CN1916924A - 增加应用程序特定整合中dicom标签管理灵活性的方法 - Google Patents

Abstract

一种导入图像文件的图像的方法，包括从图像文件中读取图像数据部分和报头部分的步骤301、从表格中检索基本标签名称的步骤302、和在验证了报头部分包括所有所述基本标签名称时从所述图像数据部分中检索图像的步骤303。

Description

增加应用程序特定整合 中DICOM标签管理灵活性的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年7月22日提交的美国临时申请No.60/702,103的优先权，该美国临时申请的公开内容于此被引入作为参考。

技术领域

本公开内容总体上涉及医学成像领域，并且更具体来讲，涉及医学成像文件的管理。

背景技术

医学数字成像和通信(DICOM)标准描述了一种用于介质存储和图像分发的文件格式。所述标准由美国电气制造协会(NEMA)创建以帮助分发和查看医疗图像、诸如CT扫描、MRI和超声波。DICOM格式包含报头部分和图像数据部分。

图1举例说明了一种由MRI扫描产生的假设的DICOM图像文件100。参见图1，报头部分101包含关于图像数据部分102的信息。只举例说明了在DICOM格式中可用的DICOM报头标签的小子集。虽然所述报头部分被示出为长度是794个字节，但报头大小可以根据图像类型(例如MRI，PET)和所存储的信息的多少而改变。这里，所述报头定义图像，该图像的尺寸为109×91×2体元，数据分辨率为每一个体元1个字节(因此总图像大小将是19838个字节)。所述图像数据紧跟着所述报头信息并且都存储在相同文件里。

图2举例说明了典型DICOM报头的实例。所述DICOM报头的最初128个字节被称为前同步码并且通常全部被设置为零。字符‘D’，‘I’，‘C’，和‘M’紧跟着所述前同步码。在所述字符的后面是被组织成组的附加报头信息。参见图2，组0008hex是标识组，并且包含3个标签，一个标签定义组长度，一个标签定义所使用的成像设备的模态，以及一个标签定义所使用的成像设备的制造商。所述DICOM格式使用一系列预定标签，并允许定义对于给定数据集来说可以存在或不可以存在的新标签。这种灵活性是使DICOM格式对于医学成像来说如此流行的特征之一。然而，这种流行已经导致标签定义的倍增，因此有时难以知道哪些标签被使用以及它们的意思是什么，从而使报头信息的提取更加困难。新的医学成像技术往往在理论背景中进行研发，每一种医学成像技术都使用独特的定制的硬件以及专有的图像格式。可以存在或不可以存在的标签的数目使用于医学成像应用程序的整合的导入/导出工具越来越复杂。因此，所述导入/导出工具倾向于更加是应用程序专用的，由此限制用于其它应用程序以及平台的可移值性。

存在对一种更有效的导入和导出DICOM图像文件的方法的需要。

发明内容

本发明的示例性实施例提供一种导入来自图像文件的图像的方法。所述方法包括以下步骤：从图像文件中读取图像数据部分和报头部分，从表格中检索基本标签名称，以及在验证了所述报头部分包括所有基本标签名称时，从所述图像数据部分中检索所述图像。

本发明的示例性实施例提供一种包括用于导入图像文件的图像的计算机代码的计算机可读介质。该计算机可读介质包括用于从图像文件中读取图像数据部分和报头部分的计算机代码、从表格中检索基本标签名称的计算机代码、以及用于在验证了所述报头部分包括所有基本标签名称之后从所述图像数据部分中检索所述图像的计算机代码。

本发明的示例性实施例提供一种用于将图像合并到图像卷(volume)中的方法。所述方法包括以下步骤：从映射表中检索一组卷标识符以及一组对应的卷标识符值，以及当确定所有卷标识符都存在第一图像和第二图像内时，从所述第一图像中检索第一组卷标识符值，并从所述第二图像中检索第二组卷标识符值，并在第一组卷标识符值中的每一个与第二组卷标识符值之一匹配的时候将所述第一图像和所述第二图像合并到图像卷中。第一组卷标识符值和第二组卷标识符值各自对应于所述卷标识符。

附图说明

结合附图参考以下描述可以理解本发明，其中相同的参考数字标识相同的元件，并且其中：

图1示出一种由MRI扫描产生的假设的DICOM图像文件。

图2示出典型DICOM报头的实例。

图3示出一种根据本发明的示例性实施例的、导入来自图像文件的图像的方法。

图4示出在图3中所引用的标签表格的示例性实施例。

图5示出一种根据本发明的示例性实施例的、导入来自图像文件的图像的方法。

具体实施方式

下面将描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，没有在本说明书中描述实际实施的所有特征。当然应理解的是，在任何这种实际实施例的研发过程中，必须做出很多实施特定的决定来达到开发者的特定目标，诸如遵从与系统有关的以及与商业有关的约束，该目标将根据不同的实施而变化。此外，应理解的是，这种研制工作可能是复杂的并且耗时的，但对于受益于本公开内容的本领域中的普通技术人员而言将仍然是一种常规任务。

