DICOM医学影像⽂件格式解析
DICOM医学影像⽂件格式解析
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1.DICOM
DICOM(DigitalImaging andCommunications inMedicine)是指医疗数字影像传输协定，是⽤于医学影像处理、储存、打印、传输的⼀组通⽤的标准协定。它包含了⽂件格式的定义以及⽹络通信协议。DICOM是以TCP/IP为基础的应⽤协定，并以TCP/IP联系各个系统。两个能接受DICOM格式的医疗仪器间，可通过DICOM格式的⽂件，来接收与交换影像及病⼈资料。
⽬前，DICOM被⼴泛应⽤于放射医疗，⼼⾎管成像以及放射诊疗诊断设备（X射线，CT，核磁共振，超声等），并且在眼科和⽛科等其它医学领域得到越来越深⼊⼴泛的应⽤。
⽬前采⽤的标准是DICOM3.0，每⼀张图像中都携带着⼤量的信息，这些信息具体可以分为以下四类：
（a）Patient
（b）Study
（c）Series
（d）Image
每⼀个DICOM Tag都是由两个⼗六进制数的组合来确定的，分别为Group和Element。如(0010,0010)这个Tag表⽰的是Patient’s Name，它存储着这张DICOM图像的患者姓名。
2.DICOM存储格式
DICOM⽂件的整体结构如下表所⽰，先是128字节的导⾔部分（没有实际信息），接着是四个字节组成的"DICM"字符串，然后是若⼲DataElement元素依次排列直⾄⽂件结束。
导⾔"DICM"DataElement
128 Byte 4 Byte n Byte n Byte n Byte
2.1 DataElement的三种结构
DataElement是存储⽂件信息的主体，DataElement的总体结构如下表所⽰：
Tag VR（值表⽰法）Len(数据长度)数据值（内容）
4 Byte 2 Byte 2 Byte Len Byte
Tag由2 Byte的组号（group）和2 Byte的元素号(element)组成，VR是DICOM特有的值表⽰法，关于值表⽰法的解释见下⽂
按照VR的类型以及是否显⽰VR，DataElement⼜分为三种具体的结构。
国际法案例显⽰VR：VR为OB OW OF UT SQ UN的元素结构
结构组号元素号VR预留值长度数据元素值
字节数2222（0x00,0x00）4由值长度确定显⽰VR：VR为普通类型时元素结构（少了预留那⼀⾏）
结构组号元素号VR值长度数据元素值
字节数2224由值长度确定隐式VR
结构组号元素号值长度数据元素值
字节数224由值长度确定
2.2 DataElement的Tag
DataElement的Tag⽤于标识Element的数据内容，⽐如病⼈信息、图像的格式等。
Tag总共有2000多个。
常⽤的主要组号：0002组描述设备通讯，0008组描述特征参数，0010组描述患者信息，0028组描述图像信息参数。
Dicom⽂件数据中所有dataElement从前到后
2.2.1 按tag格式⼜可简单分段
⽂件元Tag（组号+0000）
不受传输语法影响，总是以显⽰VR⽅式表⽰，⽤于定义了传输语法；
⽂件元Tag的dataElement，并没有多⼤的意义，它的值长度是整个组所有DataElement的字节长度，⼀个Dicom中可以只有⼀个⽂件元Tag，也可以有多个⽂件元Tag。
普通Tag
除了⽂件元Tag和像素Tag，其余的都是普通Tag数据。包括：图像宽，⾼，数据传输格式，病⼈姓名，
病⼈⽣⽇，病历医院，病历科室，病情的描述等等数据；
像素Tag（7fe0,0010）
表⽰DataElement存储的是病历的图像数据。
2.2.2 按Tag展⽰信息的类别
Patient Tag
Group Element Tag Description中⽂解释VR 00100010Patient’s Name患者姓名PN 00100020Patient ID患者ID LO 00100030Patient’s Birth Date患者出⽣⽇期DA 00100032Patient’s Birth Time患者出⽣时间TM 00100040Patient’s Sex患者性别CS 00101030Patient’s Weight患者体重DS 001021C0Pregnancy Status怀孕状态US
Study Tag
Group Element Tag Description中⽂解释VR
00080050Accession Number:A RIS generated number that identifies the order for
the Study.
检查号：RIS的⽣成序号,⽤以标识做检查的
次序.
SH
00200010Study ID检查ID.SH 0020000D Study Instance UID:Unique identifier for the Study.检查实例号：唯⼀标记不同检查的号码.UI 00080020Study Date：Date the Study started.检查⽇期：检查开始的⽇期.DA 00080030Study Time：Time the Study started.检查时间：检查开始的时间.TM 00080061Modalities in Study⼀个检查中含有的不同检查类型.CS 00080015Body Part Examined检查的部位.CS 00081030Study Description检查的描述.LO
00101010Patient’s Age做检查时刻的患者年龄,⽽不是此刻患者的真
实年龄.
