DICOM文件格式

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DICOM文件的结构和组成

DICOM文件是一种特殊的文件格式,用于存储医学影像数据和相关的信息,其结构和组成在DICOM标准中都有详细的规定。

DICOM文件由两部分组成:文件头(File Meta Information)和文件内容(Data Set)。

文件头包含了DICOM文件的元信息,如文件格式、文件大小、DICOM版本、SOP实例唯一标识符等。文件头的长度为128字节,包括4个字节的DICOM文件前缀“DICM”和124个字节的文件元信息。

文件内容是DICOM文件的主体,包含了医学影像数据和相关的信息,其组成为一系列的数据元素(Data Element)。每个数据元素包括数据元素标签(Tag)、数据类型(VR)、数值长度(VL)和数值域(Value)。数据元素标签用于标识数据元素的含义和作用,数据类型用于表示数据元素的数据类型,数值长度用于表示数值域的长度,数值域则包括了数据元素的具体内容。

数据元素可以分为两类:命令数据元素(Command Element)和属性数据元素(Attribute Element)。命令数据元素用于传输DICOM消息的控制信息,如C-STORE-RQ、C-STORE-RP等。属性数据元素用于描述DICOM文件中的医学影像数据和相关的信息,如像素数据、图像类型、成像模态、患者信息、图像定位等。

DICOM文件的数据元素可以按照标签进行编码和存储,也可以按照VR进行编码和存储。在DICOM文件中,数据元素的编码方式和数据类型都有严格的规定,这保证了DICOM文件在不同DICOM设备之间的互操作性。

DICOM文件的元素和属性

在DICOM文件中,元素和属性用于描述医学影像数据和相关的信息。这些元素和属性是DICOM文件中最基本的组成单元,通过这些元素和属性,DICOM文件可以描述医学影像的各种特征和属性。下面是一些常见的DICOM元素和属性:

  1. SOP Class UID:SOP类别唯一标识符,用于标识DICOM图像的类型,如CT、MRI、X光等。
  2. SOP Instance UID:SOP实例唯一标识符,用于标识DICOM图像的唯一性。
  3. Transfer Syntax UID:传输语法唯一标识符,用于标识DICOM文件的数据编码方式。
  4. Bits Allocated、Bits Stored、High Bit:位分配、存储位数、高位,用于描述图像中每个像素的位数和数值范围。
  5. Pixel Data:像素数据,用于存储图像中每个像素的数值。
  6. Patient Name、Patient ID、Patient Sex、Patient Birth Date:患者姓名、患者ID、患者性别、患者出生日期等患者信息。
  7. Study Date、Study Time、Study ID、Study Description:检查日期、检查时间、检查ID、检查描述等检查信息。
  8. Series Date、Series Time、Series Number、Series Description:序列日期、序列时间、序列编号、序列描述等序列信息。
  9. Image Type:DICOM图像类型,包括多种类型,如常规图像、局部增强图像、磁共振成像等。
  10. Modality:成像模态,用于描述生成图像的成像设备类型,如X射线、CT、MRI等。
  11. Manufacturer、Manufacturer Model Name:成像设备的制造商和型号。
  12. Slice Thickness、Spacing Between Slices:层厚度、层间距离等空间信息。
  13. Window Center、Window Width:窗位、窗宽,用于描述图像中显示窗的中心和宽度。

以上仅是DICOM文件中常见的一些元素和属性,还有很多其他的元素和属性用于描述不同的图像特征和属性。这些元素和属性的定义和编码方式的统一性,为不同DICOM设备之间的数据交换和数据分析提供了标准化的基础。

DICOM文件中不同类型的数据元素(例如元素头、基本元素、扩展元素)

在DICOM文件中,数据元素按照其类型可以分为以下几种:

  1. 元素头(Element Header):包含了数据元素的标签(Tag)和值的长度(Value Length),每个元素头占据4个字节。标签用于标识数据元素的意义和类型,包括一个16位的Group Number和一个16位的Element Number。值的长度表示了数据元素值域的长度。
  2. 基本元素(Basic Element):基本元素是DICOM文件中最常见的数据元素,包括了基本的图像和文本数据,每个基本元素包含一个元素头和一个值。
  3. 扩展元素(Extended Element):扩展元素是一种较少使用的DICOM数据元素类型,用于表示长度大于65535字节的数据。扩展元素包含一个元素头、一个值的长度,以及一个4个字节的扩展值长度(Extended Value Length)。

除了这些基本的数据元素类型,DICOM文件还可以包含一些其他的元素类型,如Item元素、Sequence元素等,用于描述更复杂的数据结构和数据关系。每个元素的标签和值都可以被编码为不同的数据类型,包括整型、浮点型、字符串、二进制等。这种灵活性使得DICOM文件可以描述各种不同类型的医学影像数据和相关信息。

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