Đề tài xây dựng ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán y khoa theo chuẩn DICOM

1

Lời mở đầu
Việc ứng dụng tin học vào môi trường y tế hiện nay vô cùng đa dạng. Từ các hệ
thống thông tin y tế như hệ thống thông tin bệnh viện, hệ thống thơng tin chẩn
đốn bằng hình ảnh, bệnh án điện tử cho đến việc hình thành các thuật ngữ mới
như “ Telemedicine” - y học từ xa; “Teledoctor” - bác sĩ từ xa.
Tuy đã được phổ biến ở nhiều nước từ lâu, nhưng đến gần đây Việt Nam mới chú
ý đến lĩnh vực này. Khá nhiều dự án đã được triển khai để tin học hóa các bệnh
viện, đưa máy tính vào phục vụ cho việc khám chữa bệnh nhằm nâng cao hơn
nữa chất lượng cuộc sống của người dân.
Chính từ những u cầu thực tế đó, dựa trên các kiến thức đã tìm hiểu được về các
hệ thống thông tin y tế, nhất là hệ thống truyền thông và lưu trữ ảnh, với các mã
nguồn mở được cung cấp bởi các trường đại học, tổ chức phi chính phủ, người viết
đã thực hiện đề tài ”Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán Y khoa theo chuẩn
DICOM”.
Do đó, mục tiêu của đề tài được đề ra là:
+ Nghiên cứu và trình bày tổng quan về cấu trúc của chuẩn DICOM
+ Ứng dụng chuẩn DICOM và một số mã nguồn mở để thiết kế xây dựng phần
mềm cho phép người sử dụng xem ảnh và xem thông tin ảnh DICOM, chỉnh sửa
ảnh, ghi chú, phóng to, thu nhỏ…


2

Chương I: Tổng Quan
1.1 Lý do thực hiện đề tài:
1.1.1 Đặt vấn đề:
Với sự phát triển của mạng máy tính và Internet, trong lĩnh vực y khoa đã
hình thành khái niệm Telemedicine hay e-Health
Thực chất đó là việc ứng dụng công nghệ thông tin trong việc cung cấp

dịch vụ, chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân bị giới hạn về khoảng cách địa
lý
Hình thành nên lĩnh vực khoa học mang tính liên ngành, đó là Medical
Informations, hay Health Informations.
Ngành khoa học kết hợp giữa:
Khoa học thông tin (Information Science),
Khoa học máy tính (Computer Science)
Chăm sóc sức khoẻ (Health Care)

1.1.2 Tình hình thế giới:
Khu vực Châu Á, ở Nhật Bản sau khi chính phủ giải toả các ràng buộc pháp
lý liên quan:
Không được phép điều trị và cho thuốc nếu khơng trực tiếp với bệnh
nhân
Chưa có chi bảo hiểm ý tế cho dịch vụ Telemedicine
Telemedicine đã phát triển nhanh và mạnh
Ở Nhật Bản, nǎm 1998, đã có 155 hệ Telemedicine, trong đó:
68 hệ Teleradiology (chẩn đốn từ xa),
26 hệ Telepathology (khám bệnh từ xa),
23 hệ chẩn đốn hình ảnh,
20 hệ chǎm sóc y tế từ xa (Home health),
6 hệ Telemedicine trong nhãn khoa,
3 hệ trong nha khoa
9 hệ khác.


3

Từ năm 1997 đến 2004, Nhật Bản có 1.006 dự án về Telemedicine.
Đến 2004 có 348 dự án đi vào hoạt động, trong đó

