Xây dựng mô hình quản lý dữ liệu bệnh nhân dựa trên mô hình mạng y tế1

Trang 5 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TT Ký hiệu, chữ tiếng anh Định nghĩa 1 HIS Hệ thống thông tin bệnh viện 2 RIS Hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh 3 PACS Hệ thống lưu trữ và truyền ản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

~~~~~~~o0o~~~~~~~

Nguyễn Viết Giang

XÂY DỰNG MÔ HÌNH QUẢN LÝ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN

DỰA TRÊN MÔ HÌNH MẠNG Y TẾ

Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Phan Kiên

Hà Nội - 2012

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN Y TẾ 9

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 9

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN BỆNH VIỆN HIS 10

1.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN PHÒNG XÉT NGHIỆM LIS 11

1.4 HỆ THỐNG THÔNG TIN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH RIS 12

1.5 HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ TRUYỀN ẢNH PACS 13

1.6 CHUẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH TỪ XA- TELERADIOLOGY 15

1.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 16

CHƯƠNG 2: CHUẨN DICOM 17

2.1 GIỚI THIỆU CHUẨN DICOM 17

2.1.1 Các Phiên bản trước DICOM 17

2.1.2 Nhu cầu cho sự ra đời của DICOM 18

2.1.3 Chuẩn DICOM 18

2.1.4 Phạm vi và trường ứng dụng 19

2.1.5 Mục tiêu 20

2.1.6 Xu hướng hiện tại 20

2.2 CÁC THÀNH PHẦN DICOM 22

2.3 ĐỊNH NGHĨA THÔNG TIN VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG DICOM 23

2.3.1 Định nghĩa thông tin 23

2.3.2 Dịch vụ 24

2.3.3 Các lớp dịch vụ DICOM 25

2.4 MÃ HOÁ VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU DICOM 27

2.4.1 Mã hoá giá trị 27

Trang 3

2.4.2 Bộ Dữ liệu 32

2.4.3 Mã hoá dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, và Dạng sóng 38

2.4.4 Định danh Duy nhất (UID) 42

2.4.5 Cú pháp Chuyển đổi 43

2.5 TRAO ĐỔI THÔNG TIN TRONG DICOM 44

2.5.1 Mô hình tổng quát truyền tin DICOM 44

2.5.2 Trao đổi thông tin thông qua mạng vật lý 45

2.5.3 Trao đổi thông tin thông qua phương tiện trung gian 55

2.6 QUAN HỆ DICOM VỚI CÁC CHUẨN THÔNG TIN KHÁC 63

2.7 DICOM TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN Y TẾ 64

2.7.1 DICOM với PACS, HIS, RIS: 64

2.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 65

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÃ NGUỒN MỞ XÂY DỰNG MỘT HỆ THỐNG PACS HOÀN CHỈNH 66

3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM NGUỒN MỞ 66

3.2 HỆ THỐNG PACS 67

3.2.1 Giới thiệu Hệ thống PACS 67

3.2.2 Vai trò của PACS trong bệnh viện 67

3.2.3 Các thành phần của PACS 69

3.2.4 Lợi ích của PACS 71

3.2.5 Chọn mã nguồn mở xây dựng hệ thống PACS 73

3.3 XÂY DỰNG MỘT HỆ THỐNG PACS HOÀN CHỈNH ỨNG DỤNG MÃ NGUỒN MỞ 73

3.3.1 Bài toán thực tế: 73

3.3.2 Các bước xây dựng hệ thống PACS 74

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 80

KẾT QUẢ 80

BÀN LUẬN 81

KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

TÓM TẮT LUẬN VĂN 84

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi Những kết quả thiết kế trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một bản luận văn nào khác

Hà Nội, tháng 3 năm 2012 Tác giả luận văn

Nguyễn Viết Giang

Trang 5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TT Ký hiệu, chữ tiếng anh Định nghĩa

1 HIS Hệ thống thông tin bệnh viện

2 RIS Hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh

3 PACS Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh

4 LIS Hệ thống thông tin phòng xét nghiệm

5 HL7 Chuẩn trao đổi dữ liệu văn bản trong y tế

6 CT Máy chụp cắt lớp điện toán

10 DICOM Chuẩn trao đổi dữ liệu hình ảnh trong y tế

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Minh hoạ đối tượng thông tin hình ảnh 24

Bảng 2.2 Các Kí tự Điều khiển DICOM 28

Bảng 2.4 Các giá trị thể hiện 32

Bảng 2.5 Thành phần Dữ liệu với VR hiện 35

Bảng 2.6 Các giá trị thể hiện khác 36

Bảng 2.7 Các thành phần dữ liệu với VR ẩn 36

Bảng 2.8 Minh hoạ khái niệm thứ tự Byte Little và Big Endian 37

Bảng 2.9 Các Cú pháp Chuyển đổi DICOM 44

Bảng 2.10 Các dịch vụ DIMSE 54

Bảng 2.11 Thao tác trung gian 62

Trang 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Hệ thống thông tin bệnh viện HIS 11

Hình 1 2: Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS 14

Hình 2 1 Phạm vi ứng dụng của DICOM 19

Hình 2 2 Mô hình truyền tin cơ sở DICOM 21

Hình 2 3 định nghĩa thông tin và các dịch vụ trong dicom 23

Hình 2.4 Minh hoạ một Dữ liệu Điểm ảnh 16 bit 38

Hình 2.5 Một lớp hình ảnh 39

Hình 2 6 Mã hoá dữ liệu điểm ảnh với VR= OW 40

Hình 2 7 Minh hoạ một Dữ liệu Điểm ảnh (pixel data) có 16 Bit (2 Byte) với một Overlay: 41

Hình 2.8 DICOM và mô hình OSI 46

Hình 2.9 Cấu trúc tầng ứng dụng DICOM 47

Hình 2.10 Cấu trúc Bản tin DICOM 48

Hình 2.11 Dịch vụ nguyên thuỷ của DIMSE 50

Hình 2.12 Dòng thông báo và thao tác 51

Hình 2.13 Mô hình lưu trữ trung gian DICOM 56

Hình 2.14 Khuôn dạng File DICOM 59

Hình 2.15 Bộ File 60

