DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)标准是医疗数字图像数据通讯的国际标准协议。其目的是为了使医疗数字图像及各种相关信息在不同的医疗成像设备及系统间的传输有一个统一的标准。DICOM标准通过定义标准网络接口和数据模型的方法解决了不同设备制造商采用不同格式医疗成像设备的互联问题。推动开放式与厂商无关的医疗数字图像数据的传输与交换,促进了、PACS系统(Picture Archiving and Communication Systems)的发展及其与HIS系统(Hospital Information Systems)的结合。DICOM是一个开放的、不断自我完善和发展的国际化数据传输标准。在1993年NEMA大会上通过DICOM3.0标准之后,经过将近二十年的努力和扩充修改,其补充协议已达到一百多个。目前,DICOM标准共有20个章节和若干扩充部分。第一章,简介。第二章,一致性。第三章,信息对象定义。第四章,服务类说明。第五章,数据结构和编码。第六章,数据字典。第七章,消息交换。第八章,消息交换的网络支持。第九章,用于消息交换的点到点连接。已被淘汰。第十章,媒体存储和文件格式。第十一章,媒体存储应用概要。第十二章,数据交换的存储功能和媒介格式。第十三章,点到点通信支持的打印管理。此章已被淘汰。第十四章,灰度标准显示函数。第十五章,安全概要。第十六章,内容映射资源。定义了DICOM信息对象的结构化文档模板和信息对象中使用的代码术语集。第十七章,解释信息。此部分包含解释信息的附录。第十八章,网络访问DICOM对象。第十九章,应用程序虚拟主机。第二十章,DICOM标准与HL7标准的转换。肿瘤放射治疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其它粒子束等治疗恶性肿瘤的一种方法,是当今恶性肿瘤治疗的主要手段之一。整个治疗过程,可分为四个环节：体模阶段、计划设计、计划确认及计划执行,这涉及到频繁而精确的数据交换,因此数据的安全和迅速传输对保证治疗质量具有非常重要的意义。对此NEMA赞助了一个特别工作组,也就是后来的Working Group7,用来专门研究放射治疗领域的数据传输问题。特别工作组在DICOM标准的基础上根据放射治疗的需求制定了DICOM-RT标准。就目前的形势来看,DICOM-RT标准是行业内公认的最为可靠的放射治疗数据存储和传输标准,绝大多数国际设备生产厂商的放射治疗设备都兼容DICOM-RT标准。DCIOM-RT标准对加快放射治疗数据使用和传输的标准化和专业化起到了关键作用。DCIOM-RT标准共包含七个DICOM-RT对象：RT结构集、RT计划、RT剂量、RT图像以及RT记录。其中RT记录包括射束治疗记录、近距离治疗记录和放射治疗总记录。RT结构集定义了放射治疗相关的重要区域的数据结构集,每个区域结构可以和一个或多个图像对象相联系。RT计划包括体外或近距离治疗过程的几何参数和剂量数据。例如照射角、准直器开口、射野调节装置、近距离治疗通道与源规格。RT剂量主要用于传输TPS所计算的剂量数据。其中剂量的分布可以通过二维、三维的网格或等剂量线来表示,还可以包含剂量直方图数据、声音解说、应用查找表,但没有坐标系统的定义,需要和其他相关对象同时定义。RT图像包括成像设备(如CBCT)所得到的图像及数字化重建放射图像(DRR图像)等。相对DICOM图像对象,它可以叠加一些特征曲线和成像参数信息,如准直器的开度、射束修整设备位置、病人器官轮廓线和靶区轮廓线等。RT记录包括射束治疗记录、近距离治疗记录和放射治疗总记录。治疗记录对象是整个疗程中各次治疗的记录,还可以显示治疗的累积效果。在现代放疗体系中,放射治疗的完成需要DICOM-RT对象的全程参与：①在体模阶段,得到包括病人靶区的DICOM断层图像,为进一步制定肿瘤放射治疗计划提供基本数据。