当前位置：首页 > news >正文

DICOM标准：CT 模块及其在DICOM中的表示详解

news 2024/11/5 17:18:03

CT 模块及其在DICOM中的表示

计算机断层扫描（Computed Tomography, CT）是一种广泛应用于医学影像学的技术，通过多角度的X射线扫描生成人体内部结构的详细图像。CT图像的生成和管理遵循DICOM（数字成像和通信在医学）标准，以确保图像数据的兼容性和可交换性。本文将详细介绍DICOM标准中关于CT图像模块的属性及其描述，帮助医疗专业人员理解和应用这些关键参数。

CT 模块

本节描述了CT图像组件，该组件包含所有特定的CT图像属性，用于详细描述CT图像的获取过程及相关参数。

1 CT 图像模块

CT图像模块属性用于描述生成的CT图像信息。这些属性涵盖了图像识别特征、像素信息、X射线发电机参数、扫描选项以及图像处理相关的信息。

表 1.1 -- CT 图像模块属性

属性名 (英文名)	标记	类型	属性描述
图像类型 (Image Type)	(0008,0008)	1	图像识别特征，指定CT图像的类别。具体取值包括：AXIAL（轴向图像），LOCALIZER（定位器图像）。
每个象素实例 (Samples per Pixel)	(0028,0002)	1	图像中每个像素的样本数。对于CT图像，通常为1。
光度计的解释 (Photometric Interpretation)	(0028,0004)	1	指定像素值的解释方式，CT图像通常为MONOCHROME1或MONOCHROME2。详细定义参见相关标准。
位分配 (Bits Allocated)	(0028,0100)	1	分配给每个像素样本的位数。对于CT图像，通常为16位。
位存储 (Bits Stored)	(0028,0101)	1	存储在每个像素样本中的位数，通常介于12到16位之间。
高位 (High Bit)	(0028,0102)	1	像素样本数据的最高有效位，通常小于位存储值。
Rescale 截取 (Rescale Intercept)	(0028,1052)	1	用于将存储值（SV）转换为Hounsfield单位（HU）的截距值。公式为：HU = m * SV + b，其中b为Rescale Intercept。
Rescale 斜面 (Rescale Slope)	(0028,1053)	1	用于将存储值（SV）转换为Hounsfield单位（HU）的斜率值。公式中m表示Rescale Slope。
KVP (Kilo-Voltage Peak)	(0018,0060)	2	X射线发电机的最高千伏电压，影响图像的对比度与清晰度。
获得的数字 (Instance Number)	(0020,0012)	2	图像在一个系列中的序号，用于标识同一系列中的不同图像。
扫描选项 (Scan Options)	(0018,0022)	3	描述扫描序列的参数，如扫描模式、扫描区域等。
直径数据的采集 (Data Collection Diameter)	(0018,0090)	3	采集数据的直径范围，以毫米为单位。
直径的改变 (Diameter Increment)	(0018,1100)	3	用于生成图像的直径数据的变化量，以毫米为单位。数据可能超出此范围，部分病人可能位于范围之外。
源头到探测器的距离 (Distance Source to Detector)	(0018,1110)	3	从X射线源到探测器中心的距离，以毫米为单位。
源头到病人的距离 (Distance Source to Patient)	(0018,1111)	3	从X射线源到视像区域中心（isocenter）的距离，以毫米为单位。
支架/探测器的倾斜 (Detector Tilt)	(0018,1120)	3	探测器支架的倾斜角度，通常由设备设置，不涉及特定的数学计算。
表高 (Table Height)	(0018,1130)	3	患者表面的最高点到旋转中心的距离，以毫米为单位，通常低于旋转中心。
旋转方向 (Rotation Direction)	(0018,1140)	3	X射线源的旋转方向，定义为顺时针（CW）或逆时针（CCW）。
照射时间 (Exposure Time)	(0018,1150)	3	X射线的照射时间，以毫秒为单位，影响图像的亮度和对比度。
X射线管的电流 (X-Ray Tube Current)	(0018,1151)	3	X射线管的电流，以毫安（mA）为单位，决定了射线的总剂量。
照射 (Exposure)	(0018,1152)	3	照射时间与X射线管电流的乘积，以毫安秒（mAs）表示，表示总射线剂量。
过滤器类型 (Filter Type)	(0018,1160)	3	插入X射线柱中的过滤器类型标签，影响图像质量和辐射剂量。
发电机功率 (Generator Power)	(0018,1170)	3	X射线发电机的功率，以千瓦（kW）为单位，影响X射线的产生能力。
病灶点 (Focal Spot)	(0018,1190)	3	X射线管的焦点尺寸，以毫米为单位。对于可变焦点或多个焦点，按小到大排序。
回旋中心 (Center of Rotation)	(0018,1210)	3	描述回旋中心或算法的标签，用于调整数据。

