Zdravotnické organizace stále více potřebují automatizované řešení pro de-identifikování lékařských obrazových dat. V tomto průvodci se dozvíte, jak vytvořit DICOM anonymizační mikroslužbu v ASP.NET Core, která přijímá DIKOM soubory prostřednictvím HTTP, anonymizuje je pomocí konfigurovatelných profilů a vrací deidentifikované výsledky.

Tabulka obsahů

Architektonický přehled

Mikroslužba následuje složenou architekturu s jasným oddělením obav. API vrstva zvládá HTTP požadavky a odpovědi prostřednictvím ASP.NET Core ovladačů. Služební vrstvy obsahují obchodní logiku pomocí Aspose.Medical Anonymizer. Konfigurační vrstva spravuje nastavení profilu a možnosti aplikace. Volitelné komponenty zahrnují úložiště pro přihlášení a ke stažení pro zpracování souborů.

Tato architektura umožňuje horizontální škálování, snadné testování a jednoduchou integraci s nemocničními informačním systémy a servery PACS.

Nastavení projektu

Začněte vytvořením nového projektu ASP.NET Core Web API a nainstalujte požadovaný balíček:

dotnet new webapi -n DicomAnonymizationService
cd DicomAnonymizationService
dotnet add package Aspose.Medical

Nastavení projektu pro velké nahrávání souborů v Program.cs:

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// Configure for large DICOM files
builder.WebHost.ConfigureKestrel(options =>
{
    options.Limits.MaxRequestBodySize = 500_000_000; // 500MB
});

builder.Services.Configure<FormOptions>(options =>
{
    options.MultipartBodyLengthLimit = 500_000_000;
});

// Register services
builder.Services.AddScoped<IDicomAnonymizationService, DicomAnonymizationService>();
builder.Services.AddControllers();

var app = builder.Build();

app.MapControllers();
app.Run();

Provádění servisní vrstvy

Vytvořte rozhraní a implementaci pro službu anonymizace:

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

public interface IDicomAnonymizationService
{
    Task<byte[]> AnonymizeAsync(Stream inputStream, string? profileName = null);
    Task<byte[]> AnonymizeAsync(byte[] inputBytes, string? profileName = null);
}

public class DicomAnonymizationService : IDicomAnonymizationService
{
    private readonly ILogger<DicomAnonymizationService> _logger;
    private readonly Dictionary<string, ConfidentialityProfileOptions> _profiles;

    public DicomAnonymizationService(ILogger<DicomAnonymizationService> logger)
    {
        _logger = logger;
        _profiles = new Dictionary<string, ConfidentialityProfileOptions>
        {
            ["basic"] = ConfidentialityProfileOptions.BasicProfile,
            ["research"] = ConfidentialityProfileOptions.BasicProfile | 
                          ConfidentialityProfileOptions.RetainPatientChars,
            ["internal"] = ConfidentialityProfileOptions.RetainUIDs | 
                          ConfidentialityProfileOptions.RetainDeviceIdent,
            ["clean"] = ConfidentialityProfileOptions.CleanGraph | 
                       ConfidentialityProfileOptions.CleanDesc
        };
    }

    public async Task<byte[]> AnonymizeAsync(Stream inputStream, string? profileName = null)
    {
        using var memoryStream = new MemoryStream();
        await inputStream.CopyToAsync(memoryStream);
        return await AnonymizeAsync(memoryStream.ToArray(), profileName);
    }

    public Task<byte[]> AnonymizeAsync(byte[] inputBytes, string? profileName = null)
    {
        return Task.Run(() =>
        {
            // Create anonymizer with selected profile
            Anonymizer anonymizer = CreateAnonymizer(profileName);

            // Load DICOM from bytes
            using var inputStream = new MemoryStream(inputBytes);
            DicomFile dcm = DicomFile.Open(inputStream);

            // Anonymize
            DicomFile anonymizedDcm = anonymizer.Anonymize(dcm);

            // Write to output stream
            using var outputStream = new MemoryStream();
            anonymizedDcm.Save(outputStream);

            _logger.LogInformation("Anonymized DICOM file using profile: {Profile}", 
                profileName ?? "default");

            return outputStream.ToArray();
        });
    }

    private Anonymizer CreateAnonymizer(string? profileName)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(profileName) || !_profiles.ContainsKey(profileName.ToLower()))
        {
            return new Anonymizer();
        }

        var options = _profiles[profileName.ToLower()];
        var profile = ConfidentialityProfile.CreateDefault(options);
        return new Anonymizer(profile);
    }
}

Vytvoření ovládacího prvku API

Vytvořte ovladač, který spravuje nahrávání souborů a vrací anonymizované soubory DICOM:

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class AnonymizeController : ControllerBase
{
    private readonly IDicomAnonymizationService _anonymizationService;
    private readonly ILogger<AnonymizeController> _logger;

    public AnonymizeController(
        IDicomAnonymizationService anonymizationService,
        ILogger<AnonymizeController> logger)
    {
        _anonymizationService = anonymizationService;
        _logger = logger;
    }

