CN105426406A - 医学图像文件的结构、获取方法及获取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医学图像文件的结构、获取方法及装置，医学图像文件的结构包括：头数据和图像数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度和数值四个项目；所述图像数据表示一组二维医学图像。本发明的技术方案节省了医学图像序列的存储空间，保存为了一个文件便于管理。进一步的，节省了图像浏览应用的输入输出开销，在查看医学图像序列时是需要解析一个文件。更进一步的，在CS或BS架构的应用中，节省了文件的传输开销，减少了传输文件的体积，只需要发送一次请求，就可以获取完整的医学图像序列。

Description

医学图像文件的结构、获取方法及获取装置
技术领域
本发明涉及医学图像领域，特别涉及一种医学图像文件的结构和医学图像文件的获取方法及装置。
背景技术
在医学图像领域，医学数字成像和通信(DICOM，DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)是一种广泛用于医学图像处理、存储、传输、打印的文件格式标准。该标准由美国电气制造协会(NEMA，NationalElectricManufacturesAssociation)创建，用来帮助传输和查看医学图像，例如计算机断层图像(CT)、X射线图像(XR)、磁共振图像(MR)、正电子发射计算机断层图像(PET)、超声波图像(US)等。
参见图1，图1为DICOM文件结构的示意图，DICOM文件100主要包括头数据(header)101和图像数据(pixeldata)102两个部分。头数据101包含了描述医学图像的相关信息，例如和患者相关的信息，例如患者的姓名、ID、出生年月、性别、年龄等；和医学图像采集相关的信息，例如扫描日期、扫描时间、序列日期、扫描描述、序列描述；或者是和医生相关的信息，例如医生姓名；以及和图像相关的信息，例如图像类型、图像时间、图像数目、每个像素的采样率(samplesperpixel)、行值、列值、最大最小像素值等。图像数据102则保存的是具体采集到的医学图像，例如512*512的图像数据矩阵。
识别是否为DICOM文件，主要是通过其头数据101的格式。头数据101由多个数据元素(dataelement)构成，参见图2所示，每个数据元素包含四个项目：标签(Tag)、数值表示(VR，ValueRepresentation)、数值长度(VL，ValueLength)、数值(VF，ValueField)。对于标签为患者姓名(Patient’sName)，其对应的数值表示为PN，数值长度为14个字节，数值具体为患者的姓名张三(ZHANGSAN)。再如标签为模态(Modality)，对应的数值表示为CS，数值长度为2个字节，数值具体为计算机断层(CT)。或者标签为层位置(SliceLocation)，对应数值表示为DS，数值长度为4个字节，数值具体为-604。
现有DICOM文件的保存方式为，一幅医学图像(image)对应保存为一个DICOM文件，如果采集一个医学图像序列(imageseries)，比如一个脑部的图像序列，或者一个全身的医学图像序列，参见图1所示，则会被保存为几十个DICOM文件，多则数百个DICOM文件，这里一个DICOM文件指的是保存为了一个独立文件(例如后缀为*.dcm或*.dic的文件)。其中每个DICOM文件的图像数据对应医学图像序列内一层(slice)的图像。以上方式在医学图像存储时不方便管理，并且占用了大量的存储空间，一个DICOM文件大小约为几百KB，而几百个DICOM文件则会占用几百MB的空间，这还只是一个患者的一个医学图像序列。在医学图像阅览时，需要一次加载几百个文件，人工操作特别不方便。在医学图像的传输时，需要加载大量数目的文件，占用了图像浏览应用的多个输入输出端口，加载速度比较慢。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种医学图像文件的结构、获取方法及装置，解决上述现有技术中存在的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种医学图像文件的结构，其特征在于，包括：头数据和图像数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度和数值四个项目；所述图像数据表示一组二维医学图像。
优选的，所述数据元素包括通用数据元素和特异数据元素，所述通用数据元素包括用于描述所述一组二维医学图像的通用性文字信息，所述特异数据元素包括用于描述所述一组二维医学图像内每幅医学图像的非通用性文字信息。
优选的，所述一组二维医学图像是由一个扫描序列采集得到的。
优选的，所述一组二维医学图像包含同一患者的至少两个模态的医学图像。
为解决上述问题，本发明还提供了一种医学图像文件的获取方法，包括：获取用于描述所述医学图像的文字信息作为头数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目；获取一组二维医学图像作为图像数据；由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
优选的，所述获取用于描述医学图像的文字信息作为头数据包括：识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素；基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据；所述获取一组二维医学图像作为图像数据包括：提取所述DICOM文件的图像数据，作为所述医学图像文件的图像数据。