AS Series Tag
Group Element Tag Description中⽂解释VR 00200011Series Number:A number that identifies this Series.序列号：识别不同检查的号码.IS 0020000E Series Instance UID:Unique identifier for the Series.序列实例号：唯⼀标记不同序列的号码.UI 00080060Modality检查模态(MRI/CT/CR/DR)CS 0008103E Series Description检查描述和说明LO 00080021Series Date检查⽇期DA 00080031Series Time检查时间TM
00200032Image Position (Patient)：The x, y and z coordinates of
the upper left hand corner of the image, in mm.
图像位置：图像的左上⾓在空间坐标系中的x,y,z坐标，单位是
毫⽶. 如果在检查中，则指该序列中第⼀张影像左上⾓的坐标.
DS
00200037Image Orientation (Patient):The direction cosines of the
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first row and the first column with respect to the patient.图像⽅位：DS
00180050Slice Thickness:Nominal slice thickness, in mm.层厚.DS
00180088Spacing Between Slices层与层之间的间距，单位为mm DS
00201041Slice Location：Relative position of exposure
expresd in mm.实际的相对位置，单位为mm.DS
00180023MR Acquisition CS 00180015Body Part Examined⾝体部位.CS Group Element Tag Description中⽂解释VR Image Tag
Group Element Tag Description中⽂解释VR 00080008Image Type:Image identification characteristics.CS 00080018SOP Instance UID SOP实例UID.
00080023Content Date：The date the image pixel data creation started.影像拍摄的⽇期.DA 00080033Content Time影像拍摄的时间.TM 00200013Image/Instance Number:A number that identifies this image.图像码：辨识图像的号码.IS 00280002Samples Per Pixel:Number of samples (planes) in this image.图像上的采样率.US
00280004Photometric Interpretation:Specifies the intended interpretation of the
pixel data.
光度计的解释，对于CT图像，⽤两个枚举值
MONOCHROME1，MONOCHROME2.⽤来
判断图像是否是彩⾊的，MONOCHROME1/2
是灰度图，RGB则是真彩⾊图，还有其他.
CS
00280010Rows: Number of rows in the image.图像的总⾏数，⾏分辨率.US 00280011Columns: Number of columns in the image.图像的总列数，列分辨率.US
00280030Pixel Spacing:Physical distance in the patient between the center of
each pixel.像素间距.像素中⼼之间的物理间距.DS
00280100Bits Allocated:Number of bits allocated for each pixel sample. Each
sample shall have the same number of bits allocated.
分配的位数：存储每⼀个像素值时分配的位
数，每⼀个样本应该拥有相同的这个值.
US
00280101Bits Stored:Number of bits stored for each pixel sample. Each sample
shall have the same number of bits stored.
存储的位数：有12到16列举值.存储每⼀个像
素⽤的位数.每⼀个样本应该有相同值.
US
00280102High Bit:Most significant bit for pixel sample data. Each sample shall
have the same high bit.⾼位.US
00280103Pixel Reprentation:Data reprentation of the pixel samples. Each
sample shall have the same pixel reprentation.Enum:
0000H=unsigned integer,0001H=2’s complement.
像素数据的表现类型：这是⼀个枚举值，分别
为⼗六进制数0000和0001.0000H = ⽆符号整
数，0001H = 2的补码.
US
00281050Window Center窗位.DS 00281051Window Width窗宽.DS
00281052Rescale Intercept:The value b in relationship between stored values
(SV) and the output units.Output units = m*SV + b.Required if Modality
LUT Sequence (0028, 0030) is not prent.
截距：如果表明不同模态的LUT颜⾊对应表不
存在时，则使⽤⽅程Units = m*SV + b，计算真实
的像素值到呈现像素值。其中这个值为表达式
中的b。
DS
00281053Rescale Slope:m in the equation specified by Rescale Intercept
(0028,1052).Required if Rescale Intercept is prent.斜率.这个值为表达式中的m。DS
00281054Rescale Type:Specifies the output units of Rescale Slope (0028,1053)
and Rescale Intercept (0028,1052).Enum: US=Unspecified Requried if
Photometric Interpretation is MONOCHROME2, and Bits Stored is
greater than 1.This specifies an identity Modality LUT transformation.
