DCMTK开源库的学习笔记4：利用ini配置文件对dcm影像进行归档

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背景介绍：

医学影像PACS工作站的服务端需要对大量的dcm文件进行归档，写入数据库处理。由于医学图像的特殊性，每一个患者（即所谓的Patient）每做一次检查（即Study）都至少会产生一组图像序列（即Series），而每一组图像序列下会包含大量的dcm文件（例如做一次心脏CTA的诊断，完整的一个心脏断层扫描序列大约有200幅图像）。DICOM3.0协议中对每一幅影像是按照特定的三个UID（唯一标示符）来进行标记的，分别是StudyInstanceUID、SeriesInstanceUID、SOPInstanceUID。其中StudyInstanceUID代表了唯一的一次检查（Study），SeriesInstanceUID代表了相应检查下的唯一序列（Series）、SOPInstanceUID代表了唯一检查下的唯一序列下的唯一图像。通常PACS工作站都是利用这三个UID来对dcm文件进行归档处理。

归档的设计：

1、基本的归档结构是：

第一级：StudyInstanceUID	存储同一患者的影像数据
第二级：SeriesInstanceUID	存储同一次检查下的影像数据
第三级：SOPInstanceUID	存储同一个序列下的影像数据

了解了大致的归档结构后，现在应该考虑怎样将dcm记录写入到数据库中？最直观的想法就是将每一个dcm文件都记录在数据库中，这样当需要读取指定的dcm文件时通过给定的三个UID直接在数据库中查询就能够得到。但是如此一来，数据库的容量会急剧增加，同一患者在数据库中存在着大量的冗余记录。因为患者的影像数据是按照上述的三级目录来归档的，大量的相关的影像数据存储在服务器的同一个目录下，对于同一个序列的图像可以直接在第二级目录中利用SOPInstanceUID来进行检索，而不需要进行数据库的查询。但是当二级目录下的文件数量较大时，检索文件件中的文件同样需要耗费大量的时间，那么怎样可以提高检索效率呢？答案就是：配置文件。由于在归档的时候我们已经读取过每个dcm文件的三个UID，那么可以将归档时候读取的UID信息写入到相应的INI配置文件中，并存储到相应的图像序列目录下。那么在检索图像时，通过前两级UID可以快速在数据库中查询到影像数据的归档目录，当进入到指定的归档目录后，利用归档时生成的INI文件，可以快速的检索到指定的dcm文件，另外如果归档时将一些常用的dcm文件信息一同写入到INI配置文件中（如图像的宽度、高度、患者姓名、出生年月、窗宽/窗位等），在后续的一些图像处理中同样能够节约时间，提高效率。

2、INI配置文件的生成

INI配置文件的格式就不细讲了，CSDN中已有很多详细讲解的博文，请大家自行参阅。这次详细讲解一下利用dcmtk开源库来提取相应的dcm文件信息并写入到ini配置文件中的方法。

DCMTK开源库是一个很好的医学影像开发基础库，其很好的实现了DICOM3.0标准，且类的继承体系简单明了，与DICOM3.0标准一一对应（随后会写关于“dcmtk开源库的继承体系与DICOM3.0标准的对应关系”的博文）。这里我们只用到了dcmtk中的DcmItem类，该类派生自DcmObject基础类，其含有ElementList成员变量，存储了DICOM3.0标准中规定的一系列的数据元（Data Element）基本结构如下图所示：

注：DcmItem类就是Dataset（数据集）的子类。其内部包含了数据元序列（即ElementList数据成员）。

通过阅读关于DcmItem类的源码，总结归纳了以下几种dcmtk开源库给出的操作dcm文件相应数据元的函数：findAndGet 函数、findOrCreate函数、findAndXXX函数、putAndInsert函数，以及insertXXX函数，如下图：

至此我们可以利用findAndGet函数类来提取dcm文件中的相关信息，结合WindowsAPI函数来进行INI配置文件的归档。由于INI配置文件就是文本文件，因此我们选用了DcmItem中的findAndGetString函数来提取dcm文件中的数据元，利用findAndGetString函数能够直接得到字符串格式（const char*）的数据元，另外，结合WritePrivateProfileString函数来生成INI配置文件。（注：此处findAndGetString函数正好与WritePrivateProfileString函数的格式匹配，如果采用findAndGet的其他函数，如findAndGetSin32，就需要利用itoa等函数将整型转换成const char*类型，增加了编程的复杂性）

