Въз основа на облака PACS (Системи за архивиране на изображения и комуникации) и телерадиологични услуги преобразуват медицинската картина, като позволяват дистанционно достъп до диагностични картини. Въпреки това, преместването на данни на пациентите в облачните среди изисква внимателно внимание към поверителността и сигурността. Този ръководство показва как да се прилага анонимизията на DICOM за облаците и работни потоци по телерадиология с помощта на Aspose.Medical за .NET.

Защо анонимизиране за облак и телерадиология?

Когато изображенията на DICOM напуснат болничната мрежа за облачно съхранение или дистанционно четене, се прилагат допълнителни съображения за поверителност:

  • Резиденция на данни: Данните за пациентите могат да пресичат географските граници, когато се прилагат различни разпоредби
  • Достъп от трети страни: доставчиците на облаци и телерадиологичните услуги са бизнес партньори по HIPAA
  • Мрежова трансмисия: Данните, преминаващи през интернет, изискват допълнителна защита
  • Мулти-тенантна среда: облачните системи могат да съхраняват данни от няколко здравни организации
  • Радиолози от разстояние: Външните читатели може да не се нуждаят от достъп до идентификатори на пациенти

Анонимизацията създава защитен слой, който защитава поверителността на пациента, дори ако други мерки за сигурност не успеят.

Услуга за анонимизиране на облака

Създаване на услуга, която анонимизира DICOM файлове преди изтегляне в облака:

using Aspose.Medical.Dicom;
using Aspose.Medical.Dicom.Anonymization;

public class CloudUploadAnonymizer
{
    private readonly ConfidentialityProfile _profile;
    private readonly Dictionary<string, string> _studyIdMapping;
    private readonly string _organizationPrefix;

    public CloudUploadAnonymizer(string organizationPrefix)
    {
        _organizationPrefix = organizationPrefix;
        _studyIdMapping = new Dictionary<string, string>();
        
        // Create profile optimized for cloud storage
        var options = ConfidentialityProfileOptions.BasicProfile |
                      ConfidentialityProfileOptions.RetainDeviceIdentity |
                      ConfidentialityProfileOptions.CleanDescriptions;
        
        _profile = ConfidentialityProfile.CreateDefault(options);
    }

    public CloudUploadResult AnonymizeForCloud(string inputPath, string outputPath)
    {
        var result = new CloudUploadResult
        {
            OriginalPath = inputPath,
            ProcessedAt = DateTime.UtcNow
        };

        try
        {
            DicomFile dicomFile = DicomFile.Open(inputPath);
            var dataset = dicomFile.Dataset;
            
            // Capture original identifiers for mapping
            string originalStudyUid = dataset.GetString(DicomTag.StudyInstanceUID);
            string originalPatientId = dataset.GetString(DicomTag.PatientID);
            string originalAccession = dataset.GetString(DicomTag.AccessionNumber);
            
            // Generate cloud-safe identifiers
            string cloudStudyId = GetOrCreateCloudStudyId(originalStudyUid);
            
            result.OriginalStudyUID = originalStudyUid;
            result.CloudStudyId = cloudStudyId;
            result.OriginalPatientId = originalPatientId;
            
            // Apply anonymization
            var anonymizer = new Anonymizer(_profile);
            anonymizer.Anonymize(dataset);
            
            // Apply cloud-specific identifiers
            dataset.AddOrUpdate(DicomTag.PatientID, $"{_organizationPrefix}-{cloudStudyId}");
            dataset.AddOrUpdate(DicomTag.PatientName, $"CloudStudy^{cloudStudyId}");
            dataset.AddOrUpdate(DicomTag.AccessionNumber, cloudStudyId);
            