Hình 2.17 DICOM trong hệ thống thông tin y tế 64

Hình 3.1 Vai trò của PACS trong bệnh viện 68

Hình 3.2 PACS trong quan hệ với các hệ thống thông tin bệnh viện khác 69

Hình 3.3 Sơ đồ kết nối PACS đơn giản nhất 70

Hình 3.5 Sơ đồ kết nối hệ thống PACS đã thực hiện 74

Hình 3.6 Giao diện PACS server 75

Hình 3.7 Giao diện -K-PACS DICOM WORKSTATION 77

Hình 3.8 Giao diện -K-PACS DICOM VIEW- ảnh CT_SCAN 78

Hình 3.9 Giao diện -K-PACS DICOM VIEW- ảnh DR 79

từ xa, chia sẻ tài nguyên trong công tác nghiên cứu, đào tạo…

Trong khuôn khổ của luận văn này tác giả xin đi sâu vào tìm hiểu hệ thống lưu trữ

và truyền ảnh PACS (Picture Archiving and Communication System) Trên cơ sở nghiên cứu thực tế tác giả đã xây dựng mô hình MiniPACS trên cơ sở mã nguồn mở và chuẩn chuẩn dữ liệu và hình ảnh y tế DICOM

Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Phan Kiên đã quan tâm hướng dẫn và tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận văn này

Do trình độ còn hạn chế, và điều kiện nghiên cứu thực tế lĩnh vực này ở Việt Nam còn ít và khó khăn nên trong luận văn này của tác giả không tránh khỏi những thiếu sót Trong thời gian tới tác giả rất mong nhận được sự quan tâm của các thầy để có thể phát triển và hoàn thiện chương trình để chương trình có thể ứng dụng được trong khuôn khổ

hệ thống thông tin y tế ở Việt Nam

Hà Nội, tháng 3 năm 2012 Tác giả luận văn

Nguyễn Viết Giang

Trang 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN Y TẾ

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Có thể định nghĩa mạng là một hệ thống kết nối nhiều thiết bị (hoặc tập hợp nhiều thiết bị) lại với nhau Mỗi điểm là một hoặc nhiều máy tính (gọi là mạng máy tính); một hoặc nhiều hệ thống điện thoại (gọi là mạng điện thoại); một hay nhiều thiết bị video (gọi

là mạng truyền hình) với mục đích là truyền các dữ liệu máy tính (đối với mạng máy tính); truyền giọng nói, âm thanh (đối với mạng điện thoại); truyền hình ảnh hoặc phim video (đối với mạng truyền hình) trong phạm vi một văn phòng, một tòa nhà, một thành phố, một quốc gia hay giữa các quốc gia với nhau Như vậy mạng y tế có thể được hiểu là một hệ thống kết nối nhiều thiết bị y tế với nhau nhằm mục đích truyền dữ liệu y tế giữa các hệ thống trong cùng một bệnh viện, giữa các cơ sở y tế khác nhau hay thậm chí giữa các quốc gia trên thế giới

Căn cứ vào hệ thống mẫu hồ sơ bệnh án dùng trong các bệnh viện, chúng ta có thể thấy được tính phức tạp của việc quản lý các thông tin, các hoạt động trong từng bệnh viện nói riêng và mạng các bệnh viện nói chung Có rất nhiều các thông tin cần được quản

lý như:

‐ Thông tin về bệnh viện: Quản lý hồ sơ, quản lý trang thiết bị

‐ Thông tin quản lý hành chính: Quản lý đội ngũ y bác sĩ, quản lý vật tư kho tàng, quản lý tài chính…

‐ Thông tin về chẩn đoán chức năng: Điện tim ECG, điện não EEG, hô hấp

‐ Thông tin về hình ảnh: X-quang, siêu âm, CT, MRI

Để lưu trữ, quản lý các thông tin như đã nêu ở trên theo phương pháp thông thường như là việc lưu trữ trên giấy tờ, film, trong thời gian dài và số lượng lớn là rất khó khăn

và tốn kém nhiều công sức

Trang 10

Để quản lý một cách hiệu quả các thông tin nêu trên, cần phải có các hệ thống lưu trữ hiện đại hơn như việc chuyển đổi sang tín hiệu điện tử để lưu trữ Từ những yêu cầu thực tế đó, các hệ thống thông tin lưu trữ hiện đại đã được nghiên cứu và xây dựng lên:

Hệ thống thông tin bệnh viện HIS (Hospital Information System), hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh RIS (Radiology Information System), hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS (Picture Archiving and Communication System), hệ thống thông tin y tế trong phòng xét nghiệm LIS (Laboratory Information System)

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN BỆNH VIỆN HIS

Mặc dù quy mô các bệnh viện, chức năng cụ thể và trọng tâm về chuyên môn khác nhau nhưng dòng thông tin và yêu cầu về thông tin ở các bệnh viện về cơ bản là giống nhau Trước hết đó là dòng thông tin quản lý – liên quan tới quản lý nhân sự, quản lý tài chính, quản lý cơ sở vật chất, quản lý bệnh nhân, phần cơ bản nhất, đặc trưng nhất trong y

tế Thứ hai là dòng thông tin liên quan đến bệnh nhân – trong đó phân ra bệnh nhân nội trú và bệnh nhân ngoại trú với khu vực cận lâm sàng là khu vực dùng chung cho cả hai dòng bệnh nhân này Tất cả những thông tin này sẽ chứa đựng trong hệ thống thông tin bệnh viện HIS (Hospital Information System)

Hệ thống thông tin bệnh viện HIS là hệ thống quản lý bằng máy tính các công việc trong môi trường chăm sóc sức khỏe bệnh nhân với mục đích:

‐ Quản lý hồ sơ bệnh nhân, bệnh án, trang thiết bị, thuốc, quản lý vật tư, tài chính, đội ngũ y bác sỹ

‐ Cho phép trao đổi thông tin, dữ liệu thống kê hai chiều giữa các phòng ban, các khoa nhằm phục vụ cho người bệnh một cách tốt hơn

‐ Giúp Ban giám đốc của bệnh viện theo dõi kịp thời tình hình của bệnh viện về công tác chữa bệnh, quản lý bệnh nhân

‐ Hỗ trợ cho công tác đào tạo cũng như nghiên cứu khoa học tại các bệnh viện

