DICOM (the digital image and communication in medicine)

Chƣơng I Tổng quan DICOM I.1 Giới thiệu Chuẩn DICOM I.1.1 Quá trình hình thành phát triển I.1.2 Phạm vi trường ứng dụng I.1.3 Mục tiêu I.1.4 Xu hướng I.2 Các thành phần DICOM 11 I.2.1 Cấu trúc tài liệu: 11 I.2.2 Tổng quan nội dung phần DICOM 12 I.3 Thích nghi DICOM: 21 I.4 DICOM hệ thống thông tin y tế: 24 I.4.1 DICOM với PACS, HIS, RIS: 24 I.4.2 Quan hệ DICOM với Chuẩn thông tin khác: 25 Chƣơng II ĐỊNH NGHĨA THÔNG TIN VÀ DỊCH VỤ DICOM II.1 Tổng quan: 27 II.2 Định nghĩa thông tin DICOM: 29 II.2.1 Mơ hình E-R: 29 II.2.2 Mơ hình DICOM Thế giới Thực: 30 II.2.3 Mơ hình thơng tin DICOM 31 II2.3.1 Thuộc tính 33 II.2.3.2 Dịch vụ truyền tin trực tuyến lƣu trữ trung gian 34 II.2.3.3 Nhóm Dịch vụ DIMSE 34 II.2.3.4 Lớp Cặp Đối tƣợng-Dịch vụ (SOP) 34 II.2.3.5 Thoả thuận Liên kết 35 II.2.3.6 Định nghĩa Lớp Dịch vụ 36 II.2.3.7 Định nghĩa Đối tƣợng Thông tin 36 II.2.3.7.1 Định nghĩa Đối tượng Thông tin Thường 36 II.2.3.7.2 Định nghĩa Đối tượng Thông tin Phức 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II.2.4 Sự mở rộng Mơ hình DICOM Thế giới thực 46 II.3 Các lớp dịch vụ DICOM 50 II.3.1 Lớp Dịch vụ Xác minh 51 II.3.2 Lớp Dịch vụ Lưu trữ 51 II.3.3 Lớp Dịch vụ Chất vấn/Truy vấn 52 II.3.4 Lớp Dịch vụ Thông báo Nội dung Nghiên cứu 55 II.3.5 Lớp Dịch vụ Quản lí Bệnh nhân 56 II.3.6 Lớp Dịch vụ Quản lí Nghiên cứu 57 II.3.7 Lớp Dịch vụ Quản lí Kết 58 II.3.8 Lớp Dịch vụ Quản lí In 59 II.3.9 Lớp Dịch vụ Lưu trữ Trung gian 60 II.3.10 Lớp Dịch vụ Giao Lưu trữ 61 II.3.11 Lớp Dịch vụ Quản lí Danh sách Công việc Căn 62 II.3.12 Lớp Dịch vụ Quản lí Hàng đợi 63 II.3.13 Lớp SOP Lưu trữ Trạng thái Hiển thị Softcopy Mức Xám 63 Chƣơng III MẪ HOÁ VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU III.1 Mã hoá giá trị 66 III.1.1 Các Bộ Kí tự 66 III.1.2 Giá trị Thể VR 67 III.2 Bộ Dữ liệu 70 III.2.1 Khái niệm 70 III.2.2 Thành phần Dữ liệu 70 III.2.3 Thứ tự byte kiểu Little Endian Big Edian 73 III.2.4 Các loại thành phần liệu 74 III.2.5 Cách xếp Bộ Dữ liệu 75 III.2.6 Thành phần Dữ liệu Riêng 78 III.3 Mã hố liệu Điểm ảnh, Overlay, Dạng sóng 78 III.3.1 Dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, Thành phần liệu liên quan 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com III.3.1.1 Mã hoá liệu Điểm ảnh 78 III.3.1.2 Mã hoá Dữ liệu Overlay 81 III.3.2 Mã hoá dạng nguyên gốc nén 81 III.3.3 Dữ liệu Dạng sóng 82 III.4 Định danh Duy (UID) 82 III.4.1 Khái niệm UID 82 III.4.2 UID DICOM định nghĩa 83 III.4.3 UID định nghĩa riêng 83 III.5 Cú pháp Chuyển đổi 83 Chƣơng IV TRUYỀN TIN TRONG DICOM IV.1 Mơ hình tổng qt truyền tin DICOM 85 IV.2 Trao đổi thông tin thông qua mạng vật lý 85 IV.2.1 DICOM Mơ hình tham chiếu OSI 85 IV.2.2 Cấu trúc Tầng ứng dụng DICOM 87 IV.2.3 Cấu trúc tin DICOM 88 IV2.3.1 Bộ Lệnh 88 IV.2.3.2 Thành phần Lệnh 89 IV.2.4 Dịch vụ DICOM 89 IV.2.4.1 Các loại dịch vụ 91 IV.2.4.2 Tƣơng tác DIMSE-service-user 91 IV.2.4.3 Chế độ dịch vụ 92 IV.2.3.4 Các dịch vụ Liên kết 92 IV.2.3.5 Các dịch vụ DIMSE 92 IV.2.3.5.1 Dịch vụ DIMSE-C 93 IV.2.3.5.2 Các dịch vụ DIMSE-N 94 IV.3 Trao đổi thông tin thông qua phương tiện trung gian 94 IV.3.1 Mơ hình Lưu trữ Trung gian DICOM 94 IV.3.1.1 Lớp Trung gian Vật Lí 95 IV.3.1.2 Lớp Khuôn dạng Trung gian 96 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IV.3.1.3 Lớp Khuôn dạng Dữ liệu DICOM 96 IV.3.2 Khuôn dạng file DICOM 97 a Thông tin Đầu File DICOM 98 b Bộ Dữ liệu 98 c Hỗ trợ Thông tin Quản lí File 99 d Khuôn dạng File DICOM An toàn 99 IV.3.3 Các Dịch vụ File DICOM 99 IV.3.3.1 Bộ File 99 IV.3.3.2 Các Chỉ số File 100 IV.2.3.3 Các Dịch vụ Chức Quản lí File 100 IV.2.3.4 Truy nhập Nội dung File 101 IV.3.3.5 Bộ Kí tự 101 