Hiểu nội dung tệp DICOM là điều cần thiết cho việc phát triển hình ảnh y tế, giải quyết vấn đề và đảm bảo chất lượng. hướng dẫn này cho bạn thấy làm thế nào để xây dựng một trình duyệt dữ liệu metadata toàn diện trong C# mà thu thập và hiển thị thông tin bệnh nhân, chi tiết nghiên cứu, và các thông số kỹ thuật.
DICOM Metadata là gì?
Các tệp DICOM chứa hai thành phần chính: dữ liệu pixel (bức ảnh thực tế) và metadata (các thông tin về hình ảnh).
- Dân số bệnh nhân: Tên, ID, ngày sinh, giới tính
- ** Thông tin nghiên cứu**: Ngày, thời gian, mô tả, bác sĩ tham khảo
- Các chi tiết hàng loạt: Modality, body part, imaging protocol
- Các thông số hình ảnh: Dimensions, pixel spacing, window/level settings
- ** Thông tin thiết bị**: Nhà sản xuất, mô hình, phiên bản phần mềm
Một trình duyệt metadata giúp các nhà phát triển kiểm tra các thuộc tính này cho việc phá vỡ, xác thực và phân tích dữ liệu.
Extraction Metadata cơ bản
Bắt đầu bằng cách chiết xuất các thuộc tính DICOM phổ biến:
using Aspose.Medical.Dicom;
public class DicomMetadataViewer
{
public DicomMetadata ExtractMetadata(string filePath)
{
DicomFile dicomFile = DicomFile.Open(filePath);
var dataset = dicomFile.Dataset;
return new DicomMetadata
{
// Patient Information
PatientName = dataset.GetString(DicomTag.PatientName),
PatientID = dataset.GetString(DicomTag.PatientID),
PatientBirthDate = dataset.GetString(DicomTag.PatientBirthDate),
PatientSex = dataset.GetString(DicomTag.PatientSex),
PatientAge = dataset.GetString(DicomTag.PatientAge),
// Study Information
StudyInstanceUID = dataset.GetString(DicomTag.StudyInstanceUID),
StudyDate = dataset.GetString(DicomTag.StudyDate),
StudyTime = dataset.GetString(DicomTag.StudyTime),
StudyDescription = dataset.GetString(DicomTag.StudyDescription),
AccessionNumber = dataset.GetString(DicomTag.AccessionNumber),
ReferringPhysician = dataset.GetString(DicomTag.ReferringPhysicianName),
// Series Information
SeriesInstanceUID = dataset.GetString(DicomTag.SeriesInstanceUID),
Modality = dataset.GetString(DicomTag.Modality),
SeriesDescription = dataset.GetString(DicomTag.SeriesDescription),
SeriesNumber = dataset.GetString(DicomTag.SeriesNumber),
BodyPartExamined = dataset.GetString(DicomTag.BodyPartExamined),
// Image Information
SOPInstanceUID = dataset.GetString(DicomTag.SOPInstanceUID),
SOPClassUID = dataset.GetString(DicomTag.SOPClassUID),
InstanceNumber = dataset.GetString(DicomTag.InstanceNumber),
ImageType = dataset.GetString(DicomTag.ImageType),
// Technical Parameters
Rows = dataset.GetString(DicomTag.Rows),
Columns = dataset.GetString(DicomTag.Columns),
BitsAllocated = dataset.GetString(DicomTag.BitsAllocated),
BitsStored = dataset.GetString(DicomTag.BitsStored),
PixelSpacing = dataset.GetString(DicomTag.PixelSpacing),
SliceThickness = dataset.GetString(DicomTag.SliceThickness),
// Equipment Information
Manufacturer = dataset.GetString(DicomTag.Manufacturer),
ManufacturerModelName = dataset.GetString(DicomTag.ManufacturerModelName),
StationName = dataset.GetString(DicomTag.StationName),
InstitutionName = dataset.GetString(DicomTag.InstitutionName),
SoftwareVersions = dataset.GetString(DicomTag.SoftwareVersions)
};
}
}
public class DicomMetadata
{
// Patient
public string PatientName { get; set; }
public string PatientID { get; set; }
public string PatientBirthDate { get; set; }
public string PatientSex { get; set; }
public string PatientAge { get; set; }
// Study
public string StudyInstanceUID { get; set; }
public string StudyDate { get; set; }
public string StudyTime { get; set; }
public string StudyDescription { get; set; }