‐ Có khả năng liên kết với hệ thống thông tin của các cơ sở y tế khác như các bệnh viện trong bộ Y tế, các cơ sở y tế bên ngoài

Trang 11

‐ Xây dựng các cơ sở dữ liệu về thông tin chuyên ngành y tế

‐ Đánh giá hiệu quả và chi phí của bệnh viện để từ đó đề ra kế hoạch phát triển lâu dài cho bệnh viện

Mặc dù chỉ cho phép quản lý các thông tin y tế dạng text nhưng HIS đã phát huy hiệu quả rất tốt, đặc biệt đối với đặc điểm ngành y tế Việt Nam, vì vậy hầu hết các bệnh viện quy mô vừa và lớn đã triển khai hệ thống này

Hình 1 1: Hệ thống thông tin bệnh viện HIS

1.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN PHÒNG XÉT NGHIỆM LIS

Hệ thống thông tin y tế trong phòng xét nghiệm LIS (Laboratory Information System) được thiết kế nhằm mục đích hỗ trợ cho công việc quản trị cũng như các công tác thăm khám bệnh nhân, giảm thiểu chi phí trong khoa xét nghiệm

Cấu hình của mạng LIS gần giống với HIS nhưng ở mức độ nhỏ hơn Mạng LIS bao gồm một hệ thống máy tính với các máy xét nghiệm được coi như là các thiết bị đầu

Trang 12

cuối, máy in và các máy đọc mã vạch Trong đa số trường hợp, LIS là mạng độc lập với khả năng truy cập hạn chế tới mạng HIS

Hệ thống LIS được thiết kế nhằm một số mục đích sau:

‐ Xử lý các bản ghi về bệnh nhân và danh mục các xét nghiệm

‐ Giám sát trạng thái của các bệnh nhân, các đợt xét nghiệm của bệnh nhân và các thiết bị xét nghiệm

‐ Lập kế hoạch xét nghiệm

‐ Tạo, định dạng và lưu trữ các báo cáo về xét ngiệm

‐ Tăng độ chính xác, giảm thiểu thời gian

‐ Nâng cao chất lượng phục vụ bệnh nhân

1.4 HỆ THỐNG THÔNG TIN CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH RIS

Các kết quả chẩn đoán sử dụng các thiết bị X – quang, chụp cắt lớp điện toán, cộng hưởng từ, siêu âm chẩn đoán, gamma camera, mammography… được gọi là chẩn đoán bằng hình ảnh Sau khi chiếu chụp, thiết bị sẽ tạo ra ảnh số hóa để đưa đi chẩn đoán và lưu trữ

RIS (Radiology Information System) được thiết kế nhằm mục đích hỗ trợ cho các công việc quản trị cũng như các hoạt động thăm khám bệnh nhân trong khoa chẩn đoán hình ảnh, để giảm chi phí quản trị và tăng khả năng chia sẻ thông tin Do đó, mạng RIS quản lý hồ sơ và các thông tin quan trọng của các bệnh nhân trong khoa chẩn đoán hình ảnh, tạo các báo cáo chẩn đoán, tạo danh mục bệnh nhân mới, nơi chứa phim, chuyển phim, danh mục phòng khám

Cấu hình của mạng RIS gần giống với mạng HIS nhưng ở mức độ nhỏ hơn Mạng RIS bao gồm một hệ thống máy tính với các thiết bị ngoại vi như các đầu cuối, máy in và các máy đọc mã vạch Trong đa số trường hợp, RIS là mạng độc lập với khả năng truy cập hạn chế tới mạng HIS

Các nhiệm vụ chính của mạng RIS thực hiện:

Trang 13

‐ Xử lý các bản ghi về bệnh nhân và danh mục phim

‐ Giám sát trạng thái của các bệnh nhân, các đợt thăm khám chẩn đoán của bệnh nhân và các thiết bị chẩn đoán

‐ Lập kế hoạch chẩn đoán

‐ Tạo, định dạng và lưu trữ các báo cáo về chẩn đoán

‐ Sắp xếp các danh mục phim

‐ Thực hiện phân tích thanh toán một cách đúng lúc

‐ Thực hiện phân tích sơ bộ và phân tích thống kê

Cả hai hệ thống thông tin HIS và RIS được điều khiển theo sự kiện, tức là khi có

sự kiện xảy ra HIS tự động gửi một bản tin HL7 tới RIS Đồng thời, RIS phân tích bản tin này rồi cập nhật, tổ chức lại dữ liệu bệnh nhân trong cơ sở dữ liệu theo sự kiện

1.5 HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ TRUYỀN ẢNH PACS

Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS (Picture Archiving and Communication System) ra đời nhằm đáp ứng việc xử lý, lưu trữ và phân phối, hiển thị các dữ liệu hình ảnh trong thông tin y tế

Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS như tên gọi của nó là thực hiện nhiệm vụ thu nhận và lưu trữ ảnh (Picture Archiving) từ những thiết bị tạo ảnh gồm X – quang, ảnh huỳnh quang số, ảnh số C – Arm, ảnh MR, ảnh siêu âm, ảnh hạt nhân… Thực hiện việc chia sẻ phân phối ảnh thông qua hệ thống truyền thông linh động để phục vụ cho việc chẩn đoán, điều trị và chăm sóc bệnh nhân

PACS bao gồm ít nhất bốn thành phần chính:

+Các thiết bị chuẩn đoán hình ảnh y khoa như CT, MRI, X-quang số, siêu âm

+Một mạng máy tính an toàn cho việc truyền tải thông tin bệnh nhân

+Các máy tính trạm để xem, tối ưu hình ảnh, báo cáo

+Trung tâm dữ liệu để lưu trữ và cho phép truy cập với tính năng bảo mật

Trang 14

Hình 1 2: Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS

Trang 15

1.6 CHUẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH TỪ XA- TELERADIOLOGY

Nếu mạng máy tính cho phép chúng ta sử dụng tài nguyên riêng của các máy tính thì xa hơn nữa việc kết nối giữa các bệnh viện cho phép chúng ta khai thác các tài nguyên tiềm năng của mỗi bệnh viện như chuyên gia, tư liệu và tri thức

Để từ xa có thể can thiệp, chần đoán, ra quyết định về một ca bất kỳ, trước hết phải

có đầy đủ thông tin về ca đó Những thông tin này phải được tổ chức hợp lý, tập hợp lại rồi gửi đi một cách trọn vẹn Nhiều khi các hình ảnh và dữ liệu của bệnh nhân phân tán theo thời, không gian và nằm rải rác vì thế bài toán y học từ xa phải bắt đầu từ bài toán quản lý thông tin trong bệnh viện