Hầu hết phân bổ các vùng nơng thơn,
Có 30% tập trung ở các khu đơ thị

1.1.3 Tình hình trong nước:
Tháng 9/1999 – 5/2000, Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện cũng đã có dự án
“Nghiên cứu và thử nghiệm mạng y tế từ xa“. Tham gia có
Viện Tim mạch Bạch Mai,
Viện Nhi,
Bệnh viện Bưu điện,
Bệnh viện Đa khoa Bắc giang,
Bệnh viện Đa khoa Lạng Sơn
Từ năm 2000, Bộ Quốc phịng đã có dự án Y học từ xa kết nối
Bệnh viện Trung ương quân đội 108 (Hà Nội)
Quân y viện 175 (TPHCM).
Ở Thành phố Hồ Chí Minh đã có nhiều bệnh viện, phịng khám áp dụng
nhiều cơng nghệ thông tin trong y tế như
Bệnh viện Phụ Sản Quốc tế,
Phòng khám An Khang,
Trung tâm Medic.
Đặc biệt ở Trung tâm Medic, cũng đã tổ chức các buổi hội thảo lâm sàn, chẩn
đoán bệnh với các đồng nghiệp ở nước ngồi
Có một số sản phẩm khá nổi bật ở trong nước tham gia vào việc tạo ra sản
phẩm y khoa. Chẳng hạn,
V-Doctor của nhóm Vmedinfo, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Phần mềm này hỗ trợ chẩn đoán và phẫu thuật dựa trên ảnh
cắt lớp của máy 3D/CT, máy cộng hưởng từ MRI, máy siêu
âm 3D.
V-Doctor có các tính năng cơ bản được xây dựng nhằm phục vụ
chẩn đoán, phẫu thuật như hỗ trợ đọc dữ liệu, lấy mẫu (probe), phân
ngưỡng (threshold) và một số chức năng chuyên dụng khác.

4

V-Doctor cũng đã được thử nghiệm ở Khoa Chẩn đoán hình ảnh,
Bệnh viện Trung ương quân đội 108

1.1.4 Yêu cầu thực tế:
Tình hình khám chữa bệnh hiện nay trong nước ta nói chung và tỉnh Đồng
Nai nói riêng gặp rất nhiều khó khăn trong việc khám chữa bệnh.
Nhiều bệnh viện tuyến dưới cịn thiếu nhiều bác sĩ giỏi. Do đó:
Gây nên tình trạng q tải ở bệnh viện lớn.
Chi phí của người bệnh tăng lên.
…
Lý do chọn đề tài: “Xây dựng ứng dụng hỗ trợ chẩn đốn hình ảnh Y
khoa”, giúp cho:
Việc khám chữa bệnh sẽ nhanh hơn.
Giải quyết kịp thời cho những bệnh nhân nguy hiểm.
Giảm chi phí cho người bệnh.
Tăng khả năng chuyên môn cho các bác sĩ ở tuyến dưới.
Giảm số lượng người bệnh ở bệnh viện tuyến trên.
…

1.2 Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu chuẩn DICOM.
Xây dựng cơng cụ xem ảnh y khoa theo chuẩn DICOM. [2][3][4]
Phóng to, thu nhỏ, ghi chú… lên hình ảnh.[1][4]
Chuyển qua lại giữa các loại định dạng ảnh.(VD: DICOM sang
JPG,…)

5

Chương II: Nội dung thực hiện
2.1 Tổng quan về DICOM
2.1.1 Khái niệm:
DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) là chuẩn định
nghĩa ra các qui tắc định dạng và trao đổi hình ảnh y tế cũng như thơng tin liên
quan. Hình ảnh y tế được nhận từ các thiết bị thu nhận hình ảnh số khác nhau như
máy CT (compited Tomography), MR (Magnetic Resonance),
US(UltraSound), NM (Nuclear Medicine). Nó tạo ra một ngơn ngữ chung
cho phép giao tiếp hình ảnh và các thông tin y tế liên quan giữa các thiết bị và hệ
thống trong mạng thông tin y tế.

2.1.2 Lịch sử phát triển:
Với sự ra đời của máy tạo ảnh chẩn đoán vào những năm 1970, cũng như việc sử
dụng ngày càng nhiều hệ thống máy tính và ảnh số trong y tế với các định dạng
khác nhau thì nhu cầu cần phải có một chuẩn chung cho q trình truyền ảnh số và
các thông tin liên quan ngày càng lớn.
Trước nhu cầu đó, American College of Radiology (ACR) và The National
Electrical Manufacturers Association (NEMA) đã thiết lập thành một ủy ban
chung vào năm 1983 để phát triển một chuẩn gọi là chuẩn ACR-NEMA.
Chuẩn ACR-NEMA (American College of Radiology và The National
Electrical Manufacturers Association) ra đời nhằm mục đích để cho các thiết bị tạo
ảnh của các nhà sản xuất khác nhau có thể trao đổi và chia sẻ thơng tin trong môi
trường thông tin ảnh y tế, đặc biệt là trong môi trường PACS. Chuẩn này trung
vào trao đổi,kết nối và truyền thông giữa các hệ thống y tế. Phiên bản 1 của ACRNEMA ra đời năm 1985 xác định việc truyền bản tin điểm tới điểm,Định dạng dữ
liệu và một số lệnh. Phiên bản thứ 2 ra đời năm 1988 định nghĩa phần cứng và
giao thức phần mềm cũng như từ điển dữ liệu chuẩn. Nhưng vấn đề kết nối mạng
chưa rõ ràng qua hai phiên bản này vì thế mà phiên bản thứ 3 ra đời và lấy tên là

