一 DICOM与HL7简介

1. DICOM

DICOM是美国放射学会ACR和美国电器制造商协会NEMA组织制定的专门用于医学图像存储和传输的标准。它主要涉及到信息系统中最主要也是最困难的医学图像的存储和通信，以解决在不同地点、不同设备制造商、不同国家等复杂的网络环境下的医学图像存储和传输的问题。它可直接应用在放射学信息系统(RIS)和图像存档与通信系统(PACS)中。

DICOM也是研究和开发具有网络连接功能、实现信息资源共享的新型医疗仪器的技术基础。医疗仪器在朝着自动化、智能化发展的同时，也在向着具有通信能力的遥控遥测和信息远程获取的网络功能发展，医疗仪器既是医疗信息系统中的信息源，又是系统中的信息使用者，是信息系统中的一个主要环节，网络化的医疗仪器对医学信息系统的重要性是不言而喻的。

DICOM标准的另一个特点是它定义在网络通信协议的最上层，不涉及到具体的硬件实现而直接应用网络协议，因此与网络技术的发展保持相对独立，可以随着网络性能的提高而使DICOM系统的性能立即得到改善。DICOM尽管提供了OSI的网络模型，但现在实际上网络绝大部分都是在TCP/IP协议下构成的，网络硬件采用的形式可以多种多样，如100M的双绞线100Base-T，光纤FDDI，综合业务数字网ISDN，T1线路等，还有速度较低的10兆网10Base-T和电话线路。只要设备具有支持TCP/IP协议的网络接口，在软件的支持下，就可以做到像PC机一样实现“即插即用”，非常方便地加入到医学信息系统的网络中。在这样的意义下，用DICOM实现的医疗信息系统，无论是RIS还是PACS，都具有类似的结构。

在采用DICOM标准的信息网络系统中，所有DICOM设备之间都可以按照DICOM的网络上层协议进行互相连接和操作。临床医生可以在办公室查看B超设备的图像和结果，可以在CT机上调用核磁共振图像进行图像的叠加融合，也可以通过网络调用存储在其他医院的图像结果。无论是本院、本地还是相距很远的外地，DICOM设备都可以通过网络相互联系，交换信息。

2. HL7

1987年由SamSchultz博士在宾夕法尼亚州大学医院主持的一次会议促成了HL7组织和通信标准的诞生。随着许多用户、厂商、顾问组织的加入，HL7队伍在逐渐壮大，于是成立了HL7工作组。HL7的主要应用领域是HIS/RIS，目前主要是规范HIS/RIS系统及其设备之间的通信，它涉及到病房和病人信息管理、化验系统、药房系统、放射系统、收费系统等各个方面。HL7的宗旨是开发和研制医院数据信息传输协议和标准，规范临床医学和管理信息格式，降低医院信息系统互连的成本，提高医院信息系统之间数据信息共享的程度。

Health Level 7中的“Level 7”是指OSI的七层模型中的最高一层，第七层。但这并不是说它遵循OSI第七层的定义数据元素，它只是用来构成它自己的抽象数据类型和编码规则。它也没有规定规范说明如何支持OSI第一到第六层的数据。

HL7并没有提供一个完全的“即插即用”解决方案，因为在医疗机构的传输环境中有两个重要的影响因素:

(1)医疗机构的传输环境中缺乏处理的一致性;

(2)产生的结果需要在用户和厂商间进行协商。

因此，它提供的是一个可在较大范围内选择数据和处理流程的灵活系统，并尽可能的包括所有已知的程序(触发器Trigger)和数据(段Segment和域Field)要求。

在HL7通信协议中，消息(Message)是数据交换的基本单位。HL7的消息是自动生成的，它将HL7标准文档自动转化为一个HL7规则数据库和部分程序数据结构代码。实现一个通信标准的具体工作是生成数据结构，以及实现一个构造器(Builder)和一个解析器(Parser)。数据结构表现了标准中各个数据对象的相互关系。构造器将数据结构中的数据转化成能在电子数据交换媒介中传输的数据串。而解析器能够将数据串解析回原来的数据结构。HL7标准是一个文本结构的文档。首先，利用一些文字处理工具将文档中的各个数据定义抽取成数据结构，再将结构的形式存入预先定义的HL7规则数据库。然后，开发一种代码生成器，它根据规则数据库的内容，自动生成某一种计算机语言代码。最后，可将这些代码加入实际应用的程序框架。

