Giới thiệu Chuẩn DICOM
Quá trình hình thành và phát triển
Các Phiên bản trớc DICOM
Với sự ra đời của máy CT (Computer Tomography) vào những năm 70, cũng nh việc sử dụng ngày càng nhiều máy tính và thiết bị tạo ảnh số trong công tác y tế, các thiết bị này tạo ra ảnh với các định dạng khác nhau, thì nhu cẫu có một chuẩn chung cho truyền ảnh số và các thông tin có liên quan ngày càng lớn
Trớc nhu cầu đó, The American College of Radiology (ACR) và The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) đã thiết lập thành một uỷ ban chung vào năm 1983, để phát triển một Chuẩn nhằm mục đích :
- Phát triển trao đổi thông tin hình ảnh số, không quan tâm đến nhà sản xuất thiết bị.
- Làm thuận tiện sự hoá sự phát triển và mở rộng của của hệ thống thu nhận và truyền ảnh (PACS), có thể giao tiếp với các thành phần khác trong hệ thống thông tin bệnh viện (RIS).
- Cho phép tạo ra các cơ sở dữ liệu chẩn đoán mà có thể đợc chất vấn bởi một phạm vi lớn các thiết bị phân tán về mặt địa lí.
ACR-NEMA Standards Publication No 300-1985, đợc công bố năm 1985 là phiên bản 1 (ACR-NEMA Verson 1.0) Phiên bản này tiếp tục đợc hoàn thiện: No1- tháng 10/1986, No2-tháng 1/1988
ACR-NEMA Standards Publication No 300-1988, công bố năm 1988 đợc coi là phiên bản 2 (ACR-NEMA Verson 2.0)
Các phiên bản này định rõ kết nối phần cứng, có một bộ tối thiểu các lệnh phần mềm, và một bộ khuôn dạng dữ liệu Vấn đề kết nối mạng cha rõ ràng qua hai phiên bản này
Nhu cầu cho sự ra đời của DICOM
Vấn đề nảy sinh vào năm 1988 khi nhiều ngời sử dụng thấy nhu cầu của việc giao diện giữa các thiết bị hình ảnh và mạng Mặc dầu điều này vẫn có thể thực hiện đ ợc vớiVersion 2.0, nhng Chuẩn vẫn thiếu các phần cần thiết cho giao tiếp mạng mạnh mẽ DoACR-NEMA Verson 2.0 không đợc thiết kế để kết nối trực tiếp thiết bị hình ảnh với mạng, giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có thay đổi lớn của chuẩn Uỷ ban chung sớm
DICOM (Verson 3.0) ra đời có những u điểm hơn hẳn các phiên bản trớc Thể hiện ở chỗ: a Khả dụng với môi trờng mạng Các phiên bản trớc chỉ thích nghi với môi trờng truyền điểm-tới-điểm (point-to-point) Để có thể hoạt động trong môi trờng mạng cần có Khối Giao diện Mạng NIU (Network Interface Unit) DICOM 3.0 hỗ trợ hoạt động trong môi trờng mạng sử dụng giao thức mạng chuẩn công nghiệp nh OSI và TCP/IP. b Khả dụng với môi trờng trung gian ngoại tuyến (off-line) Các phiên bản trớc không định ra khuôn dạng file DICOM DICOM hỗ trợ hoạt động trong môi trờng ngoại tuyến sử dụng các trung gian theo chuẩn công nghiệp nh CD-R và MOD, hệ thống file logic nh ISO 9660 và Hệ thống File PC (FAT 16) c Định rõ sự tác động của việc thiết bị tuân theo chuẩn đối với việc trao đổi các Lệnh (command) và Dữ liệu (data) Các phiên bản trớc bị hạn chế trong truyền dữ liệu, nhng DICOM 3.0, thông qua khái niệm Lớp dịch vụ (Service Class), đã định ra ngữ nghĩa (sematic) của các Lệnh và các Dữ liệu liên quan. d Định rõ mức thích nghi Các phiên bản trớc chỉ định rõ mức tuân thủ thấp nhất. Phiên bản DICOM 3.0 qui định rõ ràng đối tợng thực hiện (implementor) phải cấu trúc một Bản Báo cáo Thích nghi (Comformance Statement) lựa chọn cụ thể các mục đáp ứng nh thế nào e Đợc cấu trúc là một tài liệu đa thành phần Do đó tạo thuận lợi cho sự phát triển của Chuẩn trong môi trờng phát triển nhanh chóng bằng việc thêm vào các đặc tính mới DICOM đợc thiết kế dạng tài liệu đa phần tuân theo cách thức của ISO. f Đa ra các Đối tợng thông tin (Information Object) một cách rõ ràng không chỉ hình ảnh và đồ hoạ mà còn cả báo cáo, in ấn g Định rõ cách xác định duy nhất Đối tợng Thông tin (Information Object) Điều này tạo thuận lợi khi sử dụng các khái niệm trừu tợng trong quan hệ của các Đối tợngThông tin hoạt động trong mạng.
Phạm vi và trờng ứng dụng
Chuẩn DICOM gắn với lĩnh vực thông tin y tế Với lĩnh vực này, nó định ra sự trao đổi thông tin số giữa các thiết bị hình ảnh và các hệ thống khác Do các thiết bị hình ảnh đó có thể hoạt động tơng tác (interoperate) với các thiết bị y tế khác, phạm vi của Chuẩn cần thiết phải chồng lên các khu vực khác trong hệ thống thông tin y tế
Hình I.1.3: Phạm vi ứng dụng của DICOM
Chuẩn tăng cờng khả năng hoạt động tơng tác của các thiết bị hình ảnh y tế bằng cách định ra:
- Với truyền tin qua mạng, một bộ Giao thức (protocol) đợc tuân theo bởi các thiết bị tuân theo chuẩn.
- Cú pháp (syntax) và Ngữ nghĩa (semantic) của Lệnh (command) và các thông tin liên quan đợc trao đổi sử dụng các Giao thức.
- Với truyền tin bằng phơng tiện trung gian, đa ra một bộ các dịch vụ lu trữ trung gian, cũng nh Khuôn dạng File và cấu trúc th mục y tế
- Thông tin sử dụng trong ứng dụng cũng đợc đòi hỏi tuân theo Chuẩn.
- Các chi tiết thực thi với mọi đặc tính của Chuẩn trên một thiết bị.
- Bộ tổng thể các đặc tính và chức năng đợc yêu cầu từ một hệ thống tạo bởi một nhóm các thiết bị tuân theo Chuẩn.
- Một thủ tục Kiểm tra/Thông qua để đánh giá mức độ thích nghi Chuẩn.
Mục tiêu
Chuẩn DICOM tạo thuận lợi cho khả năng hoạt động tơng tác (interoperability) của các thiết bị thích nghi Cụ thể là:
- Định ra ngữ nghĩa của Lệnh và các Dữ liệu liên quan
- Định ra ngữ nghĩa của dịch vụ file, khuôn dạng file và các th mục thông tin cần thiết cho truyền tin ngoại tuyến.
- Định rõ yêu cầu thích nghi của trong thực hiện Chuẩn Cụ thể, một Bản Báo cáo Thích nghi phải định ra đầy đủ thông tin để xác định các chức năng, nhờ đó có thể phối hợp hoạt động một thiết bị tuân theo Chuẩn khác.
- Tạo thuận lợi cho hoạt động trong môi trờng mạng.
- Đợc cấu trúc thuận lợi cho việc đa vào các dịch vụ mới, vì thế tạo thuận lợi hỗ trợ các ứng dụng hình ảnh y tế trong tơng lai.
- Sử dụng các chuẩn quốc tế hiện tại khả dụng.
Mặc dầu DICOM mang lại nhiều u điểm trong thực hiện hệ thống PACS, tuy nhiên, sử dụng DICOM một mình không thể đảm bảo chắc chắn mọi mục tiêu của
Phân giới Dịch vụ File Căn bản DICOM ứng dụng Thông tin Y tế Định nghĩa Lớp Dịch vụ Định nghĩa Đối t ợng Thông tin
M hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu ã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu
Trao đổi Bản tin Khuôn dạng File
Tầng Trên DICOM Tầng Bảo Mật
Tầng Bảo Mật (Tuỳ chọn)
TÇng ChuyÓn vËn TCP/IP
Trung gian VËt lý và Khuôn dạng File Trung gian
Phân giới Dịch vụ Tầng trên DICOM động của hệ thống trong một môi trờng nhiều thiết bị, chứ bản thân nó không thể đảm bảo chắc chắn khả năng phối hợp hoạt động.
Chuẩn đợc xây dựng chú trọng vào việc thu nhận hình ảnh chẩn đoán trong chụp quang tuyến, tim mạch và thành phần liên quan Tuy nhiên, nó cũng đợc ứng dụng trong rộng rãi trong đổi hình ảnh và các thông tin không phải hình ảnh liên quan khác, và cả với môi trờng y tế khác.
Xu hớng hiện tại
DICOM là một chuẩn mở và nó tồn tại thông qua các Thủ tục của Uỷ ban ChuẩnDICOM Các kế hoạch phát triển sắp tới từ các tổ chức thành viên của Chuẩn dựa trên phản hồi từ phía ngời sử dụng Chuẩn Các kế hoạch này sẽ đợc đa vào Chuẩn ở các phiên bản tiếp theo Mặt khác, việc cập nhật cần đợc tiến hành để duy trì tính tơng thích với các phiên bản trớc
-Truyền tin Trực tuyến Trao đổi L u trữ Trung gian
Hình I.2.5: Mô hình truyền tin cơ sở DICOM
Các thành phần DICOM
Cấu trúc tài liệu
DICOM là một tài liệu đa phần (multi-part) Các phần liên quan với nhau nhng lại nằm trên các tập độc lập Theo tài liệu mới nhất (năm 2003), DICOM bao gồm các thành phần sau đây:
PS 3.1 Giới thiệu và Tổng quan (Introduction and Overview)
PS 3.3 Định nghĩa Đối tợng Thông tin (Information Object Definition)
PS 3.4 Định nghĩa Lớp Dịch vụ ( Service Class Specification)
PS 3.5 Cấu trúc và Mã hoá Dữ liệu (Data Structrure and Encoding)
PS 3.6 Từ điển dữ liệu (Data Dictionary)
PS 3.7 Trao đổi bản tin (Message Exchange)
PS 3.8 Hỗ trợ Truyền thông mạng cho Trao đổi Bản tin (Network Communication Support for Massage Exchange)
PS 3.9 Hỗ trợ Truyền điểm-tới-điểm cho Trao đổi Bản tin (Point-to-point Communication Support for Message Exchange) Phần này đã đợc bỏ
PS 3.10 Lu trữ Trung gian và Khuôn dạng File cho Trao đổi Dữ liệu (Media Storage and File Format for Data Interchange)
PS 3.11 Sơ lợc ứng dụng Lu trữ Bản tin
PS 3.12 Khuôn dạng Trung gian và Trung gian Vật lý cho Trao đổi Dữ liệu (Media Formats and Physical Media for Data Interchange)
PS 3.13 Hỗ trợ Truyền tin Điểm-tới-Điểm Quản lí In (Print Management Point- to-Point Communication Support) Phần này hiện đã bỏ
PS 3.14 Chức năng Hiển thị Chuẩn Mức xám (Grayscale Standard Display Function)
PS 3.15 Sơ lợc An toàn (Security Profiles)
PS 3.16 Nguồn ánh xạ Nội dung (Content Mapping Resource).