DICOM.
Vì sự ra đời của các chuẩn là khác nhau nên với các thiết bị không tuân
theo tiêu chuẩn DICOM mà thực hiện theo tiêu chuẩn CR-NEMA hoặc tiêu chuẩn
riêng của nhà sản xuất thì cần thích ứng sang DICOM. Để thích ứng với
chuẩn ACR – NEMA thì cần một chuyển đổi từ ACR-NEMA sang DICOM,còn


6

để thích ứng với các chuẩn riêng của nhà sản xuất thì cần phải chuyển đổi các đặc
tính của nhà sản xuất sang ACR-NEMA hoặc DICOM. Để giải quyết các yêu cầu
này cần tập hợp các mođun phần mềm tạo nên thư viện mã hóa. Thư viện mã hóa
ưu việt cần có các đặc tính sau:
- Sử dụng chung cho các thiết bị tạo ảnh của các nhà sản xuất khác nhau.
- Thích ứng với các nền phần cứng khác nhau.
- Kiến trúc phần mềm dựa theo hướng tiếp cận top – down.
- Ngơn ngữ lập trình chuẩn.

2.1.3 Phạm vi và trường ứng dụng của DICOM
Chuẩn Dicom gắn liền với thơng tin y tế. Với lĩnh vực này, nó định ra sự trao đổi
thông tin số giữa các thiết bị tạo ảnh và hệ thống mạng thông tin. Do các thiết bị
tạo ảnh có thể hoạt động tương tác với các thiết bị y tế khác, phạm vi của chuẩn
cần thiết phải chồng lên các khu vực khác trong thông tin y tế.
Chuẩn tăng cường khả năng hoạt động tương tác của các thiết bị tạo ảnh y
tế bằng cách định ra :
- Với việc truyền thông tin qua mạng, chuẩn đưa ra một bộ giao thức được tuân
theo bởi các thiết bị thích nghi chuẩn.
- Cú pháp và ngữ nghĩa của lệnh và các thông tin liên quan được trao đổi sử dụng
các giao thức này.
- Với việc truyền tin bằng phương tiện trung gian, chuẩn đưa ra một bộ các dịch

vụ lưu trữ trung gian, cũng như Định dạng file và cấu trú thư mục y tế, tạo điều
kiện cho việc truy nhập thông tin lưu trữ trên phương tiện trung gian.
- Thông tin được sử dụng trong ứng dụng tuân theo chuẩn.

2.1.4 Thích nghi DICOM
Một thành phần quan trọng của bất cú một chuẩn nào là phải định nghĩa
tính thích nghi với nó, hay nói cách khác là tính tuân thủ những điều mà chuẩn đề
ra. Trong nhiều trường hợp khác như chuẩn DICOM chẳng hạn, sự thích nghi là
hồn tồn tự nguyện. Ủy ban của chuẩn DICOM không tạo ra bất cú sự áp đặt nào.
Mặc dầu vậy, DICOM vẫn có một phần dành riêng để quy định sự thích nghi.
Mọi nhà sản xuất muốn chứng minh thiết bị hay phần mềm của họ thích
nghi với chuẩn đều phải đưa ra một báo cáo thích nghi miêu tả một cách cụ thể sản
phẩm của họ thích nghi với chuẩn như thế nào. Một báo cáo thích nghi được tham
khảo với một Định dạng do DICOM đề ra, do vậy mà việc đối chiếu các trình bày


