傳統醫學影像轉換為 DICOM 格式 ─以超音波為例 DICOM Transformation for Conventional Medical Image
─Ultrasonography Example
黃珮榆 Pei-Yu Huang1, 吳威德 Wei-Te Wu1, 林宥安 Yu-An Lin1, 陳玫蓉 Mei-Jung Chen1, 李文立 Wen-Li Lee2, 張可盈 Koyin Chang2,李宗杰 Tsung-Chieh Lee3, 林俊宏 Jiun-Hung Lin4, 蘇經洲 Ching-Chau Su5, 林仁得 Jen-Der Lin5, 蕭嘉宏 Chia-Hung Hsiao6,and 湯士滄 Shih-Tsang Tang1*
1銘傳大學生物醫學工程學系 Department of Biomedical Engineering, Ming Chuan University
2銘傳大學醫學資訊與管理學系 Department of Healthcare Information and Management, Ming Chuan University
3元培科技大學生物醫學工程系 Department of Biomedical Engineering, Yuan Pei University
4崑山科技大學電子工程系 Department of Electronic Engineering, Kun Shan University
5南榮技術學院電機工程系 Department of Electrical Engineering, Nan Jeon Institute of Technology
6慈濟大學醫學資訊學系 Department of Medical Informatics, Tzu Chi University *Corresponding Email: [email protected]
一、中文摘要
偏鄉地區往往有醫療基礎設施的不足的問 題，因而造成城鄉差距。然而遠距醫療是一種克 服城鄉差距的有效方式，但遠距醫療的先決條件 在於病患資料的交換，可是目前偏鄉地區的超音 波機器大都是早期的機型；並不支援醫學影像 DICOM 格式，所以有醫學影像交換的問題，因此 在現階段很難進行超音波影像的交換，所以更無 法實現遠距醫療。本研究的目標在於發展超音波 醫療影像整合系統；讀取這些舊型超音波機器的 影像，並進一步將其轉換為 DICOM 標準格式。
我 們 採 用 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver、LabVIEW Application Builder、LabVIEW IMAQ 、 LabVIEW Image Library 、 Intel JPEG Library 與 DicomObjects 等工具，因此可以在個 人電腦平台上完成全部的工作；控制超音波機器 輸影像、擷取影像與影像封裝。另外，還可以協 同其他應用程式進行後續研究。
關鍵詞：遠距醫療、超音波、DICOM Abstract
The inadequate infrastructure makes healthcare resources unbalance between rural and city. The telemedicine might be a solution. Patient's information sharing is the prerequisite in telemedicine, and the medical image communications is another critical issue. DICOM is one of the most popular medical image standards. In rural clinics, the ultrasonography is well seen for its non-radical, but usually is early models, which is not DICOM compatible. This situation obstructs the sharing of ultrasonography, and prevents the implement of telemedicine. This research developed a telemedicine counselling structure, which integrated the ultrasonography into modern DICOM
system. We will use LabVIEW Plug and Play Instrument Driver 、 LabVIEW Application Builder 、 LabVIEW IMAQ 、 LabVIEW Image Library 、 Intel JPEG Library and DicomObjects.
And then the developed platform can control ultrasongraphy to output image, acquire image, and encode image. Additionally, it can also cooperate with other medical application tools.