2 CT 图像属性详细描述

1、图像类型 (Image Type)

图像类型 (0008,0008) 是类型1属性，用于指定CT图像的类别。常见取值包括：

AXIAL：表示轴向图像，用于显示身体的横截面。
LOCALIZER：表示定位器图像，用于定位扫描区域。

2、每个象素实例 (Samples per Pixel)

每个象素实例 (0028,0002) 是类型1属性，通常为1，表示每个像素只有一个样本值。

3、光度计的解释 (Photometric Interpretation)

光度计的解释 (0028,0004) 是类型1属性，CT图像通常使用以下值之一：

MONOCHROME1：表示图像为单色调，0为白色，最大值为黑色。
MONOCHROME2：表示图像为单色调，0为黑色，最大值为白色。

具体定义可参阅相关DICOM标准章节（如C.7.6.3.1.1.2）。

4、位分配 (Bits Allocated)

位分配 (0028,0100) 是类型1属性，表示分配给每个像素样本的位数。CT图像通常为16位。

5、位存储 (Bits Stored)

位存储 (0028,0101) 是类型1属性，表示存储在每个像素样本中的位数，通常介于12到16位之间，具体取决于设备和成像需求。

6、高位 (High Bit)

高位 (0028,0102) 是类型1属性，表示像素样本数据的最高有效位，通常小于位存储值。例如，如果位存储为16位，高位可能为15。

7、Rescale 截取 (Rescale Intercept) 和 Rescale 斜面 (Rescale Slope)

Rescale 截取 (0028,1052)：类型1属性，用于将存储值（SV）转换为Hounsfield单位（HU）。公式为：HU = m * SV + b，其中b为Rescale Intercept。
Rescale 斜面 (0028,1053)：类型1属性，表示公式中的斜率m，用于将存储值（SV）转换为Hounsfield单位（HU）。

8、KVP (Kilo-Voltage Peak)

KVP (0018,0060) 是类型2属性，表示X射线发电机的最高千伏电压，影响图像的对比度与清晰度。

9、获得的数字 (Instance Number)

获得的数字 (0020,0012) 是类型2属性，表示图像在一个系列中的序号，用于标识同一系列中的不同图像。

10、扫描选项 (Scan Options)

扫描选项 (0018,0022) 是类型3属性，描述扫描序列的参数，如扫描模式、扫描区域等。

11、直径数据的采集 (Data Collection Diameter)

直径数据的采集 (0018,0090) 是类型3属性，指采集数据的直径范围，以毫米为单位。

12、直径的改变 (Diameter Increment)

直径的改变 (0018,1100) 是类型3属性，表示用于生成图像的直径数据的变化量，以毫米为单位。数据可能超出此范围，部分病人可能位于范围之外。

13、源头到探测器的距离 (Distance Source to Detector)

源头到探测器的距离 (0018,1110) 是类型3属性，表示从X射线源到探测器中心的距离，以毫米为单位。

14、源头到病人的距离 (Distance Source to Patient)

源头到病人的距离 (0018,1111) 是类型3属性，表示从X射线源到视像区域中心（isocenter）的距离，以毫米为单位。

15、支架/探测器的倾斜 (Detector Tilt)

支架/探测器的倾斜 (0018,1120) 是类型3属性，表示探测器支架的倾斜角度，通常由设备设置，不涉及特定的数学计算。

16、表高 (Table Height)

表高 (0018,1130) 是类型3属性，表示患者表面的最高点到旋转中心的距离，以毫米为单位，通常低于旋转中心。

17、旋转方向 (Rotation Direction)