7

về thích nghi trở nên đơn giản và khoa học. Người sử dụng và nhà sản xuất có thể
xác định xem tài liệu hai thiết bị tuân theo DICOM có thể giao tiếp ăn khớp với
nhau hay không bằng cách đối chiếu bản báo cáo thích nghi của hai thiết bị với
nhau. Những người làm DICOM có thể xác định được chính xác khả năng đồng
loạt hoạt động của hai ứng dụng.
Các nội dung cơ bản trong báo cáo thích nghi DICOM gồm:
- Mơ hình thực thi ứng dụng: Mơ hình thực thi (Implementation Model) của ứng
dụng là một lược đồ đơn giản thể hiện cách mà một ứng dụng liên kết
với phạm vi cục bộ trong một thiết bị được đưa ra và từ xa thông qua
giao diện DICOM. Ví dụ, hoạt đơng cục bộ có thể tao ra một đối tượng
thơng tin ảnh DICOM, cịn hoạt động từ xa là hiển thị đối tượng đó.
- Ngữ cảnh thể hiện được sử dụng: Bao gồm cú pháp trừu tượng và cú pháp

chuyển đổi tương ứng. Thuật ngữ cú pháp trừu tượng được sử dụng trong
phần này vì nó được định nghĩa trong một chuẩn quốc tế khác mà DICOM tham
chiếu đến. Một bản báo cáo thích nghi DICOM sẽ liệt kê cả ngữ cảnh cả ngữ cảnh
thể hiện mà ứng dụng đưa ra trong thỏa thuận cũng như khi đã được chấp thuận.
- Cách liên kết thực hiện: Bản báo cáo thích nghi phải miêu tả sử thực hiện liên kết
( ví dụ như là khi nào tạo các liên kết và chấp nhận nhiều liên kết) cho từng hoạt
động trong mơ hình. Một số thiết bị như thiết bị lưu trữ trong hệ thống PACS phải
được hổ trợ nhiều liên kết nếu chúng được chấp nhận.

2.1.5 Mục tiêu của ảnh DICOM
Định ra ngữ nghĩa của lệnh và các dữ liệu liên quan, đưa ra các chuẩn cho các thiết
bị tương tác lệnh và dữ liệu với nhau.
- Định ra ngữ nghĩa của dịch vụ file, Định dạng file và các thư mục thông tin cần
thiết cho truyền tin ngoại tuyến.
- Định rõ các yêu cầu thích nghi của ứng dụng thực hiện chuẩn, cụ thể một bản
báo cáo thích nghi phải định ra đầy đủ thơng tin để xác định các chức năng có thể
đáp ứng.
- Tạo thuận lợi cho hoạt động trong môi trường mạng thông tin.
- Có cấu trúc thuận lợi cho phép đáp ứng với các dịch vụ mới, vì thế có thể hỗ trợ
các ứng dụng hình ảnh y tế trong tương lai.

2.1.6 Cấu trúc của chuẩn DICOM
Cấu trúc của DICOM gồm các thành phần sau:
- Thích nghi: Định nghĩa các nguyên tắc thực thi chuẩn gồm các yêu cầu
thích nghi và báo cáo thích nghi CS (Conformance Statement)


8

- Định nghĩa đối tượng thông tin IOD (Information Object Definition)

- Định nghĩa lớp dịch vụ SC (Service Classes)
- Ngữ nghĩa và cấu trúc dữ liệu
- Từ điển dữ liệu
- Trao đổi bản tin
- Hỗ trợ truyền thông mạng cho việc trao đổi bản tin
- Định dạng file và lưu trữ trung gian
- Sơ lược ứng dụng lưu trữ trung gian
- Chức năng lưu trữ và Định dạng trung gian cho trao đổi dữ liệu
- Chức năng hiển thị chuẩn mức xám
- Sơ lược an toàn
- Nguồn ánh xạ nội dung.

2.1.6.1 Các lớp đối tượng và dịch vụ trong DICOM
DICOM có hai lớp thơng tin là lớp đối tượng và lớp dịch vụ SOP (Service Object
Pair).

2.1.6.1.1 Lớp đối tượng của DICOM
Lớp đối tượng định ra hai lớp nhỏ là lớp tiêu chuẩn và lớp tổ hợp. Mỗi lớp
tiêu chuẩn bao gồm các đặc tính vốn có của thực thể hiện diện trong thế giới thực.
Lớp tổ hợp là do ACR-NEMA định nghĩa từ các thông tin tổ hợp của các thiết bị
ảnh tạo khác nhau.
- Lớp đối tượng tiêu chuẩn
+ Bệnh nhân
+ Xét nghiệm
+ Nguồn lưu trữ
+ Chú giải ảnh
- Lớp đối tượng tổ hợp
+ Ảnh CR (Computed Radiography)
+ Ảnh CT (Computed Tomography)
+ Ảnh số hóa film DF (Digital Fluorography)

+ Ảnh MR (Magnetic Resonance)
+ Ảnh y học hat nhân NM (Nuclear Medicine)
+ Ảnh siêu âm US (Ultrasound)
+ Đồ hoạ
+ Đồ hình

2.1.6.1.2 Lớp dịch vụ của DICOM
Lớp dịch vụ DICOM định nghĩa các dịch vụ như lưu trữ, in chất vấn và truy vấn…
Mỗi lớp đều có một từ điển định nghĩa các thuộc tính để mã hố dữ liệu một cách
chính xác.


