像是否是彩色的，MONOCHROME1/2是灰度图， RGB则是真彩色图，还有其他. | CS |
| 0028 | 0010 | Rows: Number of rows in the image. | 图像的总行数，行分辨率. | US |
| 0028 | 0011 | Columns: Number of columns in the image. | 图像的总列数，列分辨率. | US |
| 0028 | 0030 | Pixel Spacing:Physical distance in the patient between the center of each pixel. | 像素间距.像素中心之间的物理间距. | DS |
| 0028 | 0100 | Bits Allocated:Number of bits allocated for each pixel sample. Each sample shall have the same number of bits allocated. | 分配的位数:存储每一个像素值时分配的位数，每一个样本应该拥有相同的这个值. | US |
| 0028 | 0101 | Bits Stored:Number of bits stored for each pixel sample. Each sample shall have the same number of bits stored | 存储的位数：有12到16列举值.存储每一个像素用的位数.每一个样本应该有相同值. | US |