Một ví dụ kinh điển và đầy tính thuyết phục cho y học từ xa đó là chẩn đoán hình ảnh từ xa Các hình ảnh cần thiết được dùng cho chẩn đoán được truyền theo đường viễn thông về những trung tâm lớn có những chuyên gia giỏi Tại đây, các chuyên gia sẽ đưa lời chẩn đoán của mình và gửi kết quả về nơi có bệnh nhân Toàn bộ quy trình như vậy sẽ được tiến hành trực tuyến (online) hay không trực tuyến (offline), tuy nhiên phải đảm bảo

độ trễ về thời gian (nếu có) là có thể chấp nhận về mặt y học Nếu bệnh viện có nhiều máy chẩn đoán hình ảnh thì trước khi truyền đi việc tổ chức các PACS tại các bệnh viện

là rất cần thiết Khi đó công tác chẩn đoán hình ảnh có thể được thực hiện ở bất kỳ nơi nào trong bệnh viện: tại văn phòng khoa, phòng hội chẩn – giao ban, tại các khoa điều trị, miễn là nơi đó cài đặt một trạm làm việc với các phần mềm tương ứng Như vậy những khoảng cách vốn là ngăn trở trong từng bệnh viện sẽ được khắc phục

Vấn đề truyền thông trong y tế phát triển một cách nhanh chóng tại các nước có nền y học tiên tiến và có cơ sở kinh tế, kỹ thuật cao với hai hướng phát triển chủ yếu:

(1) Hướng thứ nhất là nghiên cứu tổ chức mạng và đường truyền: Các dữ liệu y tế,

y học gồm văn bản, âm thanh, hình ảnh, được tổ chức xử lý và khai thác qua các mạng cục bộ (LAN – Local Area Network), mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network), Intranet và Internet

Trang 16

(2) Hướng thứ hai là phát triển các phần mềm quản lý dữ liệu nhằm xây dựng các

hệ quản lý thông tin bệnh viện cho phép lưu trữ, xử lý, khai thác cơ sở dữ liệu

để phục vụ việc chẩn đoán và điều trị Vấn đề bài toán quản lý này là làm sao truyền thông được tất cả các thông tin đó thành dữ liệu có cấu trúc Đã có một

số tổ chức đưa ra những quy định để thống nhất hóa các dữ liệu y tế về cả cấu trúc và ngữ nghĩ, điển hình là hai chuẩn: chuẩn dữ liệu và trao đổi dạng văn bản – HL7 và chuẩn trao đổi dữ liệu hình ảnh – DICOM

1.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông, để đáp ứng ngày nhu cầu ngày càng cao của các dịnh vụ chăm sóc y tế các dịnh vụ chăm sóc sức khỏe mới đã ra đời để đáp ứng xu thế của thời đại Y tế từ xa, một khái niệm còn khá mới

mẻ ở Việt Nam là một trong những ví dụ điển hình Trong khuôn khổ của chương này tác giả đã trình bày sơ bộ về hệ thống thông tin y tế nói chung và các hệ thống thông tin y tế thành phần nói riêng như hệ thống thông tin bệnh viện HIS, hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh RIS, hệ thống lưu trữ và truyền ảnh PACS cũng như hệ thống thông tin phòng xét nghiệm LIS Qua đó cho người đọc hiểu thêm về hai hướng phát triển của công nghệ thông tin trong y tế một là nghiên cứu tổ chức mạng, đường truyền, hai là phát triển các phần mềm quản lý dữ liệu nhằm xây dựng các hệ thống thông tin bệnh viện cho phép lưu trữ, xử lý, khai thác cơ sở dữ liệu để phục vụ việc chẩn đoán và điều trị Trên cơ sở đó tạo tiền đề để đi sâu vào nghiên cứu các chuẩn được dùng trong y tế và xây dựng các mô hình phù hợp trong các chương tiếp theo

Trang 17

CHƯƠNG 2: CHUẨN DICOM

2.1 GIỚI THIỆU CHUẨN DICOM

DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) là Chuẩn định ra các qui tắc định dạng và trao đổi hình ảnh y tế cũng như các thông tin liên quan

2.1.1 Các Phiên bản trước DICOM

Với sự ra đời của máy CT (Computer Tomography) vào những năm 70, cũng như việc sử dụng ngày càng nhiều máy tính và thiết bị tạo ảnh số trong công tác y tế, các thiết bị này tạo ra ảnh với các định dạng khác nhau, thì nhu cầu có một chuẩn chung cho truyền ảnh

số và các thông tin có liên quan ngày càng lớn

Trước nhu cầu đó, The American College of Radiology (ACR) và The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) đã thiết lập thành một uỷ ban chung vào năm 1983,

để phát triển một Chuẩn nhằm mục đích :

- Phát triển trao đổi thông tin hình ảnh số, không quan tâm đến nhà sản xuất thiết bị

- Làm thuận tiện sự hoá sự phát triển và mở rộng của của hệ thống thu nhận và truyền ảnh (PACS), có thể giao tiếp với các thành phần khác trong hệ thống thông tin bệnh viện (RIS)

- Cho phép tạo ra các cơ sở dữ liệu chẩn đoán mà có thể được chất vấn bởi một phạm vi lớn các thiết bị phân tán về mặt địa lí

ACR-NEMA Standards Publication No 300-1985, được công bố năm 1985 là phiên bản

1 (ACR-NEMA Verson 1.0) Phiên bản này tiếp tục được hoàn thiện: No1-tháng 10/1986, No2-tháng 1/1988

ACR-NEMA Standards Publication No 300-1988, công bố năm 1988 được coi là phiên bản 2 (ACR-NEMA Verson 2.0)

Trang 18

Các phiên bản này định rõ kết nối phần cứng, có một bộ tối thiểu các lệnh phần mềm, và một bộ khuôn dạng dữ liệu Vấn đề kết nối mạng chưa rõ ràng qua hai phiên bản này

2.1.2 Nhu cầu cho sự ra đời của DICOM