public string AccessionNumber { get; set; }
public string ReferringPhysician { get; set; }
// Series
public string SeriesInstanceUID { get; set; }
public string Modality { get; set; }
public string SeriesDescription { get; set; }
public string SeriesNumber { get; set; }
public string BodyPartExamined { get; set; }
// Image
public string SOPInstanceUID { get; set; }
public string SOPClassUID { get; set; }
public string InstanceNumber { get; set; }
public string ImageType { get; set; }
// Technical
public string Rows { get; set; }
public string Columns { get; set; }
public string BitsAllocated { get; set; }
public string BitsStored { get; set; }
public string PixelSpacing { get; set; }
public string SliceThickness { get; set; }
// Equipment
public string Manufacturer { get; set; }
public string ManufacturerModelName { get; set; }
public string StationName { get; set; }
public string InstitutionName { get; set; }
public string SoftwareVersions { get; set; }
}
Tìm tất cả chủ đề bởi Dicom Tags
Danh sách tất cả các thẻ trong một tệp DICOM để kiểm tra đầy đủ:
public class DicomTagBrowser
{
public List<DicomTagInfo> GetAllTags(string filePath)
{
DicomFile dicomFile = DicomFile.Open(filePath);
var tags = new List<DicomTagInfo>();
foreach (var element in dicomFile.Dataset)
{
var tagInfo = new DicomTagInfo
{
Tag = element.Tag.ToString(),
TagHex = $"({element.Tag.Group:X4},{element.Tag.Element:X4})",
Keyword = element.Tag.DictionaryEntry?.Keyword ?? "Unknown",
Name = element.Tag.DictionaryEntry?.Name ?? "Private Tag",
VR = element.ValueRepresentation.Code,
Length = element.Length,
Value = GetDisplayValue(element)
};
tags.Add(tagInfo);
}
return tags;
}
private string GetDisplayValue(DicomElement element)
{
try
{
// Handle different value representations
if (element.Length == 0)
return "(empty)";
if (element.Length > 256)
return $"(binary data, {element.Length} bytes)";
// Try to get string value
var values = element.Get<string[]>();
if (values != null && values.Length > 0)
{
return string.Join(" \\ ", values);
}
return "(unable to display)";
}
catch
{
return $"(binary data, {element.Length} bytes)";
}
}
}
public class DicomTagInfo
{
public string Tag { get; set; }
public string TagHex { get; set; }
public string Keyword { get; set; }
public string Name { get; set; }
public string VR { get; set; }
public long Length { get; set; }
public string Value { get; set; }
}
Chất lượng Metadata Specific Extraction
Các chế độ hình ảnh khác nhau có các thuộc tính độc đáo:
public class ModalityMetadataExtractor
{
public object ExtractModalitySpecificData(string filePath)
{
DicomFile dicomFile = DicomFile.Open(filePath);
var dataset = dicomFile.Dataset;
string modality = dataset.GetString(DicomTag.Modality);
return modality switch
{
"CT" => ExtractCtMetadata(dataset),
"MR" => ExtractMrMetadata(dataset),
"CR" or "DX" => ExtractRadiographyMetadata(dataset),
"US" => ExtractUltrasoundMetadata(dataset),
"MG" => ExtractMammographyMetadata(dataset),
_ => ExtractGenericMetadata(dataset)
};
}
private CtMetadata ExtractCtMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new CtMetadata
{
KVP = dataset.GetString(DicomTag.KVP),
XRayTubeCurrent = dataset.GetString(DicomTag.XRayTubeCurrent),
ExposureTime = dataset.GetString(DicomTag.ExposureTime),
SliceThickness = dataset.GetString(DicomTag.SliceThickness),
SpacingBetweenSlices = dataset.GetString(DicomTag.SpacingBetweenSlices),
ConvolutionKernel = dataset.GetString(DicomTag.ConvolutionKernel),
GantryTilt = dataset.GetString(DicomTag.GantryDetectorTilt),
TableHeight = dataset.GetString(DicomTag.TableHeight),