9

-

Các dịch vụ của DICOM :

Các dịch vụ DICOM được sử dụng để truyền đối tượng bên trong thiết bị và cho
thiết bị thực hiện một dịch vụ cho đối tượng ví dụ như dịch vụ lưu trữ, dịch vụ
hiển thị… Một lớp dịch vụ được xây dựng trên một tập các dịch vụ
truyền thông DICOM được gọi là DIMSE (Dicom Message Sevice
Elements). Các DIMSEs là các chương trình phần mềm thực hiện chức năng xác
định. Có hai loại DIMSEs là một cho đối tượng tổ hợp và một cho đối
tượng tiêu chuẩn. Một DIMSE tổ hợp được một cặp thiết bị gồm một thiết bị
gồm thiết bị đưa ra yêu cầu và thiết bị nhận yêu cầu. Vì trong môi trường hướng
đối tượng nên dịch vụ của DICOM được coi là một lớp dịch vụ. Nếu một thiết bị
cung cấp dịch vụ thì được gọi là SCU (Service Class User). Chẳng hạn như
đĩa từ là SCP để cho PACS controller lưu trữ dữ liệu còn CT scanner là
SCU để cho đĩa từ trong PACS controller lưu ảnh. Tuy nhiên, có thể 1 thiết bị

vừ là SCP, vừa là SCU như PACS controller, nó gửi ảnh tới trạm hiển thị bằng các
đưa ra các u cầu dịch vụ thì nó là SCU. Nếu nó nhận ảnh từ các thiết bị tạo ảnh
bằng cách cung cấp dịch vụ lưu
trữ thì nó lại là SCP.
-

Các dịch vụ DIMSEs tổ hợp

-

Các dịch vụ DIMSEs tiêu chuẩn

2.1.6.2 Mã hóa và cấu trúc dữ liệu dùng trong DICOM
2.1.6.2.1 Mã hóa giá trị
-

Bộ kí tự CR (character Repertoire): là một bộ xác định các kí tự khác nhau
được đưa ra cho mục đích nào đó và được xác định độc lập với cách mã hoá
của chúng. Các giá trị là văn bản hay chuỗi kí tự được tạo bởi các kí tự điều
khiển (Control Character) và kí tự đồ họa (Graphics Character). Phụ
thuộc vào mơi trường ngôn ngữ địa phương, các DICOM AE (Application
Entity) thực thể ứng dụng sẽ trao đổi thông tin với nhau qua bộ kí tự phù
hợp được sử dụng. Các bộ kí tự DICOM hổ trợ được định nghĩa trong ISO
859.

-

Giá trị thể hiện VR (Value Representation) của một thành phần dữ liệu DE
(Data Element) miêu tả loại và Định dạng dữ liệu của trường giá trị
trong thành phần dữ liệu. Giá trị VR được tạo bởi các chuỗi kí tự, trừ

trường hợp VR = UI (Unique Idnetifier), còn lại đều được thêm vào
các kí tự trắng Space (20H trong bộ kí tự mặc định của DICOM) khi cần
thiết để đạt được số byte chẵn trong trường giá trị. Với VR = UI thì phải


10

thêm vào đằng sau kí tự NULL (00H) nếu cần. Với các giá trị VR = OB
(Other Byte String) được thêm vào đằng sau một giá trị byte NULL (00H)
khi cần thiết để đạt số byte chẵn.
Ví dụ một số giá trị tiêu biểu của VR:
+ AS: (string Age) chuỗi kí tự tuân theo một trong các dạng sau:
nnnD, nnnM, nnnW, nnnY. Trong đó nnn chứa số ngày tuần tháng năm.
+ AT: (Attibute Tag) Cặp số nguyên có thứ tự không dấu 16 bit là giá trị của
nhãn thành phần dữ liệu.
-

Giá trị quy định và thuật ngữ quy định: Giá trị của một thành phần dữ liệu
có thể rơi vào một trong hai dạng: Giá trị quy định EV(enumerated Value),
hoặc thuật ngữ tự quy định DT (Denfined Term).