Vấn đề nảy sinh vào năm 1988 khi nhiều người sử dụng thấy nhu cầu của việc giao diện giữa các thiết bị hình ảnh và mạng Mặc dầu điều này vẫn có thể thực hiện được với Version 2.0, nhưng Chuẩn vẫn thiếu các phần cần thiết cho giao tiếp mạng mạnh mẽ Do ACR-NEMA Verson 2.0 không được thiết kế để kết nối trực tiếp thiết bị hình ảnh với mạng, giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có thay đổi lớn của chuẩn Uỷ ban chung sớm nhận thấy rằng một phiên bản mới phải được ra đời và phiên bản sau đòi hỏi phải duy trì tính tương thích với các phiên bản trước

b Khả dụng với môi trường trung gian ngoại tuyến (off-line) Các phiên bản trước không định ra khuôn dạng file DICOM DICOM hỗ trợ hoạt động trong môi trường ngoại tuyến

sử dụng các trung gian theo chuẩn công nghiệp như CD-R và MOD, hệ thống file logic như ISO 9660 và Hệ thống File PC (FAT 16)

c Định rõ sự tác động của việc thiết bị tuân theo chuẩn đối với việc trao đổi các Lệnh (command) và Dữ liệu (data) Các phiên bản trước bị hạn chế trong truyền dữ liệu, nhưng DICOM 3.0, thông qua khái niệm Lớp dịch vụ (Service Class), đã định ra ngữ nghĩa (sematic) của các Lệnh và các Dữ liệu liên quan

d Định rõ mức thích nghi Các phiên bản trước chỉ định rõ mức tuân thủ thấp nhất Phiên bản DICOM 3.0 qui định rõ ràng đối tượng thực hiện (implementor) phải cấu trúc một

f Đưa ra các Đối tượng thông tin (Information Object) một cách rõ ràng không chỉ hình ảnh và đồ hoạ mà còn cả báo cáo, in ấn

g Định rõ cách xác định duy nhất Đối tượng Thông tin (Information Object) Điều này tạo thuận lợi khi sử dụng các khái niệm trừu tượng trong quan hệ của các Đối tượng Thông tin hoạt động trong mạng

- Định ra ngữ nghĩa của Lệnh và các Dữ liệu liên quan

- Định ra ngữ nghĩa của dịch vụ file, khuôn dạng file và các thư mục thông tin cần thiết cho truyền tin ngoại tuyến

- Định rõ yêu cầu thích nghi của trong thực hiện Chuẩn Cụ thể, một Bản Báo cáo Thích nghi phải định ra đầy đủ thông tin để xác định các chức năng, nhờ đó có thể phối hợp hoạt động một thiết bị tuân theo Chuẩn khác

- Tạo thuận lợi cho hoạt động trong môi trường mạng

- Được cấu trúc thuận lợi cho việc đưa vào các dịch vụ mới, vì thế tạo thuận lợi hỗ trợ các ứng dụng hình ảnh y tế trong tương lai

- Sử dụng các chuẩn quốc tế hiện tại khả dụng

2.1.6 Xu hướng hiện tại

DICOM là một chuẩn mở và nó tồn tại thông qua các Thủ tục của Uỷ ban Chuẩn DICOM Các kế hoạch phát triển sắp tới từ các tổ chức thành viên của Chuẩn dựa trên phản hồi từ

Trang 21

phía người sử dụng Chuẩn Các kế hoạch này sẽ được đưa vào Chuẩn ở các phiên bản tiếp theo Mặt khác, việc cập nhật cần được tiến hành để duy trì tính tương thích với các phiên bản trước

Hình 2 2 Mô hình truyền tin cơ sở DICOM

Trang 22

2.2 CÁC THÀNH PHẦN DICOM

DICOM là một tài liệu đa phần (multi-part) Các phần liên quan với nhau nhưng lại nằm trên các tập độc lập Theo tài liệu mới nhất, DICOM bao gồm các thành phần sau đây:

PS 3.1 Giới thiệu và Tổng quan (Introduction and Overview)

PS 3.2 Thích nghi (Conformance)

PS 3.3 Định nghĩa Đối tượng Thông tin (Information Object Definition)

PS 3.4 Định nghĩa Lớp Dịch vụ ( Service Class Specification)

PS 3.5 Cấu trúc và Mã hoá Dữ liệu (Data Structrure and Encoding)

PS 3.6 Từ điển dữ liệu (Data Dictionary)

PS 3.7 Trao đổi bản tin (Message Exchange)

PS 3.8 Hỗ trợ Truyền thông mạng cho Trao đổi Bản tin (Network Communication Support for Massage Exchange)

PS 3.9 Hỗ trợ Truyền điểm-tới-điểm cho Trao đổi Bản tin (Point-to-point Communication Support for Message Exchange) Phần này đã được bỏ

PS 3.10 Lưu trữ Trung gian và Khuôn dạng File cho Trao đổi Dữ liệu (Media Storage and File Format for Data Interchange)

PS 3.11 Sơ lược Ứng dụng Lưu trữ Bản tin

PS 3.12 Khuôn dạng Trung gian và Trung gian Vật lý cho Trao đổi Dữ liệu (Media Formats and Physical Media for Data Interchange)

PS 3.13 Hỗ trợ Truyền tin Điểm-tới-Điểm Quản lí In (Print Management Point Communication Support) Phần này hiện đã bỏ

Point-to-PS 3.14 Chức năng Hiển thị Chuẩn Mức xám (Grayscale Standard Display Function)

PS 3.15 Sơ lược An toàn (Security Profiles)

Trang 23

PS 3.16 Nguồn Ánh xạ Nội dung (Content Mapping Resource)

2.3 ĐỊNH NGHĨA THÔNG TIN VÀ CÁC DỊCH VỤ TRONG DICOM

Hình 2 3 định nghĩa thông tin và các dịch vụ trong dicom

2.3.1 Định nghĩa thông tin

DICOM dựa vào mô hình hiện (explicit model) và chi tiết của những thứ như :bệnh nhân, hình ảnh, báo cáo trong hoạt động chiếu chụp và mối quan hệ của chúng với nhau Những mô hình này được gọi là mô hình Quan hệ Thực thể (E-R)

Sự tiếp cận phát triển cấu trúc dữ liệu dựa trên mô hình và phân tích trừu tượng các thực thể thực trong mô hình gọi là thiết kế hướng đối tượng (Object-orient design) Các Đối tượng (Object) là các Thực thể (Entity) được định nghĩa bằng mô hình Miêu tả đặc trưng của mỗi thực thể là các Thuộc tính (Attribute) DICOM gọi các Đối tượng dựa trên

mô hình là các Đối tượng Thông tin (Information Object), các mô hình và bảng các Thuộc tính định nghĩa chúng là các Định nghĩa Đối tượng Thông tin (Information Object Definition-IOD) Các Thực thể trong mô hình là trừu tượng Nếu một giá trị thực thay thế cho Thuộc tính, Thực thể được gọi là một Trường hợp cụ thể (Instance)