IV.3.3.6 Chỉ số File DICOMDIR 102 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHUẨN DICOM LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I.1 Giới thiệu Chuẩn DICOM DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) Chuẩn định qui tắc định dạng trao đổi hình ảnh y tế nhƣ thơng tin liên quan Hình ảnh y tế thu nhận từ thiết bị khác nhƣ máy CT, cộng hƣởng từ, siêu âm, y học hạt nhân Nó tạo lên “ngôn ngữ” chung cho phép “giao tiếp” hình ảnh thơng tin y tế liên quan ứng dụng hay hệ thống khác I.1.1 Quá trình hình thành phát triển Các Phiên trước DICOM Với đời máy CT (Computer Tomography) vào năm 70, nhƣ việc sử dụng ngày nhiều máy tính thiết bị tạo ảnh số công tác y tế, thiết bị tạo ảnh với định dạng khác nhau, nhu cẫu có chuẩn chung cho truyền ảnh số thơng tin có liên quan ngày lớn Trƣớc nhu cầu đó, The American College of Radiology (ACR) The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) thiết lập thành uỷ ban chung vào năm 1983, để phát triển Chuẩn nhằm mục đích : - Phát triển trao đổi thơng tin hình ảnh số, khơng quan tâm đến nhà sản xuất thiết bị - Làm thuận tiện hoá phát triển mở rộng của hệ thống thu nhận truyền ảnh (PACS), giao tiếp với thành phần khác hệ thống thông tin bệnh viện (RIS) - Cho phép tạo sở liệu chẩn đốn mà đƣợc chất vấn phạm vi lớn thiết bị phân tán mặt địa lí ACR-NEMA Standards Publication No 300-1985, đƣợc công bố năm 1985 phiên (ACR-NEMA Verson 1.0) Phiên tiếp tục đƣợc hoàn thiện: No1tháng 10/1986, No2-tháng 1/1988 ACR-NEMA Standards Publication No 300-1988, công bố năm 1988 đƣợc coi phiên (ACR-NEMA Verson 2.0) Các phiên định rõ kết nối phần cứng, có tối thiểu lệnh phần mềm, khuôn dạng liệu Vấn đề kết nối mạng chƣa rõ ràng qua hai phiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhu cầu cho đời DICOM Vấn đề nảy sinh vào năm 1988 nhiều ngƣời sử dụng thấy nhu cầu việc giao diện thiết bị hình ảnh mạng Mặc dầu điều thực đƣợc với Version 2.0, nhƣng Chuẩn thiếu phần cần thiết cho giao tiếp mạng mạnh mẽ Do ACR-NEMA Verson 2.0 không đƣợc thiết kế để kết nối trực tiếp thiết bị hình ảnh với mạng, giải vấn đề đòi hỏi phải có thay đổi lớn chuẩn Uỷ ban chung sớm nhận thấy phiên phải đƣợc đời phiên sau đòi hỏi phải trì tính tƣơng thích với phiên trƣớc Chuẩn DICOM DICOM (Verson 3.0) đời có ƣu điểm hẳn phiên trƣớc Thể chỗ: a Khả dụng với môi trƣờng mạng Các phiên trƣớc thích nghi với mơi trƣờng truyền điểm-tới-điểm (point-to-point) Để hoạt động mơi trƣờng mạng cần có Khối Giao diện Mạng NIU (Network Interface Unit) DICOM 3.0 hỗ trợ hoạt động môi trƣờng mạng sử dụng giao thức mạng chuẩn công nghiệp nhƣ OSI TCP/IP b Khả dụng với môi trƣờng trung gian ngoại tuyến (off-line) Các phiên trƣớc không định khuôn dạng file DICOM DICOM hỗ trợ hoạt động môi trƣờng ngoại tuyến sử dụng trung gian theo chuẩn công nghiệp nhƣ CD-R MOD, hệ thống file logic nhƣ ISO 9660 Hệ thống File PC (FAT 16) c Định rõ tác động việc thiết bị tuân theo chuẩn việc trao đổi Lệnh (command) Dữ liệu (data) Các phiên trƣớc bị hạn chế truyền liệu, nhƣng DICOM 3.0, thông qua khái niệm Lớp dịch vụ (Service Class), định ngữ nghĩa (sematic) Lệnh Dữ liệu liên quan d Định rõ mức thích nghi Các phiên trƣớc định rõ mức tuân thủ thấp Phiên DICOM 3.0 qui định rõ ràng đối tƣợng thực (implementor) phải cấu trúc Bản Báo cáo Thích nghi (Comformance Statement) lựa chọn cụ thể mục đáp ứng nhƣ e Đƣợc cấu trúc tài liệu đa thành phần Do tạo thuận lợi cho phát triển Chuẩn môi trƣờng phát triển nhanh chóng việc thêm vào đặc tính DICOM đƣợc thiết kế dạng tài liệu đa phần tuân theo cách thức ISO LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com f Đƣa Đối tƣợng thông tin (Information Object) cách rõ ràng khơng hình