+ Giá trị quy định: Là các giá trị được dùng với sự quy định của thành phần dữ
liệu đó.
+ Thuật ngữ quy định: Được sử dụng cho trường giá trị bởi sử mở rộng của
người thực hiện để thêm vào các giá trị mới. Các giá trị mới này được định
nghĩa trong báo cáo thích nghi và khơng có cùng ý nghĩa với bất cứ giá trị nào
đã được quy định trong chuẩn.
-

Bộ dữ liệu DS (Data Set) thể hiện một trường hợp cụ thể của đối tượng

thông tin thế giới thực. Bộ dữ liệu gồm có nhiều thành phần dữ liệu. Thành
phần dữ liệu bao gồm nhãn, VR, chiều dài và trường giá trị. Trong DICOM
có các loại thành phần dữ liệu sau:

+ Thành phần dữ liệu yêu cầu loại 1: là loại thành phần dữ liệu bắt buộc.
Trường giá trị phải hợp lệ, là VR hay VM (Value Multiplicity). Chiều
dài phải khác 0.
+ Thành phần dữ liệu loại 1C: Xuất hiện trong các điều kiện cụ thể nào đó.
Dưới các điều kiện đó, nó có cùng các yêu cầu loại 1. Nếu các điều kiện xuất
hiện mà khơng có thành phần dữ liệu này thì đó là khơng hợp lệ.
+ Thành phần dữ liệu yêu cầu loại 2: là thành phần dữ liệu bắt buộc. Tuy
nhiên, nếu giá trị của thành phần dữ liệu này là chưa biết thì có thể mã hố với
chiều dài giá trị bằng 0 và khơng có giá trị. Sự vắng mặt của thành phân giá trị
này trong bộ dữ liệu là không hợp lệ.


11

+ Thành phần dữ liệu điều kiện loại 2C: có các yêu cầu giống loại 2 dưới một
số điều kiện cụ thể. Nếu có các điều kiện đó mà khơng có thành phần dữ liệu
này thì sẽ khơng hợp lệ.
+ Thành phần dữ liệu tùy chọn loại 3: là loại thành phần dữ liệu tùy chọn. Do đó
sự vắng mặt của thành phần dữ liệu này không hề gây ra một dấu hiệu gì và khơng
vi phạm. Nó có thể được mã hố với chiều dài bằng 0 và khơng có giá trị.

2.1.6.2.2 Định dạng file DICOM
-

Thơng tin đầu file (Header): Bao gồm các định danh bộ dữ liệu
được đưa vào file. Nó bắt đầu bởi 128 byte file Preamble (tất cả được đưa

về 00H). Sau đó 4 byte kí tự “DICM”. Tiếp theo là các thành phần dữ liệu
đầu file. Các thành phần dữ liệu đầu file này là bắt buộc đối với mọi file
DICOM. Các thành phần dữ liệu đầu file này là bắt buộc đối với mọi file
DICOM. Các thành phần dữ liệu này có nhãn dạng (0002, xxxx), được mã
hóa theo cú pháp chuyển đổi VR ẩn và Little Endian.

Bộ dữ liệu: Mỗi file chỉ chứa một bộ dữ liệu thể hiện một SOP cụ thể và duy nhất
liên quan đến một lớp SOP đơn và IOD tương ứng. Một file có thể chứa nhiều
hình ảnh khi các IOD được xác định mang nhiều khung. Cú pháp chuyển đổi được
sử dụng để mã hóa bộ dữ liệu được xác định duy nhất thông qua UID cú
pháp chuyển đổi trong thông tin đầu file DICOM.

