【转】DCM(DICOM)医学影像文件格式详解

悠悠 2022-11-06 07:53 2564阅读 0赞

# 1、 什么是DICOM？ #

DICOM(DigitalImaging andCommunications inMedicine)是指医疗数字影像传输协定，是用于医学影像处理、储存、打印、传输的一组通用的标准协定。它包含了文件格式的定义以及网络通信协议。DICOM是以TCP/IP为基础的应用协定，并以TCP/IP联系各个系统。两个能接受DICOM格式的医疗仪器间，可通过DICOM格式的文件，来接收与交换影像及病人资料。  
        目前，DICOM被广泛应用于放射医疗，心血管成像以及放射诊疗诊断设备（X射线，CT，核磁共振，超声等），并且在眼科和牙科等其它医学领域得到越来越深入广泛的应用。

# 2、DICOM的存储格式 #

DICOM文件的整体结构如图2.1所示，先是128字节的导言部分（没有实际信息），接着是四个字节组成的"DICM"字符串，然后是若干DataElement元素依次排列直至文件结束。

![DICOM的文件结构][DICOM]

图2.1 DICOM文件存储结构示意图

**大小端：**适用于所有的数值型字段，包括：组号域、元素号域、长度域、数值域（IS、DS、US、SS、UL、FL等）其中，**传输TAG、文件元TAG不受大小端影响，一律为小端（包括所有域）**

## 2.1 DataElement的三种结构 ##

DataElement是存储文件信息的主体，DataElement的总体结构如图2.2所示：  
![DataElement的结构][DataElement]

图2.2 DataElement的结构图

Tag由2 Byte的组号和2 Byte的元素号组成，VR是DICOM特有的值表示法，关于值表示法的解释见2.3节。按照VR的类型以及是否显示VR，DataElement又分为三种具体的结构。

*  显示VR：VR为OB OW OF UT SQ UN的元素结构

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>结构</th> 
   <th>组号</th> 
   <th>元素号</th> 
   <th>VR</th> 
   <th>预留</th> 
   <th>值长度</th> 
   <th>数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>字节数</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2（0x00,0x00）</td> 
   <td>2</td> 
   <td>由值长度确定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  显示VR：VR为普通类型时元素结构（少了预留那一行）

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>结构</th> 
   <th>组号</th> 
   <th>元素号</th> 
   <th>VR</th> 
   <th>值长度</th> 
   <th>数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>字节数</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>由值长度确定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  隐式VR

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>结构</th> 
   <th>组号</th> 
   <th>元素号</th> 
   <th>值长度</th> 
   <th>数据元素值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>字节数</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>由值长度确定</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2.2 DataElement的Tag ##

DataElement的**Tag用于标识Element的数据内容**，比如病人信息、图像的格式等。Tag总共有2000多个，常用的主要组号：**0002组描述设备通讯，0008组描述特征参数，0010组描述患者信息，0028组描述图像信息参数。**

Dicom文件数据中所有dataElement从前到后按tag又可简单分段：文件元Tag，普通Tag，像素Tag。

0）** 通讯****Tag**（**0002+元素号）：**定义通讯传输语法  
**1）** **文件元Tag（组号+0000）**：不受传输语法影响，总是以小端显式VR方式表示，用于定义传输语法；文件元Tag的dataElement，并没有多大的意义，它的值长度是整个组所有DataElement的字节长度，一个Dicom中可以只有一个文件元Tag，也可以有多个文件元Tag。  
**2）** **普通Tag**：除了文件元Tag和像素Tag，其余的都是普通Tag数据。包括：图像宽，高，数据传输格式，病人姓名，病人生日，病历医院，病历科室，病情的描述等等数据；  
**3）** **像素Tag（7fe0,0010）**：表示DataElement存储的是病历的图像数据。

**常用的Tag分类表见文末。**

## 2.3 DataElement的VR ##

VR（Value Representation）值表示法是DICOM文件中特有的一种数据类型表示方式，规定了不同数据类型的含义及存储格，共有27种VR。在隐式VR的结构中会根据元素标识进行判断。Tag和VR是有对应关系的，每一种Tag其实是有一个固定的VR类型。  
        **27种VR表附在文末。**

## 2.4 DataElement的数据长度 ##

数据长度用两个字节存储了数据元素值的长度，所有DICOM数据元素都应该为偶数长度，若为奇数，追加空格或空NULL。当数据长度为0xFFFFFFFF时，数据一直到截止符为止。

# ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Npbm9sb3Zlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70][] #

# 附表： #

表1 常用的Tag分类表

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

表2 27种VR的含义及数据长度

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]  
参考：  
[常用Tag和VR表格][Tag_VR]  
[DICOM文件解析][DICOM 1]  
[dicom文件详细解析][dicom]

[DICOM]: /images/20221023/d39621da4e8f4de2b1c1e711575cd75a.png
[DataElement]: /images/20221023/ab3af8bfd4ea4851bff7121bcf4f6217.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Npbm9sb3Zlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/5799c119716b41759f18d7c7d00bf7e3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221023/2d74d0e45de94a479b55d80c3ea03686.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221023/8c579e914a244ca5b1354b56691d3a45.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221023/62143796575447f08410724025e1c3e6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221023/1cba252ee228470ead51e095e3c3fe34.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221023/b48bc069b422494a889e3992af26ad1e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221023/49ec997bce724744be5800b5b918d1a1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20221023/43e62d1e663f4ab697213edfcb778c5c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20221023/269f0f02f2504e67bd19a3292dcc2b46.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221023/94e3a6cc168c4cc991a64e1338baf088.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]: /images/20221023/388b8ade2da24d6f899a1482f0846974.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjM1MjE3OA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]: /images/20221023/88f6091e9e81487092a0a636e30bde42.png
[Tag_VR]: https://www.cnblogs.com/stephen2014/p/4579443.html
[DICOM 1]: https://www.cnblogs.com/assassinx/archive/2013/01/09/dicomViewer.html
[dicom]: https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/75127362