ảnh đồ hoạ mà cịn báo cáo, in ấn g Định rõ cách xác định Đối tƣợng Thông tin (Information Object) Điều tạo thuận lợi sử dụng khái niệm trừu tƣợng quan hệ Đối tƣợng Thông tin hoạt động mạng I.1.2 Phạm vi trường ứng dụng Chuẩn DICOM gắn với lĩnh vực thông tin y tế Với lĩnh vực này, định trao đổi thơng tin số thiết bị hình ảnh hệ thống khác Do thiết bị hình ảnh hoạt động tƣơng tác (interoperate) với thiết bị y tế khác, phạm vi Chuẩn cần thiết phải chồng lên khu vực khác hệ thống thông tin y tế Theo dõi Bệnh nhân Hành HIS/RIS Dữ liệu thí Hình ảnh nghiệm chẩn đốn Phạm vi DICOM Hình I.1.3: Phạm vi ứng dụng DICOM Chuẩn tăng cƣờng khả hoạt động tƣơng tác thiết bị hình ảnh y tế cách định ra: - Với truyền tin qua mạng, Giao thức (protocol) đƣợc tuân theo thiết bị tuân theo chuẩn - Cú pháp (syntax) Ngữ nghĩa (semantic) Lệnh (command) thông tin liên quan đƣợc trao đổi sử dụng Giao thức - Với truyền tin phƣơng tiện trung gian, đƣa dịch vụ lƣu trữ trung gian, nhƣ Khuôn dạng File cấu trúc thƣ mục y tế LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Thông tin sử dụng ứng dụng đƣợc địi hỏi tn theo Chuẩn Chuẩn khơng qui định: - Các chi tiết thực thi với đặc tính Chuẩn thiết bị - Bộ tổng thể đặc tính chức đƣợc yêu cầu từ hệ thống tạo nhóm thiết bị tuân theo Chuẩn - Một thủ tục Kiểm tra/Thông qua để đánh giá mức độ thích nghi Chuẩn I.1.3 Mục tiêu Chuẩn DICOM tạo thuận lợi cho khả hoạt động tƣơng tác (interoperability) thiết bị thích nghi Cụ thể là: - Định ngữ nghĩa Lệnh Dữ liệu liên quan - Định ngữ nghĩa dịch vụ file, khuôn dạng file thƣ mục thông tin cần thiết cho truyền tin ngoại tuyến - Định rõ yêu cầu thích nghi thực Chuẩn Cụ thể, Bản Báo cáo Thích nghi phải định đầy đủ thơng tin để xác định chức năng, nhờ phối hợp hoạt động thiết bị tuân theo Chuẩn khác - Tạo thuận lợi cho hoạt động môi trƣờng mạng - Đƣợc cấu trúc thuận lợi cho việc đƣa vào dịch vụ mới, tạo thuận lợi hỗ trợ ứng dụng hình ảnh y tế tƣơng lai - Sử dụng chuẩn quốc tế khả dụng Mặc dầu DICOM mang lại nhiều ƣu điểm thực hệ thống PACS, nhiên, sử dụng DICOM khơng thể đảm bảo chắn mục tiêu PACS đạt đƣợc Chuẩn DICOM tạo điều kiện cho khả phối hợp hoạt động hệ thống môi trƣờng nhiều thiết bị, thân khơng thể đảm bảo chắn khả phối hợp hoạt động Chuẩn đƣợc xây dựng trọng vào việc thu nhận hình ảnh chẩn đoán chụp quang tuyến, tim mạch thành phần liên quan Tuy nhiên, đƣợc ứng dụng rộng rãi đổi hình ảnh thơng tin khơng phải hình ảnh liên quan khác, với môi trƣờng y tế khác I.1.4 Xu hướng DICOM chuẩn mở tồn thông qua Thủ tục Uỷ ban Chuẩn DICOM Các kế hoạch phát triển tới từ tổ chức thành viên Chuẩn dựa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phản hồi từ phía ngƣời sử dụng Chuẩn Các kế hoạch đƣợc đƣa vào Chuẩn phiên Mặt khác, việc cập nhật cần đƣợc tiến hành để trì tính tƣơng thích với phiên trƣớc Ứng dụng Thông tin Y tế THỰC THỂ ỨNG DỤNG Định nghĩa Lớp Dịch vụ Định nghĩa Đối tượng Thông tin Mã hoá cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu Trao đổi Bản tin Khuôn dạng File Phân giới Dịch vụ File Căn DICOM Phân giới Dịch vụ Tầng DICOM Tầng Bảo Mật (Tuỳ chọn) Tầng Trên DICOM Tầng Bảo Mật (Tuỳ chọn) Trung gian Vật lý Khuôn dạng File Trung gian Tầng Chuyển vận TCP/IP Trao đổi Mạng -Truyền tin Trực tuyến Trao đổi Lưu trữ Trung gian -Truyền tin Ngoại tuyến 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình vẽ IV.2.2: Cấu trúc tầng ứng dụng DICOM IV.2.3 Cấu trúc tin DICOM Thông tin đƣợc truyền thông qua giao diện mạng Bản tin DICOM (DICOM Massage) Một Bản tin đƣợc cấu tạo Bộ lệnh (Command Set), theo sau Bộ Dữ liệu (Data Set) phụ thuộc Bộ Lệnh Bộ Dữ liệu … Nhãn Chiều dài Giá trị Hình vẽ IV.1: Cấu trúc Bản tin DICOM IV2.3.1 Bộ Lệnh Bộ Lệnh đƣợc sử dụng để thao tác/thông báo đƣợc thực hay với Bộ Dữ liệu 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một Bộ Lệnh đƣợc cấu tạo Thành phần Lệnh (Command Element) Thành phần Lệnh bao gồm giá trị đƣợc mã hóa cho trƣờng riêng Bộ Lệnh ngữ nghĩa đƣợc định giao thức DIMSE Mỗi Thành phần lệnh đƣợc cấu tạo Nhãn (Tag), Chiều dài Giá trị (Value Lengh), Trƣờng Giá trị (Value Field) IV.2.3.2 Thành phần Lệnh Một Thành phần Lệnh Bộ lệnh có trình tự định, cụ thể tăng Nhãn Thành phần Lệnh (Command Tag Element) Một Nhãn Thành phần Lệnh xác định Thành phần Lệnh xuất nhiều lần Bộ Lệnh Cách mã hoá Bộ Lệnh Little Endian Byte (Mã hoá từ phải sang trái) Các yêu cầu tồn Thành phần Lệnh Bộ lệnh đƣợc xác định giao thức DIMSE Thành phần Lệnh đƣợc cấu tạo ba trƣờng, cụ thể là: - Nhãn Thành phần Lệnh: Là cặp thứ tự số nguyên không dấu 16-bit thể số Nhóm số Thành phần - Chiều dài Giá trị: Một số ngun khơng dấu 32-bit thể tồn Chiều dài số Byte (số chẵn) mà tạo Giá trị Nó khơng bao hàm chiều dài Nhãn Thành phần Lệnh trƣờng Chiều dài Lệnh - Trƣờng Giá trị: Một số chẵn Byte chứa Giá trị Thành phần Lệnh Loại Lệnh Giá trị đƣợc lƣu trữ trong trƣờng đƣợc xác định VR (Value Representation) Thành phần Lệnh VR Thành phần Lệnh đƣợc định nghĩa sử dụng Từ điển Lệnh (Comand Dictionary) VM (Value Multiplicity) Giá trị với VR nằm Trƣờng Giá trị Nếu VM lớn một, Giá trị đƣợc phân định ranh giới IV.2.4 Dịch vụ DICOM DIMSE hỗ trợ truyền tin DIMSE-service-user (Sử dụng dịch vụ DICOM) tƣơng đƣơng Một DIMSE-service-user đóng hai vai trị: - DIMSE-service-user Gọi - DIMSE-service-user Thực DIMSE-service-user sử dụng Dịch vụ Nguyên thuỷ (service promitive) đƣợc cung cấp DIMSE-service-provider (Cung cấp dịch vụ DICOM) DIMSE-service- 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com provider trừu tƣợng hoá thực thể cung cấp dịch vụ DICOM tới DIMSEservice-user ngang hàng Một Dịch vụ Nguyên thuỷ loại sau: - Request Promitive (Yêu cầu nguyên thuỷ) - Indication Promitive (Chỉ báo nguyên thuỷ) - Response Primitive (Trả lời nguyên thuỷ) - Confirm Primitive (Xác nhận nguyên thuỷ) Các dịch vụ nguyên thuỷ đƣợc sử dụng để hoàn thành dịch vụ DIMSE - DIMSE-service-user Gọi đƣa Yêu cầu nguyên thuỷ tới DIMSE-serviceprovider - DIMSE-service-provider nhận Yêu cầu nguyên thuỷ từ DIMSE-service-user đƣa Chỉ báo Nguyên thuỷ tới DIMSE-service-user Thực - DIMSE-service-user Thực nhận Chỉ báo nguyên thuỷ từ DIMSE-serviceprovider thực dịch vụ đƣợc yêu cầu - DIMSE-service-user Thực đƣa Trả lời nguyên thuỷ tới DIMSEservice-provider - DIMSE-service-provider nhận Trả lời nguyên thuỷ từ DIMSE-service-user đƣa Xác nhận nguyên thuỷ tới DIMSE-service-user gọi - DIMSE-service-user nhận Xác nhận nguyên thuỷ từ DIMSE-service-provider hoàn thành dịch vụ DIMSE Yêu cầu nguyên thuỷ Xác nhận nguyên thuỷ DIMSE-Service-User Gọi Bản tin (Lệnh yêu cầu Dữ liệu liên quan) Bản tin (Trả lời Lệnh Thông tin liên quan) DIMSE-Service Provider 90 Chỉ báo nguyên thuỷ Trả lời nguyên thuỷ DIMSE-Service-user Thực LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình vẽ IV.4.1: Dịch vụ nguyên thuỷ DIMSE IV.2.4.1 Các loại dịch vụ DIMSE cung cấp hai loại dịch vụ truyền thông tin - Dịch vụ Thông báo (notification) - Dịch vụ Thao tác(operation) Dịch vụ Thông báo dùng cho Thực thể ứng dụng DICOM thông báo cho thực thể khác biết kiện xảy hay thay đổi trạng thái Định nghĩa thông báo cách ứng xử logic Thực thể ứng dụng phụ thuộc vào Lớp dịch vụ Định nghĩa Đối tƣợng Thông tin Dịch vụ Thao tác dùng cho Thực thể ứng dụng DICOM yêu cầu thao tác phải đƣợc thực nhờ SOP Cụ thể đƣợc quản lí Thực thể ứng dụng DICOM khác IV.2.4.2 Tương tác DIMSE-service-user DIMSE nhận yêu cầu thông báo, thao tác