Tổng quan nội dung các phần DICOM
PS.3.1 Giới thiệu và Tổng quan
Giới thiệu tổng quát về Chuẩn và các thành phần của nó
PS 3.14 Chức năng Hiển thị Chuẩn mức Xám
Líp SOP, Vai trò và
PS 3.16 Nguồn ánh xạ Nội Dung
PS 3.3 Định nghĩa Đối t ợng Thông tin
PS 3.6 Từ điển Dữ liệuPS 3.5 Ngữ nghĩa và Cấu trúc Dữ liệu
PS 3.7 Trao đổi Bản tinPS 3.4 Định nghĩa Lớp Dịch vụ
PS 3.15 Sơ l ợc An toàn
PS 3.8 Hỗ trợ Truyền thông mạng
PS 3.14 Chức năng Hiển thị Chuẩn mức Xám
Líp SOP, Vai trò và
PS 3.16 Nguồn ánh xạ Nội Dung
PS 3.3 Định nghĩa Đối t ợng Thông tin
PS 3.6 Từ điển Dữ liệuPS 3.5 Ngữ nghĩa và Cấu trúc Dữ liệu
PS 3.10 Sơ l ợc ứng dụng Trung gianPS 3.4 Định nghĩa Lớp Dịch vụ
- Yêu cầu thích nghi: Định rõ yêu cầu chung phải đợc thực thi Nó tham chiếu các mục thích nghi của các phần khác trong Chuẩn.
- Bản báo cáo thích nghi: Định nghĩa cấu trúc của một Báo cáo Thích nghi (Conformance Statement) Qui định thông tin phải đợc đa ra trong một Báo cáo Thích nghi Có tham chiếu các mục thích nghi của các thành phần khác trong chuẩn.
PS 3.2 không qui định thủ tục Kiểm tra/ Thông qua để đánh giá sự thích nghi của một ứng dụng với Chuẩn
Một Báo cáo Thích nghi gồm các thành phần chính:
- Bộ các Đối tợng Thông tin đợc nhận diện bởi ứng dụng
- Bộ các Lớp Dịch vụ đợc ứng dụng hỗ trợ
- Bộ các Giao thức Truyền thông hay Trung gian Vật lí đợc ứng dụng hỗ trợ
- Bộ các Tiêu chuẩn An toàn đợc ứng dụng hỗ trợ
Hình I.2.2.1: Qui trình cấu tạo Báo cáo Thích nghi cho Truyền thông Mạng
PS 3.15 Sơ l ợc An toàn
PS 3.11 L u trữ Trung gian & Khuôn dạng File cho Trao đổi Dữ Liệu
PS 3.12 Khuôn dạng Trung gian &Trung gian Vật lý cho Trao đổi Dữ Liệu
Modun Bệnh nhân Modun Ser
Hình I.2.2.2: Qui trình cấu trúc Báo cáo Thích nghi cho Trao đổi Trung gian
PS 3.3: Định nghĩa Đối tợng Thông tin Định rõ một số Lớp Đối tợng Thông tin (Information Object Classes-IOD), cung cấp định nghĩa trừu tợng về các thực thể thế giới thực liên quan đến truyền hình ảnh y tế và các thông tin liên quan (ví dụ: đồ thị dạng sóng, báo cáo, liều chiếu xạ ) Mỗi Định nghĩa Đối tợng Thông tin gồm sự mô tả mục đích của nó và các Thuộc tính (Attribute) định nghĩa nó Tuy nhiên nó không mang Giá trị của Thuộc tính tạo lên nó. Để thuận tiện trong phát triển Chuẩn trong tơng lai và duy trì tính tơng thích với các phiên bản trớc, hai loại Định nghĩa Đối tợng Thông tin đợc đa ra:
- IOD Thờng (Nomalized IOD): Chỉ bao gồm các Thuộc tính vốn có mà thực thể thế giới thực thể hiện Lấy ví dụ, Lớp Đối tợng Thông tin Nghiên cứu (Study) đợc định nghĩa là IOD Thờng, bao gồm các Thuộc tính ngày, giờ nghiên cứu vì thực tế việc nghiên cứu gồm đúng thông tin nh vậy Tuy nhiên, tên bệnh nhân không phải là một Thuộc tính của Lớp Đối Tợng Thông tin Nghiên cứu vì nó thuộc về bệnh nhân, nó chỉ dùng khi khám bệnh chứ không phải thuộc về hiện tợng khám bệnh.
- IOD Phức (IOD Composite): Có thể bao gồm các thuộc tính có liên quan nhng không thuộc về một thực thể thế giới thực Lấy ví dụ, IOD ảnh CT , đợc định nghĩa là một IOD Phức, bao gồm các Thuộc tính thuộc về hình ảnh (ví dụ: ngày chụp) và các Thuộc tính có liên quan nhng không thuộc về hình ảnh (ví dụ: tên bệnh nhân).
- IOD Phức tạo ra cơ chế cho việc thể hiện các yêu cầu truyền hình ảnh khi màDữ liệu hình ảnh và các thông tin liên quan cần phải liên kết chặt chẽ với nhau Để đơn giản trong định nghĩa Lớp Đối tợng Thông tin, các Thuộc tính của từng Lớp Đối tợngThông tin đợc tách ra và các Thuộc tính tơng tự đợc nhóm vào với nhau Những nhómThuộc tính này đợc định nghĩa là các Modun độc lập và có thể đợc sử dụng lại bởi cácLớp Đối tợng Thông tin khác.
M od un N gh iên c ứu C hu ng Modun Hình ảnh chung M od un D ữ l iệ u Đ iể m ả nh
Hình I.2.2.3: Minh hoạ khái niệm IOD và Modun Để thể hiện một sự kiện diễn ra thực tế của thực thể, khái niệm Đối tợng Thông tin Cụ thể (Inforamation Object Instance) đợc đa ra Giá trị Thuộc tính của IOD có thể thay đổi theo thời gian tơng ứng với sự thay đổi trạng thái của thực thể ở thế giới thực. Điều này đợc thoả mãn bởi việc thực hiện các Thao tác căn bản khác nhau trên Đối t- ợng Thông tin để đa ra một bộ các dịch vụ cụ thể nh đợc định nghĩa là Lớp Dịch vụ. Các Lớp Dịch vụ này đợc định nghĩa ở phần PS.3.4
Phần PS 3.3 cũng định nghĩa Mô hình Thế giới Thực tơng ứng với Mô hình Thông tin đợc ánh xạ trong Định nghĩa Đối tợng Thông tin Trong tơng lai, Chuẩn sẽ mở rộng các Đối tợng Thông tin để hỗ trợ cho các chức năng mới.
PS.3.4: Định nghĩa Lớp Dịch vụ Định nghĩa một số Lớp Dịch vụ Một Lớp Dịch vụ liên quan đến một hay nhiều Đối tợng Thông tin với một hay nhiều Lệnh (Command) đợc thực hiện trên những Đối tợng đó Định nghĩa Lớp Dịch vụ đa ra các yêu cầu cho các Thành phần Lệnh (Command Element) và cách thức Lệnh tác động tới Đối tợng Thông tin Nó cũng định ra những yêu cầu cho đối tợng cung cấp và sử dụng dịch vụ truyền thông Định nghĩa Lớp Dịch vụ qui định các đặc trng đợc chia sẻ bởi mọi Lớp Dịch vụ, và cách cấu trúc từ một Báo cáo Thích nghi tới một Lớp dịch vụ vụ thể Nó bao gồm một số Phụ lục chuẩn (Nomative Annexes) miêu tả chi tiết các Lớp Dịch vụ cụ thể Một vài Lớp Dịch vụ điển hình trong phần này là:
- Lớp Dịch vụ lu trữ
- Lớp Dịch vụ Chất vấn/ Truy vấn
- Lớp Dịch vụ Quản lí Danh sách Công việc Căn bản
- Lớp Dịch vụ Quản lí In ấn
- Định nghĩa Lớp Dịch vụ định nghĩa các Thao tác thực hiện trên Đối tợng Thông tin đợc định nghĩa ở phần PS 3.3 Phần PS 3.7 định nghĩa các Lệnh và Giao thức cho việc sử dụng Lệnh thực hiện các Thao tác và Thông báo đợc định nghĩa ở PS 3.4
PS 3.5: Ngữ nghĩa và Cấu trúc Dữ liệu Định rõ cách Thực thể ứng dụng DICOM cấu trúc và mã hoá thông tin Bộ Dữ liệu là kết quả thu đợc của việc sử dụng Đối tợng Thông tin và Lớp Dịch vụ Nó cũng xác định một số công nghệ nén hình ảnh chuẩn (ví dụ: JPEG lossess và lossy) Đa ra qui tắc mã hoá cần thiết để cấu trúc lên một Dòng Dữ liệu đợc trong một Bản tin Dòng Dữ liệu này là kết quả của Bộ Dữ liệu Bộ Dữ liệu đợc tạo ra bởi các Thành phần Dữ liệu.
Phần PS 3.5 cũng định ra ngữ nghĩa của một số chức năng chung phổ dụng đối với nhiều Đối tợng Thông tin Nó cũng xác định qui tắc mã hoá cho các bộ kí tự quốc tế đ- ợc sử dụng trong DICOM.
PS 3.6 Từ điển Dữ liệu
Là danh sách định nghĩa duy nhất mọi Thành phần Dữ liệu DICOM đợc đa ra để thể hiện thông tin Với mỗi Thành phần Dữ liệu, nó qui định:
- Một Nhãn duy nhất Nhãn bao gồm Số hiệu Nhóm và Số hiệu Thành phần
- Giá trị thể hiện (chuỗi kí tự, số nguyên )
- Số giá trị (bao nhiêu giá trị trên một Thuộc tính)
- Còn đợc sử dụng hay không
Cho mỗi mục định danh duy nhất (UID), Từ điển Dữ liệu xác đinh:
- Giá trị duy nhất của nó, là một số với các thành phần đợc chia bởi các dấu chấm và giới hạn trong 64 kí tự
- Dạng của nó, hoặc là Lớp Đối tợng Thông tin, cách mã hoá cho chuyển dữ liệu, hay một Đối tợng Thông tin Cụ Thể nào đó
- Phần nào của Chuẩn định nghĩa nó
PS 3.7: Trao đổi Bản tin Định rõ các Dịch vụ và Giao thức đợc sử dụng bởi một Thực thể ứng dụng trong môi trờng hình ảnh y tế để trao đổi Bản tin thông qua dịch vụ hỗ trợ truyền tin định nghĩa ở PS 3.8 Một Bản tin đợc tạo lên bởi Dòng Lệnh theo sau là một Dòng Dữ liệu. Phần PS 3.7 định rõ:
- Thao tác (operation) và Thông báo (notification) (Dịch vụ DIMSE) cho các Lớp Dịch vụ đợc định nghĩa ở phần 3.4
- Qui tắc thiết lập và chấm dứt Liên kết (định nghĩa ở PS 3.8)
- Qui tắc quản lí sự trao đổi các yêu cầu Lệnh và trả lời Lệnh
- Qui tắc mã hóa cần thiết để cấu trúc Dòng lệnh và Bản tin.
