Software - Bereich CS

Das DICOM-Print-Management-Toolkit DCMPRINT besteht aus drei Komponenten:

• einer C++-Klassenbibliothek, die das DICOM Print Management-Kommunikationsprotokoll implementiert,
• einem Print-Server (Print Management SCP), der als Ausgabe PostScript-Code erzeugt, welcher auf einem konventionellen PostScript-Laserdrucker ausgegeben werden kann, und
• einem einfachen Print-Client (Print Management SCU), der es erlaubt, DICOM-Bilder zu laden und sie mit dem Print-Server zu drucken.

Der Print-Server implementiert die DICOM Print Management Service Class sowie einige optionale Erweiterungen (Annotation Box, Print Job und Presentation LUT). Es werden die "Basic Print Management"-Dienste unterstützt, und zwar sowohl in Farbe als auch Monochrom. Das Verhalten des Print-Servers kann über eine umfangreiche Konfigurationsdatei an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden.

Der Print-Client erlaubt es, alle Optionen und Leistungsmerkmale des Print-Servers anzusteuern. Der Client ist eine sehr simple Kommandozeilen-Anwendung, die eher als Demonstration der zugrundeliegenden Bibliotheken zu verstehen ist, denn als fertig einsetzbares Produkt.

DCMCHECK ist ein Validierungs- und Testwerkzeug für DICOM-Objekte. Das Programm liest ein DICOM-Objekt aus einer Datei, prüft die Konformität des Objekts mit dem DICOM-Standard und erzeugt einen Testbericht, der detailliert alle festgestellten Fehler beschreibt.

Der DICOM-Standard definiert unter anderem Datenstrukturen (Information Object Definitions, IODs) für die verschiedenen unterstützten Modalitäten. Um ein DICOM-Objekt hinsichtlich seiner Übereinstimmung mit der Spezifikation prüfen zu können, ist es notwendig, die IODs in eine formelle, maschinenlesbare Form zu übertragen. Dabei müssen die vorgeschriebenen und optionalen Aspekte der Spezifikation und insbesondere die verschiedenen, in natürlicher Sprache definierten Bedingungen berücksichtigt werden.

Zu diesem Zweck verwendet DCMCHECK eine spezielle IOD-Beschreibungssprache, die es ermöglicht, recht einfach Erweiterungen (z. B. private Datenelemente oder DICOM Correction Proposals) in die IOD-Definition einzuarbeiten, ohne die Anwendung selbst ändern zu müssen. Die DICOM-Objekte werden hinsichtlich ihrer Konformität mit den Definitionen der Teile 3 (IODs), 5 (Datenstrukturen und Kodierung) sowie 6 (Verzeichnis der Datenelemente) des DICOM-Standards geprüft. Auch die Konformität des "Meta-Headers" nach Teil 10 des Standards sowie die Konsistenz von Header und Meta-Header werden geprüft.

DCMCHECK unterstützt zur Zeit alle IODs des 2003er DICOM-Standards, u. a. sind das die folgenden Bild-IODs: CR, CT, DX, MG, MR, NM, RF, RT, SC, US, XA. Darüber hinaus auch: DICOMDIR, GSPS, SR, Waveform, Stored Print. Weitere IODs können hinzugefügt werden.

DCMCHECK kann DICOM-Objekte in den drei unkomprimierten DICOM-Transfersyntaxen sowie in allen JPEG-komprimierten DICOM-Formaten prüfen, ebenso RLE und Deflated. Die Struktur von eingebetteten Bilddaten wird allerdings nicht geprüft. DCMCHECK unterstützt Dateien sowohl mit als auch ohne Meta-Header (Teil 10 des Standards).

Das DICOM JPEG 2000-Toolkit DCMJP2K besteht aus drei Komponenten:

• einer C++-Klassenbibliothek, die eine DICOM JPEG 2000-Unterstützung implementiert,
• einer Encoder-Anwendung, die DICOM-Bilder in eine der JPEG 2000-Transfersyntaxen wandelt, und
• einer Decoder-Anwendung, die mit JPEG 2000 kodierte DICOM-Bilder dekomprimiert.