thông tin liên quan từ DIMSEservice-user Hai Thực thể ứng dụng DICOM đóng vai trị nhƣ DIMSE-serviceuser ngang hàng trao đổi thông báo thao tác Một thông báo thao tác đƣợc thi hành tƣơng tác Yêu cầu/Trả lời đƣợc thực Giao kết ứng dụng Điển hình là, DIMSE-service-user yêu cầu Thao tác cụ thể đƣợc thực (hay thông báo đƣợc đƣa ra) DIMSE-serviceuser khác cố gắng thực Thao tác (hay đƣa Thông báo) báo cáo kết DIMSE-Service-User Gọi Thao tác DIMSE-Service-User (SCU) DIMSE-Service-User Thực DIMSE-Service-User Thực DIMSE-Service-User (SCP) Thơng báo DIMSE-Service-UseGọi Hình IV.4.2: Dịng thơng báo thao tác 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IV.2.4.3 Chế độ dịch vụ Các Thao tác Thông báo, Giao kết, đƣợc sử dụng dƣới hai chế độ: -Đồng (Synchronous) -Dị (Asynchronous) Trong chế độ đồng bộ, DIMSE-service-user Gọi, Liên kết đƣợc thiết lập, đòi hỏi Trả lời từ DIMSE-service-user Thực trƣớc gọi Thao tác hay Thông báo khác Trong chế dị đồng bộ, DIMSE-service-user Gọi, Giao kết đƣợc thiết lập, tiếp tục gọi Thao tác Thông báo mà chờ Trả lời Chế độ đƣợc dùng (đồng hay dị bộ) đƣợc định rõ vào thời điểm thiết lập Liên kết Chế độ dị mặc định IV.2.3.4 Các dịch vụ Liên kết a Thiết lập Liên Kết Dịch vụ A-ASSOCIATE đƣợc gọi DIMSE-service-user để thiết lập Liên kết với DIMSE-service-user ngang hàng Sự thiết lập Liên kết giai đoạn Trao đổi Bản tin DICOM b Giải phóng Liên kết Dịch vụ A-RELEASE đƣợc gọi DIMSE-service-user để chấm dứt theo chủ định Liên kết DIMSE-service-user ngang hàng Dịch vụ A-ABORT đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu chấm dứt đột ngột Liên kết DIMSE-service-user ngang hàng IV.2.3.5 Các dịch vụ DIMSE Vì cách Thao tác cung cấp cho SOP Phức Cụ Thể (Composite SOP Instance) khác so với Thao tác Thông báo cung cấp cho SOP Thƣờng Cụ thể (Nomalized SOP Instance) có hai nhóm Dịch vụ DIMSE đƣợc định nghĩa: -DIMSE-N:Tƣơng thích cho Lớp SOP Thƣờng -DIMSE-C:Tƣơng thích cho Lớp SOP Phức Tên Nhóm 92 Loại LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com C-STORE DIMSE-C Thao tác C-GET DIMSE-C Thao tác C-MOVE DIMSE-C Thao tác C-FIND DIMSE-C Thao tác C-ECHO DIMSE-C Thao tác N-EVENT-REPORT DIMSE-N Thông báo N-GET DIMSE-N Thao tác N-SET DIMSE-N Thao tác N-ACTION DIMSE-N Thao tác N-CREAT DIMSE-N Thao tác N-DELETE DIMSE-N Thao tác IV.2.3.5.1 Dịch vụ DIMSE-C Các dịch vụ DIMSE-C cho phép Thực thể ứng dụng DICOM yêu cầu Thao tác Thực thể ứng dụng khác SOP Phức Cụ thể Các Thao tác tƣơng thích với các phiên trƣớc Chuẩn DIMSE-C cung cấp dịch vụ Thao tác Các dịch vụ Thao tác - Dịch vụ C-STORE đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu lƣu trữ SOP Phức Cụ với DIMSE-service-user ngang hàng - Dịch vụ C-FIND đƣợc gọi DIMSE-service-user để đối sánh chuỗi Thuộc tính với Thuộc tính SOP Cụ thể đƣợc quản lí DIMSEservice-user ngang hàng Dịch vụ C-FIND trả cho đối sánh danh sách Thuộc tính cần tìm giá trị chúng - Dịch vụ C-GET đƣợc gọi DIMSE-service-user để tìm thơng tin cho hay nhiều SOP Phức Cụ thể từ DIMSE-service-user ngang hàng, dựa vào Thuộc tính đƣợc cung cấp DIMSE-service-user Gọi - Dịch vụ C-MOVE đƣợc đƣa DIMSE-service-user để chuyển thông tin cho hay nhiều SOP Phức Cụ thể từ DIMSE-service-user ngang hàng, tới DIMSE-service-user thứ ba, dựa Thuộc tính đƣợc cung cấp DIMSEservice-user Gọi 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com -Dịch vụ C-ECHO đƣợc gọi DIMSE-service-user để xác minh truyền tin hai đầu với DIMSE-service-user ngang hàng IV.2.3.5.2 Các dịch vụ DIMSE-N Các dịch vụ DIMSE-N cung cấp dịch vụ Thao tác Thông báo khả dụng với SOP Thƣờng Cụ Thể Dịch vụ Thông báo DIMSE-N cung cấp dịch vụ Thông báo đơn N-EVENT-REPORT Dịch vụ N-EVENT-REPORT đƣợc gọi DIMSE-service-user