基于OpenGL的DICOM医学图像读取和显示

（ 1. 首都医科大学大兴医院 信息科， 北京 102600 ； 2. 北京联合大学师范学院 电气信息系， 北京 100011 ） sfthongying@ buu. edu. cn
摘 要：DICOM 3. 0 是医院各影像设备所遵循的标准 ， 该标准的文件一般不被现有的图像处理软件所支持 。 通 过对医学数字成像和通信 （ DICOM） 标准的研究， 编写了 DICOM 文件的读取与显示程序 ， 使得普通电脑也可以显示 DICOM 标准的医疗影像图片。为医疗影像的三维重建 、 医生对病灶处的诊断以及模拟手术的实施提供了前期技术支 持， 有助于医学资源的共享 。 关键词：医学数字成像和通信标准 ；医学图像；标准；读取；显示 中图分类号： TP391. 9 文献标志码：A
第 29 卷 2009 年 12 月
文章编号：1001 － 9081 （ 2009 ） S2 － 0126 － 02
计算机应用 Journal of Computer Applications
Vol. 29 Dec. 2009
基于 OpenGL 的 DICOM 医学图像读取和显示
王
1 2 旭， 翟红英
DICOM 文件的第二部分为数据集， 数据集由 数 据 元 组 成， 每个数据元根据传输语法的不同包含四个或三个部分：识 别标签（ Tag ） ， 值类型（ Vr ） ， 组长（ Length ） ， 值域（ Value ） ， 其 Vr 。 1. 2. 840. 中 并 不 是 数 据 元 必 有 部 分 当 传 输 语 法 为： 10008. 1. 2. 1 ， 即显示传输时（ 去掉否） 数据元中包含 Vr， 否则 Vr 不存在。如图 2 所示。识别标签（ Tag ） 是一个 8 位的无符 号整数的有 序 对， 前 4 位 代 表 组 号， 后 4 位代表元素号在 DICOM 3. 0 标准中所列出的标签存储值的类型， 在程序中以 Access 数据库存储作为字典以供查询 。 值类型是用 2 B 的字 符串来存储值类型， 组长以短整型来存储值域的长度， 紧随其 后的便是标签的值域。
Abstract DICOM 3. 0 is a standard which hospital image equipments follow by but the files of this standard are not supported generally by most imagery processing software. Through studying Digital Imaging and Communications in Medicine DICOM the program was compiled to read and display the DICOM files that may cause the ordinary computer display medical images. This can provid more technical assistance in medical images 3D reconstruction focus diagnosis of infection place and simulation surgery implementation and it is also helpful to medicine resources sharing. Key words Digital Imaging and Communications in Medicine DICOM medicine image standard reading displaying 随着医疗服务水准的提升， 医疗信息系统已经成为所有 特别是医疗影像系统（ PACS ） 随 医院发展必不可少的一部分， 着医学影像技术和计算机网络技术的发展， 逐渐在我国的医 院普及。实施 PACS 系统必须要解决的问题就是各个医疗影 像设备之间统一各种数字化影像设备的图像数据格式和数据 传输标准。目前大部分医院使用的医疗影像设备所遵循的 DICOM 3. 0 标准是由美国放射学会和美国国家电器制造协会 但它是医疗影像设备专 于 20 世纪 90 年代中期联合推出的， 用的格式， 一般的图像处理软件并不支持该格式的文件 。 因 此对 DICOM 文件的读取和显示对患者及家属有着重要的意 义。
5 ） 调用 OpenGL 命令进行绘图， 交换缓冲区：
CDICOMReader 为 DICOM 文件读取类， 其关键方法为：
CString DbDict CString tag1 CString tag2
6 ） 退出程序时程序中定义的变量会自动释放， 然而 DC， RC 是 Windows， OpenGL 的设备描述表， 绘制描述表需要添加 代码进行释放。重载 CDICOMView 类中的 OnDestroy（ ） 函数， 添加下面代码：
4 ） 由于软件提供全屏展示效果， 所以要保证窗口尺寸发 生变化时， 因此添加窗口缩放时的图形变换函数并根据模型 的大小 为 视 景 体 设 置 裁 剪 面 。 重 载 CDICOMView 类 中 的 OnSize（ ） 函数， 添加下面代码：
glViewport 0 0 cx cy CMyView RenderScene … SwapBuffers m_pDC － > GetSafeHdc / / 交互缓冲区 / / 添加窗口缩放时的图形变换函数