输出值的单位.这是⼀个枚举值,LO
2.3 DataElement的VR
VR（Value Reprentation）值表⽰法是DICOM⽂件中特有的⼀种数据类型表⽰⽅式，规定了不同数据类型的含义及存储格，共有27种VR。在隐式VR的结构中会根据元素标识进⾏判断。Tag和VR是有对应关系的，每⼀种Tag其实是有⼀个固定的VR类型。
2.3.1 27种VR的含义及数据长度
VR含义允许的字符数据长
度
CS - Code String 代码字符串开头结尾可以有没有意义的空格的字符串，⽐如“CD123_4”
⼤写字母，0-9，空
格以及下划线字符
最多 16
个字符
握手者SH - Short String 短字符串短字符串，⽐如：电话号码，ID等
快捷方式
最多 16
个字符
LO - Long String 长字符串⼀个字符串，可能在开头、结尾填有空格。⽐如“Introduction to DICOM”
最多 64
个字符
ST - Short Text短⽂本可能包含⼀个或多个段落的字符串
最多
1024 个
字符
LT - Long Text短⽂本可能包含⼀个或多个锻炼的字符串，与LO相同，但可以更长
最多
10240 个
字符
UT - Unlimited
Text⽆限制⽂本包含⼀个或多个段落的字符串，与 LT 类似最多(2的32次⽅–2)个字符
AE - Application
Entity应⽤实体标识⼀个设备的名称的字符串，开头和结尾可以有⽆意义的字符。⽐如 “MyPC01”最多 16个字符
PN - Person Name病⼈姓名有插⼊符号()作为姓名分隔符的病⼈姓名。⽐如“SMITH JOHN” “Morrison- Jones Susan^^Ph.D，
Chief Executive Officer”
最多 64
个字符
UI - Unique
Identifier (UID)唯⼀标识符⼀个⽤作唯⼀标识各类项⽬的包含 UID 的字符串。⽐如“1.2.840.10008.1.1”0-9 和半⾓句号(.)
最多64
个字符
DA - Date⽇期格式为 YYYYMMDD 的字符串；YYYY 代表年；MM 代表⽉；DD 代表⽇。⽐
如“20050822”表⽰ 2005 年 8 ⽉ 22 ⽇
补白0-98个字符
TM - Time时间格式为 HHMMSS 的字符串。FRAC； HH 表⽰⼩时(范围“00”-“23”)； MM 表⽰分钟(范
围“00”-“59”)；⽽ FRAC 包含秒的⼩数部分，即百万分之⼀秒。⽐如“183200.00” 表⽰下
午 6:32
0-9 和半⾓句号(.)最多 16
个字符
DT - Date Time ⽇期时间格式为 YYYYMMDDHHMMSS. FFFFFF，串联的⽇期时间字符串。字符串的各部分从左
⾄右是：年 YYYY；⽉ MM；⽇ DD；⼩时 HH；分钟 MM；秒 SS；秒的⼩数 FFFFFF。
⽐如 20050812183000.00”表⽰ 2005 年 8 ⽉ 12 ⽇下午 18 点 30 分 00 秒
0-9，加号，减号和
半⾓句号
最多 26
个字符
AS - Age String 年龄字符串符合以下格式的字符串:nnnD， nnnW， nnnM， nnnY；其中 nnn 对于 D 来说表⽰天
数，对于W来说表⽰周数，对于M 来说表⽰⽉数，对于 Y 来说表⽰岁数。⽐如“018M”表
⽰他的年龄是 18 个⽉
0–9， D， W，M，
Y
4 个字符
IS - Integer String 整型字符串表⽰⼀个整型数字的字符串。⽐如“-1234567”
0-9，加号(+)，减号
(-)
最多 12
个字符
DS - Decimal
String ⼩数字符串表⽰定点⼩数和浮点⼩数。⽐如“12345.67”，“-5.0e3”
什么叫绘本0-9，加号(+)，减号
(-)，最多 16 个字符
E，e 和半⾓句号(.)
最多 16
个字符
SS - Signed
Short有符号短型符号型⼆进制整数，长度 16 ⽐特 2 个字符US - Unsigned
Short ⽆符号短型⽆符号⼆进制整数，长度 16 ⽐特 2 个字符SL - Signed
Long有符号长型有符号⼆进制整数 4 个字符UL - Unsigned
Long ⽆符号长型⽆符号⼆进制整数，长度 32 ⽐特 4 个字符AT - Attribute
Tag属性标签
16 ⽐特⽆符号整数的有序对，数据元素的标签 4 个字符FL - Floating
Single 单精度浮
点
单精度⼆进制浮点数字 4 个字符
FD - Floating
Point Double双
精度⼆进制浮点
数字
双精度⼆进制浮点数字8 个字符
OB - Other Byte
String其他字节字
符串
字节的字符串（“其他”表⽰没有在VR中定义的内容）
OW - Other Word景德镇旅游攻略
String其他单词字
符串
16 ⽐特(2 字节)单词字符串
OF - Other Float
String其他浮点字
成功地英语符串
32 ⽐特(4 个字节)浮点单词字符串
SQ - Sequence
Items条⽬序列条⽬的序列
UN – Unknown 未知字节的字符串，其中内容的编码⽅式是未知的
VR含义允许的字符数据长
度2.4 DataElement的数据长度
数据长度⽤两个字节存储了数据元素值的长度，所有DICOM数据元素都应该为偶数长度，若为奇数，追加空格或空NULL。当数据长度为0xFFFFFFFF时，数据⼀直到截⽌符为⽌。
3 未完待续
添加js解析dicom的内容