để báo cáo kiện SOP Cụ Thể với DIMSE-service-user ngang hàng Dịch vụ dịch vụ đƣợc xác nhận đòi hỏi phải đƣợc trả lời Dịch vụ Thao tác DIMSE-N cung cấp dịch vụ Thao tác sau, tất dịch vụ đƣợc xác nhận địi hỏi phải có trả lời: - Dịch vụ N-GET đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu truy vấn thông tin DIMSE-service-user ngang hàng - Dịch vụ N-SET đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu sửa đổi thông tin từ DIMSE-service-user ngang hàng - Dịch vụ N-ACTION đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu DIMSE-service-user ngang hàng thực hành động - Dịch vụ N-CREATE đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu DIMSE-service-user ngang hàng tạo trƣờng hợp cụ thể (instance) Lớp SOP - Dịch vụ N-DELETE đƣợc gọi DIMSE-service-user để yêu cầu DIMSE-service-user ngang hàng xoá trƣờng hợp cụ thể (instance) Lớp SOP IV.3 Trao đổi thông tin thơng qua phương tiện trung gian IV.3.1 Mơ hình Lưu trữ Trung gian DICOM Mơ hình Lƣu trữ Trung gian DICOM (DICOM Media Storage Model) tập trung vào khía cạnh liên quan đến trao đổi liệu thơng qua phƣơng tiện trung gian cầm tay Nó gắn liền với cấu trúc liệu qui tắc liên quan tầng khác để 94 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đạt đƣợc khả đồng hoạt động thông qua trao đổi trung gian Các Dịch vụ xác định mơ hình đƣờng biên giới tầng chức Thực thể Ứng dụng LỚP KHN DẠNG DỮ LIỆU Khn dạng file DICOM Ranh giới Dịch vụ File DICOM Độc lập Trung gian Vật lý Khuôn dạng Trung gian Khuôn dạng Trung gian ví dụ: Cấu trúc Dữ liệu Hệ thống file Trung gian Vật lý Lưu trữ đặc tính phương tiên trung gian Ví dụ: CD-R, 90mm MOD, 130mm MOD Ranh giới Dịch vụ Truy nhập Trung gian Vật Lý Tương ứng với Trung gian Vật lý LỚP KHN DẠNG VẬT LÝ Hình IV.3.1: Mơ hình lưu trữ trung gian DICOM Mơ hình Lƣu trữ Trung gian DICOM chia làm ba thành phần: IV.3.1.1 Lớp Trung gian Vật Lí Đặc trƣng Lớp Trung gian Vật lí (Physical Media Layer) bao gồm thơng số hình thái phƣơng tiện vật lí trung gian, chiều, đặc điểm khí thuộc tính ghi Lớp định nghĩa cách tổ chức nhóm gộp Bit đƣợc ghi Một ví dụ Lớp Trung Gian Vật lí mơi trƣờng máy tính đĩa mềm loại 1/2 inch, hai mặt, mật độ cao 95 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IV.3.1.2 Lớp Khuôn dạng Trung gian Tại Lớp Khuôn dạng Trung gian (Media Format Layer), dịng Bit Trung gian Vật Lí đƣợc tổ chức theo cấu trúc riêng biệt Cấu trúc file cấu trúc thƣ mục liên quan đƣợc định nghĩa cho phép truy nhập quản lí khơng gian Trung gian Vật lí Lớp thƣờng tƣơng ứng với mơi trƣờng Hệ điều hành Lấy ví dụ, Lớp Khn dạng Trung gian định nghĩa với loại đĩa mềm 1/2 inch cấu trúc liệu đƣợc sử dụng hệ điều hành hệ thồng file máy tính cá nhân khác IV.3.1.3 Lớp Khuôn dạng Dữ liệu DICOM Lớp Khuôn dạng Dữ liệu DICOM (DICOM Data Format Layer) chia làm thành phần định nghĩa: - Các Lớp SOP Lƣu trữ Trung gian DICOM Định nghĩa Đối tƣợng Thông tin liên quan - Khuôn dạng file DICOM - Lớp SOP Thƣ Mục Lƣu Trữ Trung gian DICOM - Sơ lƣợc Ứng dụng Lƣu trữ Trung gian - Sơ lƣợc Bảo mật cho Lƣu trữ Trung gian a Các Lớp SOP Lưu trữ Trung gian Các Lớp SOP Định nghĩa Đối tƣợng Thông tin (IOD) liên quan đƣợc sử dụng để mang thông tin hình ảnh Lớp Khn dạng Dữ liệu Các Lớp SOP IOD đƣợc sử dụng cho Lƣu trữ Trung gian phải tuân theo chế đƣợc thiết lập PS 3.3 PS 3.4 Một ví dụ IOD nhƣ hình ảnh, thơng tin bệnh nhân, kết Sử dụng DICOM IOD kết hợp với Thao tác Lƣu trữ Trung gian tạo lên số Lớp SOP Lƣu trữ Trung gian Các Thao tác Trung gian (ví dụ: đọc, ghi, xố, ) đƣợc thực thông qua Dịch vụ file DICOM Khái niệm Lớp SOP ngữ cảnh Lƣu trữ Trung gian tƣơng đƣơng với khái niệm Lớp SOP ngữ cảnh mạng Cả IOD Thƣờng, Phức Lớp SOP đƣợc sử dụng ngữ cảnh