CN103577699A - 一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于Android平台的DICOM医学图像显示处理方法。本发明包括：开启线程获取存储模块中的图片文件，并记录图片文件路径名；判断获取的图片文件的后缀名是否为DCM；读取DICOM文件信息；判断这数据是否为DICM；文件解析模块解析DICOM文件；判断图片文件解析是否完成；保存解析图片文件得到的数据；将保存的图片文件数据中的像素数据做数据规范化转换；加载图片数据；对显示的图片进行图片处理。本发明能够将大容量无压缩的DICOM医学图像显示在Android平台上，显示图片速度快、流畅；一次读取多张图片，加载图片的速度快，能够非常方便的在不同图片间切换。

Description

一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法

技术领域

本发明涉及一种基于Android平台的DICOM医学图像显示处理方法。

背景技术

目前，很多医院现有的医学图像处理平台，都是放置在一些部门的固定位置，如护士值班室，医生办公室等。随着医院信息化建设的不断完善，现有的医生工作站、护士工作站等固定信息点的功能已不能满足日益增长的需求，移动医疗业务的需求越来越突出。

随着3G时代的到来，移动终端设备正向智能化的方向迈进，各类智能终端操作系统应运而生，这其中最具代表性的就是Android。鉴于Android的便利性和快捷性，必将成为未来智能终端平台的主流，把远程医疗、3G网络和Android结合起来，将会打开远程医疗新的篇章，给医疗市场带来新的变革。

目前在Android平台上对常规图像的显示都是基于Android平台自带的UI引擎显示，但其并不能显示特定图像格式，如DICOM医学图像，而对于临床诊断的需求DICOM医学图像又是必备的要素，因此，本发明在Android系统平台上进行DICOM标准图像的显示，并对显示的DICOM图像进行灰度变换、灰度反转变换、伪彩色变换、图片缩放、CT Bone、CT Lung和对灰度值进行调节，以方便医师参考以进行医学学术讨论或做出进一步诊断。而且Android移动终端的便携性为软件的应用提供了更为广泛的平台，使医生或医学院的学生随时随地的进行医学研究和学习。

发明内容

本发明的目的是要提供一种使医学图像的浏览和处理过程更加便捷的基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法。

本发明的目的是这样实现的：

（1）开启线程获取存储模块中的图片文件，并记录图片文件路径名；

（2）判断获取的图片文件的后缀名是否为DCM，若是DCM，则初步判定该图片文件为DICOM文件，转步骤（3），若不是DCM，则关闭线程；

（3）读取DICOM文件信息，读取128字节的00H文件序言和4个字节的数据；

（4）根据步骤（3）读取的4个字节的数据，判断这4个字节的数据是否为DICM，若是DICM，判定该文件为标准的DICOM文件，转步骤F，若不是DICM，则关闭线程；

（5）文件解析模块解析DICOM文件；

（6）判断图片文件解析是否完成，若完成则执行步骤（7）；若未完成，则继续执行步骤（5）；

（7）保存解析图片文件得到的数据；

（8）将保存的图片文件数据中的像素数据做数据规范化转换，并将数据存储在缓存区；

（9）加载图片数据，在用户界面上显示原始DICOM图像和缓存区的信息；

（10）另外开启线程，对显示的图片进行图片处理；

（11）关闭线程。

获取存储模块中的图片文件的方式为：多线程断点远程下载通过连接web服务器，从服务器中下载文件到Android客服端；直接存储是将文件直接拷贝至文件夹中，分别调用DICOMFileChooser和DICOMFileFilter这两个类，来获取存储模块中的文件，在DICOMFileChooser中提供onListItemClick()方法进入和退出各个目录并记录路径名，然后通过DICOMFileFilter这个类来过滤文件类型。