DCMJP2K unterstützt die DICOM JPEG 2000-Transfersyntaxen, die im Jahre 2001 in den Standard aufgenommen wurden. JPEG 2000 zeichnet sich zum einen durch eine üblicherweise deutlich bessere Kompressionsrate aus als sie durch die "Standard JPEG" Unterstützung in DICOM möglich ist. Zudem bietet JPEG 2000 durch den internen Aufbau des Bildformats interessante Anwendungen im Bereich des Streaming, die in DICOM auch durch das JPIP-Protokoll (DICOM JPEG 2000 Interactive Protocol, nicht Teil von DCMJP2K) genutzt werden können.

Die DCMJP2K-Klassenbibliothek wird als zusätzliches Modul in das DICOM-Toolkit DCMTK integriert. Durch das Registrieren des Decoders und des Encoders in der Codec-Verwaltung des Toolkits wird mit wenigen Zeilen Code die Kompression und Dekompression von JPEG 2000-kodierten Pixel-Daten ermöglicht.

Bei den mitgelieferten Encoder-/Decoder-Anwendungen handelt es sich um Kommandozeilenprogramme, die mit Hilfe der DCMJP2K-Klassenbibliothek die Konvertierung von DICOM-Bildern in die DICOM JPEG 2000-Transfersyntaxen erlauben.

Die Klassenbibliothek sowie die Kommandozeilenprogramme verfügen über folgende Leistungsmerkmale:

• Unterstützung für verlustlose und verlustbehaftete JPEG 2000-Kompression in DICOM
• Unterstützung diverser JPEG 2000-Kompressionsparameter (Kompressionsrate, Quantisierung usw.)
• Nahtlose Integration in das DICOM-Toolkit DCMTK
• Automatische Anpassung der entsprechenden DICOM-Attribute
• Plattformunabhängigkeit

Zwei DICOM JPEG 2000-Transfersyntaxen werden unterstützt: "JPEG 2000 Image Compression (Lossless Only)" und "JPEG 2000 Image Compression".

DCM2AVI ist ein Kommandozeilenprogramm, das es erlaubt, DICOM Multi-frame Images in das AVI-Format zu konvertieren. So können z. B. Herzkatheter-/Angiographie- (XA) und Ultraschallaufnahmen (US) mit einem bestimmten, auf dem jeweiligen System installierten Codec (MPEG4, XVID, H.261 etc.) komprimiert werden. Die erzeugten AVI-Filme können mit einem herkömmlichen Media Player abgespielt oder in Präsentationen integriert werden. Darüber hinaus sind die komprimierten AVI-Dateien im allgemeinen sehr viel kleiner als die Original-DICOM-Dateien und lassen sich daher in wesentlich kürzerer Zeit übertragen. Bei der Komprimierung können allerdings diagnostisch relevante Details in den Bilddaten verloren gehen, so daß die AVI-Filme nicht für die Primärdiagnose geeignet sind.

DCM2AVI bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Unterstützung sämtlicher DICOM Multi-frame Image IODs für die Erzeugung von AVI-Filmen
• Unterstützung sämtlicher DICOM Single-frame Image IODs für die Erzeugung von JPEG-Bildern
• Bei Bedarf Erstellung von BMP- oder JPEG-Übersichtsbildern aus DICOM-Bildern
• Unterstützung von unkomprimierten und komprimierten (JPEG, RLE, Deflated) DICOM-Bildern
• Neben Verarbeitung von einzelnen DICOM-Dateien auch Batch-Betrieb und Auslesen von DICOMDIR möglich
• Auswahl des zu verwendenden Codecs und einiger Codec-Parameter (Qualität, Datenrate usw.)
• Automatisches Erzeugen von Ausgabedateinamen nach einem wählbaren Schema
• Exportieren von bestimmten, konfigurierbaren DICOM-Header-Daten in eine Textdatei
• Einfache Bildverarbeitungsoperationen wie VOI-Fensterung und Einblenden von Overlays