Lƣu trữ Trung gian b Khái niệm Khuôn dạng File DICOM Các Bộ liệu đƣợc đƣa vào định dạng Trung gian vật lý dƣới dạng file DICOM, dựa vào Dịch vụ file DICOM 96 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com c Thư mục Thông tin Y tế DICOM Để thuận lợi cho cho việc quản lí truy nhập thơng tin hình ảnh thơng tin liên quan, Lớp SOP đƣợc tạo cho lƣu trữ trung gian đƣợc sử dụng để tạo tham chiếu (hay thƣ mục) Các trƣờng hợp cụ thể Lớp SOP đƣợc mang file với File ID DICOMDIR d Sơ lược ứng dụng Lưu trữ Trung gian DICOM Một Sơ Lƣợc ứng dụng Lƣu trữ Trung gian định nghĩa lựa chọn tầng khác Mơ hình Lƣu trữ Trung gian khả dụng với yêu cầu hay ngữ cảnh cụ thể mà trao đổi liệu đƣợc thực Những lựa chọn nhƣ thƣờng đƣợc xác định nhƣ Sơ lƣợc ứng dụng Lƣu trữ Trung gian để đảm bảo chắn khả đồng hoạt động hệ thống tuân theo Sơ Lƣợc ứng dụng Lƣu trữ Trung gian IV.3.2 Khuôn dạng file DICOM File DICOM đơn vị liệu lƣu trữ Bộ liệu thể SOP Cụ thể liên quan đến DICOM IOD Trong File DICOM, Bộ Dữ liệu đƣợc đặt sau Thông tin Đầu File (File Meta Information) Mỗi File DICOM bao hàm SOP Cụ thể Preamble 128 byte đưa 00H Prefix Chuỗi kí tự “DICM” Dùng để nhận diện file DICOM Thành phần Đầu DICOM (Tag| VR| VL| Value) Thông tin Đầu File DICOM Thành phần Đầu DICOM (Tag| VR| VL| Value) 97 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình IV.3 Khuôn dạng File DICOM a Thông tin Đầu File DICOM Thông tin Đầu File bao gồm bao gồm thông tin xác định thuộc tính Bộ Dữ liệu đƣợc đƣa vào file Nó bắt đầu 128 byte Mở đầu File (tất đƣợc đƣa 00H) Sau byte kí tự “DICM” Sau Thành phần Đầu File Các thành phần đầu file bắt buộc File DICOM Thành phần Đầu File Thành phần Dữ liệu có Nhãn dạng (0002,xxxx), đƣợc mã hoá sử dụng Cú pháp Chuyển đổi VR ẩn, Little Endian b Bộ Dữ liệu Mỗi File chứa Bộ Dữ liệu thể SOP Cụ thể liên quan đến Lớp SOP đơn (và IOD tƣơng ứng) Một File chứa nhiều hình ảnh IOD đƣợc xác định mang nhiều khung Cú pháp Chuyển đổi đƣợc sử dụng để mã hoá Bộ Dữ liệu đƣợc xác định thông qua UID Cú pháp Chuyển đổi Thông tin Đầu File DICOM 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com c Hỗ trợ Thông tin Quản lí File Khn dạng File DICOM khơng khơng bao gồm thông tin quản file để tránh trùng lặp với chức liên quan Lớp Khuôn dạng Trung gian Nếu cần thiết cho Sơ lƣợc ứng dụng DICOM, thông tin sau đƣợc đƣa Lớp Khuôn dạng Trung gian: - Định danh sở hữu nội dung File - Thông tin truy cập (ngày tạo) - Điều khiển truy cập File ứng dụng - Điều khiển truy cập trung gian vật lí (ví dụ: bảo vệ ghi) d Khuôn dạng File DICOM An tồn Một Khn dạng File DICOM An tồn bao gồm File DICOM đƣợc mã hoá với Cú pháp Bản tin Mật mã đƣợc định nghĩa RFC 2630 Phụ thuộc vào thuật toán bảo mật sử dụng cho mã hố, File DICOM An tồn cung cấp thuộc tính an tồn sau: - Bảo mật liệu - Xác nhận nguồn gốc liệu - Tính tồn vẹn liệu IV.3.3 Các Dịch vụ File DICOM IV.3.3.1 Bộ File Dịch vụ File DICOM đƣa khả tạo truy nhập hay nhiều File Bộ File Một Bộ File là tập hợp file có khơng gian tên chung với Chỉ số File (File ID) Mỗi Bộ File đƣợc xác định Chỉ số Duy Bộ file (File-set UID), đƣợc định theo qui tắc đăng kí Chuẩn (ở PS 3.5) Khi File đƣợc thêm vào hay loại khỏi Bộ file, Chỉ số Duy Bộ file không đổi Một Bộ File đƣợc xác định Chỉ số Bộ File (File-set ID), đơn giản xác định (nhƣng tổng thể nhất) Một Chỉ số Bộ File đƣợc kết hợp hay ánh xạ với định danh xác Lớp Khuôn dạng Trung gian Một Miêu tả Bộ File (File “readme”) đƣợc kèm với Bộ File 99 LUAN VAN Một CHAT Bộ file LUONG download : add luanvanchat@agmail.com … Thông tin Đầu File Bộ Dữ liệu File A chứa SOP Cụ thể Thông tin Đầu File Thông tin Đầu File Bộ Dữ liệu File B chứa SOP Cụ thể Bộ Dữ liệu File C chứa SOP Cụ thể Hình