通过调用DICOMBufferedInputStream、DICOMReader、DICOMImageReader这三个类来读取DICOM文件的信息，其中三个类的继承关系是：DICOMBufferedInputStream的父类是BufferedInputStream，DICOMReader类继承DICOMBufferedInputStream类，DICOMImageReader类继承DICOMReader。在DICOMImageReader类中通过调用解析方法parse()：该方法调用内部类DICOMImageReaderFunctions，并且该内部类实现了DICOMReaderFunctions接口，来解析文件。

读取DICOM文件的信息包括像素数据和文本信息，文本信息包括患者姓名、年龄、症状判断、图像采集时间与采集所用设备。

文件解析模块解析图片文件包括：

1）读取标准DICOM文件的文件元信息，确定编码方式；

2）读取4字节标签，根据数据字典获取标签名；

3）根据文件中数据元素的数据类型，确定值得数据类型；

4）根据数据字典的多值性，确定多值性，读取值长度；

5）根据值长度和VM读取值域；

6）判断文件解析是否结束：若结束，则文件解析完成，执行下一步；若未结束则返回执行步骤2），并按照上述步骤循环，直至解析完成；

7）文件解析结束，转存数据。

本发明的有益效果在于：相对于现有技术，本发明所述的技术方案提供利用多种不同的图片获取方式，能够满足用户不同情况的需要，非常方便查看图像；同时，能够非常好的将大容量无压缩的DICOM医学图像显示在Android平台上，并且显示图片速度快、流畅；其次，采用缓存技术，一次读取多张图片，加载图片的速度快，能够非常方便的在不同图片间切换。最后，本技术方案结合Android移动终端的特点，通过触摸屏进行操作的交互优势，使医学图像的浏览和处理过程更加便捷。

附图说明

图1基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的结构示意图；

图2基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的整体流程图；

图3基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法中多线程断点远程下载原理图；

图4基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法中解析模块的执行流程图；

图5基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法中手动缓存的执行流程图；

图6基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法中显示处理模块的执行流程图；

图7基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的实例显示处理效果图。

具体实施方式

本发明的目的是要提供一种基于Android平台上显示DICOM医学图像，并对显示在Android平台上的DICOM医学图像进行图像处理的方法。结合Android移动终端的特点，通过触摸屏进行操作的交互优势，使医学图像的浏览和处理过程更加便捷。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于Android平台的DICOM医学图像显示处理方法，所述的方法包括四个功能模块：图像存储模块，文件解析模块、缓存模块和显示处理模块。

在Android平台实现显示处理DICOM医学图像，具体实施步骤包括：

A开始程序；

B开启线程获取存储模块中的文件，并记录文件路径名；

C判断获取的文件的后缀名是否为DCM，若“是”，则初步判定该文件为DICOM文件，转步骤D，若“否”，则转步骤L；

D打开文件读取该文件信息，读取128字节的00H文件序言和4个字节的数据；

E根据步骤D读取的4个字节的数据，判断这4个字节的数据是否为“DICM”，若“是”，判定该文件为标准的DICOM文件，转步骤F，若“否”，则转步骤L；

F继续解析文件；

G判断文件解析是否完成，若“是”，转步骤H，若“否”，则转步骤F，重复执行步骤F、G，直到文件解析完成；

H保存解析图片得到的数据；

I将保存的图片数据中的像素数据做数据规范化转换，并将数据存储在缓存区；

JView（控件）加载图片数据，在用户界面上显示原始DICOM图像和缓存区的信息；

K另外开启线程，对显示的图片进行图片处理；

L关闭线程，退出程序；

上述B和C步骤的操作中，具体为利用本发明方法中的图像存储模块获取图片。本发明的图片存储模块提供两种不同的方式获取图片：多线程断点远程下载和直接存储。多线程断点远程下载方式通过连接web服务器，从服务器中下载文件到Android客服端，下载文件存储在/mnt/sdcard/download文件夹中；直接存储是将文件直接拷贝至/mnt/sdcard中。在步骤B和C中主要是分别调用DICOMFileChooser和DICOMFileFilter这两个类，来获取存储模块中的文件。在DICOMFileChooser中提供onListItemClick()方法进入和退出各个目录并记录路径名，然后通过DICOMFileFilter这个类来过滤文件类型。