为解决上述问题，本发明还提供了一种医学图像的获取装置，包括：第一获取单元，用于获取描述所述医学图像的文字信息作为头数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目；第二获取单元，用于获取一组二维医学图像作为图像数据；合并单元，用于由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
优选的，所述获取装置为医学成像装置。
优选的，所述第一获取单元包括：识别单元，用于识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素；组合单元，用于基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据。所述第二获取单元为提取单元，用于提取所述DICOM文件的图像数据，作为所述医学图像文件的图像数据。
与现有技术相比，本发明的技术方案节省了医学图像序列的存储空间，保存为了一个文件便于管理。进一步的，节省了图像浏览应用的输入输出开销，在查看医学图像序列时是需要解析一个文件。更进一步的，在CS或BS架构的应用中，节省了文件的传输开销，减少了传输文件的体积，只需要发送一次请求，就可以获取完整的医学图像序列。
附图说明
图1是现有技术医学图像序列保存为多个DICOM文件的示意图；
图2是现有技术数据元素的示意图；
图3是本发明医学图像文件的结构示意图；
图4是本发明医学图像文件头数据的结构示意图；
图5是本发明医学图像获取方法的流程图；
图6是本发明获取头数据的一种实施方式的流程示意图；
图7是由两个DICOM合并为本发明医学图像结构的示意图；
图8是由两个DICOM头数据合并为本发明医学图像文件结构的头数据的示意图；
图9是本发明医学图像获取装置的结构示意图；
图10是本发明第一获取单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
本发明公开了一种医学图像的文件结构，不同于现有技术中将一个医学图像序列存储为多个DICOM文件，本发明的技术方案将一个医学图像序列仅存储为一个医学图像文件。具体参见图3所示，本发明医学图像文件300的结构包括了头数据301和多个图像数据302，头数据301包括用来描述医学图像的文字信息，各图像数据302分别表示医学图像序列(imageseries)内的各幅医学图像。
图4是对头数据301结构的进一步说明，参见图4，头数据301包括了多个数据元素3010，每个数据元素3010包括标签(Tag)、数值表示(VR)、数值长度(VL)和数值(VF)四个项目。数据元素3010包括具体用来对图像数据302的各幅图像进行描述的文字信息。对于数据元素3010的描述可参考背景技术内的解释说明。
在优选的实施方式中，数据元素分为通用数据元素和特异数据元素。通用数据元素是对于医学图像序列内各幅医学图像通用性描述的文字信息，这里“通用性描述”的意思是指对于医学图像序列内的各幅医学图像来说，是可以用来描述全部医学图像的文字信息。特异数据元素是对于医学图像序列内各幅医学图像非通用性描述的文字信息，即对于医学图像序列内的各幅医学图像来说，特异性描述是用来描述仅一幅或仅部分几幅医学图像的文字信息。
在医学图像文件中，通用数据元素、特异数据元素和图像元素的具体结合方式可以有多种，例如通用数据元素和特异数据元素结合在一起，另外将对应各幅医学图像的图像元素结合在一起。也可以是将通用数据元素单独结合，而将特异数据元素和特异数据元素对应的单幅医学图像的图像数据结合在一起，再整体结合为本发明的医学图像文件。
对于由一个扫描序列(scanprotocol)采集得到的医学图像序列，通用数据元素可以是患者相关的信息、医学图像采集相关的信息以及医学相关的信息。对应于医学图像序列的各层医学图像来说，通用数据元素的内容相同，例如相同的患者姓名、患者年龄、患者体重、医学图像扫描日期、扫描时间、扫描描述、医学姓名等。而特异数据元素可以是和图像相关的信息，其根据医学图像序列的各层医学图像而产生差异，例如图像最大最小像素值、图像窗宽(WindowWidth)窗位(WindowCenter)等。
在其他的实施方式中，医学图像序列不必然是根据一个扫描序列采集得到。例如可以是同一个患者在不同时间采集的二维医学图像组，也可以是同一患者在相同时间由多个扫描序列采集得到的二维医学图像组，还可以是同一患者的多幅多模态医学图像，例如正电子发射断层图像和计算机断层图像组成的多幅二维医学图像。对于这些情况，具体对应的通用数据元素和特异数据元素会有所不同。比如对于多模态医学图像，特异数据元素至少包含模态(Modality)，如果是计算机断层图像，则会记录数据元素高压值(KVP)、电流值(mA)，而磁共振则会记录数据元素主磁场强度、梯度场强度等。
本发明的医学图像文件的获取方法，参见图5，其步骤具体包括：
S501，获取用于描述所述医学图像的文字信息作为头数据；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目。
S502，获取一组二维医学图像作为图像数据。
S503，由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
在本发明的一种实施方式中，医学图像文件是由多个存储的DICOM文件合并而成。
参见图6，其对应步骤S501的获取头数据具体为：
S5011，识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素。
图7以两个DICOM文件(DICOM文件100、DICOM文件200)合并为本发明的医学图像文件300进行举例说明。DICOM文件100包括头数据101和图像数据102，DICOM文件200包括头数据201和图像数据202。
结合图8，对DICOM文件100的头数据101和DICOM文件200的头数据102内所有的数据元素进行识别，将两者相同的数据元素识别为通用数据元素，将不同的数据元素识别为特异数据元素。
S5012，基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据。
