Tài liệu Luận văn nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN QUỐC HƯNG NỘI SUY ẢNH TRONG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2017 ii LỜI CAM ĐOAN Sau quá trình làm luận văn, với nội dung đề tài “Nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh”, tuy có nhiều khó khăn trong việc sưu tầm tài liệu, làm luận văn, nhưng đến nay luận văn của tôi đã hoàn thành với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của PGS.TS Đỗ Năng Toàn, cùng các thầy giáo, cô giáo trong khoa công nghệ thông tin trường Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông – Đại học Thái Nguyên. Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung bản luận văn này là do tôi tự sưu tầm, tra cứu thông tin trên mạng, trong một số sách tham khảo và đã được sắp xếp, hoàn thiện cho phù hợp với nội dung yêu cầu của đề tài. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 6 năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Quốc Hưng iii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, gia đình, bạn bè. Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đỗ Năng Toàn. Trong suốt hai năm qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động viên và đặc biệt dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy đã giúp tôi nắm rõ mục tiêu và định hướng nghiên cứu trong luận văn. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo của khoa công nghệ thông tin trường đại học CNTT&TT – Đại học Thái Nguyên đã trang bị cho tôi thêm kiến thức quý giá trong suốt quãng thời gian tôi học tập tai trường. Cuối cùng, với những tình cảm sâu sắc nhất, tôi xin chân thành gửi tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn ở bên, động viên, chia sẻ với tôi về mọi mặt giúp tôi hoàn thành khóa học. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 6 năm 2017 Học viên Nguyễn Quốc Hưng iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. iii MỤC LỤC ........................................................................................................ iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................ vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................. viii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ẢNH Y TẾ VÀ BÀI TOÁN NỘI SUY ẢNH TRONG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH ............................................... 3 1.1. Khái quát về ảnh y tế .............................................................................. 3 1.1.1. Giới thiệu ảnh y tế............................................................................. 3 1.1.2. Chuẩn ảnh y tế DICOM .................................................................... 4 1.2. Bài toán nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh ......................... 13 1.2.1. Khái niệm nội suy ảnh .................................................................... 13 1.2.2. Hướng tiếp cận ................................................................................ 16 1.2.3. Ứng dụng ........................................................................................ 18 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT NỘI SUY ẢNH TRONG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH......................................................................................... 19 2.1. Kỹ thuật nội suy các điểm ảnh láng giềng gần nhất ............................. 19 2.1.1. Giới thiệu ........................................................................................ 19 2.1.2. Phương pháp ................................................................................... 20 2.2. Kỹ thuật nội suy lát cắt dựa trên cải tiến phép hợp nhất biến dạng cong . 24 2.2.1. Giới thiệu ........................................................................................ 