使用 DICOM 集成文化遗产 X 射线计算放射和计算断层扫描数据的流程

为什么古物需要新型 X 射线

博物馆和档案馆越来越依赖 X 射线和 CT 扫描仪，在不触碰脆弱珍品的情况下窥探其内部。但尽管这些图像看上去像医院的扫描，数据需求却大不相同：馆长们必须在像素之外记录对象的历史、所有权和伦理信息，并且需要几十年后仍然值得信赖、便于在线共享的文件。本文介绍了一种名为 DICOCH 的新数字流程，它改造了医学影像标准，使其能够安全地将文化遗产对象的故事和法律状况保存并传递到未来。

扫描过去的问题

保护修复人员已使用无损 X 射线方法——计算放射（CR）和计算断层（CT）——来研究艺术品和文物的构造、损伤或修复方式。然而生成的数据往往四散存放：图像在一个文件夹，表格元数据在另一个，报告以 PDF 存储。此类碎片化容易导致对象与其语境之间的联系丢失，例如制作时间与地点、所有权以及能否在线展示等信息。现有来自医学与工业的影像标准虽功能强大，但并不完全涵盖这些文化信息或复杂的权利关系，也很少能与现代网页查看器干净利落地衔接。

构建单一可信的容器

作者提出了 DICOCH（“面向文化遗产的 DICOM”）——一个名为生成-验证-发布的三阶段工作流。它首先将原始 X 射线或 CT 图像与表格元数据转换为标准化的 DICOM 文件，这与医院使用的容器相同。在每个文件内精心设计的“私有”部分保留给与遗产相关的细节，如来源、材料类型、修复历史、版权持有者和使用许可。系统还记录工业扫描仪的原始灰度值如何以线性方式映射到常见的医学 CT 量表，同时保留原始数值不变。下一阶段，官方验证工具根据 DICOM 规则逐一检查每个文件，执行零错误策略。最终，流程会自动创建适合网页的图像衍生文件和 IIIF 清单，使相同的源文件既能供专业医疗查看器使用，也能通过浏览器支持开放的文化遗产查看器。

在一副历史木偶面具上的试验

为检验该想法，研究使用了安东河回面具（Andong Hahoe Mask）的 CT 与 X 射线扫描，此面具为 12 世纪的韩国木制面具，被列为国宝。该流程将非常大的二维放射图像和三维 CT 切片转换为 DICOM，同时将面具的官方状态、材料描述和管理编号直接写入嵌入的遗产元数据块。对于 CT 数据，DICOCH 对切片几何信息进行编码，以便标准放射学软件能够重建和浏览体积数据。然后应用一个简单且广为人知的线性变换，使空气、木材、油漆和金属紧固件在医疗显示器上呈现一致的对比度，但始终将这些“名义”值链接回原始原始数据以及可后续精化的专用校准记录。

跨系统验证其可行性

当将 DICOCH 文件在商业医疗查看器中打开时，它们通过了所有检查：空间测量、切片滚动、像素读数和对比度调整均按预期工作，且自定义的遗产信息保持随附。相比之下，同一设备厂商提供的文件存在多项标准违规，从缺失必需字段到描述冲突不等，有时导致故障或图像缩放错误。相同的 DICOCH 文件也可通过 IIIF 清单驱动网页查看器，允许在浏览器中进行深度缩放与并排比较，同时仍能从嵌入的私有组中公开提取结构化的遗产和权利数据。

对数字遗产的意义

对非专业人士而言，核心成果在于 DICOCH 将过去散乱的图像和文档转为单一、自我说明的包，便于计算机与人共同信任。它将扫描的最精确版本完整保留，清晰地区分出图像的显示方式，并将对象的故事、所有权与查看规则固定下来，防止这些信息在像素之外悄然丧失。由于工具与标签词典是公开共享的，其他机构可以重用并扩展该方法，最终可能成为未来官方标准的基础。在实际层面，这意味着今天对脆弱文物进行的 CT 扫描可以在医院级环境中可靠地重新分析，并可在全球范围内在线查看，而不必在科学严谨性与文化责任之间做出妥协。

引用: SONG, JI. Pipeline integrating cultural heritage X-ray computed radiography and computed tomography data using DICOM. npj Herit. Sci. 14, 211 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02480-0

关键词: 文化遗产影像, X 射线计算断层扫描, 数字保存, DICOM 标准, IIIF 网页访问