上述D、E、F、G步骤的操作中，具体为利用本发明方法中的文件解析模块，解析线程以循环的方式把文件解析完成。解析过程首先读取DICOM文件的信息，通过调用DICOMBufferedInputStream、DICOMReader、DICOMImageReader这三个类来读取，其中三个类的继承关系是：DICOMBufferedInputStream的父类是BufferedInputStream，DICOMReader类继承DICOMBufferedInputStream类，DICOMImageReader类继承DICOMReader。在DICOMImageReader类中通过调用解析方法parse()：该方法调用内部类DICOMImageReaderFunctions，并且该内部类实现了DICOMReaderFunctions接口，来解析文件。将读取的这些数据值包括：像素数据和文本信息（非像素数据），这些文本信息包括患者姓名、年龄、症状判断、图像采集时间与采集所用设备等相关信息，将这些数据保存在相应的数据结构中。具体的解析流程步骤，请参见图4。解析流程的步骤是：

F1、读取标准DICOM文件的文件元信息，确定编码方式；

F2、读取4字节标签，根据数据字典获取标签名；

F3、根据文件中数据元素的数据类型（VR），确定值得数据类型；

F4、根据数据字典的多值性（VM），确定多值性，读取值长度；

F5、根据值长度和VM读取值域；

F6、判断文件解析是否结束：若“是”，则文件解析完成，执行下一步；若“否”则返回执行步骤F2，并按照上述步骤循环，直至解析完成；

F7、文件解析结束，转存数据。

上述I步骤的操作中，具体为利用本发明方法中的缓存模块。本发明的文件缓存方式有两种：一种是手动的，通过调用onCreateOptionsMenu()方法创建MENU菜单项，再通过调用onMenuItemSelected()方法中的switch语句提供缓存选项，然后单击MENU菜单项中的缓存所有文件选项，加载当前目录下所有标准的DICOM文件；一种是自动的，当存储区有DICOM文件时，选择其中一张打开进行显示时，缓存进程会自动的异步加载其他图片到Cached file，完成后通过Handler机制发送消息，并在UI线程中处理消息，然后通过Handler Message来更新UI线程，更新在UI上显示Cached file的文件数目。在缓存过程中程序会调用cacheImages()方法，由于该方法的类引入（import）了线程类ThreadState：在ThreadState类中定义了6个short类型的常量，分别代表6种不同的线程状态，所以在cacheImages()方法中用switch语句提供了6种不同线程状态：1.ThreadState.STARTED加载线程开始；2.ThreadState.PROGRESSION_UPDATE线程加载进展更新；3.ThreadState.FINISHED加载完成，线程结束；4.ThreadState.CATCHABLE_ERROR_OCCURRED线程加载时出错，加载失败；5.ThreadState.UNCATCHABLE_ERROR_OCCURRED线程加载时出错，但该错误能忽略或加载成功；6.ThreadState.OUT_OF_MEMORY加载时内存空间不够，抛出异常。通过cacheImages()方法中不同的线程状态，来判断缓存的加载情况。手动缓存的具体加载过程，请参加见图5。手动缓存流程的步骤具体包括：

F1、单击MENU菜单选择缓存所有的DICOM文件选项；

F2、开启线程扫描存储区，判断存储区中是否有要显示的DICOM图片，并记录满足加载条件的文件数目：若“是”，则执行下一步；若“否”，则存储区没有DICOM图片，则执行步骤F6；