            // Add cloud tracking metadata
            dataset.AddOrUpdate(DicomTag.InstitutionName, _organizationPrefix);
            
            dicomFile.Save(outputPath);
            
            result.CloudPath = outputPath;
            result.Success = true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            result.Success = false;
            result.ErrorMessage = ex.Message;
        }

        return result;
    }

    private string GetOrCreateCloudStudyId(string originalStudyUid)
    {
        if (!_studyIdMapping.ContainsKey(originalStudyUid))
        {
            string timestamp = DateTime.UtcNow.ToString("yyyyMMddHHmmss");
            string random = Guid.NewGuid().ToString("N").Substring(0, 8);
            _studyIdMapping[originalStudyUid] = $"{timestamp}-{random}";
        }
        return _studyIdMapping[originalStudyUid];
    }

    public Dictionary<string, string> GetStudyMapping()
    {
        return new Dictionary<string, string>(_studyIdMapping);
    }
}

public class CloudUploadResult
{
    public string OriginalPath { get; set; }
    public string CloudPath { get; set; }
    public string OriginalStudyUID { get; set; }
    public string CloudStudyId { get; set; }
    public string OriginalPatientId { get; set; }
    public DateTime ProcessedAt { get; set; }
    public bool Success { get; set; }
    public string ErrorMessage { get; set; }
}

Интеграция на телерадиологичния работен поток

Създаване на пълен тръбопровод за анонимност по телерадиология:

public class TeleradiologyAnonymizationPipeline
{
    private readonly CloudUploadAnonymizer _anonymizer;
    private readonly string _stagingDirectory;
    private readonly string _mappingDirectory;

    public TeleradiologyAnonymizationPipeline(
        string organizationId,
        string stagingDirectory,
        string mappingDirectory)
    {
        _anonymizer = new CloudUploadAnonymizer(organizationId);
        _stagingDirectory = stagingDirectory;
        _mappingDirectory = mappingDirectory;
        
        Directory.CreateDirectory(_stagingDirectory);
        Directory.CreateDirectory(_mappingDirectory);
    }

    public async Task<TeleradiologyBatch> ProcessStudyForRemoteReading(
        string studyDirectory,
        string priority = "ROUTINE")
    {
        var batch = new TeleradiologyBatch
        {
            BatchId = Guid.NewGuid().ToString(),
            Priority = priority,
            SubmittedAt = DateTime.UtcNow,
            Results = new List<CloudUploadResult>()
        };

        var dicomFiles = Directory.GetFiles(studyDirectory, "*.dcm", SearchOption.AllDirectories);
        
        // Create batch output directory
        string batchOutputDir = Path.Combine(_stagingDirectory, batch.BatchId);
        Directory.CreateDirectory(batchOutputDir);

        foreach (var inputFile in dicomFiles)
        {
            string relativePath = Path.GetRelativePath(studyDirectory, inputFile);
            string outputPath = Path.Combine(batchOutputDir, relativePath);
            
            Directory.CreateDirectory(Path.GetDirectoryName(outputPath));
            
            var result = _anonymizer.AnonymizeForCloud(inputFile, outputPath);
            batch.Results.Add(result);
        }

        // Save mapping file for this batch
        await SaveBatchMapping(batch);
        
        // Generate manifest for teleradiology service
        batch.ManifestPath = await GenerateTeleradiologyManifest(batch, batchOutputDir);
        
        batch.Success = batch.Results.All(r => r.Success);
        batch.TotalFiles = batch.Results.Count;
        batch.SuccessfulFiles = batch.Results.Count(r => r.Success);

        return batch;
    }

    private async Task SaveBatchMapping(TeleradiologyBatch batch)
    {
        var mapping = new
        {
            BatchId = batch.BatchId,
            SubmittedAt = batch.SubmittedAt,
            StudyMappings = _anonymizer.GetStudyMapping(),
            FileMappings = batch.Results.Select(r => new
            {
                r.OriginalPath,
                r.CloudPath,
                r.OriginalStudyUID,
                r.CloudStudyId,
                r.OriginalPatientId
            })
        };

        string mappingPath = Path.Combine(_mappingDirectory, $"{batch.BatchId}_mapping.json");
        string json = JsonSerializer.Serialize(mapping, new JsonSerializerOptions { WriteIndented = true });
        await File.WriteAllTextAsync(mappingPath, json);
    }

