基于DICOM标准的医学影像数据格式分析及存储方法

方胜吉

【摘要】 本文在对DICOM标准的医学图像数据格式分析的基础之上，以临床实际应用为依据，以提高医学图像临床利用率为目的，提出了一种按照医学图像的分辨率的高低及拍摄部位的重要程度，进行分层存储的设计方案，有效的解决了医学图像批量存储困难，临床访问利用率低下的问题。

【关键词】 医学图像 DICOM格式 分层存储

一、引言

目前，医学领域当中，数字医学影像格式及其转换方式的通用国际标准是DICOM，而本文所描述的是以DICOM为基础，以PACS在临床应用为前提的相关的文件格式及存储方法。PACS是医学图像存储及通讯系统的缩写，它采用数字化的形式，对临床应用的医学图像进行管理、传送、存储和显示，它的特点非常明显，显示的图像质量高、传输过程中无失真、速度快、可共享等[1]。网络技术在医疗领域的不断发展，国内的众多医院都开始或已经建立了自己的医院管理信息系统，开展远程合作医疗，由此引发了对PACS的迫切需求。然而，在互联网环境下，如何快速、高效的存储和引用医学影像数据应用于临床，是PACS要解决的一个重要的问题。

二、DICOM标准格式的医学图像

DICOM标准的医学图像主要是由两个部分组成的，分别是文件头和数据集[2]，可以从如下四方面的内容理解：

1）存储服务类及相关信息：这部分主要的功能是在规定的标准框架下，将数据格式层的相关内容转换成医学图像的专用信息。

2）DICOM文件格式：在DICOM格式的文件中，数据元素全部被封装到一个文件里形成数据集合，在文件的前面，设置文件的原信息，其中包括文件头、文件标识、组长度、元信息版本等一些相关信息，以此来表示文件为DICOM文件。

3）DICOM目录信息：在DICOM中，文件之间的逻辑关系是由图像之间的逻辑关系体现的，主要包括图像IOD及检查结果等信息，而定义这样的关系是由DICOM标准中基本目录信息对象实现的，而基本目录信息又是由多个目录实体构成的，目录实体的内部包含1-N条目录记录，它们采用递归的方式依次引用下级目录，主要包括4个方面的内容[3]：一、引用下级目录；二、指向相关的IOD文件；三、可控记录选择的键值；四、同级目录连接机制。

4）DICOM文件存储标准：针对于各种不同的医学影像设备所产生的不同格式的医学影像文件，DICOM设置了完整的存储归档机制，可以依据具体归档选取。

三、医学图像存储

DICOM标准下的医学影像数据具有分辨率高和海量的特点，所以，在PACS系统当中存储将面临巨大的压力；同时，医学图像的临床存取效率和数据安全可靠性也将成为一个重要的问题。为了解决上述问题，本文基于DICOM文件格式，提出一种分层存储的方法，即在将医学图像存储到数据库时，按图像的分辨率及拍摄部位的重要程度对其进行划分。

1、分层次存储的基本思想：相对于其它类型数据而言，医学图像数据数据量大、具有很强的规律性和关联性，而医学图像的空间和灰度分辨率高、数据表示的重叠信息边界不明显且对比度不高，又使医学图像具有特殊性；然而，在整个的医学图像上医生和患者感兴趣的只有病症局部信息，对其它部分的信息很少注意，因此，本文采用分层存储的方法对医学图像进行存储，也就是说在将医学图像存储到数据库时，按图像的分辨率及拍摄部位的重要程度对其进行划分；对于图像中的病变区域，我们称为“重点区域”，采用高质量的高保真无损压缩，以保证图像品质； 对非病变区域，我们称为“非重点区域”进行高效压缩，该部分以提高压缩效率为主，这样即突出图像重点区域，同时又保证了整幅图像的完整性。具体存储时，将图像库划分为基本图像库、缩略图库和标注图库，基本图像库存储高分辨率的 DICOM图像数据，缩略图库存储低分辨率的缩略图像，而标注图库存储标注了的病变区域的图像。

2、基本图像库：医学影像数据从医疗设备上成像后，经过解析，也就是去除DICOM格式的信息部分，只保留图像数据部分的内容[4]，然后存储到基本图像库当中，从而建立起最初的基本医学图像数据库， 但这样的图像存在格式不统一的问题，所以在后续的处理工作当中要利用图像处理工具进行格式统一处理。

3、缩略图库：实际上，医疗设备上形成的医学图像数据，信息量是很大的，这样的图像数据在临床应用时传输是很困难的，不能够适应临床应用对实时性的要求，因此建立医学图像的缩略预览图是十分必要的，它可以方便用户在查看所需的图像时，快速定位，提高访问效率[5]。缩略图采用低分辨率的小图，是对基本图像进行的微缩，在对基本图像进行模糊化处理、重新采样、重新锐化之后，将其设置为每个像素点有 4-8bit，最后得到的图像存储到缩略图库。

4、标注图库：医学影像生成后，由相关的医生在图像上对病变区域进行标注，突出显示出病变部分，然后将标注好的医学图像存储到标注图像库中。

经过以上的分层存储处理后，医生和患者可以根据需要快速的从相应层次的数据库当中检索出想要的医学影像数据，可有效的提高临床应用效率。

四、总结

本文基于 DICOM格式的醫学图像，以临床实际应用为依据，针对临床应用时医学图像批量存储以及利用效率低下问题，提出了按图像分辨率及拍摄部位重要程度进行分层存储的思想，并给出具体方法，以此为基础，设计了一种DICOM医学图像的分层存储管理数据库系统的方案，本方案的提出，能在一定程度上解决医学图像存储和利用效率低的问题，具有一定的实际意义。

参 考 文 献

[1] 王英，基于DICOM标准的医学图像存储与访问的研究，医疗装备，2005.

[2] 韩磊，基于DICOM的医学图像存储模型设计与实现，计算机时代，2006.

[3] 王龙，基于DICOM的医学图像存储与处理系统的实现，电脑学习，2010.

[4] 杨晓月，一种DICOM医学图像数据存储管理的设计方案，电脑知识与技术，2006.

[5] 薛万宇，一种医学图像数据库存储方案设计与实现，微计算机信息，2008.