Minh hoạ: Xét Đối tượng thông tin Hình ảnh Nó bao gồm các Thuộc tính Thuộc

tính là các đặc điểm xác định thông tin của Đối tượng Thông tin, nó được đưa ra trong quan sát thực thể thông tin và ghi nhận với mục đích nào đó Modun là tập hợp các Thuộc

Trang 24

tính có quan hệ ngữ nghĩa nào đó với nhau Các Modun có thể được chứa bởi một Modun lớn hơn Khi các Thuộc tính được mang một giá trị cụ thể, ta có một Trường hợp cụ thể (Instance)

Định nghĩa Đối tượng Thông tin (IOD) Hình ảnh

2.3.2 Dịch vụ

DICOM được xây dựng trên mô hình hướng đối tượng, với bản chất cơ bản: phương thức luôn gắn liền với những đối tượng DICOM không chỉ định nghĩa ra đối tượng thông tin mà còn là các dịch vụ thao thực hiện trên các đối tượng thông tin đó Tương ứng với các IOD Thường và Phức, có hai loại Dịch vụ loại Thường và Phức Các dịch vụ này được thực hiện trong DICOM sử dụng cả phương thức thao tác lẫn thông báo DICOM định nghĩa một bộ các thao tác và thông báo và gọi chúng là các Thành phần Dịch vụ Bản tin DICOM (DIMSE)

Sự kết hợp của một đối tượng thông tin và các dịch vụ như vậy được gọi là Cặp Đối tượng- Dịch vụ (SOP) Một thiết bị, trong một Lớp SOP cụ thể, có thể đóng vai trò Cung cấp Dịch vụ (SCP) hay Sử dụng Dịch vụ (SCU)

DICOM đưa ra các Dịch vụ xử lí thông tin bằng một bộ các thành phần dịch vụ gọi

là Thành phần Dịch vụ Bản tin DICOM (DIMSE)

Các DIMSE-N được sử dụng đối với Đối tượng Thông tin Thường Các DIMSE-C được sử dụng cho các Đối tượng Thông tin Phức Các DIMSE rơi vào một trong hai dạng: -Dạng Thao tác (operation) (ví dụ: “STORE” sẽ lưu trữ dữ liệu )

-Dạng Thông báo (notification) (ví dụ:”EVENT REPORT” sẽ thông báo với thiết bị những gì đã diễn ra)

Các DIMSE cơ sở này được dùng để để tạo lên các dịch vụ yêu cầu trong hệ thống thu nhận và truyền hình ảnh Một số dịch vụ, như Lưu trữ chỉ cần một DIMSE tương ứng

là STORE Trong khi đó, một số dịch vụ khác, như Truy vấn-Chất vấn lại đòi hỏi nhiều hơn một DIMSE để thực hiện, đó là FIND, GET, MOVE

Do tính chất hướng đối tượng của DICOM, các dịch vụ thuộc vào các Lớp (class)

Đó là do một dịch vụ có thể được sử dụng bởi nhiều Đối tượng Thông tin khác nhau Một điều rất quan trọng là phải biết được thiết bị là cung cấp dịch vụ (ví dụ: hệ thống file đĩa ở trạm làm việc cung cấp dịch vụ Lưu trữ hình ảnh) hay là sử dụng dịch vụ (ví dụ: máy Siêu

âm sử dụng dịch vụ Lưu trữ ở trạm làm việc để lưu trữ và hiển thị hình ảnh DICOM gọi

đó là Vai trò (role) dịch vụ Thiết bị có thể là Cung cấp Dịch vụ (service provider) hay sử dụng dịch vụ (service user), hoặc cả hai

Trang 26

Các Vai trò trên cần được các thiết bị trong hệ thông hiểu nếu muốn hoạt động đúng Điều này được thực hiện thông quan Thoả thuận (negotiation) trước mỗi Liên kết (association)

Lớp Dịch vụ Lưu trữ Trạng thái Hiển thị Softcopy Mức xám

Lớp Dịch vụ Lưu trữ Báo cáo cấu trúc

Các Lớp Dịch vụ Quản lí Bệnh nhân, Nghiên cứu, và Kết quả được thiết kế để hỗ trợ truyền thông giữa hệ thống PACS sử dụng DICOM và các hệ thống thông tin HIS, RIS Khác Lớp Dịch vụ Chất vấn/ Truy vấn hình ảnh, các Lớp Dịch vụ này không phải là Dịch vụ Lớp dịch vụ hướng hình ảnh (image-oriented) Để xác định tốt vai trò của Lớp Dịch vụ Quản lí cụ thể trong mối quan hệ với các chức năng khác của hệ thống thông tin, các Lớp Dịch vụ này sử dụng mô hình chức năng

Bộ Kí tự được DICOM hỗ trợ được định nghĩa trong ISO 8859

DICOM cũng cung cấp một số Bộ Kí tự cho các ngôn ngữ không theo nhóm kí tự Latinh như Nhật Bản

Sự thể hiện các giá trị kí tự được mã hoá

Như được định nghĩa trong Chuẩn ISO được tham chiếu, các giá trị byte được sử dụng cho mã hoá các kí tự trong phần này được thể hiện dưới dạng hai số thập phân theo dạng hàng, cột Như vậy, việc tham chiếu đến giá trị rất dễ dàng và thuận tiện khi đối chiếu với các chuẩn ISO

Như vậy, giá trị có thể được tính như sau: (cột*16) +hàng

Ví dụ: 01/11 cho ta giá trị tương ứng 27 (1BH)

Kí tự Đồ họa

Bộ kí tự, là tập hợp các Kí tự Đồ hoạ được xác định độc lập với cách mã hóa của chúng Trong DICOM, mọi tham chiếu đến bộ kí tự đều được thực hiện theo số đăng kí ISO được định nghĩa trong ISO 2375 dưới dạng ‘ISO-IR xxx.’

Có nhiều chuẩn, bao gồm cả ISO 8859 (Part 1-9), qui định các Bộ Kí tự Mã hoá Bột

Kí tự Mã hoá là bộ Kí tự đồ hoạ với quan hệ một- một giữa một kí tự trong bộ và một thể hiện mã hoá, ví dụ: ‘D’- 04/04

Bộ kí tự mặc định của DICOM là Basic G0 Set của ISO 646:1990 (ISO- IR6), Basic G0 Set được xác định với các bộ kí tự chung của ISO 8859

Trang 28

Kí tự Điều khiển

Dữ liệu văn bản khi trao đổi cần một số thông tin định dạng Các Kí tự Điều khiển được sử dụng cho mục đích đó Tuy nhiên, việc sử dụng này trong DICOM là hạn chế đến mức tối thiểu do một số máy vận dụng chúng không chính xác

Kí hiệu Tên Giá trị mã

Cố định 4 byte

tự SPACE, “_”

trong Bộ kí tự mặc định

DA

(Date)

Chuỗi kí tự theo khuôn dạng yyymmdd Trong đó yyy, mmm, ddd tương ứng chứa giá trị Năm, Tháng, Ngày

VD: “1980097” thể hiện Ngày 7 tháng 9 năm 1980

“0”-“9”

trong Lựa chọn

Kí tự mặc định Có thể hỗ trợ “.”