虽然本发明能容许各种修改以及替代形式，但是其特定的实施例已作为例子在所述附图中被示出并且将在此被详细描述。然而应该理解的是，于此对特定实施例的描述并不打算将本发明限制于所公开的特定形式，而相反地，本发明应覆盖所有属于如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的修改、等效方案、和替代方案。

应该理解的是，此处所述的系统和方法可以以各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器或其组合来实现。具体而言，本发明的至少一部分优选地被实施为包括程序指令的应用程序，该程序指令被确实地包含在一个或多个程序存储装置(例如硬盘，磁性软盘，RAM，ROM，CD ROM等等)上，并可由任何包括适当的结构的设备或机器、诸如具有处理器、存储器和输入/输出接口的通用数字计算机来执行。应进一步理解的是，因为附图中所描述的某些组成系统的部件和处理步骤优选地以软件来实现，所以系统模块(或方法步骤的逻辑流程)之间的连接可以根据本发明被编程的方式而不同。给定于此的教导，相关领域的普通技术人员将能够设想出本发明的这些以及类似的实施方案。

由于需要一种更有效的导入和导出DICOM图像文件的方法，我们提出一种新的灵活的方法，该方法允许用户从标签词典中选择/定义一组应用程序专用的标签。因此，这种方法充分利用DICOM灵活性，并且允许用户/开发者自定义专用于他/她的应用程序的初始化文件。该文件指定DICOM卷被区分、排序和标记的方式。用户定义的初始化文件也支持增加私有标签，该私有标签没有在DICOM标准或所提出的标签词典里被定义，因此给用户提供附加的灵活性。

图3示出一种根据本发明的示例性实施例的、导入来自图像文件的图像的方法。

参见图3，所述方法包括以下步骤：从图像文件中读取图像数据部分和报头部分301，从标签表格中检索基本标签名称302，以及在验证了所述报头部分包括所有基本标签名称时，从所述图像数据部分中检索所述图像303。

图3中所示出的图像文件优选地具有DICOM格式。有效的DICOM文件的报头部分具有128个字节的前同步码，该前同步码的后面是字母‘D’，‘I’，‘C’和‘M’。如果所述前同步码和字母都不存在，那么所述文件将不被识别为DICOM文件，并且导入将失败。当所述前同步码和字母都存在时，可以进行导入。能够正确地导入具有与从表格中检索到的那些基本标签名称相匹配的基本标签名称的所有DICOM文件。

图4示出在图3中所引用的标签表格的示例性实施例。

参见图4，所述标签表格400可以被存储在被称为标签初始化文件的文件里。所述标签表格400被组织成多个部分。每个部分包含多个标签名称和对应的标签值。标签名称是用于特定图像数据集的属性的标记。标签值表示具有所述标签名称的名称的属性的内容。

所述标签表格具有多个部分，包括被标记为“Essential_TAGS”的基本标签部分401和被标记为“Optional_TAGS”的可选标签部分402。所述基本标签部分被组织成多个相关的基本标签部分，即“SLICE_RELATED_TAGS”、“PATIENT_RELATED_TAGS”和“DICOM_OBJECT_RELATED_TAGS”。尽管在图4中示出了三个基本标签部分，但这仅仅是所述标签表格400的示例性实施例，并且可以使用多个部分。所述“SLICE_RELATED_TAGS”基本标签部分包含涉及图像切片的基本标签。因为3D图像可以被分解为可以被存储在单独的文件中的一系列2D切片，因此重要的是存储关于切片排序的信息，以便可以重建所述3D图像。所述“PATIENT_RELATED_TAGS”基本标签部分包含涉及执行了成像扫描的患者的基本标签。所述“DICOM_OBJECT_RELATED_TAGS”包含关于被包含在所述DICOM文件内的图像数据的基本标签。举例来说，它包括基本标签“行”和“列”，其是存储在所述DICOM文件的图像数据部分内的数据的行和列的数目。

每个基本标签包括标签名称和对应的标签值。所述标签值可以是编码的数值或地址，该编码的数值或地址随后可以通过利用数据字典或查找表被转换为它们的文本表示。举例来说，在图4中，基本标签“PATIENTS_NAME”具有x00100010的标签值。如果将这个值输入到适当的查找表中，则可以返回“JohnDoe”的文本表示。

