FHIR R4 DiagnosticReport：深入解析資源、欄位與 Patient 關聯

在 HL7 FHIR 中，DiagnosticReport（診斷報告資源） 是用來表示由診斷服務提供者出具之報告，包括實驗室結果、影像解讀、病理報告等資訊。與單一的 Observation（觀察結果）相比，它能彙整更多臨床語意與文檔層級的結果，是診斷流程中重要的事件資源。

📌 DiagnosticReport 的核心定位與價值

DiagnosticReport 是 FHIR Workflow 中的一種事件型資源，其主要用途為：

• 彙整和表達完整的診斷服務成果，涵蓋文字敘述、編碼結果、影像或可附加完整報告（如 PDF）。
• 結合診斷程序上下游關係，例如檢驗請求、觀察結果、醫療就診事件等。
• 與 Observation 形成一對多的關係：報告可能引用多個 Observation 來表示原子值（例如血液檢查各項指標）。
• 能支援多樣診斷類別：實驗室、影像、病理、心臟檢查等。

從臨床流程來看，DiagnosticReport 是“檢查完成後的產品”，可連結到請求來源（例如 ServiceRequest）、檢體（Specimen）、受檢者（Patient）、醫療事件（Encounter）、解讀者（Practitioner）等多種資源。

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🧱 DiagnosticReport 的欄位解構：名稱、意義與實際用法

以下依照官方定義逐一解析 DiagnosticReport 項目（含基本資源層級與臨床需求）：

identifier

報告的商業識別碼，可為多個（例如各系統內部 ID、實驗室編號等）。此欄位利於跨系統辨識同一報告。

basedOn

表示這份 DiagnosticReport 是基於何種請求資源所產生，如 CarePlan、MedicationRequest、NutritionOrder 或 ServiceRequest。這是一種 workflow 追蹤，用於回溯診斷產出的起源。

status

報告的狀態，例如 registered、partial、preliminary、final 等，影響臨床使用時機（是否為最終結果）。

category

代表報告所屬的服務類型，例如實驗室（lab）、影像（imaging）等，用以檢索與分類。

code

為必填欄位，用來標示這份報告的具體診斷性質（如一般實驗室報告、特定掃描診斷等），典型使用 LOINC 等編碼系統。

subject

**核心欄位，這是報告的主體（subject），通常會 reference Patient。 FHIR 的設計允許 subject 為 Patient、Group、Device 或 Location，但在大部分臨床上下文中的常見用法是指向 Patient（受檢者）。 這個 reference 是 DiagnosticReport 與 Patient 之間最直接的連結點。

encounter

連結到 Encounter 資源，用於表明這份報告關聯到何種就診事件（例如門診、住院事件等），有助於維持臨床事件的時間與上下文關係。

effective[x]

表示報告結果與檢查執行的時間相關資訊，可以是單一時間（effectiveDateTime）或時間區間（effectivePeriod），用於時間序列與診療路徑分析。

issued

報告何時正式發布或可供查閱。這在流程控制與資料版本管理中非常重要。

performer

這是執行該報告之診斷服務的實體參考，可能是 Practitioner、PractitionerRole、Organization 或 CareTeam。可用於責任區分與品質評估。

resultsInterpreter

引用那些負責最終結果解讀之專業角色（例如主治醫師或解讀者 team）。

specimen

如果診斷基於檢體（例如血液、組織切片），會 Reference Specimen 資源。這能讓前後端系統將報告結果與原始檢體檔案串連。

result

DiagnosticReport 與 Observation 資源最重要的關聯之一：這表示此報告對“各別觀察值”的引用（例如血中紅血球濃度這種原子值），通常是 0..* 多對多。

imagingStudy

在影像報告中，直接引用 ImagingStudy，使接收端能查詢完整的影像內容（例如 DICOM Study）以供瀏覽與視覺化。

media

若診斷報告涉及附加的影像（例如拍攝圖片、病理切片圖像），透過 media 子元素設定圖像相關的 meta 與連結。

conclusion / conclusionCode

以文字或可編碼方式提供測試的臨床結論或總結，用於提高理解或自動化決策支援（如結論標籤）。

presentedForm

提供可下載的完整報告形式（例如 PDF、Word、影像檔等），適合直接呈現在使用者介面或儲存作為法律/醫療文件。

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🔗 Resource 之間的 Reference 與 Patient 的關連鏈

