DICOM标准:DICOM标准中的公用模块、核心模块详解(二)——图像模块、图像平面模块、图像像素模块、Contrast/bolus模块、电影组件、多帧模块详解

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目录

概述

6、规格图像模块

6.1 常规图像属性描述

6.1.1 病人方位

6.1.2 图像类型

6.1.3 派生描述

6.1.4 源图像顺序

7、图像平面模块

7.1.1 图像平面属性描述

7.1.1.1 图像位置和图像方向

7.1.1.2 切片位置

8、图像像素模块

8.1  图像像素属性描述

8.1.1  每个像素的样本

8.1.2 光度解释

8.1.3 平面结构

8.1.4 像素数据

9、Contrast/Bolus模块

10、电影组件

11、多帧模块

12、患者总结组件

13、检查内容模块

结论


概述

        在DICOM标准中,图像IE模块对所有参考图像IE的复合图像IOD是公用的。本文将详细介绍规格图像模块、图像平面模块、图像像素模块、Contrast/bolus模块、电影组件、多帧模块、患者总结组件和检查内容模块的内容和属性。

6、规格图像模块

下表指定了标识和描述特定序列内的图像的属性。

表 6.1 – 规格图像模块属性

Attribute Name Tag Type Attribute Description
Image Number (0020,0013) 2 标识图像的号码
Patient Orientation (0020,0020) 2C 图像行和列的方向。如果图像是一个不要求图像平面模块的序列的一部分,则要求。参看C.7.6.1.1.1更多的解释。
Image Date (0008,0023) 2C 图像数据开始创建的日期。如果图像是图像暂时相关的序列的一部分,则要求。
Image Time (0008,0033) 2C 图像数据开始创建的时间。如果图像是图像暂时相关的序列的一部分,则要求。
Image Type (0008,0008) 3 图像标识特征。参看C.7.6.1.1.2定义的条目和更进一步的解释。
Acquisition Number (0020,0012) 3 标识单个产生这个图像的跨越一段时间的连续数据采集的号码。
Acquisition Date (0008,0022) 3 产生这个图像的数据获得开始的日期
Acquisition Time (0008,0032) 3 产生这个图像的数据获得开始的日期
Referenced Image Sequence (0008,1140) 3 提供到标识其它与这个图像相关的编码为条目(0008,1150) 和(0008,1155)的序列图像的图像SOP类/实例集的参考
 Referenced SOP Class UID (0008,1150) 1C 唯一地标识参考SOP类。如果参考图像序列(0008,1140)被发送,则需要。
Referenced SOP Instance UID (0008,1155) 1C 唯一地标识参考SOP实例。如果参考图像序列(0008,1140)被发送,则需要。
Derivation Description (0008,2111) 3 这个图像如何得到的文本描述。参看C.7.6.1.1.3更多的解释。
Source Image Sequence (0008,2112) 3 标识图像SOP类/实例对集合的序列,用来产生这个图像。编码为条目的序列:(0008,1150) and (0008,1155)。参看C.7.6.1.1.4更多的解释。
> Referenced SOP Class UID (0008,1150) 1C 唯一地标识参考SOP类。如果图像序列(0008,2112)被发送,则要求。
> Referenced SOP Instance UID (0008,1155) 1C 唯一地标识参考SOP类。如果源图像(0008,2112)被发送,则要求。
Images in Acquisition (0020,1002) 3 产生于这个数据获得的图像的数目。
Image Comments (0020,4000) 3 用户定义的关于图像的注解

6.1 常规图像属性描述

6.1.1 病人方位

        病人方位(0020,0020)与图像平面有关,由指定了确定的横轴(从左到右)和确定的纵轴(从上到下)的解剖方向的两个值来指定。第一项是行的方向,由第一行中的第一个像素到最后像素的方向给定。第二项是列的方向,由第一列的第一个像素到最后像素的方向给定。

解剖的方向由首字母指定:A(前面),P(后面),R(右边),L(左边),H(首部),F(底部)。每个值的方向属性都被指定,然后它们由一个或两个附加的字母指明。在每个值中,字母用指定于第一个字符中的首方向排序。

6.1.2 图像类型

图像类型(0008,0008)属性标识重要的图像标识特征。这些特征是:

  1. 像素数据特征:

    • 原始图像:它的像素值基于原始的或根源的数据。
    • 派生图像:它的像素值来自一个或多个其它图像的一些方式。
  2. 病人检查特征:

    • 派生图像:它的生成作为病人检查的直接的结果。
    • 辅助图像:它在首次病人检查之后生成。
  3. 特殊的形态特征

  4. 特殊的执行标识:其它特殊的执行标识用于证明执行的一致性要求。

图像类型属性是多态值,提供的方式如下:

  • 值1确定像素数据特征:
    • 原始的=确定一个原始图像
    • 派生的=确定一个派生的图像
  • 值2确定病人检查特征:
    • 主要的=确定主要图像
    • 辅助的=确定辅助图像
  • 值3确定任何图像IOD特殊性(可选的)
  • 其它值完成特殊执行(可选的)

        如果派生图像的像素数据不同于源图像的像素数据,不同处将期待得到图像的专业的解释,派生的图像将会有一个UID不同于所有的源图像。

6.1.3 派生描述

如果图像确定了一个派生图像(参阅C.7.6.1.1.2图像类型),派生描述(0008,2111)是一个可选的派生方式的图像文本描述。它用于是否提供源图像顺序(0008,2112),也用于当派生图像像素数据不被从一个源图像和同一个源图像用途相同的SOP实例UID的派生图形有意改变的情况。

注意:

  1. 通常期待得到专业解释的派生图像的例子在新的UID中包含: a) 来自其它图像的图像处理的图像结果(如模糊屏蔽) b) 多次革新的CT图像 c) 通过减少一个图像到其它图像的像素值来派生一个DSA图像。 d) 通过有损压缩算法进行压缩之后的图像被减压。确保用户有关于有损压缩的必需信息,派生描述(0008,2111)中包含了近似的压缩率。
  2. 通常不期待得到专业解释派生因此也不需要新的UID图像的例子,是一个用附加的行和列填充的图像,以显示更多的意图。

6.1.4 源图像顺序

        如果一个图像确定一个派生的图像(参阅C.7.6.1.1.2图像类型),源图像顺序是一个可选的引用SOP类UID(0008,1150)/引用SOP实例UID(0008,1150)的列表,以确定用于生成派生图像的源图像。它可被用于是否有一个在派生描述(0008,2111)中被派生的图像描述。

7、图像平面模块

表7.1描述了定义二维平面图像传输的像素组属性。

注意: 在DICOM标准的先前版本中,图像位置和图像方向由相关的设备的坐标系统确定。这个设备坐标系统不是完全定义,有许多二义性存在。在这个模块中,基于坐标的系统的设备有已收回的和由基于坐标系统的病人归还的。

表 7.1- 图像平面模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
像素空间 (0028,0030) 1 病人中各个像素中心点之间的物理距离,由一个双行的数字值(定界符)列值值以毫米来确定。
图像方向(病人) (0020,0037) 1 首行和首列余弦的方向应考虑病人。进一步说明请参阅C.7.6.2.2.1。
图像位置(病人) (0020,0032) 1 X,y和z是图像的左上角的坐标(传输的首像素)进一步说明请参阅C.7.6.2.2.1。
切片厚度 (0018,0050) 2 名义上的切片厚度,以毫米为单位。
切片位置 (0020,1041) 3 实际的相对位置,以毫米为单位。

7.1.1 图像平面属性描述

7.1.1.1 图像位置和图像方向

图像位置确定(0020,0032)图像左上角的x,y和z值,是第一个传输的像素。图像方向(0020,0037)确定考虑病人首行和首列的余弦方向。这些属性作为成对来提供。X,y和z轴的行值分别沿着x,y和z轴取值。

轴的方向完全由病人的方向来定义。X轴在病人的左边递增,y轴在病人的后面递增,z轴在病人的前面递增。

基于坐标系统的病人是一个右手系统,如,矢量沿着确定的x轴的一个单元矢量和沿着确定的y轴的一个单元矢量的结果同沿着确定的z轴的一个单元矢量相同。

注意: 如果一个病人位于与地面平行的桌子上,脸朝上,脚到头的方向等于成像设备的前后方向,这个病人的轴方向基于坐标系统,设备基于坐标系统,在DICOM标准的先前版本中保持一致。