RotationDirection = dataset.GetString(DicomTag.RotationDirection),
CTDIvol = dataset.GetString(DicomTag.CTDIvol),
WindowCenter = dataset.GetString(DicomTag.WindowCenter),
WindowWidth = dataset.GetString(DicomTag.WindowWidth)
};
}
private MrMetadata ExtractMrMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new MrMetadata
{
MagneticFieldStrength = dataset.GetString(DicomTag.MagneticFieldStrength),
SequenceName = dataset.GetString(DicomTag.SequenceName),
ScanningSequence = dataset.GetString(DicomTag.ScanningSequence),
SequenceVariant = dataset.GetString(DicomTag.SequenceVariant),
RepetitionTime = dataset.GetString(DicomTag.RepetitionTime),
EchoTime = dataset.GetString(DicomTag.EchoTime),
InversionTime = dataset.GetString(DicomTag.InversionTime),
FlipAngle = dataset.GetString(DicomTag.FlipAngle),
SliceThickness = dataset.GetString(DicomTag.SliceThickness),
EchoTrainLength = dataset.GetString(DicomTag.EchoTrainLength),
PixelBandwidth = dataset.GetString(DicomTag.PixelBandwidth),
ImagingFrequency = dataset.GetString(DicomTag.ImagingFrequency)
};
}
private RadiographyMetadata ExtractRadiographyMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new RadiographyMetadata
{
KVP = dataset.GetString(DicomTag.KVP),
ExposureTime = dataset.GetString(DicomTag.ExposureTime),
XRayTubeCurrent = dataset.GetString(DicomTag.XRayTubeCurrent),
Exposure = dataset.GetString(DicomTag.Exposure),
ExposureIndex = dataset.GetString(DicomTag.ExposureIndex),
TargetExposureIndex = dataset.GetString(DicomTag.TargetExposureIndex),
DeviationIndex = dataset.GetString(DicomTag.DeviationIndex),
DistanceSourceToDetector = dataset.GetString(DicomTag.DistanceSourceToDetector),
DistanceSourceToPatient = dataset.GetString(DicomTag.DistanceSourceToPatient),
Grid = dataset.GetString(DicomTag.Grid),
ViewPosition = dataset.GetString(DicomTag.ViewPosition)
};
}
private UltrasoundMetadata ExtractUltrasoundMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new UltrasoundMetadata
{
TransducerType = dataset.GetString(DicomTag.TransducerType),
TransducerFrequency = dataset.GetString(DicomTag.TransducerFrequency),
DepthOfScanField = dataset.GetString(DicomTag.DepthOfScanField),
MechanicalIndex = dataset.GetString(DicomTag.MechanicalIndex),
ThermalIndex = dataset.GetString(DicomTag.SoftTissueThermalIndex),
FrameTime = dataset.GetString(DicomTag.FrameTime),
NumberOfFrames = dataset.GetString(DicomTag.NumberOfFrames)
};
}
private MammographyMetadata ExtractMammographyMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new MammographyMetadata
{
ViewPosition = dataset.GetString(DicomTag.ViewPosition),
ImageLaterality = dataset.GetString(DicomTag.ImageLaterality),
BreastImplantPresent = dataset.GetString(DicomTag.BreastImplantPresent),
CompressionForce = dataset.GetString(DicomTag.CompressionForce),
BodyPartThickness = dataset.GetString(DicomTag.BodyPartThickness),
AnodeTargetMaterial = dataset.GetString(DicomTag.AnodeTargetMaterial),
FilterMaterial = dataset.GetString(DicomTag.FilterMaterial),
KVP = dataset.GetString(DicomTag.KVP),
ExposureTime = dataset.GetString(DicomTag.ExposureTime),
OrganDose = dataset.GetString(DicomTag.OrganDose)
};
}
private GenericMetadata ExtractGenericMetadata(DicomDataset dataset)
{
return new GenericMetadata
{
Modality = dataset.GetString(DicomTag.Modality),
StudyDescription = dataset.GetString(DicomTag.StudyDescription),
SeriesDescription = dataset.GetString(DicomTag.SeriesDescription)
};
}
}
// Modality-specific metadata classes
public class CtMetadata
{
public string KVP { get; set; }
public string XRayTubeCurrent { get; set; }