在 DiagnosticReport 中，與 Patient 相關或可能有跨資源 Reference 的欄位包括：

• subject → Patient（最直接）
• encounter → Encounter（此欄位中 Encounter 通常也含有對 Patient 的 reference）
• specimen → Specimen（Specimen 通常會 reference Patient/Encounter）
• result → Observation（Observation 通常 reference Patient）
• basedOn → 可能 reference ServiceRequest 或其他 request，這些 request 也會 reference Patient
• performer / resultsInterpreter → 可能 reference Practitioner / Organization，但這些角色通常也有關聯 Patient 通常不直接 reference
• imagingStudy → ImagingStudy 內部也 reference Patient 以表明影像結果是針對誰執行的

因此，從 DiagnosticReport → subject → Patient → Observation / Encounter / Specimen / ImagingStudy，可以建立一條臨床事件詳細鏈結的資料關係圖。

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🧠 Profiles 與 Extensions 的角色

除了基本資源外，FHIR 的 Profiles 與 Extensions 扮演著重要角色：

• Profiles 是針對某一特定需求或領域的約束/延伸版本，可限制欄位 cardinality、value set、必填性等，讓資料交換更嚴謹且符合領域規範。例如許多 Implementation Guide 提供了 “Laboratory Report Profile” 或 “DiagnosticReport Patient Profile”。([HL7 Europe][4])
• Extensions 是在標準欄位不夠表達時的擴充機制，用於補充特定場景資訊。

Profiles 是否強制使用、或有哪些特定 extension 需要加入，通常依照業務需求或 IG（Implementation Guide）規範決定。

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📍 與 Patient 的 Reference Network（經由 DiagnosticReport）

在實際 FHIR 生態中，DiagnosticReport 可能與 Patient 產生以下重要關聯：

• 直接的 subject Reference：表明報告主體
• 經由 Encounter 間接 Reference：診斷報告可能屬於某次就診
• Result Observation 間接 Reference：Observation 資源的 subject 通常 reference Patient
• 請求來源資源 Reference（ServiceRequest 等）之間的 Patient 參考鏈

這些參考可以支援完整的臨床資料串接與審計流程，讓查詢和分析 Patient 的診斷流程更加完整。

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✅ 結語

FHIR 的 DiagnosticReport 是一個高度連結性與臨床語意豐富的資源，能夠承接一份診斷在一個病歷生命週期中的全貌——從請求、執行、結果至最終發佈與結論。

透過理解這些欄位與可能的 reference paths，我們可以設計更完善的 FHIR 醫療互操作系統，讓資料在系統間流動時能夠完整、可識別並可重用，尤其是與 Patient 關聯的上下游資訊。 

將 DICOM 轉換成為一個 Image

2025 年，我大多在進行醫療相關應用軟體開發，在進行 AI 臨床試驗平台開發的過程中，經常需要處理 DICOM 影像檔案。這個系統需要讓使用者上傳一個 L3 DICOM 影像檔案，然後將其轉換為 PNG 格式，以便在網頁上顯示。這個過程涉及到 DICOM 影像的解析、處理和轉換，並且需要確保轉換後的圖像質量和準確性。

對於 DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）是一種用於儲存和傳輸醫療影像的標準格式。將 DICOM 影像轉換為一般的圖像格式（如 PNG 或 JPEG）是非常常見的需求，這樣可以方便地在各種應用程式中顯示和處理這些影像。

為了要完成這樣的需求，我們可以使用 C# 語言來開發一個簡單的應用程式，利用一些現有的庫來處理 DICOM 影像的解析和轉換。這裡選擇的是 fo-dicom 這個開源的 DICOM 庫，它提供了豐富的功能來處理 DICOM 影像，並且支援多種圖像格式的轉換。