2.1.6.2.3 Thông tin quản lý file:
Định dạng file DICOM không bao gồm thông tin quản lí file để tránh sự trùng
lặp với chức năng liên quan ở lớp định dạng trung gian. Nếu cần thiết với một


12

sơ lược ứng dụng DICOM cho trước, các thông tin sau sẽ được đưa ra bởi một
lớp định dạng trung gian:
- Định danh sở hữu nội dung file
- Thông tin truy cập (ngày giờ tạo)
- Điều khiển truy cập file ứng dụng
- Điều khiển truy cập phương tiện trung gian vật lý (bảo vệ ghi…)
Định dạng file DICOM an toàn: Một file DICOM an toàn là một file
DICOM được mã hóa với một cú pháp bản tin mật mã được định
nghĩa trong RFC2630. Phụ thuộc vào thuật toán mật mã sử dụng, một file
DICOM an tồn có thể có các thuộc tính an tồn sau:
- Bảo mật dữ liệu

- Xác nhận nguồn gốc dữ liệu
- Tính tồn vẹn dữ liệu

2.2 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHẨN ĐỐN
HÌNH ẢNH Y KHOA
Các mã nguồn sử dụng
2.2.1 Dcm4che
Dcm4che là một tập hợp mã nguồn mở của các ứng dụng và tiện
ích y khoa. Các ứng dụng này được phát triên trên ngôn ngữ Java do đó tốc độ
thực thi cao và khơng lệ thuộc vào hệ điều hành. Dcm4che hỗ trợ tốt cả chuẩn
DICOM lẫn HL7. Ứng dụng đã sử dụng Dcm4che để xây dựng module Image
Server với mục đích tiếp nhận và lưu trữ ảnh DICOM, module Image
Viewing Station với mục địch hiển thị, thao tác xử lý ảnh DICOM đã được lưu
trữ.

2.2.2 OpenSourcePacs
OpenSourcePacs là một PACS framework mã nguồn mở được phát
triển bởi trường UCLA (the University of California, Los Angeles). Ứng
dụng đã sử dụng kiến trúc của OpenSourcePACS, cũng như mã nguồn các
module Referral Order Server (Quản lý phiếu yêu cầu xét ngiệm), module
Reconciler (Thống nhất thông tin), module Administrator (Quản trị hệ thống).


13

2.2.3 Yêu cầu hệ thống:
Phần cứng:
CPU Intel® Dual Core.
RAM 1GB trở lên (Thao tác với nhiều ảnh Y khoa với dung lượng lớn).
Ổ cứng 10GB trở lên.

Phần mềm:
Microsoft Internet Information Services (IIS v5.x hoặc cao hơn).
Microsoft .NET Framework 3.5 SP1
Microsoft ASP.NET Registration and AJAX Extensions
Microsoft SQL Server


14

2.2.4 Giới thiệu chương trình:
Chương trình cung cấp các chức năng chính: Đọc và chỉnh sửa ảnh DICOM với bộ
cơng cụ hiệu chỉnh khá đầy đủ: Xem nhiều ảnh trên một màn hình, phóng to, thủ
nhỏ, ghi chú, chuyển đổi định dạng ảnh, …
Giao diện chương trình thân thiện giúp cho việc tìm kiếm dễ dàng hơn với nhiều
chức năng: Tìm kiếm theo mã bệnh nhân, tên bệnh nhân, …

Hình 2.1 : Giao diện thân thiện giống Windows Explorer


15

Cho phép hiển thị thơng tin ngồi hình ảnh cịn có thơng tin về tên bệnh nhân, …

Hình 2.2: Hiển thị ảnh với nhiều thơng tin( tên bệnh nhân…)
Chương trình cịn hỗ trợ nhiều cơng cụ xử lý

Hình 2.3: Các chức năng xử lý ảnh (Phóng to, quay ảnh, ghi chú…)


16

Chức năng phóng to hình ảnh:

Hình 2.4: Hình trước khi phóng to


17

Hình 2.5: Hình sau khi phóng to


18

Cho phép ghi chú lên hình ảnh dễ dàng.

Hình 2.6: Hình ảnh đã được ghi chú lại


19

Cho phép hiển thị nhiều hình ảnh trên cùng một màn hình

Hình 2.7: Cho phép hiển thị nhiều hình ảnh trên một màn hình


20

Hình 2.8: Hiển thị nhiều hình ảnh Y khoa

21

Chương III: Kết luận và Hướng phát triển
3.1 Các công việc đã hồn thành
- Phần cơng việc theo u cầu:
+ Về mặt lý thuyết: đã tìm hiểu chuẩn định dạng DICOM, một số hệ thống
thông tin y tế như hệ thống thông tin bệnh viện (HIS), hệ thống thông tin chẩn
đốn bằng hình ảnh (RIS), hệ thống lưu trữ và truyền thông ảnh (PACS),
giao tiếp giữa PACS với HIS/RIS…
+ Về mặt thực hành: xây dựng module Xem ảnh (Image Viewing Station)
trong hệ thống PACS với các chức năng cơ bản như: hiển thị ảnh, quay ảnh, lật
ảnh, phóng to, thu nhỏ…
- Phần công việc mở rộng:
+ Kết hợp các mã nguồn mở để xây dựng các module thêm vào như Image
Server (Thu nhận ảnh), Administrator (Quản trị hệ thống….