Cố định 8 byte

Lớn nhất 12 byte

“0”-“9”,

“+”, “-“ của bộ

kí tự mặc định

Lớn nhất 64 byte

LT

(Long Text)

Chuỗi kí tự bao gôm một hay nhiều đoạn Sử dụng cả Kí tự Đồ hoạ và điều khiển Dấu cách đứng sau không được tính, dấu cách đứng đầu được tính Kí tự

“\” không được sử dụng

Bộ kí tự mặc định và/

hoặc theo định nghĩa bởi (0008,0005)

Lớn nhất

10240 kí tự

OB Chuỗi các byte mà sự mã hoá Không Xem định

Trang 31

(Other Byte

String)

được xác định trong Cú pháp Chuyển đổi được thỏa thuận OB

là một VR không tuân theo luật

mã hoá thứ tự byte Little/Big Edian Có thể thêm một byte NULL (00H) nếu cần để đạt được số byte chẵn

nghĩa Cú pháp Chuyển đổi

OW

(Other Word

String)

Chuỗi các từ 16 bit mà sự mã hoá được xác định bởi Cú pháp Chuyển đổi được thoả thuận

OW cần thiết phải chuyển đổi byte của mỗi từ khi thay đổi thứ

tự mã hoá byte giữa kiểu Little Edian và Big Endian

nghĩa Cú Pháp Chuyển đổi

“^”

VD:”Adams^John RobertQincy^^Rev.^B.A.M.Div

Bộ Kí tự mặc định không bao gồm các Kí tự Điều khiển LF, FF,

và CR (trừ ESC)

Nhiều nhất 64

kí tự trên một nhóm thành phần

(component group)

“0”-“9”, “.”

Trong Bộ Kí tự mặc định

Nhiều nhất 64 byte

UT

(Unlimited

Text)

Một chuỗi kí tự có thể chứa một hay nhiều đoạn Nó có thể chứa bộ Kí tự Đồ hoạ và các Kí

tự Điều khiển

Bộ Kí tự mặc định

2.4.2.2 Thành phần Dữ liệu

a Khái niệm

Trang 33

Thành phần Dữ liệu được xác định duy nhất bởi một Nhãn Thành phần Dữ liệu Các Thành phần dữ liệu trong một Bộ Dữ liệu được xếp theo thứ tự bởi việc tăng số hiệu Nhãn Thành phần Dữ liệu và chúng chỉ xuất hiện nhiều nhất là một lần trong một Bộ Dữ liệu

Có hai loại Thành phần Dữ liệu được định nghĩa:

-Thành phần Dữ liệu Chuẩn có số Nhóm (Group number) là số chẵn và không phải

là (0000, eeee), (0002, eeee), (0004, eeee), (0006, eeee)

-Thành phần Dữ liệu Riêng có số Nhóm là lẻ và không phải là (0001, eeee), (0003, eeee), (0005, eeee), (0007, eeee), (FFFF, eeee)

eeee: số Thành phần bất kì

Một Thành phần Dữ liệu rơi vào một trong ba cấu trúc Hai cấu trúc trong đó có chứa VR (VR hiện), chúng khác nhau về chiều dài và cách thể hiện Cấu trúc thứ ba không chứa VR (VR ẩn) Cả ba cấu trúc đều phải bắt buộc chứa Nhãn Thành phần Dữ liệu, Chiều dài Giá trị, và Giá trị

b Các trường của Thành phần Dữ liệu

Thành phần Dữ liệu được cấu tạo bởi các trường Có ba trường bắt buộc cho mọi cấu trúc Thành phần Dữ liệu: Nhãn, Chiều dài Giá trị, Trường Giá trị Trường VR chỉ xuất hiện trong cấu trúc Thành phần Dữ liệu VR hiện

- Nhãn Thành phần Dữ liệu: Là một cặp thứ tự số nguyên không dấu 16-bit thể

hiện số Nhóm và số Thành phần

- VR: Chuỗi kí tự hai byte chứa VR (Giá trị thể hiện) của Thành phần Dữ liệu VR

ứng với một Nhãn Thành phần Dữ liệu cụ thể được định nghĩa trong Từ điển Dữ liệu Hai

kí tự VR được mã hoá sử dụng các kí tự từ bộ kí tự mặc định DICOM

- Chiều dài Giá trị: Có hai trường hợp:

Một số nguyên không dấu 16 hay 32 bit (phụ thuộc vào VR và khi VR là ẩn hay hiện) chứa chứa Chiều dài hiện của Trường Giá trị với ý nghĩa là số byte (chẵn) tạo lên

- Trường Giá trị: Một số chẵn các byte chứa Giá trị (các Giá trị) của Thành phần

Dữ liệu

Loại dữ liệu của các Giá trị được lưu trữ trong trong trường này được xác định bởi

VR của Thành phần Dữ liệu VR ứng với một Nhãn Thành phần Dữ liệu cụ thể được xác định sử dụng Từ điển Dữ liệu, hoặc được chứa ngay trong trường VR của Thành phần Dữ liệu VR hiện

VM (Value Multiplicity) chỉ ra bao nhiêu Giá trị với cùng một VR có thể nằm trong Trường Giá trị Nếu VM lớn hơn một, các Giá trị này sẽ được phân định ranh giới

Trường Giá trị với chiều dài bất định được phân định thông qua việc sử dụng các Mục Giới hạn Chuỗi (Sequence Delimitation Item) và các Thành phần Dữ liệu Giới hạn (Delimitation Data Element)

c Thành phần Dữ liệu với VR hiện

Các Thành phần Dữ liệu sử dụng VR hiện có đủ bốn trường như đã trình bày ở phần trên Phụ thuộc vào VR, nó lại được chia ra làm các loại:

- Với VR là OB, OW, SQ, hoặc UN thì khuôn dạng Thành phần Dữ liệu như sau:

Giá trị

Giá trị

(số nguyên

16 bit không dấu)

VR (chuỗi kí

Đưa về 000H

Số nguyên không dấu

32 bit

Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần Dữ liệu được

mã hoá theo VR

và Cú pháp Chuyển đổi Được phân giới nếu chiều dài không xác định

2 byte 2 byte 2 byte 2 byte 4 byte “Chiều dài Giá

trị” byte nếu là Chiều dài hiện

Bảng 2.5 Thành phần Dữ liệu với VR hiện

- Với VR là UT, Thành phần Dữ liệu có cấu trúc tương tự như đối với VR là OB,

SQ, UN Tuy nhiên, Trường Giá trị phải có Chiều dài hiện, tức là Trường Chiều dài phải mang giá trị bằng với chiều dài (số byte) của Trường Giá trị

- Với VR là các giá trị còn lại, khuôn dạng Thành phần Dữ liệu như sau