DCMPPS implementiert einen DICOM Modality Performed Procedure Step (MPPS) SCP basierend auf einer C++-Klassenbibliothek. Die MPPS-Objekte werden bei dem in diesem Modul enthaltenen Programm PPSSCPFS in Form von DICOM-Dateien in einem bestimmten Verzeichnis des Dateisystems abgelegt, ggf. aktualisiert und können anschließend von einer anderen Anwendung ausgewertet werden. DCMPPS merkt sich jedes erzeugte MPPS-Objekt, so daß garantiert ist, daß jedes Objekt nur einmal erzeugt werden kann und nur existierende Objekte von einem SCU aktualisiert werden können.

DCMPPS / PPSSCPFS bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Empfang von beliebigen MPPS-Nachrichten und Speicherung der zugehörigen MPPS-Objekte im Dateisystem
• Optionale Archivierung der "abgeschlossenen" MPPS-Objekte in Form von XML-Dateien
• Bei Bedarf werden nur Nachrichten von "bekannten" MPPS SCU angenommen
• Umfangreiche Prüfung der eingehenden Nachrichten auf Vollständigkeit und Korrektheit
• Optionen für erweiterte Kompatibilität zu bestimmten Modalitäten
• Wahlweise Verwendung von Single oder Multi-process Mode (mehrere Anfragen gleichzeitig)
• Umfangreiche Einstellmöglichkeiten für die DICOM-Netzwerkkommunikation

DCMPPSWM implementiert einen DICOM Modality Worklist Management und Modality Performed Procedure Step (MPPS) SCP basierend auf einer C++-Klassenbibliothek. Das Besondere ist, daß beide Dienste bei dem in diesem Modul enthaltenen Programm PAWSCPFS unter der gleichen Port-Nummer verfügbar sind. Die Worklist-Einträge werden aus dem Inhalt von DICOM-Dateien, die in einem bestimmten Verzeichnis des Dateisystems vorliegen, generiert. Die MPPS-Objekte werden in Form von DICOM-Dateien in einem bestimmten Verzeichnis abgelegt, ggf. aktualisiert und können anschließend von einer anderen Anwendung ausgewertet werden. DCMPPSWM merkt sich jedes erzeugte MPPS-Objekt, so daß garantiert ist, daß jedes Objekt nur einmal erzeugt werden kann und nur existierende Objekte von einem SCU aktualisiert werden können.

DCMPPSWM / PAWSCPFS bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Modality Worklist Management und Modality Performed Procedure Step SCP unter einem gemeinsamen Port
• Beantwortung von Worklist-Anfragen anhand von vorgefertigten Einträgen, die im Dateisystem abgelegt ist
• Zuordnung von Worklist-Einträgen zu bestimmten Worklist Management SCU möglich
• Empfang von beliebigen MPPS-Nachrichten und Speicherung der zugehörigen MPPS-Objekte im Dateisystem
• Bei Bedarf werden nur MPPS-Nachrichten von "bekannten" MPPS SCU angenommen
• Prüfung der Worklist-Einträge und MPPS-Nachrichten auf Vollständigkeit und Korrektheit
• Optionen für erweiterte Kompatibilität zu bestimmten Modalitäten
• Wahlweise Verwendung von Single oder Multi-process Mode (mehrere Anfragen gleichzeitig)
• Umfangreiche Einstellmöglichkeiten für die DICOM-Netzwerkkommunikation

DCMPPSCU implementiert einen DICOM Modality Performed Procedure Step (MPPS) SCU basierend auf einer C++-Klassenbibliothek. Die MPPS-Nachrichten werden bei dem in diesem Modul enthaltenen Programm MPPSSCU entweder aus einer DICOM-Datei gelesen oder aus den einzelnen Datenelementen zusammengesetzt; eine Kombination der beiden Ansätze ist ebenfalls möglich. Pro Programmaufruf wird genau eine MPPS-Nachricht (N-CREATE oder N-SET) verschickt. Der aktuelle Zustand des MPPS-Objekts wird dabei jeweils in einer DICOM-Datei festgehalten, um entsprechende Prüfungen durchführen zu können.