7.1.1.2 切片位置

切片位置(0020,1041)定义为以毫米为单位的明确的相对位置。这个信息与不重要的执行特殊参考点有关。

8、图像像素模块

下表指定了图像的描述像素数据属性。

图像像素模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
每个像素的样本 (0028,0002) 1 这个图像中样本的数字,进一步说明请参阅C.7.6.3.1.1
光度解释 (0028,0004) 1 确定像素数据的有意的解释。进一步说明请参阅C.7.6.3.1.2。
(0028,0010) 1 图像中行的数字。
(0028,0011) 1 图像中列的数字。
位分配 (0028,0100) 1 每个像素样本位分配的数字。每个样本将有相同的位分配的数字。进一步说明请参阅DICOM标准的第5部分。
位存储 (0028,0101) 1 每个像素样本位存储的数字。每个样本有相同的位存储数字。进一步说明请参阅DICOM第5部分。
高位 (0028,0102) 1 像素样本数据最重要的位。每个样本有相同的高位。进一步说明请参阅第5部分。
像素表示 (0028,0103) 1 像素样本的数据表示。每个样本有相同的像素表示。
列出的值:0000H=无符号整数0001H=2的补码。
像素数据 (7FE0,0010) 1 数包含图像的像素样本的数据流进一步说明请参阅C.7.6.3.1.4。
平面结构 (0028,0006) 1C 显示像素数据是否被发送color-by-plane或 color-by-pixel。每个像素的样本必需有一个比1大的值。进一步说明请参阅C.7.6.3.1.3。
像素外观比率 (0028,0034) 1C 图像中像素的真实空间比率由一个对数字确定:行值(定义符)列值。如果空间比率不是1\1,图像平面模型不适用于这个图像。
最小图像像素值 (0028,0106) 3 在这个图形中相遇的最小的实际像素值。
最大图像像素值 (0028,0107) 3 在这个图形中相遇的最小的实际像素值。
红色调色板颜色检查表描述 (0028,1101) 1C 确定红色调色板颜色检查表数据(0028,1201)是否必需的,如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。
绿色调色板颜色检查表描述 (0028,1102) 1C 确定绿色调色板颜色检查表数据(0028,1202)是否必需的,如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。
蓝色调色板颜色检查表描述 (0028,1103) 1C 确定蓝色调色板颜色检查表数据(0028,1203)是否必需的,如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。
红色调色板颜色检查表描述 (0028,1201) 1C 红色调色板颜色检查表数据。必需的如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。
绿色调色板颜色检查表描述 (0028,1202) 1C 绿色调色板颜色检查表数据。必需的如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。
蓝色调色板颜色检查表描述 (0028,1203) 1C 蓝色调色板颜色检查表数据。必需的如果光度解释(0028,0004) 有一个PALETTE颜色或ARGB的值。

8.1  图像像素属性描述

8.1.1  每个像素的样本

在这个图像中,每个像素的样本(0028,0002)是独立的位面数字。一、三和四图像位面已定义。虽然承认图像位面的其它数字,但它们的含义不由DICOM标准定义。

对于单色(灰度)和调色板颜色图像,位面的数字是1。对于RGB和彩色模型,这个属性值是3。对于ARGB和四矢量颜色模型,这个属性值是4。

所有图像位面有相同的行(0028,0010)、列(0028,0011)、位分配(0028,0100)、位存储(0028,0101)、高位(0028,0102)、像素表示(0028,0103)和像素外观比率(0028,0034)的

属性。

8.1.2 光度解释

光度解释(0028,0004)属性确定了像素数据的有意解释。这可以是以下值之一:

  • MONOCHROME1: 单色图像,其中最小的像素值对应于最大显示亮度。
  • MONOCHROME2: 单色图像,其中最小的像素值对应于最小显示亮度。
  • PALETTE COLOR: 调色板颜色图像,其中像素值用作离散索引到红、绿、蓝调色板颜色检查表。
  • RGB: RGB彩色图像,像素值直接表示红、绿、蓝三种颜色成分。
  • ARGB: RGBA彩色图像,此外还包含透明度(alpha)通道。
  • YBR_FULL: YCbCr彩色图像,完整范围。
  • YBR_PARTIAL: YCbCr彩色图像,部分范围。
  • YBR_ICT: YCbCr彩色图像,使用不可逆离散余弦变换。
  • YBR_RCT: YCbCr彩色图像,使用可逆离散余弦变换。

8.1.3 平面结构

平面结构(0028,0006)属性显示像素数据是否被发送为按平面排列或按像素排列。这个属性对于多平面图像(每个像素的样本大于1)是必需的。它可以采用的值包括:

  • 0: 按像素排列(color-by-pixel)。例如,RGB图像的数据排列为:R1G1B1, R2G2B2, …
  • 1: 按平面排列(color-by-plane)。例如,RGB图像的数据排列为:R1R2R3…, G1G2G3…, B1B2B3…

8.1.4 像素数据

像素数据(7FE0,0010)属性包含图像的像素样本数据流。这个数据流的组织方式依赖于每个像素的样本数、平面结构及其他相关属性。数据流按行优先的顺序排列,先行后列。