PS 3.8: Hỗ trợ Truyền thông Mạng cho Trao đổi Bản tin Định rõ các dịch vụ truyền tin và các giao thức tầng trên cần đợc hỗ trợ, trong môi
Phân giới Dịch vụ File ứng dụng Hình ảnh Y tế Trao đổi Bản tin ứng dụng DICOM
Giao thức Tầng trên DICOM cho TCP/IP
Phân giới Dịch vụ Tầng trên
Các Dịch vụ truyền tin (định nghĩa ở PS 3.8) là một tập con của các Dịch vụ đợc đa ra bởi OSI Presentation Service(ISO 8822) và OSI Association Control Service Element (ACSE) (ISO 8649) Chúng tơng ứng với Dịch vụ Tầng trên, cho phép các ứng dụng ngang hàng thiết lập liên kết, truyền Bản tin và chấm dứt liên kết. Định nghĩa Dịch vụ Tầng trên nh vậy cho phép sử dụng toàn bộ các tầng của giao thức OSI (từ tầng 1 tới 6 cộng với ACSE) làm tăng sức mạnh và tính hiệu quả của truyền thông Nó hỗ trợ một lợng lớn công nghệ mạng dựa trên chuẩn thế giới, sử dụng đợc nhiều loại mạng vật lý nh ISO 8802-3 CSMA/CD (Ethernet), FDDI, ISDN, X.25, mạch số, và nhiều công nghệ mạng LAN và WAN khác.
ThÝch nghi DICOM
Một thành phần quan trọng của bất cứ một chuẩn nào là phải định nghĩa tính thích nghi của các đối tợng với nó, hay nói cách khác là tính tuân thủ những điều mà chuẩn đã đề ra Trong nhiều tình huống liên quan đến công tác sức khoẻ và an toàn cộng đồng, sự thích nghi với các chuẩn đợc yêu cầu thông qua luật Tuy nhiên, trong nhiều trờng hợp khác, nh Chuẩn DICOM chẳng hạn, sự thích nghi là tự nguyện Uỷ an Chuẩn DICOM không có bất cứ sự áp đặt nào Tuy vậy, DICOM vẫn có một phần dành riêng để định rõ sự thích nghi, đó là Báo cáo Thích nghi
Mọi nhà sản xuất cho rằng thiết bị hay phần mềm của họ thích nghi với Chuẩn đều phải đa ra một báo cáo thích nghi miêu tả một cách cụ thể sản phẩm của họ thích nghi với Chuẩn nh thế nào Một báo cáo thích nghi đợc tham khảo với một khuôn dạng chuẩn do DICOM đề ra, nh vậy việc đối chiếu các trình bày thích nghi trở lên đơn giản và khoa học Ngời sử dụng và nhà sản xuất có thể xác định xem liệu hai thiết bị tuân theo DICOM có thể giao tiếp ăn khớp với nhau hay không bằng cách đối chiếu bản báo cáo thích nghi của hai thiết bị với nhau Việc làm này không đảm bảo rằng hai thiết bị
Thành phần cơ bản của Báo cáo Thích nghi DICOM gồm:
Mô hình thực thi của ứng dụng
Mô hình thực thi của ứng dụng là một lợc đồ đơn giản thể hiện cách mà một ứng dụng liên kết với một cả các phạm vị hoạt động địa phơng (trong một thiết bị đợc đa ra) và từ xa (thông qua giao diện DICOM) Lấy ví dụ, hoạt động địa phơng có thể là tạo ra một đối tợng thông tin hình ảnh DICOM, còn hoạt động từ xa là hiển thị đối tợng đó
Ngữ cảnh thể hiện đợc sử dụng
Ngữ cảnh thể hiện bao gồm Cú pháp Trừu tợng (một thuật ngữ khác cho Lớp SOP) và Cú pháp Chuyển đổi tơng ứng với Cú pháp Trừu tợng đó Thuật ngữ Cú pháp Trừu tợng đợc sử dụng trong phần này vì nó đợc định nghĩa trong một chuẩn quốc tế mà DICOM tham chiếu đến Một bản Báo cáo Thích nghi DICOM sẽ liệt kê cả ngữ cảnh thể hiện mà ứng dụng đa ra trong thoả thuận cũng nh khi đã đợc chấp nhận.
Cách liên kết đợc thực hiện
Bản Báo cáo Thích nghi phải miêu tả sự thực hiện liên kết (ví dụ: khi nào tạo các liên kết và chấp nhận nhiều liên kết) cho từng hoạt động trong mô hình Một số thiết bị, ví dụ nh thiết bị lu trữ trong hệ thống thu nhận và truyền hình ảnh, phải đợc hỗ trợ nhiều liên kết nếu chúng đợc chấp nhận Mặt khác, chỉ có một hoạt động (ví dụ: lu trữ DICOM) là đợc diễn ra tại một thời điểm
Các Lớp SOP đợc cung cấp
Danh sách các lớp SOP đợc hỗ trợ là một trong những nhân tố cơ bản của một Báo cáo Thích nghi Danh sách này miêu tả Lớp Dịch vụ nào và Đối tợng Thông tin nào đợc đa ra và chấp nhận bởi ứng dụng Biết đợc các Lớp SOP, ngời đọc Báo cáo Thích nghi có thể xác định liệu hai bản Báo cáo Thích nghi miêu tả các ứng dụng có “tơng hợp” với nhau (ví dụ: liệu các ngữ cảnh thể hiện/ và vì thế Lớp Dịch vụ đợc đa ra bởi một ứng dụng có tơng hợp với những chấp nhận của ứng dụng kia) Nếu không, hai ứng dụng sẽ hoạt động không thành công, cho dù các thành phần khác của hai Báo cáo Thích nghi có tơng hợp với nhau.
Sơ lợc truyền tin đợc cung cấp
Sơ lợc truyền tin sử dụng các hình thái đơn giản mà các tầng truyền tin hỗ trợ DICOM đợc sử dụng Đó là liên kết điểm- tới- điểm, ISO, và các tầng TCP/IP Nó cũng bao gồm các mục cụ thể đối với tầng truyền tin đợc chọn.
Mở rộng, chuyên hoá và biệt hóa đợc cung cấp
Thành phần cuỗi cùng của một Báo cáo Thích nghi sẽ miêu tả chi tiết các mở rộng, chuyên hoá (specialization) và biệt hoá (privatization) của các lớp SOP Sự mở rộng một Lớp SOP có nghĩa là thêm vào các thuộc tính chuẩn không bắt buộc nhng thực thể tạo lên Lớp SOP có thể sử dụng trong những ứng dụng cá biệt Một Lớp SOP mở rộng là sự nâng cao một Lớp SOP chuẩn, và mọi ứng dụng dễ dàng hoạt động với nó Một Lớp SOP chuyên hóa có thể có các thuộc tính bắt buộc hay tuỳ chọn Một SOP biệt hoá cũng có thể chứa các thuộc tính riêng mà đối tợng tạo ra Lớp SOP bắt buộc phải có Một Lớp SOP biệt hoá tuân theo cấu trúc của một Lớp SOP chuẩn nhng có thể chứa hoàn toàn các thuộc tính riêng Cả Lớp SOP chuyên hóa và biệt hoá đều không xác định các UID, trong khi Lớp SOP mở rộng lại sử dụng UID của Lớp SOP chuẩn mà nó dựa trên đó Lớp SOP riêng hoá và biệt hóa có thể gây vấn đề cho ứng dụng khi thông dịch chúng trừ trờng hợp các ứng dụng đợc thiết kế để làm việc đó Một trong những lí do cho sự tồn tại của các Lớp SOP nh vậy là để các nhà sản xuất và hay ứng dụng khác sử dụng cấu trúc DICOM cho mục đích riêng của họ khi mà họ không có ý định hay nhu cầu giao tiếp với bên ngoài thiết bị của họ những Lớp SOP này Sử dụngLớp SOP ring hoá và biệt hoá không đợc xem là gây ảnh
DICOM trong hệ thống thông tin y tế
DICOM víi PACS, HIS, RIS
Vai trò chủ yếu của DICOM đợc thể hiện trong PACS Xu thế hiện tại theo hớng
“PACS nhỏ” (miniPACS) và “PACS cục bộ” (partial PACS) khiến cho DICOM có thể thích ứng trong nhiệm vụ là giao diện của nhiều loại thiết bị khác nhau Trong một môi trờng thiết bị hình ảnh với công nghệ sản xuất đa dạng, điều này tránh đ ợc giao diện tuỳ ý hay độc quyền cho các thiết bị Từ đó dẫn tới giảm sự phức tạp và giá thành trong kết nối thiết bị, và đơn giản hoá dịch vụ.
Lợi ích của việc kết nối PACS với các hệ thống thông tin khác, đặc biệt là HIS và RIS là rõ ràng Nhng cũng dẫn tới nhiều công việc hơn cho phân tích và lập trình tại các thành phần hệ thống, cả phía PACS và HIS/RIS Chuẩn DICOM, thông qua các lớp dịch vụ quản lí khác nhau của mình, đã tối thiểu hoá các khó khăn đó ở phía PACS Cũng nh vậy, khi RIS và HIS chuyển về đúng chuẩn của chúng (ví dụ nh HL7) chẳng hạn, thì công việc còn đơn giản hơn nữa, tuy nhiên bất cứ sự kết nối nào giữa hai hệ thống thông tin với nhau không hề đơn giản Các Nhóm Công tác DICOM (DICOM Work Group) cũng đã liên lạc với với các nhóm viết chuẩn giao diện của của HIS và RIS để có thể làm hài hoà vấn đề này.
Hình I.4.1 DICOM trong hệ thống thông tin y tế
Định nghĩa thông tin và dịch vụ DICOM II.1 Tổng quan
Định nghĩa thông tin DICOM
Mô hình E-R (Quan hệ Thực thể) là mô hình thể hiện mối quan hệ giữa các đối t- ợng và hiện tợng đợc DICOM quan tâm Lợi ích của mô hình này là thể hiện một cách rõ ràng cả đối tợng đợc yêu cầu trong một ngữ cảnh đợc mô hình hóa và cả sự tơng tác giữa các đối tợng đó Nó không là một lợc lợc đồ thể hiện các bớc di chuyển của thông tin mà là thể hiện mối quan hệ và sự phân cấp của các thành phần thông tin
Trong mô hình E-R, một Thực thể (Entity) đợc sử dụng để thể hiện cho cho một Đối tợng Thế giới Thực (Real-World Object), Lớp các Đối tợng thế giới thực, hay một loại dữ liệu DICOM (một IOD hay Module)
Hình II.2a: Kí hiệu Thực thể trong mô hình E-R
Quan hệ thể hiện mối liên hệ giữa các Thực thể với nhau, thờng đợc minh hoạ bởi một mũi tên
Hình II.2b: Kí hiệu Quan hệ a và b thể hiện tơng quan trong từng Quan hệ, chẳng hạn:
(a=1, b=1): Một Thực thể nguồn quan hệ với một Thực thể đích.