F3、图片加载线程进行加载；

F4、根据不同加载线程的状态判断所有文件是否全部加载完成：若“是”，则执行下一步；若“否”，则返回执行步骤F3，按照上述步骤循环，直至加载完成；

F5、将加载完成的图片存储在Cached file中；

F6、更新Cached file的文件数目，关闭加载线程，加载结束。

上述J、K步骤的操作中，具体为利用本发明方法中的显示处理模块。显示处理模块首先在用户界面上显示DICOM图像，然后对显示的图像进行处理。DICOM图像在用户界面上显示主要是通过调用DICOMViewer类，该类继承自Activity并实现了监听接口SeekBar.OnSeekBarChangeListener。在DICOMViewer类中实现了SeekBar.OnSeekBarChangeListener监听接口的功能：把缓存文件夹中的图片数量以SeekBar拖动条形式显示用户界面，一端显示当前图片是第几张图片，另一端显示缓存文件夹中的图片数量，通过触摸SeekBar来切换图片；当缓存区只有一张图片时，SeekBar默认不在用户界面显示。在该类中还通过引入（import）其他类如：CLUTMode、ToolMode、ScaleMode、GrayscaleWindowView和调用onOptionsItemSelected()方法来设置各种处理方法。其中CLUTMode和ToolMode这两个类主要实现灰度变换、灰度反变换、伪彩色变换和对灰度值进行调节的功能，通过这三种变换和灰度值的变换对比，更加清楚的观察感兴趣的部位，更好的进行阅片；ScaleMode类实现对图像的缩放，观察图像更加精细的结构；GrayscaleWindowView类实现CT Bone和CT Lung功能，分别用提取图像中骨骼和肺。具体的显示处理模块执行流程，请参见图6。显示处理流程的步骤具体包括：

F1、将解析所保存的图像数据中的像素数据进行数据规范化转化；

F2、View控件加载图片数据，在用户界面上显示原始图像，并同时显示Cached file中文件的数目；

F3、开启线程，对显示的DICOM图像进行处理；

F4、根据步骤F4中的处理方法，对图像进行处理。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施过程中，可以从医院或者网上获取DICOM医学图像文件。将获取的图像文件用Uedit32编辑器打开，观察其编码数据，可以从文件的前言部分判断是否为标准的DICOM图像文件，方便进行下一步的操作。

请参见图1，图1是本发明基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的结构示意图。如图1所示，本发明提供的基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法包括4个功能模块：存储模块，提供多线程断点远程下载图片和直接存储两种获取图片的不同方式；文件解析模块，提取文件信息，保存解析的图片数据；缓存模块，一次读取一张或多张图片存储在Cached file中；显示处理模块，在用户界面上显示图片，并对显示的图片进行处理，处理方法包括：灰度变换、反灰度变换、伪彩色变换、缩放、CT Bone、CT Lung和对灰度值进行调节。

请参见图2，图2是发明基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的整体流程图。如图2所示，包括以下步骤：

第一步、开启线程，进入用户界面，以不同的方式从存储模块中获取图片；

具体地，本发明的图片存储模块提供两种不同的方式获取图片：多线程断点远程下载方式，将下载的图片保存在\mnt\sdcard\download目录下；直接存储方式，将图片拷贝至SD卡中\mnt\sdcard目录下存储。其中多线程远程下载的基本原理如图3所示，具体步骤包括：F1、首先获取网络文件的长度，然后在Android客户端中生成一个与网络文件长度相等的本地文件；F2、开启N条线程下载文件，计算每条线程负责下载的数据量，公式如下：int block=文件长度%N==0？文件长度/N：文件长度/N+1；F3、开启多条线程分别从网络文件的不同位置下载数据。并从本地文件相同的位置写入数据，要计算出每条线程从网络文件的什么位置开始下载数据，到什么位置结束。提供不同获取图片的方式好处是，满足不同情况的需要，增强了用户体验。获取文件结束后，通过调用DICOMFileChooser这个类，扫描存储模块各个当前目录下的文件，并记录路径名。

第二步、通过调用DICOMFileFilter类来判断获取文件的后缀名是否为.DCM：当后缀名是.DCM时，则初步判定该文件为DICOM文件，进入第三步，当后缀名不是.DCM时跳至第十一步；

