DICOM：基于fo-dicom的简易DICOM Viewer

背景

正如段子所言，“春节”副本已通关，您的属性有如下变化：力量 0，智力 0，敏捷 0，体重 15，金钱-999。您已被传送回出发点，系统时间从“初八”切换到“周四”，请继续进行主线任务……虽然公司春节多放了几天假，原本以为上班还早的我突然发现原来这个月是2月啊，只有28天，怎奈假期配置测试的DCM4CHEE系列文章还未整理完成，既然到了月底了，就凑一篇水文吧，把春节帮网友写的一个基于fo-dicom的DICOM Viewer贴出来，代码拙劣，仅供参考。
PS：DCM4CHEE是一种基于JAVA的开源DICOM框架，预告一下后续专栏文章会对其进行相关介绍，如果有可能会单独开一个专栏，敬请期待。

DICOM Viewer设计

这里基于fo-dicom开源库设计一个简单的DICOM Viewer，相较于大家所熟知的Sante DICOM Editor、ImageJ、RadiAnt等DICOM阅读器，本文只是简单的提取DICOM文件中的基本信息和图像。目前仅支持常规和JPEG无损压缩（即，JPEG LossLess，Non-Hierachical(Process 14))两种类型图像
本DICOM Viewer采用C#语言开发，程序主界面如下：

从上图可以看出主界面由三部分构成，菜单栏、DICOM信息列表和DICOM图像显示。各部分的功能简单介绍如下：
1）菜单栏

菜单栏包括‘File’和‘Help’两个选项。‘File’中包含‘Open’和‘Close’两个子项，单击‘Open’会打开“文件打开”对话框，选择要打开的DCM文件（ 目前打开对话框中是通过文件扩展名来识别文件的，因此需要明确将DCM文件扩展名设置为DCM或dcm才可以导入 );单击‘Close’选项相当如复原操作，会清除界面中显示的DCM文件的信息列表和图像，返回界面初始状态；按照惯例‘Help’中的‘About’就是一个简单的软件介绍。
2）信息列表
‘信息列表’用于显示DICOM文件中的Patient、Study、Series和Image等相关信息，包含GroupTag、ElementTag和Value三部分
3）图像显示
‘图像显示’区域默认是一副灰色白字背景图，界面初始化以及单击‘File’下的‘Close’按钮都会显示该默认背景图。

DICOM Viewer源码

直接给出软件的核心部分源码，通过fo-dicom开源库来导入和提取DICOM图像的信息，然后利用ListView和Bitmap分别来实现信息的显示和图像绘制。核心函数主要如下：
1)文件导入
直接使用fo-dicom开源库中DicomFile类的静态方法Open完成DCM文件导入，代码如下：

            try
            {
                DicomFile dcmFile = DicomFile.Open(dcmFileName);
                //Load and Show the meta info of the DCM file
                LoadAndShowDCMMetaInfo(dcmFile);
                listView1.Update();
                //Drawing the image in your DCM file to screen.
                DrawingDCMData2Screen(dcmFile);
            }
            catch (System.Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
                return;
            }

2)信息提取及显示
利用DicomDataset的模板方法Get<>()分别提取DCM文件中的相关信息，通过构造ListViewItem添加到ListView中进行显示，具体代码如下：

     /// <summary>
        /// Load all of the Elements in the DCM Meta 
        /// </summary>
        /// <param name="dcm">the DICOM file</param>
        private void LoadAndShowDCMMetaInfo(DicomFile dcm)
        {
            //Show the message of DCM file to the listview in the dialog.
            DicomDataset dcmDataset = dcm.Dataset;
            DicomFileMetaInformation dcmMetaInfo = dcm.FileMetaInfo;
            listView1.BeginUpdate();
            //DICOM MetaInfo
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(dcmMetaInfo.MediaStorageSOPClassUID==null?"":dcmMetaInfo.MediaStorageSOPClassUID.ToString()))
            {
                //Insert the ImplementationClassUID
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0002");
                newItem.SubItems.Add("0002");
                newItem.SubItems.Add(dcmMetaInfo.MediaStorageSOPClassUID.ToString());
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(dcmMetaInfo.MediaStorageSOPInstanceUID==null?"":dcmMetaInfo.MediaStorageSOPInstanceUID.ToString()))
            {
                //Insert the ImplementationClassUID
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0002");
                newItem.SubItems.Add("0003");
                newItem.SubItems.Add(dcmMetaInfo.MediaStorageSOPInstanceUID.ToString());
                listView1.Items.Add(newItem);

            }
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(dcmMetaInfo.TransferSyntax==null?"":dcmMetaInfo.TransferSyntax.ToString()))
            {
                //Insert the ImplementationClassUID
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0002");
                newItem.SubItems.Add("0010");
                newItem.SubItems.Add(dcmMetaInfo.TransferSyntax.ToString());
                listView1.Items.Add(newItem);

            }
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(dcmMetaInfo.ImplementationClassUID==null?"":dcmMetaInfo.ImplementationClassUID.ToString()))
            {
                //Insert the ImplementationClassUID
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0002");
                newItem.SubItems.Add("0012");
                newItem.SubItems.Add(dcmMetaInfo.ImplementationClassUID.ToString());
                listView1.Items.Add(newItem);

            }
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(dcmMetaInfo.ImplementationVersionName==null?"":dcmMetaInfo.ImplementationVersionName.ToString()))
            {
                //Insert the ImplementationClassUID
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0002");
                newItem.SubItems.Add("0013");
                newItem.SubItems.Add(dcmMetaInfo.ImplementationVersionName.ToString());
                listView1.Items.Add(newItem);