12 月
0x0010 0x0010 0x0028 0x0100 0x0028 0x0101 0x0028 0x0008 0x0028 0x0010 0x0028 0x0011
王旭等：基于 OpenGL 的 DICOM 医学图像读取和显示
wglMakeCurrent 0 0 wglDeleteContext m_hRC delete m_pDC / / 删除 DC 和 RC 的关联 / / 删除 RC / / 删除当前 DC
2. 1
用 VC 读取 DICOM 文件程序流程图 读取 DICOM 文件程序流程如图 3 所示。
Reading and displaying DICOM medicine image based on OpenGL
WANG Xu1 ZHAI Hongying2
1 . Department of Information Daxing Hospital of Capital University of Medical Sciences Beijing 102600 China 2 . Department of Electrical Information Teacher's College of Beijing Union University Beijing 100011 China
int nNumFrames dicTRS = new CString CString patientname bool isdcm int nRows int nCols int nBitsAllocated int nBitsSave char pData BOOL Reader char* filename char Switch_vr CString C_str BOOL ReadFileHead FILE * fp BOOL ReadFileTag FILE * fp BOOL ReadFileImage FILE * fp / / 图像帧数 / / DICOM 文件的传输语法 / / 患者姓名 / / DICOM 标志 / / 图像原始行 / / 图像原始列 / / 位分配 / / 位存储 / / DICOM 图像数据存储数组 / / 读取 DICOM 文件主函数 / / 连接数据库查找标签 / / 根据 Vr 值判断值域数据类型 / / 读取 DICOM 文件头信息 / / 读取文件数据元 / / 读取 DICOM 图像数据
3 ） 创建 OpenGL 绘图上下文 RC。 首先获得 Windows 设 备描述表（ DC） ， 然后将其与事先设置好的 OpenGL 绘制描述 表（ RC） 联系起来， 使用如下两个函数：
m_hRC = wglCreateContext m_pDC － > GetSafeHdc / / 生成绘制描述表 wglMakeCurrent m_pDC － > GetSafeHdc m_hRC / / 设置当前绘制描述表
string 患者姓名 int 位分配 int 位存储 string 图像帧数 int 图像像素行数 int 图像像素列数 cs. style | = WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS
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2 ） 在单文档窗口创建过程中需要设置显示像素格式， 告 颜色模式、 颜色位数和深度位数等重要 诉 OpenGL 绘制风格、 信息， 它 与 操 作 系 统 的 平 台 无 关 。 重 载 CMyView 类 中 的 OnCreate 函数。实现代码如下：
CDICOMView SetupPixelFormat / / 设置像素格式 支持双缓冲
2
DICOM 数据读取
本文是以 VC + + 6.及读取类 CDICOMReader。 CDICOM 作为读取数据 的存储类， 其关键成员为：
除上述需 要 添 加 的 框 架， 还 应 在 stdafx. h 文 件 中 加 入 OpenGL 头文件：
#include < gl / gl. h > #include < gl / glu. h > #include < glut. h >
图1 DICOM 文件
的数据元的组格式。
1
DICOM 文件解析
DICOM 文件的计算机后缀名称为 . dcm， 是以二进制形式
数据 在 PC 机上存储的。 其文件结构分为两部分：文件元、 ［ 1］ 。 1 。 128 B 4B 集 如图 所示 其中文件元封装了 的文件头， 的文件前缀及文件元要素 。DICOM 标准对于 128 B 固定大小 通常以 00H 填充。 因此我们在读取 的文件头不作任何要求， 时可 以 略 过 不 做 处 理， 紧 跟 的4 B 的 文 件 前 缀 包 含 字 符 串 “ DICM” ， 该字符串可作为 DICOM 文件的标识在程序中判断 xxxx ） 为标 文件是否为 DICOM 文件。文件元要素是以（ 0002 ， 0000 ） 为 该 组 的 组 长； （ 0002 ， 签， 其中值得注意 的 是 （ 0002 ， 0010 ） 记录了文件的传输语法， 而且只有两 个 取 值， 分别为 1. 2. 840. 10008. 1. 2. 1 和 1. 2. 840. 10008. 1. 2. 2 此组定义后面