第三步、打开文件，跳过128字节的00H文件序言，并读取4个字节的数据；

第四步、判断第三步读取的4个字节的数据是否为“DICM”：当读取的数据是“DICM”时，则判定该文件是标准的DICOM文件，则执行下一步；当读取的数据不是“DICM”时，则执行第十一步；

第五步、继续解析该标准的DICOM文件；

第六步、判断文件是否全部解析完成：当文件全部解析完成时，则执行下一步；当文件没有全部解析完成，则返回执行第五步，按照上述步骤循环，直至解析完成；

在一个具体的实施例中，第三步到第六步具体为本发明所述的解析模块，通过调用DICOMImageReader类中解析方法parse()，以循环的方式把文件解析完成。

第七部、将解析得到的数据：包括像素数据和文本信息（非像素数据），保存在相应的数据结构中；

第八步、将保存的图片的像素数据做数据规范化转换，并将数据存储在缓存区中；

第九步、View控件加载图片数据，在用户界面上显示DICOM图像和缓存文件Cached file中的信息；

第十步、另外开启线程，对显示在用户界面上的图片进行图像处理；

第十一步、关闭线程，退出程序。

具体的解析过程，请参见图4。如图4所示，图片解析流程的步骤具体包括：

第一步、读取标准DICOM文件的文件元信息，确定编码方式；

第二步、读取4字节标签，根据数据字典获取标签名；

第三步、根据文件中数据元素的数据类型（VR），确定值得数据类型；

第四步、根据数据字典的多值性（VM），确定多值性，读取值长度；

第五步、根据值长度和VM读取值域；

第六步、判断文件解析是否结束：若“是”，则文件解析完成，进入步骤第七部，若“否”则返回步骤第二步，并按照上述步骤循环，直至解析完成；

第七步、文件解析结束，转存数据。

具体的缓存过程，请参见图5，图5是本发明所述在基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法中手动缓存的执行流程图。如图5所示，手动缓存流程的步骤具体包括：

第一步、单击MENU菜单选择缓存所有的DICOM文件选项；

第二步、开启线程扫描存储区，判断存储区中是否有要显示的DICOM图片，并记录满足加载条件的文件数目：若“是”，则执行下一步；若“否”，则存储区没有DICOM图片，则执行第六步；

第三步、图片加载线程进行加载；

第四步、根据不同加载线程的状态判断所有文件是否全部加载完成：若“是”，则执行下一步；若“否”，则返回执行第三步，按照上述步骤循环，直至加载完成；

第五步、将加载完成的图片存储在Cached file中；

第六步、更新Cached file的文件数目，关闭加载线程，加载结束。

本发明的文件缓存方式有两种：一种是手动的，通过单击MENU菜单项中的缓存所有文件选项，加载当前目录下所有标准的DICOM文件；一种是自动的，当存储区有DICOM文件时，选择其中一张打开进行显示时，缓存进程会自动的异步加载其他图片到Cached file，完成后通过Handler机制发送消息，并在UI线程中处理消息，然后通过Handler Message来更新UI线程，更新在用户界面上显示Cached file的文件数目。在步骤第三步中的加载线程总共有六种线程状态，根据不同的线程状态来判断加载状态。

本发明还提供对显示在用户界面上的DICOM图像进行处理的模块，完成显示处理功能主要是通过调用DICOMViewer类。请参见图6，图6是本发明所述在基于Android平台的DICIOM医学图像显示方法中显示处理模块的执行流程图。如图6所示，显示处理流程的步骤具体包括：

第一步、将解析所保存的图像数据中的像素数据进行数据规范化转化；

第二步、View（控件）加载图片数据，在用户界面上显示原始图像，并同时显示Cachedfile中文件的数目；

第三步、开启线程，对显示的DICOM图像进行处理；

第四步、根据第四步中的处理方法，对图像进行处理。

本发明提供的处理方法包括：灰度变换、反灰度变换和伪彩色变换，同时可调节图像的灰度值，通过这三种变换和灰度值的变换对比，更加清楚的观察感兴趣的部位，更好的进行阅片；缩放变换，通过调节图片的大小，观察图像更加精细的结构；CT Bone和CT Lung分别用提取图像中骨骼和肺。本发明的在Android手机上的实例显示处理效果，请参见图7，图7是本发明所述在基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法的实例显示处理效果图。