由于DICOM文件100的通用数据元素1011和DICOM文件200的通用数据元素2011内容相同，因此在识别后仅保留一份作为头数据301内的通用数据元素3011。而将DICOM文件100的特异数据元素1011和DICOM文件200的特异数据元素2011合并作为头数据301内的特异数据元素3012。通用数据元素3011和特异数据元素3012组合形成头数据301。对于特异数据元素3012的各数据元素，在识别时会将其与对应的图像数据之间建立关联，确保能够在查看时知道其对应描述的图像数据。
DICOM文件100的图像数据102和DICOM文件200的图像数据202构成本发明医学图像文件300的图像数据。图像数据从DICOM文件中提取后，存储在一个文件内即可。
头数据301和图像数据102、图像数据202组成医学图像文件300。
在本发明的另一种实施方式中，医学图像文件可以是由医学成像装置保存后获得。医学成像装置经过医学扫描采集得到患者的医学图像，从而获得图像数据。医学图像对应的头数据内的各数据元素，部分由医学成像装置的操作者进行手动输入，例如患者姓名、患者体重以及一些扫描参数，另一部分由医学成像装置自动生成，例如系统自动设置的一些扫描参数、重建参数等，因此可以获得头数据。医学成像装置将图像数据和头数据组合后导出，形成医学图像文件。
本发明还提供了一种医学图像文件的获取装置，参见图9，包括：
第一获取单元601，用于获取用于描述所述医学图像的文字信息作为头数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目。
第二获取单元602，用于获取一组二维医学图像作为图像数据。
合并单元603，用于由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
优选的，参见图10，第一获取单元601包括识别单元6011，用于识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素；以及，组合单元6012，用于基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据。第二获取单元602为提取单元，用于提取DICOM文件的图像数据，作为所述一组二维医学图像的图像数据。
优选的，获取装置为医学成像装置。
医学图像文件获取装置的具体实施方式可以参考之前医学图像获取方法的实施方式，这里不再赘述。
本发明的技术方案节省了医学图像序列的存储空间，保存为了一个文件，便于管理。进一步的，节省了图像浏览应用的输入输出开销，在查看医学图像序列时只需要解析一个文件。更进一步的，在CS或BS架构的应用中，节省了文件的传输开销，减少了传输文件的体积，只需要发送一次请求，就可以获取完整的医学图像序列。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种医学图像文件的结构，其特征在于，包括：头数据和图像数据；所述头数据包括用于描述医学图像的文字信息；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度和数值四个项目；所述图像数据表示一组二维医学图像。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述数据元素包括通用数据元素和特异数据元素，所述通用数据元素包括用于描述所述一组二维医学图像的通用性文字信息，所述特异数据元素包括用于描述所述一组二维医学图像内每幅医学图像的非通用性文字信息。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述一组二维医学图像是由一个扫描序列采集得到的。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述一组二维医学图像包含同一患者的至少两个模态的医学图像。
5.一种医学图像文件的获取方法，其特征在于，包括：
获取用于描述所述医学图像的文字信息作为头数据；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目；
获取一组二维医学图像作为图像数据；
由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
6.根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，所述获取用于描述医学图像的文字信息作为头数据包括：识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素；基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据；所述获取一组二维医学图像作为图像数据包括：提取所述DICOM文件的图像数据，作为所述医学图像文件的图像数据。
7.一种医学图像文件的获取装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取描述所述医学图像的文字信息作为头数据；每条所述文字信息作为一个数据元素，每个数据元素包括标签、数值表示、数值长度、数值四个项目；
第二获取单元，用于获取一组二维医学图像作为图像数据；
合并单元，用于由所述图像数据和所述头数据组成医学图像文件。
8.根据权利要求7所述的获取装置，其特征在于，所述获取装置为医学成像装置。
9.根据权利要求7所述的获取装置，其特征在于，所述第一获取单元包括：识别单元，用于识别DICOM文件头数据的数据元素，将其分为通用数据元素或特异数据元素；组合单元，用于基于识别出的通用数据元素和特异数据元素，组合形成所述医学图像文件的头数据。
10.根据权利要求9所述的获取装置，其特征在于，所述第二获取单元为提取单元，用于提取所述DICOM文件的图像数据，作为所述医学图像文件的图像数据。
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