方勝吉

【摘要】 本文在對DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)格式分析的基礎(chǔ)之上，以臨床實際應(yīng)用為依據(jù)，以提高醫(yī)學(xué)圖像臨床利用率為目的，提出了一種按照醫(yī)學(xué)圖像的分辨率的高低及拍攝部位的重要程度，進行分層存儲的設(shè)計方案，有效的解決了醫(yī)學(xué)圖像批量存儲困難，臨床訪問利用率低下的問題。

【關(guān)鍵詞】 醫(yī)學(xué)圖像 DICOM格式 分層存儲

一、引言

目前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，數(shù)字醫(yī)學(xué)影像格式及其轉(zhuǎn)換方式的通用國際標(biāo)準(zhǔn)是DICOM，而本文所描述的是以DICOM為基礎(chǔ)，以PACS在臨床應(yīng)用為前提的相關(guān)的文件格式及存儲方法。PACS是醫(yī)學(xué)圖像存儲及通訊系統(tǒng)的縮寫，它采用數(shù)字化的形式，對臨床應(yīng)用的醫(yī)學(xué)圖像進行管理、傳送、存儲和顯示，它的特點非常明顯，顯示的圖像質(zhì)量高、傳輸過程中無失真、速度快、可共享等[1]。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的不斷發(fā)展，國內(nèi)的眾多醫(yī)院都開始或已經(jīng)建立了自己的醫(yī)院管理信息系統(tǒng)，開展遠程合作醫(yī)療，由此引發(fā)了對PACS的迫切需求。然而，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，如何快速、高效的存儲和引用醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)應(yīng)用于臨床，是PACS要解決的一個重要的問題。

二、DICOM標(biāo)準(zhǔn)格式的醫(yī)學(xué)圖像

DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像主要是由兩個部分組成的，分別是文件頭和數(shù)據(jù)集[2]，可以從如下四方面的內(nèi)容理解：

1）存儲服務(wù)類及相關(guān)信息：這部分主要的功能是在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)框架下，將數(shù)據(jù)格式層的相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成醫(yī)學(xué)圖像的專用信息。

2）DICOM文件格式：在DICOM格式的文件中，數(shù)據(jù)元素全部被封裝到一個文件里形成數(shù)據(jù)集合，在文件的前面，設(shè)置文件的原信息，其中包括文件頭、文件標(biāo)識、組長度、元信息版本等一些相關(guān)信息，以此來表示文件為DICOM文件。

3）DICOM目錄信息：在DICOM中，文件之間的邏輯關(guān)系是由圖像之間的邏輯關(guān)系體現(xiàn)的，主要包括圖像IOD及檢查結(jié)果等信息，而定義這樣的關(guān)系是由DICOM標(biāo)準(zhǔn)中基本目錄信息對象實現(xiàn)的，而基本目錄信息又是由多個目錄實體構(gòu)成的，目錄實體的內(nèi)部包含1-N條目錄記錄，它們采用遞歸的方式依次引用下級目錄，主要包括4個方面的內(nèi)容[3]：一、引用下級目錄；二、指向相關(guān)的IOD文件；三、可控記錄選擇的鍵值；四、同級目錄連接機制。

4）DICOM文件存儲標(biāo)準(zhǔn)：針對于各種不同的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備所產(chǎn)生的不同格式的醫(yī)學(xué)影像文件，DICOM設(shè)置了完整的存儲歸檔機制，可以依據(jù)具體歸檔選取。

三、醫(yī)學(xué)圖像存儲

DICOM標(biāo)準(zhǔn)下的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)具有分辨率高和海量的特點，所以，在PACS系統(tǒng)當(dāng)中存儲將面臨巨大的壓力；同時，醫(yī)學(xué)圖像的臨床存取效率和數(shù)據(jù)安全可靠性也將成為一個重要的問題。為了解決上述問題，本文基于DICOM文件格式，提出一種分層存儲的方法，即在將醫(yī)學(xué)圖像存儲到數(shù)據(jù)庫時，按圖像的分辨率及拍攝部位的重要程度對其進行劃分。

