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DICOM标準之三_資訊對象定義1

第3部分 資訊對象定義(1)

1.應用範圍和層次

Dicom标準的本部分明确了一套資訊對象定義(IOD),提供了可應用于數字醫療資訊的真實世界對象的抽象定義。

對于每個IOD,本部分明确了:

1)IOD語義描述的任何所需資訊;

2)與IOD相關聯的真實世界對象的關系;

3)描述IOD特征的屬性;

對于每個IOD,本部分不明确:

1)指向IOD的任何服務類定義的本性;

2)導緻IOD用法的任何互操作的本性;

與本部分相關聯的其他标準部分:PS3.4,PS3.5,PS3.6。

3. 定義

為了達到本标準的目的,使用如下的定義。

3.1 參考模型定義

本部分是基于IOS 7498-1:

a. Application Entity   應用實體

b. Service or Layer Service  服務或層服務

本部分是使用了ISO 7498-2的如下定義:

a. Data Confidentiality  資料機密性(注意:該定義是-資訊的性質對于未授權的個體、實體和程序是不可用的或不公開的。)

b. Data Origin Authentication  資料原始鑒定(注意:該定義是-接收的資料來源的證明就如聲明的。)

c. Data Integrity  資料完整性 (注意:該定義是-資料的性質沒有通過非法修改或銷毀。)

d. Key Management 鍵管理(注意:該定義是-鍵的産生、存儲、分發、删除、歸檔和應用是和安全條例是一緻的。)

3.2 服務協定定義

本部分使用了在 ISO/TR 8509中的如下定義:

a. Primitive  原始的

3.3 Dicom介紹和概況定義

本部分使用了在PS3.1中如下定義:

a. Attribute  屬性

b. Command  指令

c. Data Dictionary  資料字典

d. Message  消息

3.4 Dicom服務類說明

本部分使用了在PS3.4的如下定義:

a. Real-World Activity  真實世界行為

b. Real-World Object 真實世界對象

c. Service Class 服務類

d. Service Class User(SCU)  服務類使用者

e. Service Class Provider(SCP)  服務類提供者

f. Service-Object Pair(SOP) Class  服務對象對類

g. Serice-Object Pair(SOP) Instance  服務對象對執行個體

h. Preformatted Grayscale Image  預格式灰階圖像

i. Preformatted Color Image  預格式彩色圖像

j. Related General SOP Class  相關通用SOP類

3.5 Dicom資料結構與編碼

本部分使用了在PS3.5中的如下定義:

a. Data Element  資料元素

b. Data Element Tag  資料元素标簽

c. Data Element Type  資料元素類型

d. Data Set 資料集

e. Defined Term  定義期限

f. Enumerated Value  枚舉值

g. Sequence of Items  項目順序

h. Unique Identifier(UID) 唯一辨別符

3.6 Dicom消息交換

本部分使用了在PS3.7中的如下定義:

a. Dicom Message Service Element(DIMSE)  Dicom消息服務元素

b. DIMSE-N Element  DIMSE的N元素

c. DIMSE-C Element DIMSE的C元素

3.7 Dicom 上層服務

本部分使用了在PS3.8中的如下定義:

a. Dicom Upper Layer  Service  Dicom上層服務

3.8 Dicom資訊對象

如下的定義是本部分最常用的:

(1) Attribute Tag -屬性标簽:

由一對的有序數字(組數字+元素數字)構成的資訊對象的屬性的唯一辨別符

(2) Composite IOD 複合IOD:

該資訊對象定義描述了Dicom應用模型中若幹實體的部分;該類IOD包含的屬性不是繼承于該IOD描述的真實世界對象,而是相關的真實世界對象。

(3) Derived Image  -衍生圖像:

該類圖像的像素資料是由其他一張或多張圖像的像素資料構成。

(4) Dicom Information Model  -Dicom資訊模型

一個實體關系圖表,用以對DICOM應用模型中定義的真實世界對象的IOD之間關系的模組化。

(5) Dicom Application Model -Dicom應用模型

一個實體關系圖表,用以對DICOM标準感興趣範圍内的真實世界對象之間的關系的模組化。

(6) Information Entity  -資訊實體

關聯到真實世界對象的複合IOD定義部分資訊,資訊實體和DICOM應用模型實體是一對一的通信。

(7) Information Object Definition  -資訊對象定義

一個和真實世界對象相似的類的資料抽象,定義了關聯到真實世界對象所表達的本性和屬性。

(8) Module -元件

一個資訊實體或标準IOD的邏輯相關的屬性集。

(9) Muti-frame Image  -多元圖像

包含了多重二維像素平面的圖像。

(10) Normalized IOD -标準IOD

一個在DICOM應用模型中表述為單一實體的IOD。該IOD包含的屬性是繼承于該IOD表述的真實世界對象。

(11) Cine Run -動态膠片

臨時相關結構集,一般作為多元圖像處理

(12) Specialization -專門化

一個IOD通用元件屬性的類型、值和描述的替代範圍,一個IOD的形式明确元件定義的類型、值和描述。

(13) Fuctional Group -功能組

一個同時變化的邏輯相關的屬性,或許在多元IOD中用以描述每個維成分變化的參數。

(14) Code Sequence Attribute- 編碼順序屬性

屬性名中通常包含“Code Sequence”字元串的,以及包含VR或SQ。它的目的是從編碼模式中擷取編碼值和可選文本意思來編碼概念。在8.1和8.8部分詳述。

3.9 字元處理定義

本部分使用了在ISO/IEC 2011:1994中的如下定義:

a. Coded Character Set  編碼字元集;

b. Code Extension 字元擴充;

c.Escape sequence 轉義序列(換碼順序)

3.10 放射線治療

本部分是基于 IEC 61217開發的概念,并使用以下的名詞來定義:

a. FIXED REFERENCE sytem 固定參照系統;

b. GANTRY system 起重台架系統;

c. BEAM LIMITING DEVICE system 光線限制裝置系統;

d. WEDGE FILTER system 楔形過濾系統;

e. X-RAY IMAGE RECEPTOR system X光圖像接收器系統;

f. PATIENT SUPPORT sytem 病人支援系統;

g. TABLE TOP ECCENTRIC system 桌面偏心輪系統;

h. TABLE TOP system 桌面系統;

3.11 宏定義

3.11.1 屬性宏定義:用以描述單一表的一個屬性集合,而該表在多重子產品和其他表中作參考;

3.11.2 裝置獨立像素值

3.11.2.1 P值

本部分使用了在PS3.14中定義的如下名詞:

a. P-Value P值

(注意:概念-"A裝置獨立值在感性線性灰階空間中定義。DICOM陳述的LUT的輸出就是P值,例如所有DICOM定義的灰階轉換之後的像素值一直被使用。P值也是标準化的顯示系統的輸入。")

3.11.2.2 PCS值:Profile Connection Space Value(配置連接配接空間值)。

一種裝置獨立顔色值,是由一種ICC配置所明确的轉換程式生成。

3.12 編碼和控制術語定義

本部分使用了在PS3.16中的如下定義:

a. Baseline Context Group Identifier BCID 基線上下文組辨別

b. Defined Context Group Identifer DCID 限定上下文組辨別

c. Context Group 上下文組

d. Context Group Version 上下文組版本

e. Context ID CID 上下文ID

f. Mapping Resource 映射資源

g. Relationship Type 關系類型

h. DICOM Content Mapping Resource DCMR DICOM内容映射資源

i. Template 模闆

j. Template ID 模闆ID

k. Value Set 值集

l. Baseline Template Identifier BTID 基線模闆辨別

m. Defined Template Identifier DTID 限定模闆辨別

n. Coding Schemes 編碼體制

3.14 參考模型安全架構定義

本部分使用了 ISO 7498-2中如下的定義名詞:

a. Digital Signature 數字簽名

(注意:定義就是-一個資料單元的附加資料或加密的轉換,允許資料單元的接收者保證該單元的來源和完整,以及預防僞造;例如接收者)

a. Data Confidentiality 資料機密性

(注意:定義是-資訊的屬性對于未授權個體、實體和程序是不可用或不公開的。)

b. Data Origin Authentication 資料原始鑒定

(注意:定義是-接收的資料的來源證明就如聲明的。)

c. Data Integrity 資料完整性

(注意:定義是-資料的完整性從未經過未授權方式修改或摧毀。)

d. Key Management 密鑰管理

(注意:定義是-密鑰的産生、存儲、分發、删除和應用符合一個安全的政策。)

3.15 安全定義

本部分使用了ECMA 235中所定義的如下名詞:

a. Security Context

(注意:定義是-對于發起者和接收者,代表或将代表的一個安全協定的安全資訊已形成,或正在形成一個聯系。)

3.16 DICOM安全配置

本部分使用了在 PS 3.15中定義的如下名詞:

a. Message Authentication Code 消息保密編碼

b. Certificate 鑒定

3.17 多元定義

3.17.1 Reference Coordinate System(RCS) 參考坐标系統:RCS是DICOM幀的參考的空間坐标系。它是在笛卡爾空間中,圖像IE的選擇的起源,方向和空間尺度。RCS是一個右手直角坐标系即向量交叉沿正z軸沿正x軸和沿正Y軸的機關向量的機關向量的乘積等于一個機關向量。機關長度是1毫米。通常情況下,圖像的IE包含一個空間的映射,用以明确圖像樣本與RCS範圍的關系笛卡爾空間域的關系。