Keywords:
Telemedicine
, Ultrasonography, DICOM二、緣由與目的
偏遠地區因地理位置的限制，造成人口分布 不均，而且醫療資源普遍缺乏，又因交通不便，
民眾赴外地就醫不易，因此大多依賴當地衛生所 提供必需之醫療服務。為了弭平偏遠地區醫師不 足之問題，遠距醫療可提供無地域性及無時間性 限制之溝通環境，讓醫療服務深入鄉村或深山部 落，可有效提升醫療服務與品質，縮短城鄉差距。
遠距醫療的先決條件在於資料的交換，尤其是醫 學影像的資料交換。在偏鄉地區最普遍使用的醫 學影像設備為 X 光與超音波，另外，由於超音波 不具有輻射線，因此超音波的使用最為普遍。但 偏鄉地區所使用的超音波機器大多是老舊的機 型；並不能支援 DICOM 標準格式，所以也無法 進行資料的交換。因此目前遠距醫療並無法普遍 推廣。
所以本研究的目的在於克服老舊超音波機器 的影像資料相容問題，使其超音波影像能與都會 區醫學中心的 PACS 系統相容，進而促成遠距醫 療的推廣。
三、材料與方法
本研究採用 LabVIEW 為主要的系統發展工 具，一方面採用 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver 來控制影像擷取卡進行影像擷取，再將所 擷取之影像封裝成標準 DICOM 醫學影像檔，最 終經由 Application Builder 將程式碼模組化，一方 面易於使用，另一方面可以其他程式協同合作，
進行醫療資訊的整合及分享。
所發展的影像整合系統可以在個人電腦平台 上完成全部的工作，而不需要一邊操作超音波機 器、一邊操作個人電腦；搞得手忙腳亂。而本研 究主要採行的工具為 NI LabVIEW、Intel JPEG Library 與 DicomObjects，主要的工作有三類：（1）
發 展 超 音 波 影 像 擷 取 工 具 、（ 2 ） 超 音 波 影 像 DICOMDIR 標準封裝、（3）應用程式封裝。系統 架構圖如圖一所示。
圖一、系統架構圖
(一) 發展超音波影像擷取工具
擷取超音波影像包括兩個部份：超音波儀器 的控制與類比輸出影像擷取。主要使用的工具為 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver，依據 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver 所提供 的各式驅動程式原始碼，並參照超音波儀器硬體 手冊，進行原始碼的修改、新增或客制化以控制 超音波儀器輸出影像。
另外，由於超音波影像本身解析度並不高，
因此並不需要高階影像擷取設備。所以本研究採 用目前市面上普遍通行的影像擷取設備，這樣不 但可以大為降低費用，而且更換與維護都非常方 便。但是這種市售的影像擷取設備並沒有提供完 整的應用程式界面，所以還是須由 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver 依據影像擷取晶片的指 令集來發展出與 LabVIEW 相容的驅動程式。
(二) 超音波影像 DICOMDIR 標準封裝
DICOMDIR（DICOM Directory）是 DICOM 影像存於可攜式媒體的檔案格式；其作用相當於 一個索引檔；記錄所有燒錄於光碟片或其他儲存 媒體的 DICOM 影像檔的相對實體位置，類似目 錄的功能。其目的在於提供一個標準的架構來允 許不同形式的 DICOM 影像物件與其相關影像資
訊，藉由不同容量的可攜式媒體，做為影像交換 的作用。DICOMDIR 的服務功能是可以跨平台 的，換句話說，只要所製作出之 DICOMDIR 可攜 式媒體符合標準之規定，在任何作業系統之電腦 都能使用 DICOMDIR READ 功能讀取該可攜式 媒體中所有影像物件。因此將 DICOM 之數位醫 療影像以 DICOMDIR 方式存於可攜式的媒體是 醫界廣為接受的一種方式，DICOMDIR 在跨院影 像交換機制上，扮演重要的角色。
本 研 究 採 用 LabVIEW Plug and Play Instrument Driver、LabVIEW Image Library、Intel JPEG Library 與 DicomObjects 等工具，將影像擷 取設備所輸出的 JPG 超音波影像轉換為 DICOM 格式，然後再進一步封裝為 DICOMDIR。
(三) 應用程式封裝
系統完成後將進行應用程式的封裝，封裝成 兩種形式：其一為獨立執行應用程式；亦即不需 安裝 LabVIEW 亦可執行。其二是封裝為共享動態 鏈接庫（shared dynamic link libraries; DLLs），這 樣還可以與其他應用程式協同工作，進行醫學影 像的其他研究。
使用 LabVIEW Application Builder 來進行應 用程式的封裝，Application Builder 具有保護程式 碼的特性，當程式碼轉換成獨立執行檔後，不會 輕易地被修改。
四、結果與討論
目前已到桃園榮民醫院完成初步的實驗，所 採用的超音波機器為 TOSHISBA SSA-220A，如圖 二所示。透過 LabVIEW 能進行動態影像的錄影輸 出，並且在動態錄影時，可以進行影像的擷取與 輸出，所擷取的影像如圖三所示。並且我們還設 定快捷鍵，讓使用者能夠在個人電腦平台上完成 全部的工作，其擷取到的影像會編碼成 DICOM 格 式，以及使用者的詳細資料也會一併被記錄下 來，並且儲存在光碟之中。
圖二、實際測試 TOSHISBA SSA-220A 超音波儀 器
圖三、LabVIEW 擷取到之 JPG 影像檔 五、結論
本系統可協助遠距醫療實現，提供醫護人員 超音波醫學影像分享。這將縮短醫療保健之城鄉 差距，弭平偏遠地區專科醫師不足之問題，促進 實施遠距醫療服務，提供無地域性及無時間性限 制之溝通環境，讓醫療服務深入偏鄉地區獲得良 好的醫療品質，來縮短城鄉差距。並且提供醫護 人員在使用這套系統可以在個人電腦平台上完成 全部的工作，而不需搞得手忙腳亂。
六、參考文獻
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