医疗从业者必知！DICOM 3.0 标准基础知识入门资料(虽然枯燥乏味)

因为最近处理西门子设备通信问题 对DICOM3.0有了进一步的了解，所以整理了这篇基础知识资料分享一下，比较适合医疗软件行业新人（或者对基础只是不胜了解的同行），这方面的基础知识概念有助于往后DICOM项目软件相关开发工作（避免像站长刚开始入坑时跟无头苍蝇一样 走了很多弯路）。

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一、什么是 DICOM 3.0

1.1 定义

DICOM，即 “Digital Imaging and Communications in Medicine” 的缩写，意为医学数字成像和通信。DICOM 3.0 作为医学图像及相关信息的国际标准（ISO 12052 ），好比医学领域图像数据交流的 “通用语言”。它定义了能满足临床需求、可用于数据交换的医学图像格式，让不同厂商生产的医疗设备能顺利进行图像数据 “沟通”。

1.2 应用范围

在放射医疗、心血管成像领域，以及常见的 X 射线机、CT 扫描仪、核磁共振设备、超声诊断仪等放射诊疗诊断设备中，DICOM 3.0 标准得到了广泛应用。此外，眼科和牙科等医学领域对该标准的使用也日益增多。据统计，目前临床使用的符合 DICOM 标准的医学图像达百亿级。在日常医疗工作中，医生能够借助 PACS（图像存档和传输系统）系统，顺利调阅和处理各类设备生成的医学图像，这都得益于 DICOM 3.0 标准。

二、DICOM 3.0 的发展历程

20 世纪 70 年代，CT 等数字成像诊断设备开始在临床上大量应用。但由于各个厂商推出了各自的图像格式，导致不同设备间图像数据难以交换。1983 年，美国放射学院（ACR）和国家电气制造协会（NEMA）成立联合委员会，旨在推动不同制造商设备间数字图像信息通信标准的制定，促进图片归档及通讯系统（PACS）与其他医院信息系统的交互，创建统一的诊断信息数据库。1985 年，联合委员会发布了最初的 1.0 版本（ACR - NEMA Standards Publications No.300 - 1985），之后进行了修订。1988 年，2.0 版本（ACR - NEMA Standards Publications NO.300 - 1988）推出。1993 年，DICOM 标准 3.0 版本发布，至此其发展成为医学影像信息学领域的国际通用标准。

三、DICOM 3.0 的核心内容

3.1 标准概况

DICOM 3.0 标准涵盖了医学数字图像从采集、归档、通信、显示到查询的一系列信息交换协议。它采用开放互联架构和面向对象的方法，定义了医学诊断图像及相关分析、报告等信息的对象集；规定了信息传递、交换的服务类与命令集，以及消息标准响应；明确了唯一标识各类信息对象的技术；为网络环境（OSI 或 TCP/IP）提供服务支持；还结构化定义了制造厂商的兼容性声明。

3.2 文件格式

3.2.1 数据集与数据元素

DICOM 3.0 标准的第五部分介绍了数据结构，它使用数据集（DataSet）来保存信息对象定义（IOD），而数据集由多个数据元素（Data Element）组成。每个数据元素描述一条信息，标准数据元素及其对应的信息在标准第六部分列出。每个数据元素由 8 位 16 进制数的标记唯一确定，例如 (0008，0016)，前 4 位是组号（Group Number），后 4 位是元素号（Element Number）。 数据元素分为标准和私有两种。标准数据元素的组号为偶数，其含义在标准中已有定义；私有数据元素的组号为奇数，其描述信息的内容由用户自定义。

3.2.2 文件构成

DICOM 文件由标准化且形式自由的开头，加上一连串影像数据构成。单个 DICOM 物件仅包含一张影像，但这张影像可能有多个套图，以便存储动态影像及其他复图形式的资料。影像资料可采用多种压缩方式，例如 JPEG、JPEG Lossless、JPEG 2000、LZW 和 Run - length encoding（RLE）等。

3.3 服务

3.3.1 储存服务

该服务用于将影像或其他持续性物件（如整理好的病历报告）传送到 PACS 的工作站，便于医院对影像数据进行存储管理。

3.3.2 储存确认服务

借助这项服务，能够确定影像是否成功存储在指定位置（如硬盘、光盘等）。用户端设备可依据服务供应器发出的信息，确认存储情况，确保原始端影像能放心删除。

3.3.3 影像获得服务

工作站借助这项服务，能够查找影像列或其他 PACS 物件，进而获取所需影像，方便医生快速调阅患者的影像资料。

3.3.4 工作列表服务

图像设备可通过这项服务，以电子方式接收病人详细信息及计划检查内容，避免信息重复输入和错误，提高工作效率。

3.3.5 记录服务

作为原始端工作列的附加服务，原始端可通过它发送检查相关的其他资料，例如获得的影像数、剂量输出数等。

3.3.6 打印服务

这项服务用于将影像传送到 DICOM 打印机，常用来输出 X 光影像。它有一套标准校正程序，确保不同显示装置（包括数字复制）中影像显示的一致性。

四、DICOM 3.0 的特点

4.1 网络可用性

早期版本仅适用于点对点环境，而 DICOM 3.0 支持在网络环境中使用标准网络协议（如 OSI 和 TCP/IP）进行操作，让医疗设备在复杂网络架构下也能实现数据交换。

4.2 命令与数据交换明确

以往版本在数据传输方面存在限制，DICOM 3.0 通过服务类别的概念，清晰地指定了命令和相关数据的语义，让设备间的数据交互更加规范。

4.3 兼容性等级详述

以前的版本仅指定了兼容性等级的最小集合，DICOM 3.0 则明确描述了实现者构造兼容性声明的方式，让不同设备间更容易实现兼容。

4.4 多部分文档结构

DICOM 3.0 采用多部分文档结构，便于增添新特性，让标准能在快速发展的医疗技术环境中持续演变更新。

4.5 信息对象明确

DICOM 3.0 不仅针对图像和图形，还明确提出了研究、报告等信息对象，丰富了 DICOM 标准涵盖的信息范畴。

4.6 唯一识别技术

DICOM 3.0 为唯一识别任何信息对象指定了技术，有助于在网络环境下明确各信息对象之间的关系。

五、DICOM 3.0 的实际应用案例

在大型医院的 PACS 系统中，DICOM 3.0 标准发挥着关键作用。 不同科室的 CT、MRI 等设备生成的影像数据，通过 DICOM 3.0 标准规范的数据交换协议，能够迅速、准确地传输到 PACS 服务器进行存储。 医生在诊断工作站上，借助影像获得服务等功能，随时就能调取患者的影像资料进行诊断。 在远程医疗场景中，基层医院将患者的 DICOM 格式影像数据传送给上级医院专家，专家依据这些符合标准的影像做出准确诊断，实现了医疗资源的高效利用。