V.3.1 Bộ File IV.3.3.2 Các Chỉ số File Các File đƣợc định danh Chỉ số File (File ID), Bộ File Một Chỉ số File chuỗi trình tự Thành phần Chỉ số File Một Chỉ số File chứa từ tới tám thành phần Mỗi Thành phần chuỗi từ tới tám kí tự từ kí tự G0 ISO 8859 Cấu trúc Chỉ số File nhƣ cho phép Dịch vụ File DICOM lựa chọn File theo chế độ phân cấp Khơng có ý nghĩa khác cấu trúc nội dung Chỉ số File Một Chỉ số File DICOM tƣơng ứng nhƣ khái niệm thƣờng dùng “đƣờng dẫn” nối đến “tên File” VD: Chỉ số File hợp lệ gồm có Thành phần, đƣợc chia dấu gạch chéo SUBDIR\SUBDIR2\SUBDIR3\ABCDEFGH IV.2.3.3 Các Dịch vụ Chức Quản lí File Khi Thực thể ứng dụng DICOM tham gia trao đổi thông tin Lƣu trữ Trung gian, thông qua Dịch vụ File DICOM, chúng thực số Thao tác Lƣu trữ Trung gian sau: - M-WRITE, tạo File File gán cho chúng Chỉ số File - M-READ, để đọc File tồn dựa vào Chỉ số File chúng - M-DELETE, để xoá File tồn dựa số File chúng - M-INQUIRE FILE SET, để biết không gian trống để tạo File Bộ Dữ liệu - M-INQUIRE FILE, để biết ngày, tạo File (hoặc cập nhật gần có thể) với File Bộ File 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một Thực thể ứng dụng DICOM đóng hay nhiều ba vai trò sau: - Tạo Bộ File (FSC) Đọc Bộ File (FSR) - Cập nhật Bộ File (FSU) Dựa vai trò đƣợc cung cấp Thực thể ứng dụng DICOM, Dịch vụ File DICOM hỗ trợ Thao tác Trung gian đƣợc định nghĩa nhƣ sau: Vai trò Thao tác Trung gian M-WRITE M-READ M-DELETE FSC Bắt buộc FSR FSC+FSR Không yêu cầu Bắt buộc Không yêu cầu Bắt buộc FSU FSU+FSC FSU+FSR FSU+FSC+FSR Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Không yêu cầu Không yêu cầu Không yêu cầu Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc M-INQUIRE FILE SET Bắt buộc Không yêu cầu Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc M-INQUIRE FILE Không yêu cầu Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc Bắt buộc IV.2.3.4 Truy nhập Nội dung File Dịch vụ DICOM đƣa khả truy nhập nội dung File hay File Nội dung File chuỗi trình tự hay nhiều Byte Dịch vụ File DICOM đƣa khả sau: Một FSR hay FSU thực M-READ để đọc không hay nhiều Byte nội dung File Một FSC hay FSU thực M-WRITE để viết hay nhiều Byte tạo nội dung File IV.3.3.5 Bộ Kí tự Chỉ số File Chỉ số Bộ File chuỗi kí tự đƣợc tạo nhóm kí tự thuộc kí tự G0 ISO 8859 Đó là: A, B, C, D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U,V, W, X, Y, Z 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, _ 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IV.3.3.6 Chỉ số File DICOMDIR Một File với Chỉ số File, DICOMDIR, tồn nhƣ thành phần Bộ liệu Chỉ số File đƣợc tạo Thành phần Nó chứa Thƣ mục Trung gian DICOM bao gồm thông tin chung tồn Bộ Dữ liệu Các thơng tin chung luôn tồn tại, nhiên nội dung thƣ mục bỏ trống trƣờng hợp khơng cần thiết Nếu DICOMDIR không tồn Bộ Dữ liệu, Bộ Dữ liệu không tuân theo PS 3.10 Chuẩn DICOM DICOMDIR không tham chiếu đến File nằm ngồi Bộ File mà nằm DICOMDIR sử dụng Explicit VR Little Endian Tranfer Syntax (UID=1.2.840.10008.1.2.1) để mã hoá Lớp SOP Thƣ mục Lƣu trữ Trung gian 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com I.1 Giới thiệu Chuẩn DICOM DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) Chuẩn định qui tắc định dạng trao đổi hình ảnh y tế nhƣ thơng tin liên quan Hình ảnh y tế thu nhận... hình DICOM giới thực II.2.3 Mơ hình thơng tin DICOM Mơ hình thơng tin DICOM định nghĩa cấu trúc cách tổ chức thơng tin liên quan tới truyền hình ảnh Mơ hình Thơng tin DICOM đƣợc rút từ Mơ hình DICOM. .. việc In IOD Công việc In (Print Job IOD) trừu tƣợng hoá công việc in ấn thực thể thông tin để hiển thị tiến trình in ấn Một công việc in ấn bao gồm hay nhiều film, tất nằm đợt (session) IOD Máy in