特定阅读应用程序需要基本标签以便正确地读入DICOM文件。典型阅读取应用程序包含这些基本标签的硬编码的列表。当通过典型阅读应用程序加载没有匹配的基本标签的DICOM文件时，所述加载通常将失败。然而，通过将用于来自阅读应用程序的特定数据集的基本标签分离到外部标签表格中，来自不同数据集的DTCOM文件可以由相同的阅读应用程序读取。阅读应用程序只需要加载适当的标签表格，然后读入该数据集的所有DICOM文件。对于另一数据集的DICOM文件来说，所述阅读应用程序将仅仅加载下一个适当的标签表格。

可选标签部分402包括包含关于图像的附加信息的可选标签，所述可选标签对于由阅读应用程序加载图像而言不被认为是基本的。尽管图4中举例说明的可选标签部分402包含具有与基本标签部分401相同的报头的部分，但本发明并不局限于此，因为可以使用各种其它部分报头。可选标签的实例包括ACQUISITION_TIME、PATIENTS_SEX和MANUFACTURER。所述可选标签还可包括用户可自定义的标签，如图4中所举例说明的″CUSTOM_TAG″。用户可自定义的标签被用来存储当前不被DICOM格式支持的信息。

图5示出一种根据本发明的示例性实施例的、导入来自图像文件的图像的方法。

参见图5，所述方法在用户导航到DICOM文件夹时开始501。所述文件夹包括DICOM格式的图像文件，并可以包括预先被自定义为专用于感兴趣的DICOM数据集的标签初始化文件。然后分析DICOM文件夹中的文件502。然后确定标签初始化文件是否存在503于DICOM文件夹中。如果所述标签初始化文件不存在，则使用一组预定义的应用程序专用的标签作为默认基本标签506。这组默认标签可以是用户自定义的。如果所述标签初始化文件存在，则通过对标签初始化文件作基本标签方面的分析来检索基本标签504，以及通过对所述标签初始化文件作可选标签方面的分析来检索可选标签505。

然后从DICOM目录中读取图像文件508。然后分析该图像文件的报头部分以确定所述文件是否是DICOM格式509。如果所述图像文件具有后面是字母‘D’、‘I’、‘C’和‘M’的DICOM前同步码，那么确定所述图像文件是DICOM格式。如果确定所述图像文件不是DICOM格式，则从DICOM目录中读取下一个图像文件508。

如果所述图像文件是DICOM格式，那么在510分解所述图像文件的报头部分来确定存在哪个所述标签初始化文件的基本标签。然后在511确定是否所有标签初始化文件的基本标签都存在于所述图像文件的报头部分里。如果不是所有的基本标签都存在于DICOM文件的报头部分里，那么在508从DICOM目录中读取下一个图像文件。

如果每个基本标签都存在于DICOM文件的报头部分里，那么确定DICOM文件所属的卷512。通过检查所述基本标签来确定卷。卷可以通过其基本标签的内容而相互区别开。当两个DICOM文件具有相同的基本标签名称时，它们是相同DICOM数据集的一部分。这样，即使多个DICOM文件可能各自属于不同的DICOM卷，也可使用单个标签初始化文件来读入这多个DICOM文件。当两个DICOM文件具有相同的基本标签名称和相同的对应的基本标签值时，它们是相同DICOM卷的一部分。举例来说，假定第一和第二DICOM文件都具有包括标签名称PATIENTS_NAME的相同的基本标签名称。然而，如果所述第一DICOM文件的PATIENTS_NAME被设置为值John，而所述第二DICOM文件的PATIENTS_NAME被设置为值Jane，那么所述第一和第二DICOM文件是两个不同DICOM卷的一部分。

一旦确定DICOM文件属于哪个卷，就确定是否存在现有的DICOM卷513。如果所述现有的DICOM卷已经预先被生成，那么将所述DICOM文件的图像添加到所述现有的DICOM卷514中。如果所述现有的DICOM卷没有被生成，则创建新的DICOM卷并将所述图像添加到所述新的DICOM卷中515。重复所述方法，直到确定DICOM文件夹里的所有文件已经被读取507。当所有文件已经被读取时，然后可以将所有卷导出到一种格式中516，该格式对于将显示所述卷的应用程序的平台而言是本地的。