(a=1,b=0-n): Một thực Thể nguồn quan hệ với không hoặc một số Thực thể đích… Quan hệ có thể là 2 chiều Trong trờng hợp đó, nguời ta sử dụng mũi tên hai hớng trỏ vào cả thực thể nguồn và đích.
II.2.2 Mô hình DICOM Thế giới Thực:
Mô hình DICOM Thế giới thực (DICOM model of Real World) minh hoạ cách nhìn của DICOM về thế giới thực, xác định các Đối tợng Thế giới thực liên quan và mối quan hệ của chúng với phạm vi của Chuẩn DICOM Nó cũng cung cấp một cơ cấu chung để đảm bảo sự tin cậy giữa các Đối tợng Thông tin đợc định nghĩa bởi Chuẩn
Phổ MR Đối t ợng LUT
Chiếu chụp Overlay Trạng thái Hiển thị
Dạng sóng Dữ liệu thô
B ớc Thủ tục Thực hiện Thể thức thiết bị Gồm
Chứa Định nghĩa Không gian
1 Định nghĩa Lớp Dịch vụ
Hình II.2.2 Mô hình DICOM thế giới thực
II.2.3 Mô hình thông tin DICOM
Mô hình thông tin DICOM định nghĩa cấu trúc và cách tổ chức các thông tin liên quan tới truyền hình ảnh Mô hình Thông tin DICOM đợc rút ra từ Mô hình DICOM
Thế giới thực Nó xác định các IOD khác nhau đợc định nghĩa bởi Chuẩn và mối quan hệ giữa chúng Không phải lúc nào cũng có ánh xạ 1:1 giữa một IOD và Đối tợng Thế giới Thực Chẳng hạn, một IOD Phức chứa các Thuộc tính của các Đối tợng Thế giới thực khác nhau nh Series, Nghiên cứu, Bệnh nhân, Thiết bị, cơ chế tham chiếu
Nhóm Dịch vô Định nghĩa Đối t ợng Thông tin Cung cÊp cho mét
Dịch vụ DIMSE hay Dịch vụ L u tr÷ Trung Gian
Tạo bởi bởi Tạo bởi bởi
IOD B ớc Thủ tục Thực hiện Thể thức thiết bị
IOD Khám bệnh Tham chiÕu
Nghiên cứu Căn Tham chiếu bản
Bệnh nhân Hình II.3a: Các cấu trúc chính trong mô hình thông tin DICOM.
IOD LUT ThÓ thức TB độc lập
IOD § êng cong độc lập
IOD Trạng thái hiÓn thị
IOD VOI LUT độc lËp
IOD Tài liệu SR IOD Phổ
Hình II.2.3 Mô hình thông tin DICOM
Thuộc tính của một IOD miêu tả các đặc tính của một Đối tợng Thế giới thực cụ thể Các Thuộc tính liên quan với nhau đợc nhóm lại vào các Modun.
Thuộc tính đợc mã hoá thành các Thành phần Dữ liệu Trong một IOD, khi nhiều Modun chứa cùng một Thuộc tính giống nhau, thì Thuộc tính sẽ đợc mã hoá một lần trong một Thành phần Dữ liệu.
II.2.3.2 Dịch vụ truyền tin trực tuyến và lu trữ trung gian
Với truyền tin trực tuyến: các Dịch vụ DIMSE cho phép một Thực thể ứng dụng
L u trữ Hình ảnh CT này !
Líp SOP SOP Cô thÓ
Với việc truyền tin bằng lu trữ trung gian : các Dịch vụ Lu trữ Trung gian (Media Storage Service) cho phép các Thực thể ứng dụng DICOM gọi tới các thao tác lu trữ trung gian liên quan
- Các Dịch vụ DIMSE-C : Các Dịch vụ DIMSE-C là các dịch vụ có khả năng đáp ứng chỉ cho các IOD Phức Nó chỉ cung cấp các dịch vụ thao tác.
- Các Dịch vụ DIMSE-N : Là các dịch vụ chỉ có khả năng đáp ứng cho các IOD Thờng Dịch vụ DIMSE-N cung cấp cả dịch vụ thao tác lẫn thông báo.
II.2.3.3 Nhóm Dịch vụ DIMSE
Một Nhóm Dịch vụ DIMSE xác định một hay nhiều thao tác/thông báo khả dụng cho mét IOD.
II.2.3.4 Lớp Cặp Đối tợng-Dịch vụ (SOP) Đối tợng Thông tin và Lớp Dịch vụ là hai thành phần cơ bản của DICOM Đối t - ợng Thông tin định nghĩa nội dung chính của hình ảnh y tế, trong khi Lớp Dịch xác định phải làm gì với nội dung đó.
Lớp Dịch vụ và Đối tợng Thông tin đợc kết hợp với nhau tạo thành đơn vị chức năng DICOM Sự kết hợp này gọi là Cặp Đối tợng-Dịch vụ (SOP) Do tính hớng đối t- ợng của DICOM, nó thờng đợc gọi là Lớp SOP (SOP Class) Lớp SOP chính là đơn vị cơ sở của DICOM, mọi thứ DICOM làm đợc đều dựa trên chúng.
Hình II.3.4: Minh hoạ khái niệm Lớp SOP
Khi các Thuộc tính của Đội tợng Thông tin và các thành phần của Lớp Dịch vụ đợc
“điền đầy” bằng các giá trị cụ thể, Lớp SOP trở thành SOP Cụ thể và đợc mang một Định danh Duy nhất (UID).
Quá trình truyền tin DICOM là sự trao đổi các SOP Cụ thể thông quan sử dụng Bản tin DICOM Bản tin DICOM là “dạng truyền tin” của Lớp SOP Nó chứa các Lệnh sử dụng hay cung cấp Dịch vụ đợc xác định và Bộ Dữ liệu tạo thành do mã hoá Đối tợng Thông tin Cụ Thể
Các Thực thể ứng dụng lựa chọn Lớp SOP để thiết lập lên các khả năng hỗ trợ tơng tác giữa chúng Sự Thoả thuận này đợc thực hiện vào thời gian thiết lập Liên kết
Lớp SOP loại Phức và Thờng
2.3.7.1 Định nghĩa Đối tợng Thông tin Thờng
IOD Thờng là IOD thể hiện một Thực thể đơn trong Mô hình DICOM Thế giớiThùc.
Khi một IOD Thờng cụ thể đợc truyền đi, ngữ cảnh (context) cho nó không thực sự đợc đợc trao đổi Thay vào đó, ngữ cảnh này đợc cung cấp thông qua sự chỉ định tới các IOD Thờng cụ thể liên quan.
Các IOD Thờng trong DICOM gồm có:
IOD Bệnh nhân (Patient IOD) là sự trừu tợng hoá thông tin mô tả một bệnh nhân mà dịch vụ hình ảnh y tế thc hiện trên ngời đó
IOD Khám bệnh (Visit IOD) là sự trừu tợng hoá thông tin mô tả sự tham dự của bệnh nhân với đối tợng cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khoẻ Với sự định nghĩa mang tính khái quát, IOD này có thể đợc sử dụng trong một dải rộng từ bệnh nhân nội trú tới ngoại trú Nó bao gồm các thông tin nh ngày và giờ nhận vào, nhận kết quả, bác sĩ khám IOD Khám bệnh đợc tạo ra bởi các Định nghĩa Lớp Dịch vụ
IOD Nghiên cứu (Study IOD) là sự trừu tợng hoá thông tin mô tả sự nghiên cứu hình ảnh chẩn đoán Nó bao gồm các thông tin nh lí do thực hiện sự nghiên cứu, thủ tục chiếu chụp đợc thực hiện, ngày và giờ của thủ tục chiếu chụp
IOD Thành phần Nghiên cứu
IOD Thành phần Nghiên cứu (Study Component IOD) là sự xác định một mô hình thông tin trừu tợng sơ lợc về một Nghiên cứu, trao đổi giữa các thiết bị nối với nhau (các thiết bị phải thích nghi với Chuẩn) Các Thành phần nghiên cứu phải độc lập Thiết bị
Mỗi một IOD Nghiên cứu liên quan tới một hay nhiều IOD Thành phần Nghiên cứu Mối quan hệ này đợc duy trì bởi Modun Quan hệ Thành phần Nghiên cứu (Study Component Relationship) Một Thành phần Nghiên cứu thể hiện một sự tham gia của một Thiết bị với một Nghiên cứu (một Nghiên cứu có thể gồm nhiều Thiết bị khác nhau).
IOD Kết quả (Results IOD) là sự trừu tợng hóa thông tin kết quả từ sự phân tích nghiên cứu hình ảnh chẩn đoán Những thông tin này bao gồm một báo cáo gốc, sửa đổi với báo cáo gốc, và các Thuộc tính chung liên quan
IOD Thông dịch (Interpretation) là sự trừu tợng hóa thông tin là kết quả từ sự thông dịch (interpretation) một nghiên cứu hình ảnh chẩn đoán Sự thông dịch này có thể là một báo cáo (thông dịch ban đầu) hoặc sự sửa đổi một báo cáo của một nghiên cứu hình ảnh chẩn đoán
IOD Đợt Film Cơ bản
IOD Đợt Film Cơ bản (Basic Film Session) miêu tả các thông số thể hiện chung cho mọi film thuộc một đợt (session) film (số lợng film, điểm đến của film ).
IOD ô Film Cơ bản (Basic Film Box IOD) là sự trừu tợng hoá sự thể hiện của một film trong một đợt film IOD ô Film Cơ bản miêu tả các thông số trình diễn chung cho mọi hình ảnh trên một tấm film.
IOD ô Hình ảnh Cơ bản
IOD ô Hình ảnh Cơ bản (Basic Image Box IOD) là sự trừu tợng hoá sự thể hiện của một hình ảnh và dữ liệu liên quan trong khu vực hình ảnh của một film IOD ô Hình ảnh Cơ bản miêu tả thông số thể hiện và dữ liệu điểm ảnh (pixel data) cung cấp cho một ảnh đơn trên một tấm Film.
IOD ô Chú giải Cơ bản
IOD ô Chú giải Cơ bản (Basic Annotation Box IOD) là sự trừu tợng hoá sự thể hiện của một chú giải (ví dụ: dạng chuỗi văn bản) trên một film IOD ô Chú giải Cơ bản miêu tả bản văn (text) đợc sử dụng phổ biến nhất liên quan đến các thông số thể hiện.
IOD Công việc In (Print Job IOD) là sự trừu tợng hoá công việc in ấn và là thực thể thông tin cơ bản để hiển thị tiến trình in ấn Một công việc in ấn bao gồm một hay nhiều film, tất cả đều nằm trong một đợt (session).
IOD Máy in (Printer IOD) là sự trừu tợng hoá của máy in bản (hardcopy printer) và là thực thể thông tin cơ bản để theo dõi trạng thái của máy in.
IOD Giao Lu trữ (Storage Commitment IOD) miêu tả các Thuộc tính đợc hiện diện trong một Yêu cầu Giao Lu trữ hay Trả lời Giao Lu Trữ (Storage Commitment Request/Response) Các SOP Cụ thể (SOP Instance) tham chiếu bởi IOD Giao Lu trữ không giới hạn các hình ảnh và có thể bao gồm các SOP Cụ thể khác.