24 2.2.2. Phương pháp ................................................................................... 26 2.3. Kỹ thuật nội suy tuyến tính ................................................................... 30 2.3.1. Giới thiệu ........................................................................................ 30 2.3.2. Phương pháp ................................................................................... 30 v 2.4. Kỹ thuật nội suy song tuyến.................................................................. 34 2.4.1. Giới thiệu ........................................................................................ 34 2.4.2. Phương pháp ................................................................................... 34 CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM ......................................... 38 3.1. Bài toán 1: Nội suy sinh lát cắt trung gian ............................................ 38 3.1.1. Phát biểu bài toán ............................................................................ 38 3.1.2. Phân tích chương trình .................................................................... 39 3.1.3. Các bước triển khai ......................................................................... 40 3.1.4. Kết quả chương trình thử nghiệm 1 ................................................ 44 3.2. Bài toán 2: Dựng lát cắt theo chiều dọc (hoặc chiều ngang) ................ 46 3.2.1. Phát biểu bài toán ............................................................................ 46 3.2.2. Phân tích chương trình .................................................................... 46 3.2.3. Các bước triển khai ......................................................................... 47 3.2.4. Kết quả chương trình thử nghiệm 2 ................................................ 50 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 53 PHỤ LỤC ........................................................................................................ 55 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ACR American College of Radiologist CCD Charge Coupled Device CT Computer Tomography DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine IOD Information Object Definition MPR Multi Planar Reformat MRI Magentic Resonance Imaging NEMA National Electrical Manufacturers Association OSI Open Systems Interconnection PACS Picture archiving and communication system SOP Service Object Pair vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các khái niệm trong DICOM ........................................................... 9 Bảng 1.2: Quy ước thứ tự xuất hiện của các byte file DICOM ...................... 12 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: DICOM và mô hình tham chiếu OSI ................................................ 6 Hình 1.2: Thông tin file DICOM ...................................................................... 6 Hình 1.3: Một số trường của ảnh DICOM ........................................................ 7 Hình 1.4: Cấu trúc file DICOM ........................................................................ 8 Hình 1.5: Cấu tạo Data Set ................................................................................ 9 Hình 2.1: Minh họa kỹ thuật nội suy các điểm ảnh láng giềng gần nhất........ 19 Hình 2.2: Kỹ thuật nội suy các điểm ảnh láng giềng gần nhất trong không gian một chiều ......................................................................................................... 21 Hình 2.3: Kết quả kỹ thuật nội suy các điểm ảnh láng giềng gần nhất trong không gian một chiều ...................................................................................... 