DICOM标准下医学影像设备接口的设计与实现

1、中国科技论文在线DICOM 标准下医学影像设备接口的设计与实现 邹艳霞作者简介：邹艳霞，女，在读研究生，主要研究方向：嵌入式开发与智能控制. E-mail: yaner.zou1.51.5Information Technology college in Wuhan University of Technology武汉理工大学信息工程学院43007213545380526027-50103312武汉理工大学西院信研582信箱yaner.zou邹艳霞，女，在读研究生，主要研究方向：嵌入式开发与智能控制邹艳霞ZOU Yanxia邹艳霞1.51.51*|*期刊*|

2、*李晓宁，李绿洲，童彬，幸浩洋. 基于DICOM 医学影像设备接口设计与实现J.生物医学工程杂志，2007，24（4）：752-755.2*|*期刊*|*马金超，张红民，王月浩，马芳.PACS 系统的关键技术及构建策略.计算机与数字工程，2007，第35 卷 （12）期.3*|*期刊*|*杨枝灵，王开等. Visual C+数字图像获取、处理及实践应用M. 人民邮电出版社，2004，1.4*|*期刊*|*王志远，余厚军，石明国. 医学影像通讯标准DICOM 原理与应用（一）J. 现代医用影像学，2000，9 （2）：H4-87.5*|*期刊*|*Rosslyn Virginia, NEMA,

3、PS3.8 DICOM. Communication support defincationsS. 2004.6*|*期刊*|*NEMA, Digital Imaging and Communication in Medicine. Http：/.dicom/2004.html. 2004,25(4): 50-52.*|1|邹艳霞|ZOU Yanxia|武汉理工大学信息工程学院|Information Technology college in Wuhan University of Technology|邹艳霞，女，在读研究生，主要研究方向：嵌入式开发与智能控

4、制|武汉理工大学西院信研582信箱|430072|yaner.zou13545380526DICOM 标准下医学影像设备接口的设计与实现|Design and Implementation of Medicine Image Device Interface DICOM|- 9 -（武汉理工大学信息工程学院）摘要：随着数字存储技术和通信技术的发展， 产生了PACS(Picture Archiving &Communication Systems)，一种医学影像归档和通信系统，它是计算机技术，通信技术以及图像处理技术等的结合，旨在实现医学影像的无胶片化和医学影像的存储

5、，传递（共享），而DICOM Send(message,10); 通过定义一个网络端口的变量，把这这个字符串发送到客户端。2.1.4 P-DATA-TF PDU实现(数据传输协议数据单元)P-DATA-TF PDU由一个可变字段之后的一系列命令长度字段组成。可变数据字段包含一个或多个描述数据值项目。图 1 DICOM 定义的P_DATA_TF PDU 结构Fig 1 The structure of P_DATA_PDU of DICOM该部分十分关键；当PDU_TYPE=4时，则调用该部分实现；并在调用时，需要传送得到的网络数据包P_DATA(BYTE *buf)；按照DICOM 协议，我们

6、可以得到网络数据包buf12的值，根据该值的不同将实现不同的处理buf12=0，表明当前的数据包是data set info，则只需要直接写文件即可；buf12=2，表明一个命令或者是最后一个数据源，则在该包写入文件后即可关闭文件；说明当前的连接中的一个文件已经完成；并在此处加入到我们设计的Clist中，以便我们在入库操作读取该文件进行入库。buf12=1|buf12=3，表明是一个新的文件开始接收，此时需要设定文件名和开始写文件内容。2.1.5 A-RELEASE-RQ PDU实现(连接释放请求协议数据单元)A-RELEASE-RQ PDU由一系列命令字段组成。通过SCOCKET，按照DIC

7、OM协议，发送命令到SCU，即可实现该功能，该部分实现代码如下：CString message;message.Format(%c%c%c%c%c%c%c%c%c%c,0x05,0,0,0,0,4,0,0,0,0);m_pSocket-Send(message,10);2.1.6 A-RELEASE-RP PDU 实现(连接释放响应协议数据单元)A-RELEASE-RP PDU由一系列命令字段组成。通过SCOCKET，按照DICOM协议，发送命令到SCu，即可实现该功能，该部分实现代码如下：CString message;message.Format(%c%c%c%c%c%c%c%c%c%c,

8、0x06,0,0,0,0,4,0,0,0,0);m_pSocket-Send(message,10);2.1.7 A-ABORT PDU实现(连接失败协议数据单元)A-ABORT PDU由一系列命令字段组成。A-ABORT PDU支持A-ABORT服务（新加入的用户）和A-P-ABORT服务（新加入的提供者）。通过SCOCKET，按照DICOM协议，发送命令到SCU，即可实现该功能，该部分实现代码如下：CString message;message.Format(%c%c%c%c%c%c%c%c%c%c,0x07,0,0,0,0,4,0,0,0,0);m_pSocket-Send(messag

9、e,10);3 接口实现存取服务类C - STORE 是一个用于图像传输的操作类。DICOM 应用实体使用该操作类可以向另一个DICOM应用实体发送图像。如果影像设备采集工作站要向DICOM小型服务器发送病人图像时,假设客户方为影像设备采集工作站,将其作为C - STORE 服务类的使用者(SCU) ,而把服务提供方- C -STORE 服务类的提供者(SCP)用DICOM小型服务器来充当，其通信流程图如下:图2 DICOM 接口客户端通讯流程图Fig. 2 DICOM communication processing of client interface首先在影像设备采集工作站上设置需要获