1、分層次存儲的基本思想：相對于其它類型數(shù)據(jù)而言，醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大、具有很強的規(guī)律性和關(guān)聯(lián)性，而醫(yī)學(xué)圖像的空間和灰度分辨率高、數(shù)據(jù)表示的重疊信息邊界不明顯且對比度不高，又使醫(yī)學(xué)圖像具有特殊性；然而，在整個的醫(yī)學(xué)圖像上醫(yī)生和患者感興趣的只有病癥局部信息，對其它部分的信息很少注意，因此，本文采用分層存儲的方法對醫(yī)學(xué)圖像進行存儲，也就是說在將醫(yī)學(xué)圖像存儲到數(shù)據(jù)庫時，按圖像的分辨率及拍攝部位的重要程度對其進行劃分；對于圖像中的病變區(qū)域，我們稱為“重點區(qū)域”，采用高質(zhì)量的高保真無損壓縮，以保證圖像品質(zhì)； 對非病變區(qū)域，我們稱為“非重點區(qū)域”進行高效壓縮，該部分以提高壓縮效率為主，這樣即突出圖像重點區(qū)域，同時又保證了整幅圖像的完整性。具體存儲時，將圖像庫劃分為基本圖像庫、縮略圖庫和標(biāo)注圖庫，基本圖像庫存儲高分辨率的 DICOM圖像數(shù)據(jù)，縮略圖庫存儲低分辨率的縮略圖像，而標(biāo)注圖庫存儲標(biāo)注了的病變區(qū)域的圖像。

2、基本圖像庫：醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)從醫(yī)療設(shè)備上成像后，經(jīng)過解析，也就是去除DICOM格式的信息部分，只保留圖像數(shù)據(jù)部分的內(nèi)容[4]，然后存儲到基本圖像庫當(dāng)中，從而建立起最初的基本醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫， 但這樣的圖像存在格式不統(tǒng)一的問題，所以在后續(xù)的處理工作當(dāng)中要利用圖像處理工具進行格式統(tǒng)一處理。

3、縮略圖庫：實際上，醫(yī)療設(shè)備上形成的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，信息量是很大的，這樣的圖像數(shù)據(jù)在臨床應(yīng)用時傳輸是很困難的，不能夠適應(yīng)臨床應(yīng)用對實時性的要求，因此建立醫(yī)學(xué)圖像的縮略預(yù)覽圖是十分必要的，它可以方便用戶在查看所需的圖像時，快速定位，提高訪問效率[5]。縮略圖采用低分辨率的小圖，是對基本圖像進行的微縮，在對基本圖像進行模糊化處理、重新采樣、重新銳化之后，將其設(shè)置為每個像素點有 4-8bit，最后得到的圖像存儲到縮略圖庫。

4、標(biāo)注圖庫：醫(yī)學(xué)影像生成后，由相關(guān)的醫(yī)生在圖像上對病變區(qū)域進行標(biāo)注，突出顯示出病變部分，然后將標(biāo)注好的醫(yī)學(xué)圖像存儲到標(biāo)注圖像庫中。

經(jīng)過以上的分層存儲處理后，醫(yī)生和患者可以根據(jù)需要快速的從相應(yīng)層次的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中檢索出想要的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，可有效的提高臨床應(yīng)用效率。

四、總結(jié)

本文基于 DICOM格式的醫(yī)學(xué)圖像，以臨床實際應(yīng)用為依據(jù)，針對臨床應(yīng)用時醫(yī)學(xué)圖像批量存儲以及利用效率低下問題，提出了按圖像分辨率及拍攝部位重要程度進行分層存儲的思想，并給出具體方法，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種DICOM醫(yī)學(xué)圖像的分層存儲管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方案，本方案的提出，能在一定程度上解決醫(yī)學(xué)圖像存儲和利用效率低的問題，具有一定的實際意義。

參 考 文 獻

[1] 王英，基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像存儲與訪問的研究，醫(yī)療裝備，2005.

[2] 韓磊，基于DICOM的醫(yī)學(xué)圖像存儲模型設(shè)計與實現(xiàn)，計算機時代，2006.

[3] 王龍，基于DICOM的醫(yī)學(xué)圖像存儲與處理系統(tǒng)的實現(xiàn)，電腦學(xué)習(xí)，2010.

[4] 楊曉月，一種DICOM醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)存儲管理的設(shè)計方案，電腦知識與技術(shù)，2006.

[5] 薛萬宇，一種醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫存儲方案設(shè)計與實現(xiàn)，微計算機信息，2008.