22 Hình 2.4: Ứng dụng kỹ thuật nội suy các điểm ảnh láng giềng gần nhất trong chẩn đoán bệnh lác mắt ................................................................................... 23 Hình 2.5: Minh họa kỹ thuật nội suy lát cắt dựa trên cải tiến phép hợp nhất biến dạng cong ........................................................................................................ 25 Hình 2.6: Ứng dụng kỹ thuật nội suy lát cắt dựa trên cải tiến phép hợp nhất biến dạng cong ........................................................................................................ 29 Hình 2.7: Minh họa kỹ thuật nội suy tuyến tính theo phương pháp lặp ......... 30 Hình 2.8: Minh họa kỹ thuật nội suy tuyến tính theo đường thẳng ................ 31 Hình 2.9: Ứng dụng kỹ thuật nội suy tuyến tính trong xoay ảnh MRI ........... 33 Hình 2.10: Ứng dụng kỹ thuật nội suy tuyến tính sinh lát cắt trung gian ....... 33 Hình 2.11: Minh họa kỹ thuật nội suy song tuyến .......................................... 34 Hình 2.12: Ứng dụng kỹ thuật nội suy song tuyến ......................................... 37 Hình 3.1: Hai lát cắt liên tiếp và những lát cắt trung gian .............................. 38 Hình 3.2: Hai lát cắt đầu vào của chương trình thử nghiệm 1 ........................ 44 Hình 3.3: Kết quả của chương trình thử nghiệm 1 ......................................... 44 Hình 3.4: Giao diện chương trình thử nghiệm 1 ............................................. 45 ix Hình 3.5: Thông tin bệnh nhân của chương trình thử nghiệm 1 ..................... 45 Hình 3.6: Giao diện của chương trình thử nghiệm 2 ...................................... 50 Hình 3.7: Thông tin bệnh nhân của chương trình thử nghiệm 2 ..................... 50 Hình 3.8: Dựng lát cắt với MPR (1) ............................................................... 51 Hình 3.9: Dựng lát cắt với MPR (2) ............................................................... 51 Hình 3.10: Dựng lát cắt với MPR (3) ............................................................. 51 1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây công nghệ thông tin phát triển với tốc độ chóng mặt về cả phần cứng và phần mềm. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều lĩnh vực khác trong xã hội như y học, giáo dục, giải trí, kinh tế, … Sự phát triển của phần cứng cả về phương diện thu nhận, hiển thị, cùng với tốc độ xử lý đã mở ra nhiều hướng mới cho sự phát triển phần mềm, đặt biệt là lĩnh vực xử lý ảnh. Nội suy ảnh là chủ đề được biến đến rộng rãi trong lĩnh vực xử lý ảnh và đã có nhiều nghiên cứu về chủ đề này, đặc biệt nội suy ảnh cũng được phát triển mạnh mẽ trong xử lý ảnh y – sinh học. Trong lĩnh vực y tế, xử lý ảnh đang được ứng dụng một cách rộng rãi và đem lại nhiều kết quả khả quan. Mặt khác nó còn hứa hẹn một tương lai tươi sáng, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học. Trong y học, chẩn đoán hình ảnh là một phương pháp chẩn đoán cho phép người bác sĩ có thể quan sát bằng hình ảnh các bộ phận của cơ thể bệnh nhân một cách trực quan nhất, từ đó đưa ra các chẩn đoán chính xác của bệnh lý để có biện pháp điều trị hiệu quả. Hình ảnh tái cấu trúc do các thiết bị này xuất ra là những lát cắt hai chiều của không gian cần chẩn đoán. Các thiết bị chẩn đoán đo lường bằng hình ảnh trong y học được phát triển nhằm mục đích tái hiện lại hình ảnh bên trong cơ thể bệnh nhân, phân biệt các bộ phận và phát hiện các tổn thương, từ đó giúp ích rất nhiều cho quá trình chẩn đoán bệnh. Là một kỹ sư hiện đang công tác tại bệnh viên đa khoa tỉnh Ninh Bình, hơn ai hết em rất muốn tìm hiểu và đóng góp một phần công sức của mình để có thể giúp ích nâng cao chất lượng, phục vụ cho quá trình khám, chữa bệnh được tốt hơn. Chính vì thế em chọn đề tài "Nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh" làm luận văn tốt nghiệp của mình. 2 Nội dung của luận văn này đề cập đến vấn đề nội suy ảnh và bài toán nội suy sinh lát cắt trung gian trong xử lý ảnh y tế nói chung và trong hỗ trợ chuẩn đoán hình ảnh nói riêng. Luận văn tìm hiểu các kỹ thuật nội suy được sử dụng trong xử lý ảnh y tế nói chung và tập trung vào vấn đề nội suy sinh lát cắt trung gian giữa hai lát cắt đã biết nhằm nâng cao chất lượng hiển thị ảnh y tế cũng như phục vụ quá trình tái cấu trúc mô hình 3D dựa trên những lát cắt 2D thu được từ những thiết bị chẩn đoán hình ảnh. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài đặt ra là: - Tìm hiểu chung về ảnh y tế và bài toán nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. - Tìm hiểu một số kỹ thuật nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. - Cài đặt mô phỏng bài toán nội suy sinh lát cắt trung gian và bài toán dựng lát cắt theo chiều dọc (hoặc chiều ngang). Từ nội dung đã nêu và mục tiêu nghiên cứu đặt ra, ngoài phần mở đầu, kết luận, những chương còn lại trong luận văn gồm những phần sau: Chương 1: Khái quát về ảnh y tế và bài toán nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. Nội dung của chương này trình bày khái quát về ảnh y tế, giới thiệu chuẩn ảnh y tế DICOM. Phần tiếp theo trình bày về bài toán nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh, hướng tiếp cận và ứng dụng kỹ thuật nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. Chương 2: Một số kỹ thuật nội suy ảnh trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. Nội dung của chương này trình bày 4 kỹ thuật nội suy ảnh, phương pháp và ứng dụng của từng kỹ thuật trong hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh. Chương 3: Chương trình thử nghiệm. Nội dung của chương này phát biểu bài toán nội suy sinh lát cắt trung gian và ứng dụng bài toán nội suy sinh lát cắt trung gian để dựng lát cắt theo chiều dọc (hoặc chiều ngang) từ đó cài đặt chương trình thử nghiệm. 3 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ẢNH Y TẾ VÀ BÀI TOÁN NỘI SUY ẢNH TRONG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH 1.1. Khái quát về ảnh y tế 1.1.1. Giới thiệu ảnh y tế Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc sử dụng các kỹ thuật xử lý ảnh để nâng cao hiệu quả sử dụng của các thiết bị chẩn đoán đo lường bằng hình ảnh là một vấn đề thời sự luôn được quan tâm và phát triển trong nhiều lĩnh vực như trong y học, khoa học vật liệu, công nghệ nano,… Đặc biệt trong y tế, việc chẩn đoán thông qua các xét nghiệm lâm sàng giúp bác sĩ chẩn đoán bệnh một cách chính xác tình trạng bệnh lý của bệnh nhân. Một số thiết bị chuyên dụng cao cấp như máy chụp X – quang, CT, MRI đã được phát triển và ứng dụng cho chẩn đoán hình ảnh. Mục đính chính là tái hiện lại hình ảnh bên trong cơ thể bệnh nhân một cách rõ nét nhất để có thể phân biệt được các bộ phận liền kề nhau và phát hiện các tổn thương. Hình ảnh được tái cấu trúc có thể chỉ là một lát cắt 2 chiều của không gian cần chẩn đoán, hình ảnh đó được gọi là ảnh y tế. Các thực thể tạo ảnh y tế (Medical image moldality) khác nhau cung cấp các thông tin đặc tính riêng biệt về các cơ quan bên trong cơ thể hay của các tổ chức mô. Độ tương phản và độ nhìn thấy của ảnh y tế phụ thuộc vào thực thể tạo ảnh, hàm đáp ứng cũng như phụ thuộc vào các vùng bệnh lý. Như vậy sự khác biệt đầu tiên của ảnh y tế với ảnh số thông thường đó là cách thức tạo ảnh. Từ đó việc hiển thị ảnh y tế cũng có sự khác nhau giữa các loại ảnh khác nhau. Đối với ảnh CT chỉ số Window / Level thể hiện độ sáng của ảnh hiển thị khá quan trọng bởi trong ảnh này vùng sáng thể hiện cấu trúc xương và mô của vùng chụp, nếu hiển thị ảnh với độ sáng quá cao sẽ khiến bác sĩ khó phân biệt vùng tổn thương hay yếu tố bệnh lý. Giá trị này sẽ được kỹ thuật viên điều chỉnh trong quá trình chụp bằng thiết bị chẩn đoán hình ảnh. Sự 4 khác biệt thứ hai đó là ảnh y tế cần lưu trữ thêm thông tin chung của ảnh như các thông tin cá nhân của bệnh nhân, loại ảnh (ví dụ như vùng chụp, ảnh CT hay MRI…) cũng như một số chỉ số riêng phụ thuộc vào thiết bị chẩn đoán hình ảnh. Bởi vậy cấu trúc của ảnh y tế khác với ảnh số thông thường. 