还可以在生成或导出一个或多个DICOM文件时使用标签初始化文件。典型的成像设备执行扫描并以设备本地的格式生成图像文件。通常使用单独的写入应用程序来将所述图像文件从其本地格式转换为一个或多个DICOM格式化文件。写入应用程序可以被修改以便附加地写出对应于所述DICOM格式化文件的标签初始化文件。然后可以使用图5中所举例说明的方法来导入所述DICOM格式化文件。在替代方案中，用户可以生成标签初始化文件以由写入应用程序使用。用户将所述标签初始化文件编辑为包含基本标签、可选标签和用户定义的标签。然后写入应用程序将被修改为使用所述标签初始化文件的标签来写出包含那些标签的DICOM格式化文件。然后，可以通过图5中所举例说明的方法导入这些新近被格式化的DICOM文件。

本发明的示例性实施例足够灵活以用于各种环境、诸如成像模态(例如灌注或血管造影术)、应用程序特定的数据(例如，用于图像分割的轮廓序列)、以及新的成像模态(例如分子或光学成像)。在本发明的示例性实施例的实际使用中的相关实例是在官方的NTROI(用于光学成像中的转换研究的网络)成像软件平台内。作为所述NTROI的成员，西门子公司研究中心(SCR)正在开发用于研究、评估和诊断的光学和多模成像平台(OMNIRAD)。这个平台的主要目标是在乳癌成像中允许扩散光层析(DOT)以及其它已知成像模态(MRI、X射线)的多模整合和可视化。实现所述OMNIRAD平台的问题之一是如何表示和存储所述DOT图像格式连同用于图像获取和3D构造的大量参数。现在，被称为时间分辨的光吸收和散射层析成像(TOAST)的流行格式被广泛用于DOT图像重构。所述OMNIRAD平台将TOAST用于DOT数据的导入。由本发明的示例性实施例所公开的导入和导出方法允许通过用户定义的标签将DOT卷导出到DICOM格式，从而为所述DOT图像格式带来初始“标准”。然后能通过任何其它支持DICOM的平台导入所导出的DOT数据。

虽然为了例示的目的，已经参考所述附图详细描述了本发明的示例性实施例，但应该理解的是，本发明的方法和系统并不应被解释为局限于此。对于本领域中的普通技术人员来说将容易显而易见的是，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围内，可以对前述示例性实施例进行各种修改，其中权利要求的等价物也应被包括在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种导入来自图像文件的图像的方法，包括以下步骤：

从所述图像文件中读取图像数据部分和报头部分；

从表格中检索基本标签名称；以及

在验证了所述报头部分包括所有基本标签名称时，从所述图像数据部分中检索所述图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述图像文件是DICOM格式的。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述图像的检索只在DICOM前同步码和DICM前缀都存在于所述报头部分内时发生。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述表格被存储在标签初始化文件内。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述表格包括可选标签名称和对应的可选标签值。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

从所述报头部分中检索各自对应于所述基本标签名称的图像标签值；

在确定所有基本标签名称都存在于图像卷内时，从所述图像卷中检索对应于所述基本标签名称的卷标签值；以及

当所述图像标签值中的每一个与所述卷标签值之一匹配时，将所述图像添加到所述图像卷中。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述图像卷是DICOM格式的。

8.如权利要求6所述的方法，进一步包括将所述图像卷导出到对成像设备来说本地的格式。

9.一种具有程序指令的计算机可读介质，当在数字处理设备中被执行时所述程序指令用于实施如权利要求1所述的方法。

10.一种包括用于导入图像文件的图像的计算机代码的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

用于从所述图像文件中读取图像数据部分和报头部分的计算机代码；

用于从表格中检索基本标签名称的计算机代码；和

在验证了所述报头部分包括所有所述基本标签名称之后从所述图像数据部分中检索所述图像的计算机代码。

11.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中，所述图像文件是DICOM格式的。

12.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，所述表格被存储在标签初始化文件内。

13.如权利要求11所述的计算机可读介质，进一步包括：

用于从所述报头部分中检索各自对应于所述基本标签名称的图像标签值的计算机代码；

在确定所有基本标签名称都存在于图像卷内时从所述图像卷中检索对应于所述基本标签名称的卷标签值的计算机代码；和

用于当所述图像标签值中的每一个与所述卷标签值之一匹配时将所述图像添加到所述图像卷中的计算机代码。

14.一种用于将图像合并到图像卷中的方法，包括以下步骤：

根据映射表检索一组卷标识符和一组对应的卷标识符值；

当确定该组卷标识符存在于第一图像和第二图像之内时，从所述第一图像中检索第一组卷标识符值，以及从所述第二图像中检索第二组卷标识符值，其中第一组卷标识符值和第二组卷标识符值各自对应于所述卷标识符；以及

当第一组卷标识符值中的每一个与第二组卷标识符值之一匹配时，将所述第一图像和所述第二图像合并到所述图像卷中。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一图像文件和所述第二图像文件都是DICOM格式的。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述映射表被存储在初始化文件内。

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