3d Slicer-DICOM模块之Query/Retrieve功能介绍

Posted 2021-07-31 inter_peng

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1. DICOM模块

3d Slicer作为医学影像的开源处理软件，当然离不开医学影像数据。
DICOM模块，就是专门负责DICOM影像的查找，获取，发送和接收的模块。

官方文档中关于DICOM的描述，见链接: https://slicer.readthedocs.io/en/latest/user_guide/modules/dicom.html

上述图像介绍了，3d Slicer加载医学影像的流程。
3d Slicer既支持加载DICOM影像数据，也支持加载非dcm数据，如NRRD, STL, JSON等格式的数据。
除了本地加载影像文件外，DICOM协议支持通过网络传输影像。也就是如上图中，红色框内的: DICOM query/retrieve。

2. Query/Retrieve功能介绍

Query/Retrieve功能，对应的是dicom协议中的findscu和movescu/getscu.

功能	dcmtk指令
Query	findscu
Retrieve	movescu/getscu

在3d Slicer的DICOM页面中，有一个项目是: DICOM networking, 就是提供通过网络来进行DICOM影像传输的功能入口。

点击: "Query and retrieve"按钮，即可以进入如下的弹出页面。
页面中显示了，3d Slicer默认的AE Title为: “CTKSTORE”。
下面则是配置需要连接的PACS服务器的信息。
由于我已经在本地用dcm4chee搭建了一个PACS服务器。PACS服务器的AE Title是: DCM4CHEE,
Address是：192.168.109.83，Port是11112，且支持通过CGET的方式获取数据。

右侧的红框 Search Options, 就是通过一些已知的Patient/Study/Series的信息，来从PACS的服务器检索相关的数据。检索选择框下方的两列，看起来比较明显。一列是日期，另一列是Modality。
但是上方的 Name/Study/Series/ID, 就不是很明显。不知道应该输入什么信息，也不知道应该以什么样的格式来输入。
在Google上检索了很多关于3d Slicer的query/retrieve的文章，但都是关于如何利用下面的日期和Modality来query数据的，对于上面的Name/Study/Series/ID, 却没有介绍。

最后实在没有办法了。只能通过查询3d Slicer的源码来寻找有价值的信息了。
由于3d Slicer是一个持续了20多年的开源项目，因此代码量是相当庞大的。如何在如此庞大的代码量前面迅速地定位相关代码，也没有更好的办法。我只能是通过将代码加载在Visual Studio Code里面，然后利用编辑器自带的搜索功能，来搜索了。

我用的关键字是搜索框上方的"Search Options"。首先是在源码里面搜索，结果没有搜到任何信息。后来想到，3d Slicer在编译的过程中，同时还下载和编译了十几个项目的代码。因此，我又在3d Slicer bulid的目录下查找，结果真的找到了。

最后定位到的文件是位于3d Slicer的编译目录: Slicer-SuperBuild-Debug下的:
CTK/Libs/DICOM/Core/ctkDICOMQuery.cpp的函数: ctkDICOMQuery:query()中的Line 324 ~ 380.

  /* Now, for all keys that the user provided for filtering on STUDY level,
   * overwrite empty keys with value. For now, only Patient's Name, Patient ID,
   * Study Description, Modalities in Study, and Study Date are used.
   */
  QString seriesDescription;
  foreach( QString key, d->Filters.keys() )
    {
    if ( key == QString("Name") && !d->Filters[key].toString().isEmpty())
      {
      // make the filter a wildcard in dicom style
      d->Query->putAndInsertString( DCM_PatientName,
        (QString("*") + d->Filters[key].toString() + QString("*")).toLatin1().data());
      }
    else if ( key == QString("Study") && !d->Filters[key].toString().isEmpty())
      {
      // make the filter a wildcard in dicom style
      d->Query->putAndInsertString( DCM_StudyDescription,
        (QString("*") + d->Filters[key].toString() + QString("*")).toLatin1().data());
      }
    else if ( key == QString("ID") && !d->Filters[key].toString().isEmpty())
      {
      // make the filter a wildcard in dicom style
      d->Query->putAndInsertString( DCM_PatientID,
        (QString("*") + d->Filters[key].toString() + QString("*")).toLatin1().data());
      }
    else if ( key == QString("Modalities") && !d->Filters[key].toString().isEmpty())
      {
      // make the filter be an "OR" of modalities using backslash (dicom-style)
      QString modalitySearch("");
      foreach (const QString& modality, d->Filters[key].toStringList())
      {
        modalitySearch += modality + QString("\\\\");
      }
      modalitySearch.chop(1); // remove final backslash
      logger.debug("modalityInStudySearch " + modalitySearch);
      d->Query->putAndInsertString( DCM_ModalitiesInStudy, modalitySearch.toLatin1().data() );
      }
    // Rememer Series Description for later series query if we go through the keys now
    else if ( key == QString("Series") && !d->Filters[key].toString().isEmpty())
      {
      // make the filter a wildcard in dicom style
      seriesDescription = "*" + d->Filters[key].toString() + "*";
      }
    else
      {
      logger.debug("Ignoring unknown search key: " + key);
      }
    }

  if ( d->Filters.keys().contains("StartDate") && d->Filters.keys().contains("EndDate") )
    {
    QString dateRange = d->Filters["StartDate"].toString() +
                        QString("-") +
                        d->Filters["EndDate"].toString();
    d->Query->putAndInsertString ( DCM_StudyDate, dateRange.toLatin1().data() );
    logger.debug("Query on study date " + dateRange);
    }

正如这段代码的注释部分所描述的，3d Slicer的Search Options，目前的对应关系是:

Search Options	DICOM TAG
Name	Patient’s Name
Study	Study Description
Series	Series Description
ID	Patient ID
Date	Study Date
Modality	Modalities in Study

根据以上的对应关系，便可以在Search Options的对应的Tab页输入相应的查询条件，来进行数据的检索。

完。