3.2 Định hướng phát triển
Hồn thiện giao diện, Việt hóa hệ thống.
- Triển khai thử nghiệm hệ thống trên mạng cục bộ. Nếu có điều kiện sẽ thử
nghiệm với mạng Internet.
- Xây dựng thêm module xem ảnh 3D từ những ảnh y khoa 2D.
- Nếu có điều kiện sẽ nghiên cứu tìm hiểu việc hệ thống thu nhận dữ liệu
ảnh từ các thiết bị ảnh y khoa.


22

Phương pháp nghiên cứu
Khảo sát tổng quan vấn đề trên Internet.
Thu thập tài liệu, khảo sát một số chuyên viên đã xây dựng hệ thống thơng

tin y tế.
Tìm hiểu các chương trình mã nguồn mở, các phần mềm demo trong lĩnh
vực.
Tận dụng mã nguồn mở để thiết kế những phần mềm riêng như: Kế thừa và
phát triển các phần mềm mã nguồn mở: dcm4che, dcmtk…

Tài liệu tham khảo
[1] Đỗ Năng Toàn, Xử lý ảnh, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2008.
[2] />[3]
[4]
[5] Huỳnh Quyết Thắng, Lê Tấn Hùng. Ứng dụng thư viện BK_Graphics
trong xây dựng phần mềm xử lý ảnh y học “V-Doctor” theo chuẩn DICOM.
Kỷ yếu Hội thảo khoa học Quốc gia lần thứ nhất: Nghiên cứu cơ bản và
ứng dụng công nghệ thông tin, 2008.


23
Mục lục

Lời mở đầu ............................................................................................................... 1
Chương I: Tổng Quan .............................................................................................. 2
1.1 Lý do thực hiện đề tài:.................................................................................... 2
1.1.1 Đặt vấn đề:............................................................................................... 2
1.1.2 Tình hình thế giới: ................................................................................... 2
1.1.3 Tình hình trong nước:.............................................................................. 3
1.1.4 Yêu cầu thực tế: ....................................................................................... 4
1.2 Mục tiêu đề tài................................................................................................ 4
Chương II: Nội dung thực hiện................................................................................ 5
2.1 Tổng quan về DICOM.................................................................................... 5
2.1.1 Khái niệm: ............................................................................................... 5

2.1.2 Lịch sử phát triển:.................................................................................... 5
2.1.3 Phạm vi và trường ứng dụng của DICOM .............................................. 6
2.1.4 Thích nghi DICOM ................................................................................. 6
2.1.5 Mục tiêu của ảnh DICOM ....................................................................... 7
2.1.6 Cấu trúc của chuẩn DICOM .................................................................... 7
2.1.6.1 Các lớp đối tượng và dịch vụ trong DICOM........................................ 8
2.1.6.1.1 Lớp đối tượng của DICOM ............................................................... 8
2.1.6.1.2 Lớp dịch vụ của DICOM................................................................... 8
2.1.6.2 Mã hóa và cấu trúc dữ liệu dùng trong DICOM .................................. 9
2.1.6.2.1 Mã hóa giá trị..................................................................................... 9
2.1.6.2.2 Định dạng file DICOM.................................................................... 11
2.1.6.2.3 Thông tin quản lý file: ..................................................................... 11
2.2 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH Y KHOA
............................................................................................................................ 12
Các mã nguồn sử dụng ....................................................................................... 12
2.2.1 Dcm4che................................................................................................ 12
2.2.2 OpenSourcePacs .................................................................................... 12
2.2.3 Yêu cầu hệ thống: .................................................................................. 13
2.2.4 Giới thiệu chương trình: ........................................................................ 14
Hình 2.8: Hiển thị nhiều hình ảnh Y khoa ............................................................. 20
Chương III: Kết luận và Hướng phát triển............................................................. 21
3.1 Các cơng việc đã hồn thành........................................................................ 21
3.2 Định hướng phát triển .................................................................................. 21
Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 22
Tài liệu tham khảo.............................................................................................. 22