    /// <summary>
    /// Anonymize a single DICOM file
    /// </summary>
    [HttpPost]
    [RequestSizeLimit(500_000_000)]
    public async Task<IActionResult> AnonymizeFile(
        IFormFile file,
        [FromQuery] string? profile = null)
    {
        if (file == null || file.Length == 0)
        {
            return BadRequest("No file uploaded");
        }

        try
        {
            _logger.LogInformation("Processing file: {FileName}, Size: {Size}", 
                file.FileName, file.Length);

            using var stream = file.OpenReadStream();
            byte[] anonymizedBytes = await _anonymizationService.AnonymizeAsync(stream, profile);

            string outputFileName = $"anonymized_{file.FileName}";
            return File(anonymizedBytes, "application/dicom", outputFileName);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _logger.LogError(ex, "Error anonymizing file: {FileName}", file.FileName);
            return StatusCode(500, $"Anonymization failed: {ex.Message}");
        }
    }

    /// <summary>
    /// Anonymize DICOM data from request body
    /// </summary>
    [HttpPost("stream")]
    [RequestSizeLimit(500_000_000)]
    public async Task<IActionResult> AnonymizeStream([FromQuery] string? profile = null)
    {
        try
        {
            byte[] anonymizedBytes = await _anonymizationService.AnonymizeAsync(
                Request.Body, profile);

            return File(anonymizedBytes, "application/dicom", "anonymized.dcm");
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _logger.LogError(ex, "Error anonymizing stream");
            return StatusCode(500, $"Anonymization failed: {ex.Message}");
        }
    }

    /// <summary>
    /// List available anonymization profiles
    /// </summary>
    [HttpGet("profiles")]
    public IActionResult GetProfiles()
    {
        var profiles = new[]
        {
            new { name = "basic", description = "Standard anonymization removing most identifiers" },
            new { name = "research", description = "Retains patient characteristics for research" },
            new { name = "internal", description = "Retains UIDs for internal tracking" },
            new { name = "clean", description = "Removes burned-in graphics and descriptions" }
        };

        return Ok(profiles);
    }
}

Konfigurovatelné profily

Umožňuje nastavení profilů pomocí appsettings.json:

{
  "AnonymizationProfiles": {
    "default": "basic",
    "profiles": {
      "basic": ["BasicProfile"],
      "research": ["BasicProfile", "RetainPatientChars"],
      "internal": ["RetainUIDs", "RetainDeviceIdent"],
      "clean": ["CleanGraph", "CleanDesc"],
      "maximum": ["BasicProfile", "CleanGraph", "CleanDesc"]
    }
  }
}

Vytvořte konfigurační třídu a aktualizujte službu pro čtení z nastavení:

public class AnonymizationProfileOptions
{
    public string Default { get; set; } = "basic";
    public Dictionary<string, string[]> Profiles { get; set; } = new();
}

// In Program.cs
builder.Services.Configure<AnonymizationProfileOptions>(
    builder.Configuration.GetSection("AnonymizationProfiles"));

Bezpečnostní úvahy

Při implementaci této služby provádějte tyto bezpečnostní opatření.

Vybavte HTTPS, abyste zajistili, že všechny komunikace jsou zašifrovány v tranzitu. nastavte TLS 1.2 nebo vyšší a přesměrujte http na http.

Implementace autentifikace pomocí tokenů JWT nebo klíčů API k omezení přístupu autorizovaným klientům:

[Authorize]
[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class AnonymizeController : ControllerBase
{
    // Controller code...
}

** Vyhýbejte se ukládání originálních souborů**, které nejsou šifrovány na disku. zpracovávejte soubory v paměti, kdykoli je to možné, a pokud je nutné dočasné uložení, použijte šifrované množství.

Umožňuje přihlašování auditů pro sledování všech anonymizačních operací, včetně toho, kdo je požádal a kdy:

_logger.LogInformation(
    "Anonymization completed - User: {User}, Profile: {Profile}, FileSize: {Size}",
    User.Identity?.Name, profile, file.Length);

Optimalizace výkonu

Některé techniky mohou zlepšit výkon pro scénáře s vysokým výkonem.

Používejte anonymizaci na místě, pokud nepotřebujete uchovávat původní údaje v paměti:

anonymizer.AnonymizeInPlace(dcm);

Umožňuje paralelní zpracování pro batchové operace:

[HttpPost("batch")]
public async Task<IActionResult> AnonymizeBatch(List<IFormFile> files)
{
    var results = await Parallel.ForEachAsync(
        files,
        new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount },
        async (file, ct) =>
        {
            using var stream = file.OpenReadStream();
            return await _anonymizationService.AnonymizeAsync(stream);
        });

    // Return results...
}

Implementace žádosti o přepínání pro velmi velké balíčky pomocí zprávy, jako je RabbitMQ nebo Azure Service Bus, aby se vypořádal s nákladními špičkami bez překážky služby.

Závěrečný závěr

Nyní máte kompletní plán pro vytvoření DICOM anonymizace microservice v ASP.NET Core. Služba akceptuje DICO soubory prostřednictvím HTTP, aplikuje konfigurovatelné anonymizační profily pomocí Aspose.Medical a vrací de-identifikované soubory připravené pro výzkum nebo sdílení.

Klíčové úkoly zahrnují používání vrstvené architektury pro udržitelnost, implementaci konfigurovatelných profilů pro flexibilitu, zajištění služby s autentifikací a šifrováním a optimalizace výkonu s paralelním zpracováním.

Pro úplný zdrojový kód a další příklady, navštivte Aspose. lékařská dokumentacePro zkoušku ohně, Získejte bezplatnou dočasnou licenci.

More in this category