IOD Hàng đợi In là sự trừu tợng hoá của trình tự công việc in IOD Hàng đợi In liên quan đến IOD Máy in (tơng ứng với một máy in hay một nhóm các máy in).
Mẫ hoá và cấu trúc dữ liệu III.1 Mã hoá giá trị
Các Bộ Kí tự
Các giá trị là văn bản hay chuỗi kí tự đợc tạo bởi các Kí tự Điều khiển (Control Character) và Kí tự Đồ hoạ (Graphic Character) Bộ Kí tự Đồ hoạ đợc đa ra độc lập với cách mã hóa của nó Phụ thuộc vào môi trờng ngôn ngữ địa phơng mà các Thực thể ứng dụng DICOM trao đổi thông tin với nhau, các Bộ Kí tự phù hợp đợc sử dụng Các Bộ Kí tự đợc DICOM hỗ trợ đợc định nghĩa trong ISO 8859.
DICOM cũng cung cấp một số Bộ Kí tự cho các ngôn ngữ không theo nhóm kí tự Latinh nh Nhật Bản
Bảng III.1.1a: Cách mã hoá bộ kí tự mặc định DICOM b 8 0 0 0 0 0 0 0 0 b 7 0 0 0 0 1 1 1 1 b 6 0 0 1 1 0 0 1 1 b b 0 1 0 1 0 1 0 1 b 4 b 3 b 2 b 1 00 01 02 03 04 05 06 07
Sự thể hiện các giá trị kí tự đợc mã hoá
Nh đợc định nghĩa trong Chuẩn ISO đợc tham chiếu, các giá trị byte đợc sử dụng cho mã hoá các kí tự trong phần này đợc thể hiện dới dạng hai số thập phân theo dạng hàng, cột Nh vậy, việc tham chiếu đến giá trị rất dễ dàng và thuận tiện khi đối chiếu với các chuẩn ISO
Nh vậy, giá trị có thể đợc tính nh sau: (cột*16) +hàng
Ví dụ: 01/11 cho ta giá trị tơng ứng 27 (1BH)
Bộ kí tự, là tập hợp các Kí tự Đồ hoạ đợc xác định độc lập với cách mã hóa của
Có nhiều chuẩn, bao gồm cả ISO 8859 (Part 1-9), qui định các Bộ Kí tự Mã hoá. Bột Kí tự Mã hoá là bộ Kí tự đồ hoạ với quan hệ một- một giữa một kí tự trong bộ và một thể hiện mã hoá, ví dụ: ‘D’- 04/04
Bộ kí tự mặc định của DICOM là Basic G0 Set của ISO 646:1990 (ISO- IR6) (xem Bảng IV.1.1) Basic G0 Set đợc xác định với các bộ kí tự chung của ISO 8859. Các Thực thể ứng dụng DICOM có thể mở rộng hay thay thế bộ kí tự mặc định, điều này đợc thể hiện trong thành phần dữ liệu Bộ Kí tự Cụ thể (0008, 0005).
Dữ liệu văn bản khi trao đổi cần một số thông tin định dạng Các Kí tự Điều khiển đợc sử dụng cho mục đích đó Tuy nhiên, việc sử dụng này trong DICOM là hạn chế đến mức tối thiểu do một số máy vận dụng chúng không chính xác.
Bảng IV.1.1b: Các Kí tự Điều khiển DICOM
Kí hiệu Tên Giá trị m hoá ã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu
CR Carriage Return 00/13ESC Escape 00/11
Giá trị Thể hiện VR
Giá trị Thể hiện (Value Representation-VR) của một Thành phần Dữ liệu (Data Element) miêu tả loại và khuôn dạng dữ liệu của trờng Giá trị (Value) trong Thành phần Dữ liệu.
Một số giá trị của tiêu biểu VR :
Tên VR Định nghĩa Bộ Kí tự Chiều dài Gíá trị
(String Age) Chuỗi kí tự chỉ tuổi tuân theo theo một trong các dạng sau: nnnD, nnnW, nnnM, nnnY
Trong đó nnn chứa số Ngày, Tuần, Tháng, Năm.
“ ”-“9”, “ ”-“9”, “ ”-“9”, trong Bé KÝ tù mặc định.
AT (Attibute Tag) Cặp số nguyên không dấu 16 bit là giá trị của Nhã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệun Thành phần Dữ liệu.
CS (Code String) Chuỗi kí tự, dấu cách đầu và cuối (20H) không đợc tính Kí tự in hoa, 0 - 9 , kÝ”-“9”, ”-“9”, “ ”-“9”, tù SPACE, _“ ”-“9”, trong Bé kÝ tù mặc định DA
(Date) Chuỗi kí tự theo khuôn dạng yyymmdd Trong đó yyy, mmm, ddd tơng ứng chứa giá trị Năm, Tháng, Ngày.
Chuỗi kí tự thể hiện số có dấu cố định hay không cố định Số có dấu cố định đợc tạo bởi các kí tự 0 - 9 , + , - và để “ ”-“9”, “ ”-“9”, “ ”-“9”, “ “ “ ”-“9”, thể hiện dấu thập phân Số có dấu không cố định dùng e “ ”-“9”, hay E để thể hiện số mũ.“ ”-“9”,
Số có dấu bất định đợc thể hiện trong Khuôn dạng Số Dấu Bất định IEEE 754:1985 32-bit
Chuỗi kí tự thể hiện một số nguyên hệ số 10, đứng đầu bởi + hay -
Số nguyên n đợc thể hiện nằn trong dải:
”-“9”, ”-“9”, “ “ bộ kí tự mặc định
(Long String) Chuỗi kí tự có thể có với dấu cách ở đầu hay cuối Kí tự \ đ”-“9”, ”-“9”, - ợc dùng để phân biệt các giá trị trong thành phần dữ liệu nhiều giá trị
(Long Text) Chuỗi kí tự bao gôm một hay nhiều đoạn Sử dụng cả Kí tự Đồ hoạ và điều khiển Dấu cách đứng sau không đợc tính, dấu cách đứng đầu đợc tính Kí tự
Bộ kí tự mặc định và/ hoặc theo định nghĩa bởi (0008,0005)
OB (Other Byte Chuỗi các byte mà sự mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá đợc xác định trong Cú pháp Không Xem định nghĩa Cú pháp
Edian Có thể thêm một byte NULL (00H) nếu cần để đạt đợc số byte chẵn OW
Chuỗi các từ 16 bit mà sự mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá đợc xác định bởi Cú pháp Chuyển đổi đợc thoả thuận OW cần thiết phải chuyển đổi byte của mỗi từ khi thay đổi thứ tự mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá byte giữa kiểu Little Edian và Big Endian.
Không Xem định nghĩa Cú Pháp Chuyển đổi.
Chuỗi kí tự chỉ tên bệnh nhân gồm có 5 thành phần Các thành phần có thể trống Các thành phần đợc phân giới bởi kí tù ^“ ”-“9”,
Bé KÝ tù mặc định không bao gồm các Kí tự §iÒu khiÓn LF,
FF, và CR (trừ ESC)
64 kí tự trên một nhóm thành phÇn
(Signed Long) Số 32 bit có dấu nhị phân dới dạng mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu bù 2 Thể hiện giá trị nguyên, n, trong dải:
Chỉ số Mục trong Chuỗi, có thể là không hoặc nhiều Không Không
Chuỗi kí chứa một UID để xác định duy nhất một đối tợng trong một dải rộng các thành phần UID là một chuỗi các thành phần số đợc ngăn cách bởi kí tự cách ”-“9”, ”-“9”,
Trong Bé KÝ tù mặc định
UN (Unknown) Chuỗi các byte mà sự mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá không xác định Không Bất cứ chiều dài nào hợp lệ với các VR DICOM khác
Một chuỗi kí tự có thể chứa một hay nhiều đoạn Nó có thể chứa bộ Kí tự Đồ hoạ và các Kí tù §iÒu khiÓn.
Bé KÝ tù mặc định 2 32 -2
Bộ Dữ liệu
Một Bộ Dữ liệu thể hiện một trờng hợp cụ thể Đối tợng Thông tin thế giới thực. Một bộ Dữ liệu đợc cấu tạo bởi các Thành phần Dữ liệu chứa các Giá trị đợc mã hoá của đối tợng đó.
III.2.2 Thành phần Dữ liệu a Khái niệm
Thành phần Dữ liệu đợc xác định duy nhất bởi một Nhãn Thành phần Dữ liệu.Các Thành phần dữ liệu trong một Bộ Dữ liệu đợc xếp theo thứ tự bởi việc tăng số hiệu
Nhãn Thành phần Dữ liệu và chúng chỉ xuất hiện nhiều nhất là một lần trong một Bộ Dữ liệu.
Có hai loại Thành phần Dữ liệu đợc định nghĩa:
-Thành phần Dữ liệu Chuẩn có số Nhóm (Group number) là số chẵn và không phải là (0000, eeee), (0002, eeee), (0004, eeee), (0006, eeee).
-Thành phần Dữ liệu Riêng có số Nhóm là lẻ và không phải là (0001, eeee),
(0003, eeee), (0005, eeee), (0007, eeee), (FFFF, eeee). eeee: số Thành phần bất kì.
Một Thành phần Dữ liệu rơi vào một trong ba cấu trúc Hai cấu trúc trong đó có chứa VR (VR hiện), chúng khác nhau về chiều dài và cách thể hiện Cấu trúc thứ ba không chứa VR (VR ẩn) Cả ba cấu trúc đều phải bắt buộc chứa Nhãn Thành phần Dữ liệu, Chiều dài Giá trị, và Giá trị
Nhãn VR Chiều dài Tr ờng Giá Trị Giá trị
Tr ờng tuỳ chọn-Phụ thuộc vào Cú pháp Chuyển đổi đ ợc thoả thuận
Hình III.2.2.1 Cấu trúc Thành phần Dữ liệu và Bộ Dữ liệu b Các trờng của Thành phần Dữ liệu
Thành phần Dữ liệu đợc cấu tạo bởi các trờng Có ba trờng bắt buộc cho mọi cấu trúc Thành phần Dữ liệu: Nhãn, Chiều dài Giá trị, Trờng Giá trị Trờng VR chỉ xuất hiện trong cấu trúc Thành phần Dữ liệu VR hiện.
- Nhãn Thành phần Dữ liệu: Là một cặp thứ tự số nguyên không dấu 16-bit thể hiện số Nhóm và số Thành phần.
- VR: Chuỗi kí tự hai byte chứa VR (Giá trị thể hiện) của Thành phần Dữ liệu.
VR ứng với một Nhãn Thành phần Dữ liệu cụ thể đợc định nghĩa trong Từ điển Dữ liệu. Hai kí tự VR đợc mã hoá sử dụng các kí tự từ bộ kí tự mặc định DICOM.
- Chiều dài Giá trị: Có hai trờng hợp:
Một số nguyên không dấu 16 hay 32 bit (phụ thuộc vào VR và khi VR là ẩn hay hiện) chứa chứa Chiều dài hiện của Trờng Giá trị với ý nghĩa là số byte (chẵn) tạo lên Giá trị Nó không bao hàm chiều dài của Nhãn Thành phần Lệnh và trờng Chiều dài Lệnh.