    private async Task<string> GenerateTeleradiologyManifest(
        TeleradiologyBatch batch, 
        string outputDirectory)
    {
        var manifest = new
        {
            Version = "1.0",
            BatchId = batch.BatchId,
            Priority = batch.Priority,
            SubmittedAt = batch.SubmittedAt.ToString("O"),
            TotalStudies = batch.Results
                .Where(r => r.Success)
                .Select(r => r.CloudStudyId)
                .Distinct()
                .Count(),
            TotalImages = batch.Results.Count(r => r.Success),
            Studies = batch.Results
                .Where(r => r.Success)
                .GroupBy(r => r.CloudStudyId)
                .Select(g => new
                {
                    CloudStudyId = g.Key,
                    ImageCount = g.Count(),
                    Files = g.Select(r => Path.GetFileName(r.CloudPath)).ToList()
                })
                .ToList()
        };

        string manifestPath = Path.Combine(outputDirectory, "manifest.json");
        string json = JsonSerializer.Serialize(manifest, new JsonSerializerOptions { WriteIndented = true });
        await File.WriteAllTextAsync(manifestPath, json);
        
        return manifestPath;
    }
}

public class TeleradiologyBatch
{
    public string BatchId { get; set; }
    public string Priority { get; set; }
    public DateTime SubmittedAt { get; set; }
    public List<CloudUploadResult> Results { get; set; }
    public string ManifestPath { get; set; }
    public bool Success { get; set; }
    public int TotalFiles { get; set; }
    public int SuccessfulFiles { get; set; }
}

Интеграция на Azure Blob Storage

Изтегляне на анонимни DICOM файлове в Azure Blob Storage:

using Azure.Storage.Blobs;
using Azure.Storage.Blobs.Models;

public class AzureDicomUploader
{
    private readonly BlobContainerClient _containerClient;
    private readonly TeleradiologyAnonymizationPipeline _pipeline;

    public AzureDicomUploader(
        string connectionString,
        string containerName,
        string organizationId)
    {
        _containerClient = new BlobContainerClient(connectionString, containerName);
        _containerClient.CreateIfNotExists();
        
        _pipeline = new TeleradiologyAnonymizationPipeline(
            organizationId,
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "dicom_staging"),
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "dicom_mappings"));
    }

    public async Task<AzureUploadResult> UploadStudyAsync(
        string studyDirectory,
        string priority = "ROUTINE")
    {
        var result = new AzureUploadResult
        {
            StartedAt = DateTime.UtcNow
        };

        try
        {
            // Anonymize the study
            var batch = await _pipeline.ProcessStudyForRemoteReading(studyDirectory, priority);
            result.BatchId = batch.BatchId;

            if (!batch.Success)
            {
                result.Success = false;
                result.ErrorMessage = "Anonymization failed for some files";
                return result;
            }

            // Upload anonymized files to Azure
            string batchDirectory = Path.GetDirectoryName(batch.ManifestPath);
            var filesToUpload = Directory.GetFiles(batchDirectory, "*.*", SearchOption.AllDirectories);

            foreach (var filePath in filesToUpload)
            {
                string blobName = $"{batch.BatchId}/{Path.GetRelativePath(batchDirectory, filePath)}";
                
                BlobClient blobClient = _containerClient.GetBlobClient(blobName);
                
                using (var stream = File.OpenRead(filePath))
                {
                    await blobClient.UploadAsync(stream, new BlobUploadOptions
                    {
                        HttpHeaders = new BlobHttpHeaders
                        {
                            ContentType = GetContentType(filePath)
                        },
                        Metadata = new Dictionary<string, string>
                        {
                            { "batch_id", batch.BatchId },
                            { "priority", priority },
                            { "uploaded_at", DateTime.UtcNow.ToString("O") }
                        }
                    });
                }
                
                result.UploadedFiles.Add(blobName);
            }

            // Clean up staging directory
            Directory.Delete(batchDirectory, true);

            result.Success = true;
            result.CompletedAt = DateTime.UtcNow;
            result.BlobContainerUri = _containerClient.Uri.ToString();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            result.Success = false;
            result.ErrorMessage = ex.Message;
        }

        return result;
    }

    private string GetContentType(string filePath)
    {
        return Path.GetExtension(filePath).ToLower() switch
        {
            ".dcm" => "application/dicom",
            ".json" => "application/json",
            _ => "application/octet-stream"
        };
    }
}

public class AzureUploadResult
{
    public string BatchId { get; set; }
    public DateTime StartedAt { get; set; }
    public DateTime CompletedAt { get; set; }
    public bool Success { get; set; }
    public string ErrorMessage { get; set; }
    public string BlobContainerUri { get; set; }
    public List<string> UploadedFiles { get; set; } = new List<string>();
}