ADT主要是关于病人个人信息的生成和更新，以及病人来访等信息数据的交换。由于任何加入医疗系统网络的设备都需要病人的个人信息，ADT是HL7标准中应用最广泛的一个方面。通常，进入一个ADT系统的数据总是要传递给医院的各种系统，现在甚至要传递给保险公司。

二 HL7与DICOM间的联系

HL7和DICOM是信息系统—影像系统ISIS(Information System-Imaging System)模型中的组成部分。ISIS模型是HL7和DICOM等现实世界模型的一个公共映像，确保它们之间的一致性。如: 在DICOM第3章的附录G中谈到: 服务期是一个管理上的概念，它出现在扩展模型中，以为将来适应其他标准组织，包括HL7、CEN TC 251等支持的公共模型，即ISIS，铺平道路。

在HL7的第7章中对计算机系统间传送结构化的、面向病人的临床数据所必需的事务(Transaction)进行了描述。其中谈到: 事务所携带的是作为文本、数字或绝对值报告的信息。消息并不携带图像本身，图像的有关传输及标准见DICOM标准。实际上，HL7用来指导生成HIS和RIS系统，主要涉及到文本信息及其管理; 而涉及到图像信息时交由支持DICOM标准的PACS系统处理或调用。

HL7的应用范围更加广泛，图中所列出的仅是一个医院内部的部分情况，今后它的发展可能跃出一所单独的医院的围墙，而成为各个医院之间以及医院和社会其他部门行业之间的统一接口。但是在调用图像存储和传输这一部分时，它是采用DICOM标准的。

HL7被用于把波形观察转换为通用的临床信息系统。DICOM波形信息对象的定义已经被特别的与HL7波形信息格式在语义层上协调了，包括信道属性定义和同步获取信道的多元组的使用等。通用对象模型的应用允许在DICOM的波形交换和HL7的波形交换之间进行直接的代码转换和协同，也可以被看作是两个信息系统之间的不同的语义的通用的语义工具。

HL7允许传输封装成HL7信息的DICOM SOP实例(信息对象)。由于DICOM与HL7波形在语义上是协调的，所以DICOM波形服务对象对的实例不需要用压缩数据传输，它们可以以HL7波形获取形式的原有形式传输。

三 DICOM中关于DICOM和HL7之间接口的规定

当我们在影像获取设备、影像扫描设备、影像存储设备、影像后处理工作站等设备之间交换影像时，必须寻找一种把数字化影像及其信息输入/输出的影像设备。在没有一种工业化的标准之前，每一种影像设备上都必须有一个专门的接口。放射科的影像设备来自多个厂家，它们之间数据都不兼容。为了实现设备的互联，医院必须专门开发或者购买相应的接口。所以首先需要各个设备都支持一个标准，如DICOM标准，这样各个设备就可以自由的交换数据; 如果设备支持不同的标准，如分别支持DICOM和HL7，则要求在他们之间建立接口。

在DICOM中作了一些规定，以利于DICOM和HL7之间进行接口。例如:

1.自从DICOM标准出版以来，做了很大的努力来协调DICOM标准的信息模型和其他相关标准的模型之间的关系，尤其是HL7模型和CEN TC 251 WG3 PT 022模型。这是可以更好的与医院中各种实际情况结合，根据这些情况调整模型。在讨论模型的时候，信息实体的定义和它们的识别参数起了重要的作用。

在DICOM服务类说明里的附录M: 识别参数的处理技术里显示了哪个识别参数可以包括在图像SOP实例和它们相关设备执行程序步骤(MPPS)SOP实例中。阐明了不同的情况，来描述带有信息系统的设备的多种层次的整合，以及关联暂时不可用的情况。

DICOM标准中第3部分的附录J波形中定义了一些波形信息对象。DICOM波形信息对象的定义已经被HL7波形信息格式在语义层上协调了。应用通用对象模型允许在DICOM的波形交换和HL7的波形交换之间进行直接的代码转换和协同，也可以被看作是两个信息系统之间的不同语义的通用语义工具。这显示了DICOM波形IE和HL7波形信息格式间的一致性。