9、Contrast/Bolus模块

下表描述了与对比剂或螺栓注射相关的属性。

表 – Contrast/Bolus模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
Contrast/Bolus Agent (0018,0010) 2 用于图像生成的对比剂或螺栓的名称。
Contrast/Bolus Agent Sequence (0018,0012) 3 对比剂或螺栓描述的序列
Contrast/Bolus Administration Route Sequence (0018,0014) 3 对比剂或螺栓投给路线的序列
Contrast/Bolus Volume (0018,1040) 3 用于图像生成的对比剂或螺栓的体积,以毫升计。
Contrast/Bolus Start Time (0018,1041) 3 对比剂或螺栓注射开始的时间。
Contrast/Bolus Stop Time (0018,1042) 3 对比剂或螺栓注射结束的时间。
Contrast/Bolus Total Dose (0018,1043) 3 对比剂或螺栓注射的总剂量。
Contrast Flow Rate (0018,1044) 3 对比剂流速,以毫升/秒计。
Contrast Flow Duration (0018,1045) 3 对比剂流动的持续时间,以秒计。
Contrast/Bolus Ingredient (0018,1046) 3 对比剂或螺栓的成分名称。
Contrast/Bolus Ingredient Concentration (0018,1047) 3 对比剂或螺栓成分的浓度,以毫克/毫升计。

10、电影组件

下表描述了电影组件模块的属性,主要用于动态影像。

表 – 电影组件模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
Cine Rate (0018,0040) 3 动态影像的帧速率,以帧/秒计。
Frame Time (0018,1063) 3 每帧的时间,以毫秒计。
Frame Time Vector (0018,1065) 1C 帧时间矢量,以毫秒为单位。每帧的时间相对于前一帧的时间。如果Frame Time(0018,1063)未发送,则必需。
Start Trim (0018,1066) 3 开始修整的帧数。
Stop Trim (0018,1067) 3 停止修整的帧数。
Recommended Display Frame Rate (0018,1068) 3 推荐的显示帧速率,以帧/秒计。

11、多帧模块

下表描述了多帧模块的属性,主要用于包含多个帧的图像。

表 – 多帧模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
Number of Frames (0028,0008) 1 图像中的帧数。
Frame Increment Pointer (0028,0009) 1 指向每帧之间间隔的属性。
Multi-frame Dimension Index Sequence (0020,9222) 1C 多帧维度索引序列。如果存在多帧维度,则必需。

12、患者总结组件

下表描述了患者总结组件的属性。

表 – 患者总结组件属性

属性名 标记 类型 属性描述
Patient’s Name (0010,0010) 2 患者的姓名。
Patient ID (0010,0020) 2 患者的ID。
Patient’s Birth Date (0010,0030) 2 患者的出生日期。
Patient’s Sex (0010,0040) 2 患者的性别。
Other Patient IDs (0010,1000) 3 患者的其它ID。
Other Patient Names (0010,1001) 3 患者的其它姓名。
Patient’s Age (0010,1010) 3 患者的年龄。
Patient’s Size (0010,1020) 3 患者的身高,以米为单位。
Patient’s Weight (0010,1030) 3 患者的体重,以千克为单位。
Ethnic Group (0010,2160) 3 患者的种族。
Patient Comments (0010,4000) 3 关于患者的评论。

13、检查内容模块

下表描述了检查内容模块的属性。

表– 检查内容模块属性

属性名 标记 类型 属性描述
Study Instance UID (0020,000D) 1 唯一标识检查的UID。
Study Date (0008,0020) 1 检查的日期。
Study Time (0008,0030) 1 检查的时间。
Referring Physician’s Name (0008,0090) 2 主治医生的姓名。
Study ID (0020,0010) 2 检查的ID。
Accession Number (0008,0050) 2 检查的接入编号。
Study Description (0008,1030) 3 检查的描述。
Name of Physician(s) Reading Study (0008,1060) 3 读片医生的姓名。
Study Priority ID (0008,1032) 3 检查优先级的ID。
Study Status ID (0008,1033) 3 检查状态的ID。

结论

        本文详细介绍了DICOM标准中图像IE模块的关键属性和内容。这些模块涵盖了规格图像、图像平面、图像像素、Contrast/bolus、电影组件、多帧、患者总结组件和检查内容模块,提供了详细的属性描述和相关的解释。这些信息对于理解和使用DICOM标准进行图像数据的存储和传输至关重要。        

注: 以上信息均基于DICOM 3.0标准文档的第3章内容进行翻译和整理,提供了有关病人医学信息模块的关键属性说明。这些信息对于医学成像专业人员和信息技术人员理解和应用DICOM标准至关重要。

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