底下是我的測試過程，這裡會將一個 DICOM 檔案轉換成為 PNG 格式的圖像，並且在過程中會顯示一些相關的資訊。

建立 主控台應用程式 專案

• 開啟 Visual Studio 2026
• 選擇「建立新專案」
• 在 [建立新專案] 視窗中，在右方清單內，找到並選擇 [主控台應用程式] 項目
• 然後點擊右下方「下一步」按鈕
• 此時將會看到 [設定新的專案] 對話窗
• 在該對話窗的 [專案名稱] 欄位中，輸入專案名稱，例如 "csDicomToImage"
• 然後點擊右下方「下一步」按鈕
• 接著會看到 [其他資訊] 對話窗
• 在這個對話窗內，確認使用底下的選項
  • 架構：.NET 10.0 (或更新版本)
  • 勾選 不要使用最上層陳述式 (這是我的個人習慣)
• 然後點擊右下方「建立」按鈕
• 現在，已經完成了這個 主控台應用程式 專案的建立

安裝 fo-dicom.Imaging.ImageSharp 套件

套件 fo-dicom.Imaging.ImageSharp 是一個用於處理 DICOM 影像的套件，它提供了將 DICOM 影像轉換為 ImageSharp 影像的功能。這裡是該套件提供功能的主要清單：

• DICOM 影像轉換：將 DICOM 影像轉換為 ImageSharp 影像格式，方便進行後續的圖像處理和顯示。
• 支援多種 DICOM 影像格式：該套件支援多種 DICOM 影像格式，包括單幀和多幀的 DICOM 影像。
• 圖像處理功能：提供了一些基本的圖像處理功能，例如調整亮度、對比度、旋轉等，方便用戶對 DICOM 影像進行處理。

使用底下方式進行安裝此套件

• 在 Visual Studio 的「方案總管」視窗中，右鍵點擊專案名稱
• 從右鍵選單中，選擇「管理 NuGet 套件」
• 在 NuGet 套件管理器視窗中，切換到「瀏覽」標籤頁
• 在搜尋框中，輸入 "fo-dicom.Imaging.ImageSharp" 並按下 Enter 鍵
• 從搜尋結果中，找到 "fo-dicom.Imaging.ImageSharp" 套件 並點擊它
• 在這裡的範例中，使用該套件的版本為 5.2.2
• 在右側的詳細資訊面板中，點擊「安裝」按鈕

安裝 fo-dicom.Codecs 套件

套件 fo-dicom.Codecs 是一個用於處理 DICOM 影像編解碼的套件，它提供了對 DICOM 影像進行編碼和解碼的功能。這裡是該套件提供功能的主要清單：

• DICOM 影像編碼：將圖像數據編碼為 DICOM 影像格式，方便儲存和傳輸。
• DICOM 影像解碼：將 DICOM 影像解碼為圖像數據，方便進行後續的圖像處理和顯示。

使用底下方式進行安裝此套件

• 在 Visual Studio 的「方案總管」視窗中，右鍵點擊專案名稱
• 從右鍵選單中，選擇「管理 NuGet 套件」
• 在 NuGet 套件管理器視窗中，切換到「瀏覽」標籤頁
• 在搜尋框中，輸入 "fo-dicom.Codecs" 並按下 Enter 鍵
• 從搜尋結果中，找到 "fo-dicom.Codecs" 套件 並點擊它
• 在這裡的範例中，使用該套件的版本為 5.2.2
• 在右側的詳細資訊面板中，點擊「安裝」按鈕

撰寫程式碼

• 打開 Program.cs 檔案，並將其內容替換為以下程式碼：

using FellowOakDicom;
using FellowOakDicom.Imaging;
using SixLabors.ImageSharp.Formats.Png;

namespace csDicomToImage;

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        // 初始化 DICOM 設定
        InitializeDicom();

        string dicomFile = "image-00000.dcm";
        string pngFile = "out.png";
        string rootPath = Directory.GetCurrentDirectory();
        string dicomFilePath = Path.Combine(rootPath, dicomFile);
        string pngFilePath = Path.Combine(rootPath, pngFile);

        // 轉換單個檔案
        ConvertSingleFile(dicomFilePath, pngFilePath);