②虚拟模拟工作站接收到DICOM断层图像后,利用三维图像处理技术对DICOM图像进行勾画,确定病灶和受保护区域(脊髓、神经等),包含肿瘤、危险器官等结构,生成对应的RT Structure Set对象。③根据RT Structure Set对象中的人体解剖结构信息,治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)生成一个与RT Structure Set对象相关联的初步RT Plan对象(包括射束几何尺寸等)及RT Image对象(如DRR等)。TPS通过以上对象信息计算出剂量分布,并将吸收剂量分布和剂量学统计数据包含在其生成的RTDose对象中。④在TPS中,依照DICOM图像,RT结构集和RT计划,计算治疗计划所需的剂量数据。如果有必要,对RT Image内所包含的射野信息作相应修改补充,以便产生新的RT Plan和RT Image(如DRR等)。⑤将完善后的RT Plan发送至验证系统以及加速器等治疗设备,然后将验证系统产生的RTImage对象验证图像与DRR进行比较验证,如有效,将所有数据送至治疗设备进行治疗。⑥治疗设备和验证记录系统在治疗过程中定期对治疗参数作记录并产生RT Treatment Records对象。本文遵照DICOM及DICOM-RT标准,通过分析DICOM-RT标准在放射治疗全过程中的应用,建立遵循该标准的放射治疗数据通信接口,使放射治疗各设备及系统间既互通又开放。本文首先介绍DICOM标准的产生和发展,并对DICOM标准信息对象、应用实体结构及其网络通讯模型进行说明,并且深入浅出地介绍DICOM的服务和对象定义、消息数据编码、协议数据单元PDU(Protocol Data Unite)的封装以及DICOM消息的交换机制等基本原理。然后介绍DICOM-RT标准与DCIOM标准的关系,描述了DICOM-RT对DICOM标准所使用的方法和制度的保留和继承,并说明了DICOM-RT标准在放射治疗领域的优势以及其对放射治疗发展做出的贡献。本文还对DICOM-RT特有的属性进行详尽说明,分析了DICOM-RT的信息模型、数据编码方式及七个DICOM-RT对象。文章的主体部分对DICOM-RT放疗信息系统的通讯模型的实现过程进行了详尽的说明,此模型分为客户端模块、TCP/IP接口模块、关联模块及服务类模块四个模块。其中客户端模块实现用户与DICOM应用实体的交互以及指令与信息的输入输出。TCP/IP接口模块主要完成建立网络连接的功能,实现上层网络与传输层的对接,将上层数据通过TCP/IP协议发送,或通过TCP/IP协议获取底层数据。关联模块实现上层协议的内容。服务类模块通过DICOM服务类完成对DICOM对象及DICOM-RT对象的操作,这个模块实现的DICOM服务类包括：①存储服务类。这个服务是指由一个DIMSE服务用户(SCU)请求另一个对等DIMSE服务用户(SCP)存储复合SOP实例信息,它是最常用的DICOM服务类。②查询检索类。这个服务是指根据查询条件在SCP服务器中查找与之相匹配的内容,并得到相关信息。③基本工作列表服务类：这个服务类实现设备操作台与登记台之间的通讯,以便于医疗成像设备与信息系统的集成。由于DICOM标准引入了信息对象以及服务类的概念,所以采用适用于面向对象及类的编程工具实现这个通讯模型。在Windows MFC框架基础上,选择Visual Studio2008作为开发工具,采用C++语言编写应用软件来实现放疗信息系统与其他系统以及设备间的通讯。最后在局域网环境下,利用DVTK软件对放疗信息系统通讯模型进行了功能测试。测试的数据有四组,其中三组为适形放射治疗,另一组为调强放射治疗。收集的数据有CT图像、DRR图像和相应的RT对象文件。结果表明,无论是CT图像这种DICOM数据,还RT结构集等DICOM RT数据,都能够做到正常无损传输,达到预期目标。