综上所述，本发明基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，通过从存储模块中获取DICOM图片文件，解析获取的文件，保存解析的图片数据，把图片数据中的像素数据做数据规范化转换，并将图片数据保存在缓存区，通过View控件加载图片数据，在用户界面（UI）上显示原始图像，并调用显示处理模块中的处理方法对图像进行。本发明所述的技术方案能够非常好的将大容量的DICOM医学图像显示在Android平台上，并且显示图片速度快，也能够非常流畅的进行图片间的切换，结合Android平台通过触摸屏操作进行交换的特点，使医学图像的浏览和处理过程更加便捷，增强了用户体验。

Claims (5)

1.一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，其特征在于：

（1）开启线程获取存储模块中的图片文件，并记录图片文件路径名；

（2）判断获取的图片文件的后缀名是否为DCM，若是DCM，则初步判定该图片文件为DICOM文件，转步骤（3），若不是DCM，则关闭线程；

（3）读取DICOM文件信息，读取128字节的00H文件序言和4个字节的数据；

（4）根据步骤（3）读取的4个字节的数据，判断这4个字节的数据是否为DICM，若是DICM，判定该文件为标准的DICOM文件，转步骤F，若不是DICM，则关闭线程；

（5）文件解析模块解析DICOM文件；

（6）判断图片文件解析是否完成，若完成则执行步骤（7）；若未完成，则继续执行步骤（5）；

（7）保存解析图片文件得到的数据；

（8）将保存的图片文件数据中的像素数据做数据规范化转换，并将数据存储在缓存区；

（9）加载图片数据，在用户界面上显示原始DICOM图像和缓存区的信息；

（10）另外开启线程，对显示的图片进行图片处理；

（11）关闭线程。

2.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，其特征在于：所述获取存储模块中的图片文件的方式为：多线程断点远程下载通过连接web服务器，从服务器中下载文件到Android客服端；直接存储是将文件直接拷贝至文件夹中，分别调用DICOMFileChooser和DICOMFileFilter这两个类，来获取存储模块中的文件，在DICOMFile Chooser中提供onListItemClick()方法进入和退出各个目录并记录路径名，然后通过DICOM FileFilter这个类来过滤文件类型。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，其特征在于：所述获取存储模块中的图片文件通过调用DICOMBufferedInputStream、DICOMReader、DICOMImageReader这三个类来读取DICOM文件的信息，其中三个类的继承关系是：DICOMBufferedInputStream的父类是BufferedInputStream，DICOMReader类继承DICOMBufferedInputStream类，DICOM ImageReader类继承DICOMReader。在DICOMImageReader类中通过调用解析方法parse()：该方法调用内部类DICOMImageReaderFunctions，并且该内部类实现了DICOMReaderFunc tions接口解析文件。

4.根据权利要求3所述的一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，其特征在于：所述读取DICOM文件的信息包括像素数据和文本信息，文本信息包括患者姓名、年龄、症状判断、图像采集时间与采集所用设备。

5.根据权利要求3所述的一种基于Android平台的DICIOM医学图像显示处理方法，其特征在于，文件解析模块解析图片文件的步骤包括：

1）读取标准DICOM文件的文件元信息，确定编码方式；

2）读取4字节标签，根据数据字典获取标签名；

3）根据文件中数据元素的数据类型，确定值得数据类型；

4）根据数据字典的多值性，确定多值性，读取值长度；

5）根据值长度和VM读取值域；

6）判断文件解析是否结束：若结束，则文件解析完成，执行下一步；若未结束则返回执行步骤2），并按照上述步骤循环，直至解析完成；

7）文件解析结束，转存数据。

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