1.1.2. Chuẩn ảnh y tế DICOM 1.1.2.1. Giới thiệu chuẩn DICOM DICOM được viết tắt từ cụm từ Digital Imaging and Communications in Medicine – Chuẩn ảnh số và truyền thông trong y tế. DICOM là chuẩn ảnh y tế được ra đời đầu tiên vào năm 1985 do ACR (American College of Radiologist) và NEMA (National Electrical Manufacturers Association) phát triển. Qua quá trình phát triển, chuẩn DICOM đã có 3 phiên bản. Phiên bản đầu tiên (V1.0) ra đời năm 1985 và có hai lần chỉnh sửa vào năm 1986, 1988. Tiếp theo đó, phiên bản thứ hai (V2.0) được đưa ra năm 1988 với một số tiêu chuẩn mới được bổ sung. Khi phát triển hai phiên bản này, tên gọi của chuẩn ảnh là ACR – NEMA. Phiên bản hiện tại (V3.0) được công bố vào năm 1993, bản chỉnh sửa cuối của phiên bản này được sử dụng hiện nay được phát hành năm 1999 và chính thức được gọi là chuẩn DICOM. Mục tiêu của chuẩn ảnh DICOM là cung cấp các phương thức để tích hợp các thiết bị, hệ thống, phương thức tạo ảnh, tạo ra một môi trường liên lạc thống nhất với nhau. Tiêu chuẩn DICOM cho phép việc tích hợp dễ dàng các máy thu nhận hình ảnh, server, trạm làm việc, máy in và các thiết bị phần cứng khác có nối mạng từ các nhà sản xuất khác nhau vào trong hệ thống PACS. Các thiết bị khác nhau được đi kèm một bảng đáp ứng các tiêu chuẩn DICOM để làm rõ các lớp dịch vụ mà thiết bị này hỗ trợ. Các tập tin DICOM có thể được trao đổi lẫn nhau giữa các hệ thống khi các hệ thống này có khả năng thu nhận hình ảnh và dữ liệu bệnh nhân theo định dạng DICOM. Định dạng dữ liệu DICOM khác so với các định dạng khác là các nhóm thông tin được tích hợp 5 vào bên trong tập tin DICOM. Do đó, nếu một tập tin X – quang phổi theo định dạng DICOM sẽ chứa các thông tin như tên bệnh nhân, mã ID bệnh nhân, vì vậy hình ảnh sẽ không bao giờ bị thất lạc thông tin. Ngày nay, hầu hết các bệnh viện trên thế giới đều áp dụng chuẩn DICOM vào các thiết bị y khoa, máy trạm, server, các hệ thống quản lý trong hoạt động khám và chữa bệnh. 1.1.2.2. Cấu trúc chuẩn DICOM  Cấu trúc chuẩn DICOM Các thành phần của chuẩn DICOM bao gồm: - Nghi thức thực hiện (Conformance). - Định nghĩa đối tượng thông tin (Information Object Definitions). - Định nghĩa lớp dịch vụ (Service Class Definitions). - Cấu trúc dữ liệu và mã hóa (Data Structure and Encoding). - Từ điển dữ liệu (Data Dictionary). - Giao thức trao đổi bản tin (Message Exchange Protocol). - Hỗ trợ truyền thông mạng trao đổi bản tin (Network Communication Support for Message Exchange). - Hỗ trợ trao đổi kiểu điểm – điểm (Point to Point Support). - Profiles ứng dụng lưu trữ Media (Media Storage Application Profiles). - Media vật lý và khuôn dạng dùng cho trao đổi dữ liệu (Media Formats and Physical Media for Data Interchange). - Chức năng hiển thị chuẩn mức xám (Grayscale Standard Display Function). - Profiles quản lý hệ thống và an ninh bảo mật (Security and System Management Profiles). - Nguồn ánh xạ nội dung (Content Mapping Resource). 6 Hình 1.1: DICOM và mô hình tham chiếu OSI  Định dạng file DICOM : gồm 2 phần là header và dữ liệu ảnh. Header - Tên và ID của bệnh nhân. - Loại ảnh y khoa (CT, MRI, Audio Recording,…). - Kích thước ảnh, máy sinh ảnh, … Hình 1.2: Thông tin file DICOM 7 Trong hình 1.2: 794 bytes định dạng Header DICOM, mô tả kích thước ảnh và các thông tin ảnh. Để biết được kích thước ảnh ta dựa vào thông tin của Frames, Rows và Columns trong phần Header. Hình 1.3 là ví dụ về một ảnh MRI với số Frames, Rows, Columns tương ứng được chụp: 109 x 91 x 2 = 19838 bytes. Như vậy ta sẽ tính được kích thước của ảnh. Hình 1.3: Một số trường của ảnh DICOM Dữ liệu ảnh - Ảnh nén (bitmap) hoặc ảnh chưa nén từ (jpeg, gif, …). - 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. 