Chiều dài Giá trị Giá trị

(số nguyên không dấu

16 bit)

VR (chuỗi kí tự hai byte)

Số nguyên không dấu 16 bit

Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần

Dữ liệu được mã hoá theo VR

và Cú pháp

Trang 36

Chuyển đổi

Giá trị” byte Bảng 2.6 Các giá trị thể hiện khác

Số nguyên không dấu 32 bit

Số chẵn byte chứa Giá trị Thành phần Dữ liệu được mã hoá theo

VR và Cú pháp Chuyển đổi Được phân giới nếu chiều dài không xác định

trị” byte nếu là Chiều dài hiện Bảng 2.7 Các thành phần dữ liệu với VR ẩn

Trang 37

2.4.2.3 Thứ tự byte kiểu Little Endian và Big Edian

Thứ tự Byte (Byte odering) mã hoá là một đặc điểm quan trọng phải được sự đồng thuận trong giao tiếp giữa các Thực thể ứng dụng

Thứ tự byte kiểu Little Edian được định nghĩa như sau:

- Trong một số nhị phân bao gồm nhiều byte, Byte nằm cuối cùng (phía phải) được coi là có trọng số lớn nhất Các Byte nằm còn lại có trọng số tăng dần theo chiều từ phải sang phải

Thứ tự byte kiểu Big Edian được định nghĩa theo cách ngược lại:

- Trong một số nhị phân chứa nhiều Byte, trọng số các Byte giảm dần theo chiều từ trái sang phải Tức là Byte có trọng số lớn nhất nằm đầu tiên bên trái trong dãy cácByte Tuy nhiên, đối với cả hai kiểu thì:

- Trong một byte (8 bit), trọng số từ cao tới thấp vẫn theo chiều bình thường là từ trái sang phải

- Trong một chuỗi kí tự bao gồm các mã Byte (8 bit), các kí tự vẫn được mã hoá theo thứ tự từ trái qua phải

Big Endian 00000000 11111111 01000100/ 01001001/

01000011/ 01001111/

01001100 Bảng 2.8 Minh hoạ khái niệm thứ tự Byte Little và Big Endian

Thứ tự Byte phải được sự đồng thuận của hai bên trao đổi thông dựa trên Cú pháp Chuyển đổi Cú pháp Chuyển đổi DICOM mặc định được mọi Thực thể Thông tin chấp nhận là Little Endian

Trang 38

2.4.3 Mã hoá dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, và Dạng sóng

2.4.3.1 Dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, và các Thành phần dữ liệu liên quan

Thành phần Dữ liệu Điểm ảnh (Pixel Data Element) (7FE0, 0010) và Thành phần

Dữ liệu Overlay (60xx, 3000) được sử dụng cho trao đổi dữ liệu hình ảnh Chúng miêu tả cách các Dữ liệu Điểm ảnh và Overlay được mã hoá và thông dịch

Các Thành phần dữ liệu này có VR là OW hoặc OB phụ thuộc vào Cú pháp Chuyển đổi được thoả thuận Sự khác biệt cơ bản giữa OW và OB là ở chỗ: OB là một chuỗi các Byte và nó không phụ thuộc vào thứ tự Byte mã hoá (Little/Big Endian)

2.4.3.1.1 Mã hoá dữ liệu Điểm ảnh

Hình 2.4 Minh hoạ một Dữ liệu Điểm ảnh 16 bit

-Bit Allocated: 16

Trang 39

-Bit Stored: 12

-High Bit:16

-4 Bit không dùng cho Dữ liệu điểm ảnh

Trường Giá trị chứa Dữ liệu điểm ảnh, cũng như các Trường Giá trị khác của DICOM, phải chứa một số chẵn các Byte Điều này dẫn tới là Trường Giá trị phải được thêm các Bit không liên quan đến dữ liệu hình ảnh vào

Trong một đối tượng hình ảnh đa khung, mỗi khung hình ảnh riêng lẻ không được thêm các Bit làm chẵn Các khung ảnh riêng lẻ này sẽ liên tiếp nhau và các Bit thêm vào (nếu cần thiết) được đưa vào tại cuối Trường Giá trị

Giá trị của một Mẫu Điểm ảnh có thể là số nguyên bù 2 hoặc số nguyên không dấu Nếu là số nguyên bù 2, Bit thể hiện dấu là High Bit

b Cách mã hoá

Thứ tự mã hoá các Dữ liệu Điểm ảnh cho một lớp hình ảnh (image plane) là từ trái qua phải và từ trên xuống dưới Mỗi một Điểm ảnh (pixel) có thể chứa một hay nhiều Giá trị Mẫu Điểm ảnh (ví dụ với hình ảnh đa lớp)

Hình 2.5 Một lớp hình ảnh

Đối với các dữ liệu điểm ảnh có VR=OW(other word string),mã hoá theo dòng bit

từ bit cuối cùng của Điểm ảnh đầu tiên tới bit đầu tiên của Điểm ảnh đứng sau cùng

Trang 40

Trong dòng bit đó, bit đầu tiên của một Điểm ảnh theo được theo sau bit cuối cùng của Điểm ảnh tiếp theo Dữ liệu Điểm ảnh vì thế được chia ra thành dòng các từ (word) 16-bit, và chúng chịu ảnh hưởng của thứ tự byte mã hoá theo Cú pháp chuyển đổi

Đối với dữ liệu điểm ảnh có VR=OB (Bits Allocated bé hơn hay bằng 8 bit), cách

mã hoá tương tự, chỉ có điều Dữ liệu điểm ảnh được chia thành dòng các từ 8-bit

Hình 2 6 Mã hoá dữ liệu điểm ảnh với VR= OW

2.4.3.1.2 Mã hoá Dữ liệu Overlay

Các Lớp Overlay (Overlay Plane) được mã hoá luôn với số Bit là 1, và được mã hoá bởi các Bit không được dùng trong Giá trị Mẫu Điểm ảnh trong Dữ liệu Điểm ảnh, hay được tách ra từ Dữ liệu Điểm ảnh trong Dữ liệu Overlay Các Thành phần Dữ liệu sau sẽ xác định cấu trúc một Lớp Overlay

- Overlay Bit Allocated (60xx,0100)

- Overlay Bit Position (60xx,0102)

Không có khái niệm tương tự như Bits Store vì Lớp Plane luôn có số Bit bằng 1 Trong một Thành phần Dữ liệu Overlay (60xx,3000), VR là OW được sử dụng phổ biến nhất VR là OB chỉ được sử dụng trong trường hợp VR hiện trong Thành phần Dữ liệu