        // 批次轉換資料夾中的所有 DICOM 檔案
        // ConvertDirectory("input_folder", "output_folder");
    }

    /// <summary>
    /// 初始化 DICOM 設定，註冊 ImageSharp 影像管理器
    /// </summary>
    private static void InitializeDicom()
    {
        try
        {
            new DicomSetupBuilder()
                .RegisterServices(s =>
                s.AddFellowOakDicom()
                 .AddTranscoderManager<FellowOakDicom.Imaging.NativeCodec.NativeTranscoderManager>()
                 .AddImageManager<ImageSharpImageManager>())
          .SkipValidation()
          .Build();

            Console.WriteLine("DICOM 初始化成功");
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($"DICOM 初始化失敗: {ex.Message}");
            throw;
        }
    }

    public static void ConvertSingleFile(string dicomPath, string pngPath)
    {
        try
        {
            Console.WriteLine($"開始轉換: {dicomPath}");

            // 開啟 DICOM 檔案
            var dicomFile = DicomFile.Open(dicomPath);
            var dicomImage = new DicomImage(dicomFile.Dataset);

            // 渲染影像
            //var foo = dicomImage.RenderImage().As<Bitmap>();
            var renderedImage = dicomImage.RenderImage();

            // 將 renderedImage 轉換為 ImageSharp Image 並儲存為 PNG
            var sharpImage = renderedImage.AsSharpImage();

            // 儲存為 PNG
            using (var fileStream = new FileStream(pngPath, FileMode.Create))
            {
                sharpImage.Save(fileStream, new PngEncoder());
            }

            Console.WriteLine($"轉換完成: {pngPath}");

            // 顯示影像資訊
            //DisplayImageInfo(dicomFile.Dataset, sharpImage);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($"轉換失敗: {ex.Message}");
            throw;
        }
    }
}

這個 Console 主控台應用程式，一開始將會呼叫 InitializeDicom() 方法來初始化 DICOM 的設定，這個方法內使用了 DicomSetupBuilder() 來註冊 DICOM 的服務，並且指定使用 ImageSharpImageManager 來處理影像的管理。這個 AddFellowOakDicom() 方法是用來註冊 DICOM 的核心功能，而 AddTranscoderManager() 方法則是用來註冊 DICOM 影像的編解碼器，這裡使用的是 NativeTranscoderManager，這個編解碼器可以支援多種 DICOM 影像格式的轉換。

在第一次接觸這個套件，我對於這個註冊過程感到有些困惑，因為它涉及到一些較為底層的設定，但在閱讀了相關的文件和範例程式碼後，我逐漸理解了這個過程的意義。這個註冊過程是必要的，因為它告訴 DICOM 庫如何處理影像的管理和編解碼，這樣在後續的轉換過程中，DICOM 庫就能夠正確地處理影像數據。

接下來，在 Main() 方法中，我們定義了要轉換的 DICOM 檔案路徑和輸出的 PNG 檔案路徑，然後呼叫 ConvertSingleFile() 方法來進行轉換。

這個方法內部首先會使用 DicomFile.Open 方法來開啟指定的 DICOM 檔案，然後用剛剛開啟的 Dicom 檔案來建立一個 [DicomImage] 物件，使用 DicomImage 類別有一個方法 [RenderImage()] 可以用來渲染影像，該方法會回傳一個 IImage 物件，使用該物件的 [AsSharpImage()] 方法來取得一個 ImageSharp 的圖像格式，最後將其儲存為 PNG 格式的檔案。

如此，便可以透過上述過程將 DICOM 影像成功轉換為 PNG 格式，並且在過程中顯示相關的資訊。

執行程式

首先先來看這個專案的執行結果：

• 按下 F5 鍵或點擊「開始」按鈕來執行程式
• 底下為實際操作過程的輸出文字

DICOM 初始化成功
開始轉換: C:\Vulcan\Github\CSharp2025\csDicomToImage\csDicomToImage\bin\Debug\net9.0\image-00000.dcm 

轉換完成: C:\Vulcan\Github\CSharp2025\csDicomToImage\csDicomToImage\bin\Debug\net9.0\out.png