3.17.2 Fiducial 基準:一個基準就是一些唯一特征或地标,比較合适作為相似事物的空間參考和關聯。基準可能歸因于原始的定義和標明的坐标系統的方位。鑒定性基準在不同的資料集的通用的方法,用以建構相似事物之間空間關系。

3.17.3 Fiducial Point 基準點:一個基準點是基準的一個明确定位。一個基準點和一類圖像或一個RCS有關。

4. 符号和縮寫

以下符号和縮寫在标準的本部分中使用:

ACR--(American College of Radiology) :美國放射協會

ASCII--(American Standard Code for Information Interchange ):美國資訊交換編碼标準

AE--(Application Entity):應用實體

BEV--(Beam’s-eye view ):照射眼視野

Brachy--(Brachytherapy ):近距反射治療法

BRHC--(Bottom Right Hand Corner):右下角

CC--(Counter-clockwise):逆時針方向

CDA--(Clinical Document Architecture):臨床文檔架構

CEN TC251--(Comite European de Normalisation-Technical Committee 251-Medical Informatics):歐洲技術标準組織委員會251醫療資訊

CCIR--(Consultative Committee, International Radio ):咨詢委員會,國際廣播電台

Chest CAD--(Computer-Aided Detection and/or Computer-Aided Diagnosis for chest radiography ):計算機輔助檢測和/或計算機輔助胸部造影診斷

CTV--(Clinical target volume):臨床靶區

CW--(Clockwise):順時針

DICOM--(Digital Imaging and Communications in Medicine):醫療數字圖像和傳輸

DIMSE--(DICOM Message Service Element):DICOM消息服務元素

DIMSE-C--(DICOM Message Service Element-Composite):DICOM消息服務元素-組合

DIMSE-N--(DICOM Message Service Element-Normalized):DICOM消息服務元素-标準

DRR--(Digitally-reconstructed radiograph):數字化重建X光圖像

DVH--(Dose-volume histogram):劑量體積直方圖

EPI--(Electronic Portal Image):電子通用圖像

EPID--(Electronic Portal Imaging Device):電子通用成像裝置

GTV--(Gross tumor volume):大體惡性良性腫瘤體積

Gy--(Gray):灰色、灰階

HISPP--(Healthcare Information Standards Planning Panel):醫療衛生資訊标準規劃小組

HL7--(Health Level 7):醫療資訊交換第七層協定

HMD--(Hierarchical Message Description (HL7) ):分層消息說明

ICRU--(International Commission on Radiation Units):國際放射機關委員會

IE--(Information Entity):資訊實體

IEC--(International Electrotechnical Commission):國際電工委員會

IEEE--(Institute of Electrical and Electronics Engineers):電氣和電子工程協會

IHE--(Integrating the Healthcare Enterprise):內建醫療環境

II--(Instance Identifier (HL7)):執行個體辨別

IOD--(Information Object Definition):資訊對象定義

ISO--(International Standards Organization):國際标準組織

ITU-T --(International Telecommunications Union – Telecommunications Standardization Sector):國際電信聯盟 -電信标準化部門

JIRA --(Japan Industries Association of Radiation Apparatus):日本放射工業協會

JPIP --(JPEG 2000 Interactive Protocol):JPEG2000 互動協定

LUT --(Lookup Table):查找表

MAC --(Message Authentication Code):消息鑒定編碼

Mammography CAD --(Computer-Aided Detection and/or Computer-Aided Diagnosis for Mammography):計算機輔助和/或計算機乳房X光診斷