AWS S3 Интеграция

Изтеглете анонимно DICOM на Amazon S3:

using Amazon.S3;
using Amazon.S3.Transfer;

public class AwsDicomUploader
{
    private readonly IAmazonS3 _s3Client;
    private readonly string _bucketName;
    private readonly TeleradiologyAnonymizationPipeline _pipeline;

    public AwsDicomUploader(
        IAmazonS3 s3Client,
        string bucketName,
        string organizationId)
    {
        _s3Client = s3Client;
        _bucketName = bucketName;
        
        _pipeline = new TeleradiologyAnonymizationPipeline(
            organizationId,
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "dicom_staging"),
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "dicom_mappings"));
    }

    public async Task<S3UploadResult> UploadStudyAsync(
        string studyDirectory,
        string priority = "ROUTINE")
    {
        var result = new S3UploadResult
        {
            StartedAt = DateTime.UtcNow
        };

        try
        {
            // Anonymize
            var batch = await _pipeline.ProcessStudyForRemoteReading(studyDirectory, priority);
            result.BatchId = batch.BatchId;

            if (!batch.Success)
            {
                result.Success = false;
                result.ErrorMessage = "Anonymization failed";
                return result;
            }

            // Upload to S3
            var transferUtility = new TransferUtility(_s3Client);
            string batchDirectory = Path.GetDirectoryName(batch.ManifestPath);

            await transferUtility.UploadDirectoryAsync(new TransferUtilityUploadDirectoryRequest
            {
                BucketName = _bucketName,
                Directory = batchDirectory,
                KeyPrefix = batch.BatchId,
                SearchOption = SearchOption.AllDirectories
            });

            // Clean up
            Directory.Delete(batchDirectory, true);

            result.Success = true;
            result.S3Uri = $"s3://{_bucketName}/{batch.BatchId}/";
            result.CompletedAt = DateTime.UtcNow;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            result.Success = false;
            result.ErrorMessage = ex.Message;
        }

        return result;
    }
}

public class S3UploadResult
{
    public string BatchId { get; set; }
    public DateTime StartedAt { get; set; }
    public DateTime CompletedAt { get; set; }
    public bool Success { get; set; }
    public string ErrorMessage { get; set; }
    public string S3Uri { get; set; }
}

Анонимност в реално време

Създаване на портал за API, който анонимизира DICOM в реално време за зрителите в облака:

[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class CloudDicomGatewayController : ControllerBase
{
    private readonly CloudUploadAnonymizer _anonymizer;
    private readonly ILogger<CloudDicomGatewayController> _logger;

    public CloudDicomGatewayController(ILogger<CloudDicomGatewayController> logger)
    {
        _anonymizer = new CloudUploadAnonymizer("GATEWAY");
        _logger = logger;
    }

    [HttpPost("anonymize-stream")]
    public async Task<IActionResult> AnonymizeStream(IFormFile file)
    {
        if (file == null || file.Length == 0)
            return BadRequest("No DICOM file provided");

        var tempInput = Path.GetTempFileName();
        var tempOutput = Path.GetTempFileName();

        try
        {
            // Save uploaded file
            using (var stream = new FileStream(tempInput, FileMode.Create))
            {
                await file.CopyToAsync(stream);
            }

            // Anonymize
            var result = _anonymizer.AnonymizeForCloud(tempInput, tempOutput);

            if (!result.Success)
            {
                return StatusCode(500, $"Anonymization failed: {result.ErrorMessage}");
            }

            // Return anonymized file
            var fileBytes = await System.IO.File.ReadAllBytesAsync(tempOutput);
            
            // Add tracking headers
            Response.Headers.Add("X-Cloud-Study-Id", result.CloudStudyId);
            Response.Headers.Add("X-Processed-At", result.ProcessedAt.ToString("O"));

            return File(fileBytes, "application/dicom", $"{result.CloudStudyId}.dcm");
        }
        finally
        {
            if (System.IO.File.Exists(tempInput))
                System.IO.File.Delete(tempInput);
            if (System.IO.File.Exists(tempOutput))
                System.IO.File.Delete(tempOutput);
        }
    }