public string ExposureTime { get; set; }
public string SliceThickness { get; set; }
public string SpacingBetweenSlices { get; set; }
public string ConvolutionKernel { get; set; }
public string GantryTilt { get; set; }
public string TableHeight { get; set; }
public string RotationDirection { get; set; }
public string CTDIvol { get; set; }
public string WindowCenter { get; set; }
public string WindowWidth { get; set; }
}
public class MrMetadata
{
public string MagneticFieldStrength { get; set; }
public string SequenceName { get; set; }
public string ScanningSequence { get; set; }
public string SequenceVariant { get; set; }
public string RepetitionTime { get; set; }
public string EchoTime { get; set; }
public string InversionTime { get; set; }
public string FlipAngle { get; set; }
public string SliceThickness { get; set; }
public string EchoTrainLength { get; set; }
public string PixelBandwidth { get; set; }
public string ImagingFrequency { get; set; }
}
public class RadiographyMetadata
{
public string KVP { get; set; }
public string ExposureTime { get; set; }
public string XRayTubeCurrent { get; set; }
public string Exposure { get; set; }
public string ExposureIndex { get; set; }
public string TargetExposureIndex { get; set; }
public string DeviationIndex { get; set; }
public string DistanceSourceToDetector { get; set; }
public string DistanceSourceToPatient { get; set; }
public string Grid { get; set; }
public string ViewPosition { get; set; }
}
public class UltrasoundMetadata
{
public string TransducerType { get; set; }
public string TransducerFrequency { get; set; }
public string DepthOfScanField { get; set; }
public string MechanicalIndex { get; set; }
public string ThermalIndex { get; set; }
public string FrameTime { get; set; }
public string NumberOfFrames { get; set; }
}
public class MammographyMetadata
{
public string ViewPosition { get; set; }
public string ImageLaterality { get; set; }
public string BreastImplantPresent { get; set; }
public string CompressionForce { get; set; }
public string BodyPartThickness { get; set; }
public string AnodeTargetMaterial { get; set; }
public string FilterMaterial { get; set; }
public string KVP { get; set; }
public string ExposureTime { get; set; }
public string OrganDose { get; set; }
}
public class GenericMetadata
{
public string Modality { get; set; }
public string StudyDescription { get; set; }
public string SeriesDescription { get; set; }
}
Ứng dụng Console-Based Viewer
Tạo một công cụ dòng lệnh để kiểm tra nhanh DICOM:
public class DicomViewerConsole
{
public void DisplayMetadata(string filePath)
{
var viewer = new DicomMetadataViewer();
var metadata = viewer.ExtractMetadata(filePath);
Console.WriteLine("═══════════════════════════════════════════════════════════");
Console.WriteLine(" DICOM METADATA VIEWER ");
Console.WriteLine("═══════════════════════════════════════════════════════════");
Console.WriteLine($"File: {Path.GetFileName(filePath)}");
Console.WriteLine();
PrintSection("PATIENT INFORMATION");
PrintField("Patient Name", metadata.PatientName);
PrintField("Patient ID", metadata.PatientID);
PrintField("Birth Date", FormatDate(metadata.PatientBirthDate));
PrintField("Sex", metadata.PatientSex);
PrintField("Age", metadata.PatientAge);
PrintSection("STUDY INFORMATION");
PrintField("Study Date", FormatDate(metadata.StudyDate));
PrintField("Study Time", FormatTime(metadata.StudyTime));
PrintField("Description", metadata.StudyDescription);
PrintField("Accession #", metadata.AccessionNumber);
PrintField("Referring MD", metadata.ReferringPhysician);
PrintField("Study UID", metadata.StudyInstanceUID);
