Структура стандарта DICOM
DICOM полагается на явные и детальные модели того, как описаны "вещи" (пациенты, изображения, сообщения, и т. д.), вовлеченные в операции радиологии, и как они связаны.
Эти модели называются связью сущностей (entity-relationship) или E-R-моделями. Они позволяют убедиться, что изготовители и пользователи понимают основу для разработки структур данных, используемых в DICOM (рис. V.4).
Рис. V.4. Структура стандарта DICOM
Важность моделирования проистекает из потребности знать контекст информации при рассмотрении сетевой связи. В двухточечной среде пользователь будет знать точно, какие устройства связаны и каковы их возможности. Сотни устройств могут быть соединены с сетями, и некоторые из них могут быть реконфигурированы динамически, чтобы обработать различные загрузки данных или задачи. Это означает, что не всегда возможно знать, какие устройства могут обмениваться информацией. Устройства, вероятно, придется выбирать, чтобы установить общую основу формирования связи, необходимой для выполнения задачи, поставленной пользователем.
DICOM версии 3.0 решает следующие задачи:
? Проверка соответствия стандарта. Позволяет пользователю определить, какой из компонентов стандарта DICOM поддерживается конкретным исполнителем (устройством, прибором, аппаратом) и какое дополнение или особенность имеет данный исполнитель. Сравнивая соответствия стандарту у двух различных устройств, пользователь может определить, каким образом эти устройства могут "общаться" друг с другом (рис. V.5).
Рис. V.5. Соотношения устройств стандарта DICOM
? Определение объектов информации. Набор определений обеспечивает соотношение абстрактных понятий объектам реального мира, которые можно использовать при взаимообмене и обработке цифровой медицинской информации.
Для каждого объекта определены:• минимально необходимая информация для семантического описания объекта;
• взаимоотношения "объект реального мира — объект информации";
• атрибуты объекта описания.
Таким образом, эта часть описывает, как определены информационные объекты, и после этого переходит к описанию классов информационных объектов, используемых в DICOM. При разработке определений информационных объектов (Informational Object Description, IOD) было выяснено, что многие из них будут содержать группы похожих атрибутов. По
следние были объединены в виде ряда общих модулей, которые могут использоваться более чем одним IOD. Сами IOD находятся в расширениях части. Это гарантирует, что расширения IOD могут создаваться без необходимости переписывания неизменного раздела.
Таблица V.3. Информационные объекты DICOM
| Составные IOD | Описание | Нормализованные IOD | Описание |
| Computed Radiography Image | Компьютерное рентгенографическое иображение | Patient Information | Информация о пациенте |
| Computed Tomography Image | Компьютерная томография | Visit Information | Информация о визите |
| Magnetic Resonance Image | Магниторезонансное изображение | Study Information | Исследовательская информация |
| Nuclear Medicine Image | Study Component Information | Компонент исследовательской информации | |
| Ultrasound Image | УЗИ-изображение | Results Information | Результирующая информация |
| Ultrasound MultiFrame Image | Interpretation Information | Интерпретирующая информация | |
| Secondary Capture Image | Basic Film Session | ||
| Stand alone Overlay | Basic Film Box | ||
| Stand alone Curve | Basic Annotation Presentation | ||
| Basic Study Description | Базовое описание исследования | Basic Print Job Information | Базовая рабочая печатная информация |
| Stand alone Modality Lookup Table (LUT) | Basic Printer Information | Базовая печатная информация | |
| Stand alone Value of Interest (VOI) LUT | VOI LUT | ||
| Image Overlay Box |
Левый столбец перечисляет объекты IOD, которые являются составными. Они содержат атрибуты, связанные с реальным объектом, но не свойственные ему, а также атрибуты, характерные для объекта.
Например, IOD "Computed Tomography Image" содержит атрибут "Image Date", который является свойственным компьютерно-томографическому СТ-изображению. Однако IOD также содержит атрибут "Patient Information", который связан с компьютерно-томографическим СТ-изображением, но не свойствен ему.Правый столбец перечисляет нормализованные IOD.
? Спецификации классов сервисов. Эта часть описывает набор классов сервисов, которые обеспечивают абстрактное понятие функцией реального мира и определяет классы так называемых пар "сервис — объект" (service- object pair, SOP). Информационный объект может использоваться с множеством сервисов, результатом будет класс SOP. Класс SOP представляет элементный модуль функциональных возможностей, определенных DICOM. Определяя класс SOP, которому должна соответствовать реализация, и роль, которую должно поддерживать соответствующее устройство, можно определить однозначно точное подмножество функциональных возможностей DICOM, включая типы сообщений, которые будут использоваться для обмена, данные, передаваемые в этих сообщениях, и семантический контекст, в котором эти данные должны пониматься. Для конкретного класса SOP устройство может выполнять одну из двух ролей: роль сервис-класс-провайдера (SCP), устройство обеспечивает услуги класса SOP; роль сервис-класс-пользователя (SCU), использует услуги. Кроме того, для каждой комбинации класса SOP и роли стандарт определяет основной набор заданных по умолчанию поведений, управляющих связью, например, какое устройство может инициализировать сеанс связи.
? Структура данных и семантика. В этой части описывается структура и кодирование набора данных. Под набором данных понимается та часть сообщений в DICOM, которая передает информацию об объектах реального мира с помощью сетевых коммуникаций. Данные могут иметь разный контекст в зависимости от обрабатывающего приложения. Для единого понимания и интерпретации данных регламентируются:
• кодирование величин и значений;
• структура и применение набора данных;
• использование элементов данных и их соотношения с другими элементами;
• конструкция и применение внедренных данных (тех, которые являются составной частью какого-либо параметра);
• конструкция и использование наборов данных, содержащих изображение;
• уникальные идентификаторы;
• синтаксис данных.
? Лексикон данных. Эта часть представляет собой реестр всех элементов и уникальных идентификаторов данных DICOM.
? Обмен сообщениями. Для обмена сообщениями в стандарте DICOM введено понятие "элемент сервиса сообщений", или DIMSE. С помощью подобных элементов происходит определение правил кодирования для составления и передачи сообщения. Сообщения состоят из набора команд и набора данных.
? Поддержка сетевого окружения и сообщений "point-to-point".
Для поддержки передачи сообщений с помощью сетей был разработан коммуникационный протокол DICOM, который соответствует стандартам ISO 7498. Это позволяет легко внедрять устройства, соответствующие DICOM, в сети с протоколами OSI и TCP/IP — т. е. обычные сети (рис. V.6).
Рис. V.6. Поддержка сетевой работы
Поддержка сообщений "point-to-point" позволяет производить обмен данными между устройствами, соединенными напрямую, минуя сеть.