Một bộ số 32 bit tơng ứng với Chiều dài Bất định (FFFFFFFFH) Chiều dài Bất định đợc sử dụng cho các Thành phần Dữ liệu có VR dạng SQ (Chuỗi Mục) hay UN (Không xác định) Hoặc có thể sử dụng cho các Thành phần Dữ liệu có VR dạng OW,
OB phụ thuộc vào Cú pháp Chuyển đổi đợc thoả thuận.
- Trờng Giá trị: Một số chẵn các byte chứa Giá trị (các Giá trị) của Thành phần Dữ liệu.
Loại dữ liệu của các Giá trị đợc lu trữ trong trong trờng này đợc xác định bởi VR của Thành phần Dữ liệu VR ứng với một Nhãn Thành phần Dữ liệu cụ thể đợc xác định sử dụng Từ điển Dữ liệu, hoặc đợc chứa ngay trong trờng VR của Thành phần Dữ liệu VR hiện.
VM (Value Multiplicity) chỉ ra bao nhiêu Giá trị với cùng một VR có thể nằm trong Trờng Giá trị Nếu VM lớn hơn một, các Giá trị này sẽ đợc phân định ranh giới.
Trờng Giá trị với chiều dài bất định đợc phân định thông qua việc sử dụng các Mục Giới hạn Chuỗi (Sequence Delimitation Item) và các Thành phần Dữ liệu Giới hạn (Delimitation Data Element). c Thành phần Dữ liệu với VR hiện
Các Thành phần Dữ liệu sử dụng VR hiện có đủ bốn trờng nh đã trình bày ở phần trên Phụ thuộc vào VR, nó lại đợc chia ra làm các loại:
- Với VR là OB, OW, SQ, hoặc UN thì khuôn dạng Thành phần Dữ liệu nh sau:
Nh nã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu VR Chiều dài
(số nguyên không dÊu16 bit)
Số Thành phần (số nguyên
VR (chuỗi kí tù 2 byte)
Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần Dữ liệu đợc mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá theo VR và Cú pháp Chuyển đổi Đợc phân giới nếu chiều dài không xác định
2 byte 2 byte 2 byte 2 byte 4 byte “ Chiều dài Giá trị ”-“9”, byte nếu là Chiều dài hiện
- Với VR là UT, Thành phần Dữ liệu có cấu trúc tơng tự nh đối với VR là OB,
SQ, UN Tuy nhiên, Trờng Giá trị phải có Chiều dài hiện, tức là Trờng Chiều dài phải mang giá trị bằng với chiều dài (số byte) của Trờng Giá trị
- Với VR là các giá trị còn lại, khuôn dạng Thành phần Dữ liệu nh sau
Nh nã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu VR Chiều dài
(số nguyên không dấu16 bit)
Số Thành phÇn (số nguyên không dấu
VR (chuỗi kí tự hai byte)
Số nguyên không dấu 16 bit
Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần Dữ liệu đợc mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá theo
VR và Cú pháp Chuyển đổi.
2 byte 2 byte 2byte 2 byte “ Chiều dài
Giá trị byte ”-“9”, d Thành phần Dữ liệu với VR ẩn:
Khi sử dụng cấu trúc VR ẩn, Thành phần Dữ liệu sẽ đợc cấu trúc thành 3 trờng.Khuôn dạng của nó nh sau:
(số nguyên không dấu16 bit)
Số Thành phần (số nguyên không dÊu 16 bit)
Số nguyên không dÊu 32 bit
Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần Dữ liệu đợc mã hoá và cấu trúc Bộ Dữ liệu- Từ điển Dữ liệu hoá theo VR và Cú pháp Chuyển đổi. Đợc phân giới nếu chiều dài không xác định
2 byte 2 byte 4 byte “ Chiều dài Giá trị ”-“9”, byte nếu là Chiều dài hiện
III.2.3 Thứ tự byte kiểu Little Endian và Big Edian
Thứ tự Byte (Byte odering) mã hoá là một đặc điểm quan trọng phải đợc sự đồng thuận trong giao tiếp giữa các Thực thể ứng dụng.
Thứ tự byte kiểu Little Edian đợc định nghĩa nh sau:
- Trong một số nhị phân bao gồm nhiều byte, Byte nằm cuối cùng (phía phải) đợc coi là có trọng số lớn nhất Các Byte nằm còn lại có trọng số tăng dần theo chiều từ phải sang phải.
Thứ tự byte kiểu Big Edian đợc định nghĩa theo cách ngợc lại:
Mã hoá dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, và Dạng sóng
III.3.1 Dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, và các Thành phần dữ liệu liên quan
Thành phần Dữ liệu Điểm ảnh (Pixel Data Element) (7FE0, 0010) và Thành phần Dữ liệu Overlay (60xx, 3000) đợc sử dụng cho trao đổi dữ liệu hình ảnh Chúng miêu tả cách các Dữ liệu Điểm ảnh và Overlay đợc mã hoá và thông dịch
Các Thành phần dữ liệu này có VR là OW hoặc OB phụ thuộc vào Cú pháp Chuyển đổi đợc thoả thuận Sự khác biệt cơ bản giữa OW và OB là ở chỗ: OB là một chuỗi các Byte và nó không phụ thuộc vào thứ tự Byte mã hoá (Little/Big Endian).
III.3.1.1 Mã hoá dữ liệu Điểm ảnh a Các khái niệm
Dữ liệu Điểm ảnh đợc mã hoá với số Bit khác nhau Các Thành phần Dữ liệu sau sẽ xác định cấu trúc điểm ảnh:
Mỗi Điểm ảnh chứa một Gía trị Mẫu Điểm ảnh (Pixel Sample Value) Kích thớc của điểm ảnh đợc xác định bởi Bits Allocated Bits Stored xác định số Bit trong đó dùng để thể hiện một giá trị điểm ảnh High Bit chỉ ra Bit có trọng số lớn nhất trong Bits Stored Các Bit không đợc dùng cho Giá trị Mẫu Điểm ảnh đợc sử dụng cho các lớp Overlay.
Minh hoạ: Một Dữ liệu Điểm ảnh 16 bit
-4 Bit không dùng cho Dữ liệu điểm ảnh
Trờng Giá trị chứa Dữ liệu điểm ảnh, cũng nh các Trờng Giá trị khác của
DICOM, phải chứa một số chẵn các Byte Điều này dẫn tới là Trờng Giá trị phải đợc thêm các Bit không liên quan đến dữ liệu hình ảnh vào.
Trong một đối tợng hình ảnh đa khung, mỗi khung hình ảnh riêng lẻ không đợc thêm các Bit làm chẵn Các khung ảnh riêng lẻ này sẽ liên tiếp nhau và các Bit thêm vào (nếu cần thiết) đợc đa vào tại cuối Trờng Giá trị.
Giá trị của một Mẫu Điểm ảnh có thể là số nguyên bù 2 hoặc số nguyên không dấu Nếu là số nguyên bù 2, Bit thể hiện dấu là High Bit b Cách mã hoá
Thứ tự mã hoá các Dữ liệu Điểm ảnh cho một lớp hình ảnh (image plane) là từ trái qua phải và từ trên xuống dới Mỗi một Điểm ảnh (pixel) có thể chứa một hay nhiều
Giá trị Mẫu Điểm ảnh (ví dụ với hình ảnh đa lớp)
Hình III.3.1.2a: Một Lớp hình ảnh Đối với các dữ liệu điểm ảnh có VR=OW(other word string),mã hoá theo dòng bit từ bit cuối cùng của Điểm ảnh đầu tiên tới bit đầu tiên của Điểm ảnh đứng sau cùng.
Trong dòng bit đó, bit đầu tiên của một Điểm ảnh theo đợc theo sau bit cuối cùng của Điểm ảnh tiếp theo Dữ liệu Điểm ảnh vì thế đợc chia ra thành dòng các từ (word) 16- bit, và chúng chịu ảnh hởng của thứ tự byte mã hoá theo Cú pháp chuyển đổi. Đối với dữ liệu điểm ảnh có VR=OB (Bits Allocated bé hơn hay bằng 8 bit), cách mã hoá tơng tự, chỉ có điều Dữ liệu điểm ảnh đợc chia thành dòng các từ 8-bit.
Hình vẽ III.31.2b: Mã hoá dữ liệu điểm ảnh với VR= OW
III.3.1.2 Mã hoá Dữ liệu Overlay
Các Lớp Overlay (Overlay Plane) đợc mã hoá luôn với số Bit là 1, và đợc mã hoá bởi các Bit không đợc dùng trong Giá trị Mẫu Điểm ảnh trong Dữ liệu Điểm ảnh, hay đợc tách ra từ Dữ liệu Điểm ảnh trong Dữ liệu Overlay Các Thành phần Dữ liệu sau sẽ xác định cấu trúc một Lớp Overlay.
Không có khái niệm tơng tự nh Bits Store vì Lớp Plane luôn có số Bit bằng 1. Trong một Thành phần Dữ liệu Overlay (60xx,3000), VR là OW đợc sử dụng phổ biến nhất VR là OB chỉ đợc sử dụng trong trờng hợp VR hiện trong Thành phần Dữ liệu.
Minh hoạ: Một Dữ liệu Điểm ảnh (pixel data) có 16 Bit (2 Byte) với một
III.3.2 Mã hoá dạng nguyên gốc và nén
Dữ liệu điểm ảnh trong một Thành phần Dữ liệu Điểm ảnh đợc gửi đi có thể là dạng nguyên gốc hay dạng nén, điều này đợc xác định ngoài Chuẩn DICOM.
Nếu Dữ liệu Điểm ảnh đợc gửi đi dới dạng nguyên gốc, VR =OW đợc sử dụng phổ biến VR=OB có thể đợc sử dụng khi Bits Allocated có giá trị bé hơn hoặc bằng 8 và với Cú pháp Chuyển đổi qui định VR là hiện.
Các Điểm ảnh dạng nguyên gốc đợc mã hoá một cách liên tục , Bit đầu tiên của Điểm ảnh có thứ tự trớc đợc theo sau bởi Bit cuối cùng của Điểm ảnh kế tiếp.
Với Dữ liệu Điểm ảnh đợc đợc mã hóa với VR=OW, thứ tự Byte của một Word 2- Byte đợc xác định theo kiểu Little/Big Endian phụ thuộc vào Cú pháp Chuyển đổi đợc thoả thuận lúc thiết lập Liên kết.
Định danh Duy nhất (UID)
UID là một chuỗi các số và dấu “.” để định danh một đối tợng duy nhất trong môi trờng nhiều quốc gia, vị trí , nhà sản xuất và thiết bị Mọi UID đợc sử dụng trong ngữ cảnh DICOM đều đợc đăng kí nh đợc qui định bởi ISO 9834-3 để đảm bảo tính duy nhất toàn cầu.