下面给出部分代码：

1. DcmTagKey THU_DCM_ELEMENTS[]=
2. {DCM_InstanceNubmber, DCM_Rows,DCM_Columns,DCM_PatientName};//定义需要写入到ini文件中的dcm数据元标签数组
3. int num=sizeof(THU_DCM_ELEMNTS)/sizeof(DcmTagKey);
4. OFString mImageValue;
5. OFString mGap("|");//INI配置文件中各个数据元之间的间隔符
6. OFString mImageModule("ImageModule\\");//配置文件的节名称
7. OFString mSOPInstanceUID;
8. OFString mSeriesInstanceUID;
9. DcmDataset *pDataset=mDcmFile->getDataset();
10. DcmMetaInfo *pMetaInfo=mDcmFile->getMetaInfo();
11. pDataset->findAndGetOFString(DCM_SeriesInstanceUID,mSeriesInstanceUID);
12. pDataset->findAndGetOFString(DCM_SOPInstanceUID,mSOPInstanceUID);
13. mImageModule+=mSeriesInstanceUID;
14. for(int i=0;i<num;++i)
15. {
16. OFString mValueRecord;
17. DcmElement *element;
18. if(THU_DCM_ELEMNTS[i].getGroup()>0x0002)// to determine if the THU_DCM_ELEMENTS[i] is MetaInfo
19. {
20. //the element belongs to Dataset
21. pDataset->findAndGetOFStringArray(THU_DCM_ELEMNTS[i],mValueRecord);
22. mValueRecord+=mGap;
23. }
24. else
25. {
26. //the element belongs to MetaInfo
27. if(THU_DCM_ELEMNTS[i].getGroup()==0x0000 && THU_DCM_ELEMNTS[i].getElement()==0x0000)
28. {
29. mValueRecord=mGap;
30. }
31. else
32. {
33. pMetaInfo->findAndGetOFStringArray(THU_DCM_ELEMNTS[i],mValueRecord);
34. mValueRecord+=mGap;
35. }
36. }
37. mImageValue+=mValueRecord;
38. }
39. ::WritePrivateProfileString(mImageModule.c_str(),mSOPInstanceUID.c_str(),mImageValue.c_str(),iniFileName);

3、数据库的写入：

数据库写入的方式与INI配置文件生成基本相似，只要稍微了解C++数据库编程的人员，就很容易仿照上述INI配置文件的生成过程来完成数据库写入的部分，此处就不细讲了，只给出简单的部分代码：

1. DcmFileFormat fileformat;
2. TCHAR FilePath[MAX_PATH];
3. OFCondition oc = fileformat.loadFile(FilePath);
4. DcmDataset *pDataset=fileformat.getDataset();
5. char query[1000];
6. memset(query,0,sizeof(char)*1000);
7. lstrcat(query,_T("insert into patient values ("));
8. const char *tString;
9. pDataset->findAndGetString(DCM_InstanceNumber,tString);
10. lstrcat(query,tString);
11. lstrcat(query,_T(","));
12. pDataset->findAndGetString(DCM_PatientName,tString);
13. lstrcat(query,_T("\""));
14. lstrcat(query,tString);
15. lstrcat(query,_T("\""));
16. lstrcat(query,_T(","));
17. pDataset->findAndGetString(DCM_PatientID,tString);
18. lstrcat(query,tString);
19. lstrcat(query,_T(","));
20. pDataset->findAndGetString(DCM_PatientBirthDate,tString);
21. lstrcat(query,tString);
22. lstrcat(query,_T(","));
23. pDataset->findAndGetString(DCM_PatientSex,tString);
24. lstrcat(query,"\"");
25. lstrcat(query,tString);
26. lstrcat(query,"\"");
27. lstrcat(query,",");
28. pDataset->findAndGetString(DCM_PatientAge,tString);
29. char temp[100];
30. memcpy(temp,tString,lstrlen(tString));
31. temp[lstrlen(tString)]=_T('\0');
32. for(int i=0;i<strlen(temp);++i)
33. if(temp[i]==_T('Y'))
34. temp[i]=_T('\0');
35. lstrcat(query,temp);
36. lstrcat(query,",");
37. lstrcat(query,_T("2013)"));
38. n style="white-space:pre">              </span>//mysql数据库的写入
39. MYSQL* con;
40. con=mysql_init((MYSQL*)0);
41. if(con!=NULL && mysql_real_connect(con,host,user,passwd,db,port,unix_socket,client_flag))
42. {
43. if(!mysql_select_db(con,db))
44. {
45. ::printf("Selcet successfully the database!\n");
46. con->reconnect=1;
47. int rt=mysql_real_query(mysql,query,strlen(query));
48. if(rt)
49. {
50. ::printf("Error making insert!!!\n");
51. }
52. }
53. }

对于MYSQL的C++操作，可以参见博文：http://www.cnblogs.com/justinzhang/archive/2011/09/23/2185963.html