DCMPPSCU / MPPSSCU bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Versand von MPPS-Nachrichten und Speicherung der zugehörigen MPPS-Objekte im Dateisystem
• Verwendung von vorgefertigten MPPS-Nachrichten oder Erstellung aus einzelnen Datenelementen
• Umfangreiche Prüfung der MPPS-Nachrichten auf Vollständigkeit und Korrektheit
• Wahlweise Archivierung der "abgeschlossenen" MPPS-Objekte als DICOM-Dateien
• Umfangreiche Einstellmöglichkeiten für die DICOM-Netzwerkkommunikation

PPSMGR implementiert einen IHE Performed Procedure Step (PPS) Manager, d. h. einen DICOM Modality Performed Procedure Step (MPPS) SCU und einen MPPS SCP. Die empfangenen MPPS-Nachrichten werden zunächst in einem bestimmten Verzeichnis des Dateisystems abgelegt und dann an einen oder mehrere konfigurierbare Empfänger (MPPS SCP) weitergeleitet. Falls bei der Weiterleitung ein Fehler auftritt, da z. B. der Empfänger nicht erreichbar ist, werden die Nachrichten nach einer bestimmten Wartezeit erneut gesendet. Dies geschieht solange, bis alle MPPS-Nachrichten erfolgreich zugestellt werden konnten.

PPSMGR bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Liste der Empfänger der MPPS-Nachrichten in einer separaten Textdatei konfigurierbar
• Verwaltung einer "Warteschlange" von noch nicht weitergeleiteten MPPS-Nachrichten
• Bei Bedarf kann das Weiterleiten der MPPS-Nachrichten auch abgeschaltet werden
• Gezieltes Herunterfahren des Server-Prozesses durch separates Kommandozeilenprogramm
• Wahlweise Verwendung von Single oder Multi-process Mode (mehrere Anfragen gleichzeitig)
• Umfangreiche Einstellmöglichkeiten für die DICOM-Netzwerkkommunikation

DCMSTCOM implementiert einen DICOM Storage Commitment SCU basierend auf einer C++-Klassenbibliothek. Das in diesem Modul enthaltene Programm STCOMSCU unterstützt den Empfang der entsprechenden Antworten eines Storage Commitment SCP sowohl über die gleiche Verbindung, über die auch die Anfrage verschickt worden ist, als auch über eine separate Verbindung. Die DICOM-Datensätze, die mit den entsprechenden Nachrichten verschickt bzw. empfangen wurden, können für weitere Auswertungen als DICOM-Dateien gespeichert werden.

DCMSTCOM / STCOMSCU bietet unter anderem die folgenden Leistungsmerkmale:

• Unterstützung für Storage Commitment Push Model SOP Class als Service Class User (SCU)
• Empfang von Storage Commitment-Antwort (N-EVENT-REPORT) auf gleicher oder separater Verbindung
• Erstellung des Storage Commitment Request auf der Basis von vorgegebenen DICOM-Dateien
• Alternativ direkte Festlegung der SOP Class UID und SOP Instance UID (nur Klassenbibliothek)
• Speicherung der DICOM-Datensätze der Anfrage und Antwort als DICOM-Datei (inklusive Status)
• Bei Bedarf detaillierte Prüfung und Bericht jeder Transaktion in Form einer Textdatei
• Umfangreiche Einstellmöglichkeiten für die DICOM-Netzwerkkommunikation