PrintSection("SERIES INFORMATION");
PrintField("Modality", metadata.Modality);
PrintField("Description", metadata.SeriesDescription);
PrintField("Series #", metadata.SeriesNumber);
PrintField("Body Part", metadata.BodyPartExamined);
PrintField("Series UID", metadata.SeriesInstanceUID);
PrintSection("IMAGE INFORMATION");
PrintField("Instance #", metadata.InstanceNumber);
PrintField("Image Type", metadata.ImageType);
PrintField("Dimensions", $"{metadata.Columns} x {metadata.Rows}");
PrintField("Bits Stored", metadata.BitsStored);
PrintField("Pixel Spacing", metadata.PixelSpacing);
PrintField("SOP Instance", metadata.SOPInstanceUID);
PrintSection("EQUIPMENT");
PrintField("Manufacturer", metadata.Manufacturer);
PrintField("Model", metadata.ManufacturerModelName);
PrintField("Station", metadata.StationName);
PrintField("Institution", metadata.InstitutionName);
PrintField("Software", metadata.SoftwareVersions);
Console.WriteLine("═══════════════════════════════════════════════════════════");
}
private void PrintSection(string title)
{
Console.WriteLine();
Console.WriteLine($"─── {title} ───");
}
private void PrintField(string label, string value)
{
string displayValue = string.IsNullOrEmpty(value) ? "(not specified)" : value;
Console.WriteLine($" {label,-15}: {displayValue}");
}
private string FormatDate(string dicomDate)
{
if (string.IsNullOrEmpty(dicomDate) || dicomDate.Length != 8)
return dicomDate;
return $"{dicomDate.Substring(0, 4)}-{dicomDate.Substring(4, 2)}-{dicomDate.Substring(6, 2)}";
}
private string FormatTime(string dicomTime)
{
if (string.IsNullOrEmpty(dicomTime) || dicomTime.Length < 6)
return dicomTime;
return $"{dicomTime.Substring(0, 2)}:{dicomTime.Substring(2, 2)}:{dicomTime.Substring(4, 2)}";
}
}
Web API cho Metadata Retrieval
Xây dựng điểm kết thúc REST cho truy cập metadata:
[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class DicomMetadataController : ControllerBase
{
private readonly string _uploadPath = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "dicom_uploads");
public DicomMetadataController()
{
Directory.CreateDirectory(_uploadPath);
}
[HttpPost("upload")]
public async Task<IActionResult> UploadAndExtract(IFormFile file)
{
if (file == null || file.Length == 0)
return BadRequest("No file provided");
var filePath = Path.Combine(_uploadPath, $"{Guid.NewGuid()}.dcm");
try
{
using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
{
await file.CopyToAsync(stream);
}
var viewer = new DicomMetadataViewer();
var metadata = viewer.ExtractMetadata(filePath);
return Ok(metadata);
}
finally
{
if (System.IO.File.Exists(filePath))
System.IO.File.Delete(filePath);
}
}
[HttpPost("tags")]
public async Task<IActionResult> GetAllTags(IFormFile file)
{
if (file == null || file.Length == 0)
return BadRequest("No file provided");
var filePath = Path.Combine(_uploadPath, $"{Guid.NewGuid()}.dcm");
try
{
using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
{
await file.CopyToAsync(stream);
}
var browser = new DicomTagBrowser();
var tags = browser.GetAllTags(filePath);
return Ok(tags);
}
finally
{
if (System.IO.File.Exists(filePath))
System.IO.File.Delete(filePath);
}
}
[HttpPost("modality-specific")]
public async Task<IActionResult> GetModalityMetadata(IFormFile file)
{
if (file == null || file.Length == 0)
return BadRequest("No file provided");
var filePath = Path.Combine(_uploadPath, $"{Guid.NewGuid()}.dcm");
try
{
using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
{
await file.CopyToAsync(stream);
}
var extractor = new ModalityMetadataExtractor();