旋转方向 (0018,1140) 是类型3属性，表示X射线源的旋转方向，定义为顺时针（CW）或逆时针（CCW）。

18、照射时间 (Exposure Time)

照射时间 (0018,1150) 是类型3属性，表示X射线的照射时间，以毫秒为单位，影响图像的亮度和对比度。

19、X射线管的电流 (X-Ray Tube Current)

X射线管的电流 (0018,1151) 是类型3属性，表示X射线管的电流，以毫安（mA）为单位，决定了射线的总剂量。

20、照射 (Exposure)

照射 (0018,1152) 是类型3属性，表示照射时间与X射线管电流的乘积，以毫安秒（mAs）表示，表示总射线剂量。

21、过滤器类型 (Filter Type)

过滤器类型 (0018,1160) 是类型3属性，表示插入X射线柱中的过滤器类型标签，影响图像质量和辐射剂量。

22、发电机功率 (Generator Power)

发电机功率 (0018,1170) 是类型3属性，表示X射线发电机的功率，以千瓦（kW）为单位，影响X射线的产生能力。

23、病灶点 (Focal Spot)

病灶点 (0018,1190) 是类型3属性，表示X射线管的焦点尺寸，以毫米为单位。对于可变焦点或多个焦点，按小到大排序。

24、回旋中心 (Center of Rotation)

回旋中心 (0018,1210) 是类型3属性，表示描述回旋中心或算法的标签，用于调整数据。

总结

CT模块在DICOM标准中扮演着关键角色，通过定义详细的图像和序列属性，确保CT图像在获取、存储、传输和分析过程中的一致性和高质量。理解和正确应用这些属性，医疗专业人员能够优化CT图像的质量，提升诊断准确性，同时保障患者的安全性。随着医学影像技术的不断进步，DICOM标准中的CT模块也将持续演进，以适应新的技术需求和临床应用。

扩展知识：

照射 (Exposure) 和照射时间 (Exposure Time) 在DICOM标准里专业术语是 “照射” 还是 “曝光”？

在DICOM标准中，术语“Exposure”通常翻译为“照射”。这一翻译在医疗影像领域中更为常见和恰当，因为“照射”直接关联到射线对患者的剂量和照射时间，这在CT成像中尤为重要。

具体解释：

曝光（Exposure）：通常在摄影领域使用，指的是相机感光元件接收光线的过程。然而，在医疗影像，尤其是涉及X射线的情况下，“曝光”可能会引起理解上的混淆，因为这里更强调的是射线的剂量和照射参数。

照射（Exposure）：在医疗影像，尤其是CT扫描中，指的是X射线对患者身体的照射量和照射时间。这与DICOM中的“Exposure Time”（照射时间）等相关属性紧密相关，确保术语的一致性和准确性。

参考：

在您提供的文档中，“照射 (Exposure)”的使用是正确且符合DICOM标准的翻译惯例。例如：

照射时间 (Exposure Time)：明确指X射线的照射时长。
照射 (Exposure)：表示射线的总剂量，即照射时间与X射线管电流的乘积。

建议的文档修正：

确保在整个文档中保持术语的一致性，即将所有涉及“Exposure”的地方统一翻译为“照射”。此外，可以在文档初次出现该术语时添加注释，说明其在医疗影像中的具体含义，以帮助读者更好地理解。
#### 照射 (Exposure)照射 (0018,1152) 是类型3属性，表示照射时间与X射线管电流的乘积，以毫安秒（mAs）表示，代表总射线剂量。
完整修正后的相关部分示例如下：
| 属性名 (英文名)                      | 标记        | 类型 | 属性描述                                                                                                                                                                          |
|--------------------------------------|-------------|------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 照射 (Exposure)                        | (0018,1152) | 3    | 照射时间与X射线管电流的乘积，以毫安秒（mAs）表示，表示总射线剂量。                                                                                                            |#### 照射 (Exposure)照射 (0018,1152) 是类型3属性，表示照射时间与X射线管电流的乘积，以毫安秒（mAs）表示，代表总射线剂量。
在DICOM标准的中文翻译中，“Exposure”应统一译为“照射”，以确保术语的一致性和准确性，特别是在涉及X射线剂量和照射参数的上下文中。这不仅符合行业惯例，也有助于医疗专业人员更准确地理解和应用相关参数。