2.在DICOM中还定义了一些属性，这些属性在HL7中也有相似的定义，这样就可以与HL7的环境协同工作。如第三部分: 信息对象定义中的影像服务请求模块属性中的放置者定单号/影像服务请求和填充这定单号/影像服务请求，这两个属性是用来描述相应的定单号，在HL7中有相应的定义。

3.在DICOM中定义了一些信息对象，这些信息对象在HL7中也有定义，这是在DICOM第三部分的信息对象定义部分。另外在第四部分服务类说明里规定了一些识别参数。这些结合起来就可以在DICOM和HL7之间进行接口。

4.DICOM提供了PACS和HIS的接口。DICOM不仅规范了医学图像存储和通信的标准，而且也提供了病人统计信息、检查信息和诊断报告等与图像相关信息的规范和服务，DICOM标准的这部分被称为“DICOM和HIS接口”。表中列出了与建立HIS接口相关的DICOM信息对象定义IOD(Information Object Definitions)和服务元素SE(Ser-vice Elements)。除表中定义的规范外，近年来还增加了相关的工作表(Work List Management) IOD(Waveform IOD)等PACS和HIS相关的通信协议。DICOM中的这些规范，为PACS和HIS的集成奠定了基础。

5.通过DICOM与HL7网关实现PACS和HIS的接口。在PACS和HIS间建立DICOM/HL7网关，实现PACS和HIS的通信。通过该网关，影像科室医生在诊断工作站书写影像诊断报告时，可自动获取HIS中病人相关信息，包括检查信息、病历、医嘱、检验结果等。

可以从DICOM信息流中获取病人ID，再从HIS服务器中查找到对应的记录，并按照HIS中的人口信息修改DICOM中的人口信息，修改后的信息存入HIS服务器和影像服务器。在影像服务器中，信息按照DICOM的“实体—关系”(Entity-Relationship)数据结构模型(病人层→检查层→系列层→影像层)生成DICOM文件。由于在HIS的检查记录表增加了关联字段，HIS的工作站能通过该网关直接查找PACS上的影像。

该网关的优点是: 可以达到两个系统的充分集成，如: 病人人口统计信息不必重复录入，可以实现大部分的PACS和HIS/RIS交互功能，可以实现图像提取，图像自动路由等PACS的智能功能，给用户的是统一集成的用户界面，能够自动检索数据从而节省人工输入关键字来检索的时间，能够统一管理数据的存取权限等。

其缺点是: 相互集成的PACS和HIS/RIS必须相互开放或具有标准化接口，这对某些现存产品或系统来说是很困难的。

四 应用实例

这个医院内部有两个医疗应用系统: HIS和PACS。

HIS系统向PACS系统发送检查医嘱，传送病人姓名、性别等标识信息以及相应的检查医嘱等临床医疗资讯信息，这些信息按照HL7标准规定的检查医嘱事件处理。HIS系统收集到相应的病人基本标识资料和检查医嘱等数据后，向PACS系统发出HL7标准的检查医嘱消息(ORM)。PACS系统连接到HIS系统(在TCP/IP协议的基础上)，接收HIS系统发来的检查医嘱。病人完成检查以后，PACS系统可以将结果直接发还给HIS系统，对于系统中的非DICOM标准设备产生的胶片，将通过数字化仪(Digitizer)(主要是激光扫描数字化仪和CCD数字化(负片)扫描仪)在确保影像质量的前提下，将胶片上记录的模拟信息数字化，间接采集图像信息。同时应用公认的图像压缩标准(如:“JPEG”(联合图片专家组)无失真压缩算法)将数字化医学影像压缩存储。按DICOM标准报告医嘱执行情况，内容包括病人标识基本资料、检查医嘱以及检查结果等临床医疗数据。与类似前面调用过程的相反方向，向HIS系统发送检查医嘱回应消息(ORR)，完成一次医疗信息交换。在DICOM和HL7之间有一些通用的对象的属性的定义，通过它们进行了HIS/PACS之间的信息转换和识别。HIS接收到的已经是HL7标准的数据格式，它们可以与任何其他HL7的医疗应用系统直接连接而不用考虑接口方法的问题。