Mỗi UID gồm có hai phần, một và một
: định danh duy nhất một tổ chức (ví dụ: nhà sản xuất, NEMA )
: định danh duy nhất đối tợng trong phạm vi của
Mỗi UID đợc sử dụng trong DICOM đợc định nghĩa và đăng kí theo một trong hai cách:
- Do DICOM định nghĩa và đăng kí UID
III.4.2 UID do DICOM định nghĩa
Là một số giới hạn các UID đợc DICOM định nghĩa và đăng kí và sử dụng trong Chuẩn Tổ chức chịu trách nhiệm cho việc định nghĩa và đăng kí DICOM UID nh vậy là NEMA.
VD: 1.2.840.10008.2.1 xác định một Cú pháp chuyển đổi có VR ẩn và Thứ tự byte kiÓu Little Endian.
III.4.3 UID định nghĩa riêng Đợc sử dụng phổ biến trong DICOM Tuy nhiên, các UID này không đợc đăng kí bởi NEMA Các tổ chức định nghĩa các UID riêng phải chịu trách nhiệm về tính hợp thức của các UID này (ít nhất phải chứa một nh định nghĩa bởi ISO 9834-3.Các tổ chức định nghĩa UID riêng phải có trách nhiệm đảm bảo tính duy nhất của chóng.
TruyÒn tin trong DICOM IV.1 Mô hình tổng quát truyền tin DICOM
Trao đổi thông tin thông qua mạng vật lý
IV.2.1 DICOM và Mô hình tham chiếu cơ bản OSI
Mô hình tham chiếu cơ bản OSI đợc sử dụng để mô hình hoá sự kết nối các thiết bị hình ảnh y tế Mô hình đợc chia làm bảy tầng DICOM sử dụng mô hình Dịch vụ
ISO Association Control Service Element (ACSE)
Trao đổi Bản tin ứng dụng DICOM ứng dụng hình ảnh y tế
Giao thức Tầng trên DICOM cho TCP/IP
Ranh giới Dịch vụ Tầng trên
Giao thức các Thực thể ứng dụng ngang hàng thiết lập sự Liên kết, truyền Bản tin và chấm dứt Liên kết
Các giao thức Tầng trên DICOM liên quan đến các Tầng Phiên, Trình diễn và ứng dụng của mô hình tham chiếu OSI Các giao thức này cung cấp Dịch vụ Tầng trên. Các Dịch vụ Tầng trên là thành phần của Dịch vụ ACSE và Dịch vụ Tầng Trình diễn OSI
Các Dịch vụ Tầng trên cho Thực thể ứng dụng DICOM gồm:
A-ASSOCIATE: Thiết lập lên liên kết giứa hai AE đợc thực hiện thông qua các hàm nguyên thuỷ ASCE A-ASSOCIATE (yêu cầu, chỉ báo, trả lời xác nhận) Đây là dịch vụ có xác nhận
A-RELEASE: Sự giải phóng liên kết đầy đủ giữa hai AE đợc thực hiện thông qua các hàm nguyên thuỷ ASCE-REASE (yêu cầu, chỉ báo, trả lời và xác nhận) Đây là dịch vụ có xác nhận.
A-ABORT: Dịch vụ ASCE A-ABORT đợc sử dụng bởi đối tợng yêu cầu (requestor) trong hai AE để tạo một giải phóng liên kết không bình thờng Đây là dịch vụ không xác nhận
A-P-ABORT: Dịch vụ ASCE A-ABORT đợc sử dụng bởi đối tợng cung cấp dịch vụ tầng trên (UL service-provider) để báo hiệu giải phóng liên kết do có sự cố ở các dịch vụ Tầng Trình diễn (Presentation Layer) phía dới
P-DATA: Dịch vụ Application P-DATA (của Tầng trình diễn) đợc dùng để bởi một trong hai AE để tạo ra sự trao đổi thông tin ứng dụng (VD: bản tin DICOM) Một liên kết cung cấp sự trao đổi đồng thời theo hai hớng
Hình vẽ IV.2.1 DICOM và mô hình OSI
Thực thể ứng dụng DICOM
(DIMSE-C và DIMSE-N: Thao tác và Thông báo)
Thông tin Liên kết ứng dụng
Thông tin Liên kết DIMSE
Các đoạn Bản tin Đối t ợng Thông tin
- Bệnh nhân - Hình ảnh CT
- Nghiên cứu - Hình ảnh MR
- Hình ảnh Bệnh nhân - In
- Kết quả - Chất vấn/Truy vÊn
IV.2.2 Cấu trúc Tầng ứng dụng DICOM
Thực thể ứng dụng DICOM sử dụng các dịch vụ Liên kết và Trình diễn của Dịch vụ Tầng trên OSI Thành phần Dịch vụ Điều khiển Liên kết (ACSE) hỗ trợ Dịch vụ Tầng Trình Diễn với dịch vụ thiết lập và chấm dứt liên kết Với TCP/IP, chức năng tơng tự ASCE đợc cung cấp bởi Dịch vụ Tầng trên DICOM Cho các tầng của liên kết point- to- point, một bộ tối thiểu của ACSE đợc cung cấp bởi Dịch vụ Mạng/Phiên/ Chuyển vËn
Thực thể ứng dụng DICOM sử dụng các dịch vụ cung cấp bởi Thành phần Dịch vụ Bản tin DICOM (DIMSE) DIMSE định ra hai bộ dịch vụ:
-DIMSE-C hỗ trợ thao tác kết hợp với các Lớp SOP Phức và khả dụng với các phiên bản trớc của Chuẩn
-DIMSE-N cung cấp các thao tác kết hợp với các Lớp SOP Thờng và cung cấp một bộ mở rộng các thao tác và thông báo hớng đối tợng
Bộ Lệnh Bộ Dữ liệu
Nhãn Chiều dài Giá trị
Hình vẽ IV.2.2: Cấu trúc tầng ứng dụng DICOM
IV.2.3 Cấu trúc bản tin DICOM
Thông tin đợc truyền thông qua giao diện mạng trong một Bản tin DICOM (DICOM Massage) Một Bản tin đợc cấu tạo bởi một Bộ lệnh (Command Set), theo sau nó là một Bộ Dữ liệu (Data Set) phụ thuộc.
Hình vẽ IV.1: Cấu trúc Bản tin DICOM
Bộ Lệnh đợc sử dụng để chỉ ra các thao tác/thông báo đợc thực hiện trên hay với
Một Bộ Lệnh đợc cấu tạo bởi các Thành phần Lệnh (Command Element) Thành phần Lệnh bao gồm các giá trị đợc mã hóa cho mỗi trờng riêng của Bộ Lệnh trên một ngữ nghĩa đợc định ra bởi giao thức DIMSE Mỗi Thành phần lệnh đợc cấu tạo bởi một Nhãn (Tag), một Chiều dài Giá trị (Value Lengh), và một Trờng Giá trị (Value Field).
Một Thành phần Lệnh trong một Bộ lệnh có trình tự nhất định, cụ thể là tăng Nhãn Thành phần Lệnh (Command Tag Element) Một Nhãn Thành phần Lệnh xác định duy nhất một Thành phần Lệnh và xuất hiện nhiều nhất một lần trong Bộ Lệnh. Cách mã hoá của Bộ Lệnh là Little Endian Byte (Mã hoá từ phải sang trái) Các yêu cầu sự tồn tại của một Thành phần Lệnh trong một Bộ lệnh đợc xác định trong giao thức DIMSE.
Thành phần Lệnh đợc cấu tạo bởi ba trờng, cụ thể là:
- Nhãn Thành phần Lệnh: Là một cặp thứ tự số nguyên không dấu 16-bit thể hiện số Nhóm và số Thành phần.
- Chiều dài Giá trị: Một số nguyên không dấu 32-bit thể hiện toàn bộ Chiều dài bằng số Byte (số chẵn) mà tạo ra Giá trị Nó không bao hàm chiều dài của Nhãn Thành phần Lệnh và trờng Chiều dài Lệnh.
- Trờng Giá trị: Một số chẵn các Byte chứa Giá trị của Thành phần Lệnh.
(Lệnh yêu cầu và Dữ liệu liên quan)
Chỉ báo nguyên thuỷ Yêu cầu nguyên thuỷ
Loại Lệnh của các Giá trị đợc lu trữ trong trong trờng này đợc xác định bởi VR (Value Representation) của Thành phần Lệnh VR của một Thành phần Lệnh có thể đ- ợc định nghĩa sử dụng Từ điển Lệnh (Comand Dictionary)
VM (Value Multiplicity) chỉ ra bao nhiêu Giá trị với VR có thể nằm trong Trờng Giá trị Nếu VM lớn hơn một, các Giá trị này sẽ đợc phân định ranh giới
DIMSE hỗ trợ sự truyền tin giữa các DIMSE-service-user (Sử dụng dịch vụ DICOM) tơng đơng Một DIMSE-service-user đóng một trong hai vai trò:
- DIMSE-service-user Thực hiện.
DIMSE-service-user sử dụng Dịch vụ Nguyên thuỷ (service promitive) đợc cung cấp bởi DIMSE-service-provider (Cung cấp dịch vụ DICOM) DIMSE-service-provider là sự trừu tợng hoá thực thể cung cấp các dịch vụ DICOM tới các DIMSE-service-user ngang hàng Một Dịch vụ Nguyên thuỷ là một trong các 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 này đợc sử dụng để hoàn thành một dịch vụ DIMSE.
- DIMSE-service-user Gọi đa ra một Yêu cầu nguyên thuỷ tới DIMSE-service- provider.
- DIMSE-service-provider nhận Yêu cầu nguyên thuỷ từ DIMSE-service-user và đa ra một Chỉ báo Nguyên thuỷ tới DIMSE-service-user Thực hiện.
- DIMSE-service-user Thực hiện nhận Chỉ báo nguyên thuỷ từ DIMSE-service- provider và thực hiện dịch vụ đợc yêu cầu.
- DIMSE-service-user Thực hiện đa ra một Trả lời nguyên thuỷ tới DIMSE- service-provider.
- DIMSE-service-provider nhận Trả lời nguyên thuỷ từ DIMSE-service-user và đa ra một Xác nhận nguyên thuỷ tới DIMSE-service-user gọi.
- DIMSE-service-user nhận Xác nhận nguyên thuỷ từ DIMSE-service-provider đã hoàn thành dịch vụ DIMSE
DIMSE-Service-User - Thực hiện
Hình vẽ IV.4.1: Dịch vụ nguyên thuỷ của 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).
2.3.5.1 Dịch vụ DIMSE-C
Các dịch vụ DIMSE-C cho phép một Thực thể ứng dụng DICOM yêu cầu một Thao tác bởi một Thực thể ứng dụng khác trên SOP Phức Cụ thể Các Thao tác này tơng thích với các các phiên bản trớc của Chuẩn DIMSE-C chỉ cung cấp các dịch vụ Thao tác.
Các dịch vụ Thao tác
- Dịch vụ C-STORE đợc gọi ra bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu lu trữ SOP Phức Cụ với một DIMSE-service-user ngang hàng.
- Dịch vụ C-FIND đợc gọi ra bởi một DIMSE-service-user để đối sánh một chuỗi Thuộc tính với các Thuộc tính của bộ SOP Cụ thể đợc quản lí bởi một DIMSE-service- user ngang hàng Dịch vụ C-FIND trả về cho mỗi sự đối sánh một danh sách các Thuộc tính cần tìm và các giá trị của chúng.