MeV --(Mega electron Volt):兆級電子伏特

MLC --(Multileaf (multi-element) collimator):多排掃描器

MSDS --(Healthcare Message Standard Developers Sub-Committee):醫療衛生消息标準開發者小組委員會

MU --(Monitor unit):探測器單元

MV --(Megavolt):百萬瓦特

NaN --(Not a Number (See IEEE 754)):非數字

NEMA --(National Electrical Manufacturers Association):全國電氣制造商協會

OID  --(Object Identifier (ISO 8824)):對象辨別

OPT  --(Ophthalmic Tomography):眼部X光斷層攝影

OSI --(Open Systems Interconnection):開放性系統互連

PDF --(Portable Document Format):通用文檔格式

PTV --(Planning target volume):計劃靶體積

R&V --(Record and verify):記錄和驗證

RCS --(Reference Coordinate System):坐标參考系統

ROI --(Region of interest):感興趣區域

RT --(Radiotherapy):放射性治療

SAD --(Source-axis distance):源軸距離

SCP --(Service Class Provider):服務類提供者

SCTP --(Structured Clinical Trial Protocol (HL7) ):結構性臨床試用協定

SCU --(Service Class User):服務類使用者

SD  --(Structured Documents (HL7) ):結構性文檔

SID --(Source Image Receptor Distance):源圖像受體距離

SOD --(Source Object Distance ):源對象距離

SOP --(Service-Object Pair):服務對象對

SPL  --(Structured Product Labeling (HL7) ):結構性産品标簽化

SR  --(Structured Reporting):結構性報告化

SSD --(Source-skin distance):源皮膚距離

TLHC --(Top Left Hand Corner):左上角

UID --(Unique Identifier):唯一辨別

UUID --(Universal Unique Identifier (ISO/IEC 11578) ):通用唯一辨別

XDS  --(Cross-Enterprise Document Sharing Profile (IHE) ):跨企業文檔共享資料

XML  --(Extensible Markup Language ):可擴充标記語言

5. 轉換

5.1 實體關系模型

5.1.1 實體

一個實體使用在一個實體關系(E-R)模型中,用以描述一個真實世界對象,真實世界對象的類,或者DICOM資料表示(例如一個IOD或子產品)。一個實體如圖5.1-1所描述的:

DICOM标準之三_資訊對象定義1

圖5.1-1 實體轉換

5.1.2 關系

一個關系定義了實體是如何關聯的。如圖5.1-2所描述鑽石型:

DICOM标準之三_資訊對象定義1

圖5.1-2 關系轉換

關系是如箭頭所示的從源實體讀取到目的實體。a和b分别表示了源實體和目的實體關系的基數性。以下基數性是允許的:

a) (a=1,b=1)-表示1個源實體關聯1個目的實體;

b) (a=1,b=0-n)-表示1個源實體關聯0-n個目的實體;

c) (a=1,b=1-n)-表示1個源實體關聯1-n個目的實體;

d) (a=1-n,b=1)-表示1-n個源實體關聯1個目的實體;

e) (a=1-n,b=0-n)-表示1-n個源實體關聯0-n個目的實體;

f) (a=1-n,b=1-n)-表示1-n個源實體關聯1-n個目的實體;

(這6中基數性關系中,源實體個數必須為正數,即個數不為0)

在(a=1-n,b=1-n)的關系中,源實體和目的實體的基數性是不盡相同的,n的值僅代表了1個或多個。

一個關系可能是bi方向的(例如,兩個方向上的關系是成立的)。這種情況下,轉換的表示是箭頭同時指向源實體和目的實體的。

5.2 序列

本标準的明确表格通過'>'符号來描述項目的序列。'>'符号優先顯示于一個項目的成員的屬性(子產品)名稱之前。所有辨別的屬性(子產品)屬于一個項目的通用描述,這些屬性可能會重複來形成項目的序列。項目的序列嵌入到屬性(子產品)中,在表格中第一個成員優先使用'>'來表示。

注意:以下表描述"Referenced Series Sequences"屬性作為一個或多個項目的序列,每個項目三個用'>'辨別的屬性。項目的序列就嵌入在Referenced Series Sequences的屬性的值中。如下的屬性(未辨別的)不是序列的項目的一部分。

DICOM标準之三_資訊對象定義1

該标記法可以在第二級中,通過'>>'用來建立嵌入式結構,類似如此下去。

序列屬性的類型定義了序列屬性本身是否必須表示。序列屬性的屬性描述可以定義是否,以及在序列中應當表示多少個項目。包含在序列中的資料集的屬性類型,包括如何限制性,在資料集的範圍内明确,例如在序列中表示出的每個項目。在PS3.5中所示。

在一個序列中的任何屬性不需要明确的條件是"一個序列項目出現時必須的",因為這往往是隐式的,不管是否存在附加的需求。

5.3 結構資料的三重編碼(撤銷)

該部分已撤銷,看第8部分。

5.4 屬性宏

一些表包含了屬性宏的參考。該約定使用的情況是,相同的屬性在多個表或多個地方中使用。該參考意味着,屬性宏的屬性應在包含子產品的行的地方,而這行包括了屬性宏的參考。

在某些情況下,屬性宏在序列中使用(如PS3.5中,資料元素的VR中的屬性編碼是SQ)。當這樣做,參考前面由一個或多個“>”字元。“>”字元數表示所有的屬性在序列中,在屬性宏占據的水準。

在屬性宏中,可能有屬性描述的特殊化。這些情況下,特殊化出現在子產品的描述列中。

以下是約定的一個例子:

表5.4-1是在子產品表中使用了屬性宏約定的的例子:

DICOM标準之三_資訊對象定義1

5.4-1

表5.4-2是表5.4-1中參考的屬性宏的例子:

DICOM标準之三_資訊對象定義1

5.4-2

表5.4-3是沒有使用屬性宏的例子:

DICOM标準之三_資訊對象定義1

5.4-3

5.5 标準的IOD的類型和條件

當PS3.3中的标準IOD調用子產品(如常見的SOP子產品)或屬性宏所确定的元素類型,這些明确的元素類型和條件不适用。然而,在PS3.4中的合适服務中,SCU和SCP的每個屬性必須明确元素類型和條件。

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