8 - Hỗ trợ truyền thông mạng cho việc trao đổi bản tin. - Khuôn dạng file và lưu trữ trung gian. - Sơ lược ứng dụng lưu trữ trung gian. - Chức năng lưu trữ và khuôn dạng trung gian cho trao đổi dữ liệu. - Chức năng hiển thị chuẩn mức xám. - Sơ lược an toàn. - Nguồn ánh xạ nội dung.  Khuôn dạng DICOM Thông tin đầu file (Header): 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. Các thành phần dữ liệu này có nhãn dạng (0002, xxxx), được mã hóa theo cú pháp chuyển đổi VR ẩn và Little Endian. Hình 1.4: Cấu trúc file DICOM Bộ dữ liệu: Mỗi file chỉ chứa một bộ dữ liệu thể hiện 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. 9 Thông tin quản lý file: Khuôn dạng file DICOM không bao gồm thông tin quản lý file để tránh sự trùng lặp với chức năng liên quan ở lớp khuôn dạng trung gian. Nếu cần thiết các thông tin sau sẽ được đưa ra bởi một lớp khuôn 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 …). Khuôn 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 toàn có thể có các thuộc tính an toàn sau: - Bảo mật dữ liệu. - Xác nhận nguồn gốc dữ liệu. - Tính toàn vẹn dữ liệu.  Cấu trúc căn bản của file DICOM là Data Set Hình 1.5: Cấu tạo Data Set Bảng 1.1: Các khái niệm trong DICOM 10 Ý nghĩa Khái niệm Data Set Là tập hợp nhiều Data Element trong một file DICOM. Là một đơn vị thông tin trong DICOM file. Các field Data Element trong Data Element mô tả đầy đủ thông tin gồm: ý nghĩa, giá trị, chiều dài và định dạng dữ liệu của tin. Là 2 số nguyên không dấu, mỗi số 16 bit. Xác định ý nghĩa của Data Element như tên bệnh nhân, chiều cao của Tag ảnh, số bit màu, … Một số xác định Group Number và số kia xác định Element Number. Các thông tin (Data Element) cùng liên quan đến một nhóm ngữ nghĩa có chung Group Number. Đây là field tùy chọn, tùy vào giá trị của Transfer VR (Value Representation) Syntax mà VR có mặt trong Data Element hay không. Giá trị của VR cho biết kiểu dữ liệu và định dạng, giá trị của Data Element. Cho biết số lượng giá trị của Value Field. Nếu số lượng Value không xác định, VM sẽ có dạng “a – b” với a là số giá trị Value nhỏ nhất và b là số Value lớn nhất có thể có của Data Element. VM (Value Multiplicity) Data Element với Value Field có nhiều giá trị sẽ được mô tả cụ thể như sau: + Với chuỗi kí tự, dùng kí tự 5Ch (‘\’) làm kí tự phân cách. + Với giá trị nhị phân, không có kí tự phân cách. 11 Là một số nguyên không dấu, có độ dài là 16 hay 32 bit. Giá trị của Value Length cho biết độ lớn (tính theo Value Length byte) của field Value Field (không phải là độ lớn của toàn bộ Data Element). Giá trị của Value Length là FFFFFFFFh (32 bit) hàm ý không xác định được chiều dài (Undefined Length). Là nội dung thông tin (Data Element). Kiểu dữ liệu của Value Field field này do VR quy định và độ lớn (tính theo byte) nằm trong Value Length. Transfer Syntax là các quy ước định dạng dữ liệu. Giá trị của Transfer Syntax cho biết cách dữ liệu được Transfer Syntax định dạng và mã hóa trong DICOM đồng thời cũng cho biết VR sẽ có tồn tại trong Data Element hay không. Mặc định ban đầu, Transfer Syntax của file DICOM là Explicit Value Representation Little Endian Transfer Syntax. IOD đại diện cho một đối tượng chứa thông tin và đối tượng này có tồn tại trong thế giới thực. Thông tin của đối Information Object Definition (IOD) tượng IOD là thông tin của đối tượng trong thế giới thực. Có 2 loại IOD: + Composite IOD: là IOD đại diện cho những phần khác nhau của các đối tượng khác nhau trong thế giới thực. + Normalized IOD: là IOD cho duy nhất một đối tượng trong thế giới thực.