- Dịch vụ C-GET đợc gọi ra bởi một DIMSE-service-user để tìm thông tin cho một hay nhiều SOP Phức Cụ thể từ một DIMSE-service-user ngang hàng, dựa vào các Thuộc tính đợc cung cấp bởi DIMSE-service-user Gọi
- Dịch vụ C-MOVE đợc đa ra bởi một DIMSE-service-user để chuyển thông tin cho một hay nhiều SOP Phức Cụ thể từ một DIMSE-service-user ngang hàng, tới DIMSE-service-user thứ ba, dựa trên các Thuộc tính đợc cung cấp bởi DIMSE-service- user Gọi.
-Dịch vụ C-ECHO đợc gọi ra bởi một DIMSE-service-user để xác minh sự truyền tin giữa hai đầu với một DIMSE-service-user ngang hàng.
2.3.5.2 Các dịch vụ DIMSE-N
Các dịch vụ DIMSE-N cung cấp cả dịch vụ Thao tác và Thông báo khả dụng với các SOP Thờng Cụ Thể.
DIMSE-N cung cấp một dịch vụ Thông báo đơn là N-EVENT-REPORT Dịch vụ N-EVENT-REPORT đợc gọi ra bởi một DIMSE-service-user để báo cáo một sự kiện ở SOP Cụ Thể với một DIMSE-service-user ngang hàng Dịch vụ này là một dịch vụ đợc xác nhận và đòi hỏi phải đợc trả lời.
DIMSE-N cung cấp các dịch vụ Thao tác sau, tất cả đều là dịch vụ đợc xác nhận và vì thế đòi hỏi phải có trả lời:
- Dịch vụ N-GET đợc gọi bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu truy vấn thông tin bởi một DIMSE-service-user ngang hàng
- Dịch vụ N-SET đợc gọi bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu sự sửa đổi thông tin từ một DIMSE-service-user ngang hàng
- Dịch vụ N-ACTION đợc gọi bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu mộtDIMSE-service-user ngang hàng thực hiện một hành động
Lớp Khuôn dạng Trung gian
Khuôn dạng Trung gian ví dụ: Cấu trúc Dữ liệu của một
L u trữ đặc tính của ph ơng tiên trung gian
VÝ dô: CD-R, 90mm MOD, 130mm
Ranh gií i Dị ch vô ứng dôn g Thông i t ợng vào Đố thuộc Phụ tin và Líp Dịch vô L u T r÷ trung gian
R anh giới Dị ch vô F ile D IC
OM và Kh t lý gian Vậ ng ru T lập Độc uôn d ạng Tru ng gian
Ranh giới Dị ch vô T ruy nhËp
T ơn g ứn g víi Tru ng gian VË t lý
Cơ sở Lớp Khuôn dạng Dữ liệu
Lớp Khuôn dạng Vật lý
- Dịch vụ N-CREATE đợc gọi bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu một
DIMSE-service-user ngang hàng tạo ra một trờng hợp cụ thể (instance) của một Lớp
- Dịch vụ N-DELETE đợc gọi bởi một DIMSE-service-user để yêu cầu một
DIMSE-service-user ngang hàng xoá một trờng hợp cụ thể (instance) trong một Lớp
IV.3 Trao đổi thông tin thông qua phơng tiện trung gian
IV.3.1 Mô hình Lu trữ Trung gian DICOM
Mô hình Lu trữ Trung gian DICOM (DICOM Media Storage Model) tập trung vào các khía cạnh liên quan đến trao đổi dữ liệu thông qua phơng tiện trung gian cầm tay Nó gắn liền với cấu trúc dữ liệu và các qui tắc liên quan ở các tầng khác nhau để đạt đợc khả năng đồng hoạt động thông qua trao đổi trung gian Các Dịch vụ xác định mô hình này là các đờng biên giới của các tầng chức năng.
Hình IV.3.1: Mô hình lu trữ trung gian DICOM
Mô hình Lu trữ Trung gian DICOM chia làm ba thành phần:
IV.3.1.1 Líp Trung gian VËt LÝ Đặc trng Lớp Trung gian Vật lí (Physical Media Layer) bao gồm các thông số hình thái phơng tiện vật lí trung gian, chiều, đặc điểm cơ khí và các thuộc tính ghi Lớp
Một ví dụ của Lớp Trung Gian Vật lí trong môi trờng máy tính là đĩa mềm loại 3 1/2 inch, hai mặt, mật độ cao
IV.3.1.2 Lớp Khuôn dạng Trung gian
Tại Lớp Khuôn dạng Trung gian (Media Format Layer), dòng Bit Trung gian Vật
Lí đợc tổ chức theo các cấu trúc riêng biệt Cấu trúc file và các cấu trúc th mục liên quan đợc định nghĩa cho phép truy nhập và quản lí không gian Trung gian Vật lí.
Lớp này thờng tơng ứng với môi trờng Hệ điều hành Lấy ví dụ, một Lớp Khuôn dạng Trung gian định nghĩa với loại đĩa mềm 3 1/2 inch là cấu trúc dữ liệu đợc sử dụng bởi hệ điều hành và các hệ thồng file máy tính cá nhân khác nhau.
IV.3.1.3 Lớp Khuôn dạng Dữ liệu DICOM
Lớp Khuôn dạng Dữ liệu DICOM (DICOM Data Format Layer) chia làm các thành phần định nghĩa:
- Các Lớp SOP Lu trữ Trung gian DICOM và các Định nghĩa Đối tợng Thông tin liên quan.
- Líp SOP Th Môc Lu Tr÷ Trung gian DICOM
- Sơ lợc ứng dụng Lu trữ Trung gian
- Sơ lợc Bảo mật cho Lu trữ Trung gian a Các Lớp SOP Lu trữ Trung gian
Các Lớp SOP và các Định nghĩa Đối tợng Thông tin (IOD) liên quan đợc sử dụng để mang thông tin hình ảnh tại Lớp Khuôn dạng Dữ liệu Các Lớp SOP và IOD đợc sử dụng cho Lu trữ Trung gian phải tuân theo các cơ chế đợc thiết lập ở PS 3.3 và PS 3.4. Một ví dụ về IOD nh thế là hình ảnh, thông tin bệnh nhân, kết quả
Sử dụng các DICOM IOD kết hợp với các Thao tác Lu trữ Trung gian tạo lên một số Lớp SOP Lu trữ Trung gian Các Thao tác Trung gian (ví dụ: đọc, ghi, xoá, ) đợc thực hiện thông qua Dịch vụ file DICOM
Khái niệm Lớp SOP trong ngữ cảnh Lu trữ Trung gian tơng đơng với khái niệm Lớp SOP trong ngữ cảnh mạng Cả IOD Thờng, Phức và các Lớp SOP đều đợc sử dụng trong ngữ cảnh Lu trữ Trung gian b Khái niệm Khuôn dạng File DICOM
Các Bộ dữ liệu đợc đa vào định dạng trong Trung gian vật lý dới dạng các file DICOM, dựa vào các Dịch vụ file DICOM c Th mục Thông tin Y tế DICOM Để thuận lợi cho cho việc quản lí và truy nhập thông tin hình ảnh và các thông tin liên quan, các Lớp SOP đợc tạo ra cho lu trữ trung gian có thể đợc sử dụng để tạo tham chiếu (hay th mục) Các trờng hợp cụ thể của các Lớp SOP này là đợc mang trong một file với File ID là DICOMDIR
Chuỗi kí tự “DICM” Dùng để nhận diện file DICOM
Thành phần Đầu DICOM (Tag| VR| VL| Value) Thành phần Đầu DICOM (Tag| VR| VL| Value)
Thành phần Dữ liệu (Tag| VR (nếu có)| VL| Value) Thành phần Dữ liệu (Tag| VR (nếu có)| VL| Value)
Thông tin §Çu File DICOM
Bé d Sơ lợc ứng dụng Lu trữ Trung gian DICOM
Một Sơ Lợc ứng dụng Lu trữ Trung gian định nghĩa sự lựa chọn tại các tầng khác nhau của Mô hình Lu trữ Trung gian khả dụng với các yêu cầu hay ngữ cảnh cụ thể mà trong đó sự trao đổi dữ liệu đợc thực hiện Những lựa chọn nh vậy thờng đợc xác định nh là một Sơ lợc ứng dụng Lu trữ Trung gian để đảm bảo chắc chắn khả năng đồng hoạt động giữa các hệ thống cùng tuân theo một Sơ Lợc ứng dụng Lu trữ Trung gian
IV.3.2 Khuôn dạng file DICOM
File DICOM là đơn vị dữ liệu lu trữ Bộ dữ liệu thể hiện một SOP Cụ thể liên quan đến một DICOM IOD Trong File DICOM, Bộ Dữ liệu đợc đặt sau Thông tin Đầu File (File Meta Information) Mỗi File DICOM chỉ bao hàm một SOP Cụ thể.
Hình IV.3 Khuôn dạng File DICOM.
8 0 a Thông tin Đầu File DICOM
Thông tin Đầu File bao gồm bao gồm thông tin xác định về thuộc tính của Bộ Dữ liệu đợc đa vào file Nó bắt đầu bởi 128 byte Mở đầu File (tất cả đợc đa về 00H) Sau đó là 4 byte kí tự “DICM” Sau đó là các Thành phần Đầu File Các thành phần đầu file này là bắt buộc đối với mọi File DICOM Thành phần Đầu File là các Thành phần Dữ liệu có Nhãn dạng (0002,xxxx), đợc mã hoá sử dụng Cú pháp Chuyển đổi VR ẩn, Little Endian b Bộ Dữ liệu
Mỗi File chỉ chứa một Bộ Dữ liệu thể hiện một SOP Cụ thể duy nhất liên quan đến một Lớp SOP đơn (và IOD tơng ứng).
Một File có thể chứa nhiều hình ảnh khi các IOD đợc xác định mang nhiều khung.
Cú pháp Chuyển đổi đợc sử dụng để mã hoá Bộ Dữ liệu đợc xác định duy nhất thông qua UID Cú pháp Chuyển đổi trong Thông tin Đầu File DICOM. c Hỗ trợ Thông tin Quản lí File
Khuôn dạng File DICOM không không bao gồm thông tin quản file để tránh sự trùng lặp với chức năng liên quan ở Lớp Khuôn dạng Trung gian Nếu cần thiết cho một Sơ lợc ứng dụng DICOM, các thông tin sau sẽ đợc đa ra bởi một Lớp Khuôn dạng Trung gian:
- Định danh sở hữu nội dung File
- Thông tin truy cập (ngày và giờ 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 toàn
Một Khuôn dạng File DICOM An toàn bao gồm một File DICOM đợc mã hoá với một Cú pháp Bản tin Mật mã đợc định nghĩa trong RFC 2630 Phụ thuộc vào thuật toán bảo mật sử dụng cho mã hoá, một File DICOM An toàn có thể cung cấp các thuộc tính an toàn sau:
- Xác nhận nguồn gốc dữ liệu
- Tính toàn vẹn dữ liệu
File B chứa một SOP Cụ thể
File C chứa một SOP Cụ thể
File A chứa một SOP Cụ thể
IV.3.3 Các Dịch vụ File DICOM