var data = extractor.ExtractModalitySpecificData(filePath);
return Ok(data);
}
finally
{
if (System.IO.File.Exists(filePath))
System.IO.File.Delete(filePath);
}
}
}
Báo cáo xuất khẩu metadata
Tạo các báo cáo metadata trong các định dạng khác nhau:
public class MetadataReportGenerator
{
public void GenerateCsvReport(string dicomDirectory, string outputPath)
{
var viewer = new DicomMetadataViewer();
var records = new List<string>();
// Header
records.Add("FileName,PatientID,PatientName,StudyDate,Modality,SeriesDescription,Rows,Columns");
var files = Directory.GetFiles(dicomDirectory, "*.dcm", SearchOption.AllDirectories);
foreach (var file in files)
{
try
{
var metadata = viewer.ExtractMetadata(file);
var record = string.Join(",",
EscapeCsv(Path.GetFileName(file)),
EscapeCsv(metadata.PatientID),
EscapeCsv(metadata.PatientName),
EscapeCsv(metadata.StudyDate),
EscapeCsv(metadata.Modality),
EscapeCsv(metadata.SeriesDescription),
metadata.Rows ?? "",
metadata.Columns ?? "");
records.Add(record);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"Error processing {file}: {ex.Message}");
}
}
File.WriteAllLines(outputPath, records);
}
public void GenerateJsonReport(string dicomDirectory, string outputPath)
{
var viewer = new DicomMetadataViewer();
var metadataList = new List<object>();
var files = Directory.GetFiles(dicomDirectory, "*.dcm", SearchOption.AllDirectories);
foreach (var file in files)
{
try
{
var metadata = viewer.ExtractMetadata(file);
metadataList.Add(new
{
FileName = Path.GetFileName(file),
Metadata = metadata
});
}
catch (Exception ex)
{
metadataList.Add(new
{
FileName = Path.GetFileName(file),
Error = ex.Message
});
}
}
var json = JsonSerializer.Serialize(metadataList, new JsonSerializerOptions
{
WriteIndented = true
});
File.WriteAllText(outputPath, json);
}
private string EscapeCsv(string value)
{
if (string.IsNullOrEmpty(value))
return "";
if (value.Contains(",") || value.Contains("\"") || value.Contains("\n"))
{
return $"\"{value.Replace("\"", "\"\"")}\"";
}
return value;
}
}
Sử dụng ví dụ
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// Activate license
Metered metered = new Metered();
metered.SetMeteredKey("your-public-key", "your-private-key");
string dicomFile = @"C:\DICOM\sample.dcm";
// Console viewer
var consoleViewer = new DicomViewerConsole();
consoleViewer.DisplayMetadata(dicomFile);
// Browse all tags
var browser = new DicomTagBrowser();
var tags = browser.GetAllTags(dicomFile);
Console.WriteLine($"\nTotal tags: {tags.Count}");
// Generate report for directory
var reportGenerator = new MetadataReportGenerator();
reportGenerator.GenerateCsvReport(@"C:\DICOM\Studies", @"C:\Reports\metadata.csv");
}
}
Kết luận
Xây dựng một trình duyệt metadata DICOM cung cấp cho bạn những khả năng thiết yếu cho sự phát triển hình ảnh y tế. Cho dù bạn cần một kiểm tra đường lối lệnh nhanh chóng, một API web để tích hợp, hoặc công cụ báo cáo hàng loạt, Aspose.Medical for .NET mang lại nền tảng cho việc khai thác và phân tích các thuộc tính DIKOM. Các kỹ thuật này có giá trị cho giải quyết vấn đề, đảm bảo chất lượng, và xây dựng các ứng dụng chụp hình y học.
Để biết thêm thông tin về việc làm việc với các tệp DICOM, hãy truy cập Aspose.Dữ liệu y tế.
More in this category
- Chuẩn bị DICOM Datasets cho AI và Machine Learning với Aspose.Medical
- Hồ sơ riêng tư tùy chỉnh phù hợp với DICOM Anonymization cho Chính sách Bệnh viện của bạn
- Tại sao DICOM Anonymization quan trọng đối với HIPAA và GDPR trong dòng công việc .NET
- Xây dựng một DICOM Anonymization Microservice trong ASP.NET Core
- Lưu DICOM Metadata trong SQL và NoSQL Databases với C#