10、取图像信息资料的DICOM小型服务器的IP地址，AE-title和网络连接的端口号，其通讯过程见下描述：当关联由DICOM上层实体建立时，发布传输连接请求基元给TCP传输服务（活动的开放式的）。一旦接收到TCP传输连接确认（完全开放式的），A-ASSOCIATE-RQ PDU被发送或写入，开始建立传输连接。 (1) 影像设备采集工作站向DICOM小型服务器发出一个关联请求协议数据单元（A-ASSOCIATE-RQ PDU）；(2)DICOM小型服务器接收到请求后3，先解析出协议数据单元中的各部分数据，然后判断是否符合传输语法，如果传输语法符合规范，它就将关联接受的协议数据单元（A-ASSOCI

11、ATE-AC PDU）发送给客户端，关联建立成功。若读取的关联请求不符合规定的传输语法，则发送关联拒绝协议数据单元（A-ASSOCIATE-RJ PDU），关闭关联，协商失败。若在接收到关联接受或关联拒绝之前所用的时间已经超过了设定的时间，影像工作站将发送异常中断协议数据单元（A-ABORT PDU），同时关闭TCP连接。(3) 关联成功的建立后, DICOM小型服务器会收到影像设备采集工作站得到允许关联的响应后,向其发送的一个请求存储的PDU（协议数据单元）；(4) 该请求存储的PDU（协议数据单元）被DICOM 小型服务器端读取后，DICOM小型服务器就向影像设备工作站发送一个存储响应的P

12、DU（协议数据单元）；(5) DICOM小型服务器端发送的存储响应PDU（协议数据单元）被影像设备采集工作站读取后,它利用P2DATA2TF PDU再向DICOM小型服务器发送第一个数据包；(6) 客户端请求的C2STORE存储数据包被DICOM小型服务器执行后,一旦完成,它就发送一个验证信号给影像设备采集工作站；(7) 影像采集工作站在接到DICOM 小型服务器的证实信号后,确认数据包已经存储完毕后,就向DICOM小型服务器发出第二个数据包;重复(5) 、(6) 两步直至第一幅图像的全部数据包传送完毕。然后，DICOM小型服务器会收到图像设备采集计算机发送的第二个C - STORE 服务请求

13、，以传送第二幅图像;重复(36) 步骤直至该检查的所有图像全部传送完毕,每生成一个图像文件即增加到Clist中,便于入库操作入库;(8) 最后图像设备采集工作站向DICOM小型服务器发送关联释放请求协议数据单元（A-RELEASE-RQ PDU）； (9) DICOM小型服务器收到后发出关联释放响应（A-RELEASE-RP PDU），请求方和接受方关闭关联与TCP连接。在数据传输的过程中，若请求方或是接受方任何一方发生错误，则异常中断(A-ABORT PDU)信号就会由这个实体会发出，结束数据传输。根据接收到文件,在新建的线程中读取文件内容后,则应该插入上述四个表(Images,Patien

14、t,Series,studies),所以我们设计了CDcmDatabase类;首先设计一个类的成员函数,便于其他四个函数插入库时共用；CheckAndInsert(CMapStringToDBVariant *Params,CString sTable,CStringList *Keys); 然后在InsertStudy InsertSeries InsertImage InsertPatient四个函数中将调用上述设计的公用函数.根据接收到文件,在新建的线程中读取文件内容后,则应该插入上述四个表中，整个操作流程如下图：图 3 DICOM 接口系统实现流程图Fig. 3 Implementat

15、ion of system DICOM interface4 测试分析 对影像设备工作站和DICOM小型服务器的通信做了互通性测试，主要验证连接协商数据传输的正确性和有效性，首先打开DICOM小型服务器端SCP，进入监听状态，然后打开影像设备工作站SCU，设置好SCP DICOM小型服务器地址及监听端口号，然后将连接建立起来，成功地建立起连接后，选择所要测试的文件发送至SCP，成功发送后，释放连接。 图4 用户操作连接界面Fig. 4 Association window of user operation 上图给出了操作界面及连接信息，当参数设定正确后，SCU方通过指定地址和端口号向SCP发

16、送关联请求，SCU方将收到来自SCP方的关联接受响应信息，然后可选择对话框中的目标文件进行C-STORE操作，序号打勾标志文件已成功发送，发送成功的文件将在详细内容中显示出来。上面还可查看图像采集的时间，端口号等信息。测试结果表明，通过该接口模块，证明了符合DICOM标准要求的医学图像在医院局域网内能够成功地实现传输过程。下面为采集的图像显示界面:图5 DICOM图像浏览界面Fig. 5 DICOM image browsing window5 结论本文给出了以DICOM3.0 标准2008 版本为参考，遵循其中的通信流程及标准，解决图像采集接口的设计和入库操作，用VC6.0 为具体实现的软件载体，并以流程图或框架图配以文字加以说明实现的过程，描述了PACS 系统的接口设计实现,系统的接口进行了测试分析。参考文献 (References)1 李晓宁，李绿洲，童彬，幸浩洋. 基于DICOM 医学影像设备接口设计与实现J.生物医学工程杂志，2007，24（4）：752-755.2 马金超，张红民，王月浩，马芳.PACS 系统的关键技术及构建策略.计算机与数字工程，2007，第35 卷 （12）期.3 杨枝灵，王开等. Visual C+数字图像获取、处理及实践应用M. 人民邮电出版社，2