            }

            //Patient Info
            string patientName = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.PatientName, "");
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(patientName))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0010");
                newItem.SubItems.Add("0010");
                newItem.SubItems.Add(patientName);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string patientID = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.PatientID, "");
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(patientID))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0010");
                newItem.SubItems.Add("0020");
                newItem.SubItems.Add(patientID);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string patientBirth = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.PatientBirthDate);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(patientBirth))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0010");
                newItem.SubItems.Add("0030");
                newItem.SubItems.Add(patientBirth);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string patientSex = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.PatientSex);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(patientSex))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0010");
                newItem.SubItems.Add("0040");
                newItem.SubItems.Add(patientSex);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string patientAge = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.PatientAge);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(patientAge))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0010");
                newItem.SubItems.Add("1010");
                newItem.SubItems.Add(patientAge);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            //Study & Series Info
            string studyDate = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.StudyDate);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(studyDate))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0008");
                newItem.SubItems.Add("0020");
                newItem.SubItems.Add(studyDate);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string studyTime = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.StudyTime);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(studyTime))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0008");
                newItem.SubItems.Add("0030");
                newItem.SubItems.Add(studyTime);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string studyInstanceID = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.StudyInstanceUID);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(studyInstanceID))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0020");
                newItem.SubItems.Add("000D");
                newItem.SubItems.Add(studyInstanceID);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string seriesInstanceID = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.SeriesInstanceUID);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(seriesInstanceID))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0020");
                newItem.SubItems.Add("000E");
                newItem.SubItems.Add(seriesInstanceID);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string studyID = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.StudyID);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(studyID))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0020");
                newItem.SubItems.Add("0010");
                newItem.SubItems.Add(studyID);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            //Image Info
            string imageHeight = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.Rows);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(imageHeight))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0028");
                newItem.SubItems.Add("0010");
                newItem.SubItems.Add(imageHeight);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string imageWidth = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.Columns);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(imageWidth))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0028");
                newItem.SubItems.Add("0011");
                newItem.SubItems.Add(imageWidth);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string bitsAlloctaed = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.BitsAllocated);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(bitsAlloctaed))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0028");
                newItem.SubItems.Add("0100");
                newItem.SubItems.Add(bitsAlloctaed);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string bitsStored = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.BitsStored);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(bitsStored))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0028");
                newItem.SubItems.Add("0101");
                newItem.SubItems.Add(bitsStored);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            string highBits = dcmDataset.Get<string>(DicomTag.HighBit);
            if (!String.IsNullOrWhiteSpace(highBits))
            {
                ListViewItem newItem = new ListViewItem("0028");
                newItem.SubItems.Add("0102");
                newItem.SubItems.Add(highBits);
                listView1.Items.Add(newItem);
            }
            listView1.EndUpdate();

        }

3)图像提取及绘制
首先根据DCM文件的TransferSyntax字段是否是压缩语义来进行分类提取，获得DCM文件中的原始图像信息。代码如下:

            DicomFile newDcmFile = null;
            if (dcm.FileMetaInfo.TransferSyntax.IsEncapsulated)//if the data is compressed
            {
                System.Reflection.Assembly.LoadFrom(Path.Combine(Application.StartupPath,"Dicom.Native64.dll"));
                DicomTranscoder.LoadCodecs(Application.StartupPath, "Dicom.Native*.dll");
                newDcmFile=dcm.ChangeTransferSyntax(DicomTransferSyntax.ExplicitVRLittleEndian,new DicomJpegLsParams());
            }
            DicomImage imageDcm=null;
            if (newDcmFile != null)
                imageDcm = new DicomImage(newDcmFile.Dataset);
            else
                imageDcm = new DicomImage(dcm.Dataset);
            DicomDataset dataset = dcm.Dataset;
            byte[] fs = imageDcm.PixelData.NumberOfFrames < 2 ? imageDcm.PixelData.GetFrame(0).Data : imageDcm.PixelData.GetFrame(1).Data;
            uint size = (uint)Marshal.SizeOf(typeof(short));
            uint padding = (uint)fs.Length % size;
            uint count = (uint)fs.Length / size;
            short[] values = new short[count];
            System.Buffer.BlockCopy(fs, 0, values, 0, (int)(fs.Length - padding));

            int height = dataset.Get<int>(DicomTag.Rows);
            int width = dataset.Get<int>(DicomTag.Columns);
            int windowsWidth = (int)dataset.Get<double>(DicomTag.WindowWidth);
            int windowsCenter = (int)dataset.Get<double>(DicomTag.WindowCenter);
            //if the windowsWidth = 0, the DCM file is not standard type.
            if (windowsWidth == 0 || windowsCenter==0)
            {
                windowsWidth = values.Max<short>()-values.Min<short>();
                windowsCenter = windowsWidth / 2;
            }
            int low = windowsCenter - windowsWidth / 2;
            int high = windowsCenter + windowsWidth / 2;

然后构造Bitmap对象，添加到PictureBox控件中完成图像的显示，代码如下：

            Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height);
            for (int i = 0; i < height; ++i)
            {
                for (int j = 0; j < width; ++j)
                {
                    int r, g, b;
                    int temp = (int)values[(width - j - 1) * height + i];
                    int val = temp > high ? 255 : (temp < low ? 0 : ((temp - low) * 255 / windowsWidth));
                    r = g = b = val;
                    bitmap.SetPixel(i, width-j-1, Color.FromArgb(r, g, b));
                }
            }
picturebox1.Image=bitmap;

DICOM Viewer源码下载

DICOM Viewer on Github




作者：zssure@163.com
时间：2015-02-28