    [HttpPost("batch-prepare")]
    public async Task<IActionResult> PrepareBatchForCloud([FromBody] BatchPrepareRequest request)
    {
        var pipeline = new TeleradiologyAnonymizationPipeline(
            request.OrganizationId,
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "staging"),
            Path.Combine(Path.GetTempPath(), "mappings"));

        var batch = await pipeline.ProcessStudyForRemoteReading(
            request.StudyDirectory,
            request.Priority);

        return Ok(new
        {
            batch.BatchId,
            batch.Success,
            batch.TotalFiles,
            batch.SuccessfulFiles,
            batch.ManifestPath,
            StagingDirectory = Path.GetDirectoryName(batch.ManifestPath)
        });
    }
}

public class BatchPrepareRequest
{
    public string OrganizationId { get; set; }
    public string StudyDirectory { get; set; }
    public string Priority { get; set; } = "ROUTINE";
}

Услуга за преидентификация

Изпълнение гарантира преидентификация за четене на доклади:

public class ReidentificationService
{
    private readonly string _mappingDirectory;

    public ReidentificationService(string mappingDirectory)
    {
        _mappingDirectory = mappingDirectory;
    }

    public ReidentificationResult Reidentify(string batchId, string cloudStudyId)
    {
        var result = new ReidentificationResult();

        try
        {
            string mappingFile = Path.Combine(_mappingDirectory, $"{batchId}_mapping.json");
            
            if (!File.Exists(mappingFile))
            {
                result.Success = false;
                result.ErrorMessage = "Mapping file not found";
                return result;
            }

            string json = File.ReadAllText(mappingFile);
            var mapping = JsonSerializer.Deserialize<BatchMapping>(json);

            // Find original identifiers
            var fileMapping = mapping.FileMappings
                .FirstOrDefault(f => f.CloudStudyId == cloudStudyId);

            if (fileMapping == null)
            {
                result.Success = false;
                result.ErrorMessage = "Study not found in mapping";
                return result;
            }

            result.OriginalPatientId = fileMapping.OriginalPatientId;
            result.OriginalStudyUID = fileMapping.OriginalStudyUID;
            result.Success = true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            result.Success = false;
            result.ErrorMessage = ex.Message;
        }

        return result;
    }
}

public class BatchMapping
{
    public string BatchId { get; set; }
    public DateTime SubmittedAt { get; set; }
    public Dictionary<string, string> StudyMappings { get; set; }
    public List<FileMapping> FileMappings { get; set; }
}

public class FileMapping
{
    public string OriginalPath { get; set; }
    public string CloudPath { get; set; }
    public string OriginalStudyUID { get; set; }
    public string CloudStudyId { get; set; }
    public string OriginalPatientId { get; set; }
}

public class ReidentificationResult
{
    public bool Success { get; set; }
    public string OriginalPatientId { get; set; }
    public string OriginalStudyUID { get; set; }
    public string ErrorMessage { get; set; }
}

Най-добрите практики за Cloud PACS анонимизация

  • ** Безопасно съхранение на папки**: Дръжте файловете за пакетиране на самоличността шифровани и отделени от анонимни данни
  • Употреба на последователни идентификатори: Уверете се, че един и същ пациент / проучване получава същия анонимно ID през изтеглянията
  • Представяне на регистрация на одита: Проследяване на всички операции за анонимност и преидентификация
  • Проверявайте внимателно: Проверете, че няма изтичане на PHI чрез лични тагове или вградени данни
  • Сигурност на мрежата с оглед: Използвайте TLS за всички изтегляния в облака и шифровано съхранение при почивка

заключение

Анонимизирането на DICOM файлове за облак PACS и телерадиология изисква внимателно управление на идентификаторите на пациентите, като същевременно поддържа интегритета на проучването за дистанционно четене. Aspose.Medical за .NET осигурява основата за изграждане на сигурни тръби за анонимност, които се интегрират с Azure, AWS и други облачни платформи.

За повече информация относно анонимността на DICOM, посетете Апсо.медицинска документация.

More in this category