Dicom 学习笔记-DICOM C-Find 消息服务

引言

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  前篇介绍了 DICOM C-Store 消息服务，本文结合开源 DICOM 库 fo-dicom 详细介绍一下 C-Find 服务。

C-Find 消息服务

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  C-Find 服务是一个查询服务，用于一个 DIMSE-service-user 在同等的DIMSE-service-user 上查询复合 SOP 实例的属性满足查询条件给出的一组属性的复合 SOP 实例。简单点理解就是我们可以使用 C-Find 服务查询 PACS 系统里面符合条件的影像，我们的查询条件可以是单个属性（例如：PatientID 患者 ID 或 Modality 设备类型等），也可以是多个属性的组合（例如：PatientID 患者 ID和 StudyInstanceUID 检查唯一标识等）。在实际的场景中，worklist 会用到 C-Find 服务，成像设备向 PACS 系统发起 C-Find 请求，然后 PACS 系统请求 RIS 系统获取登记待检查的患者列表，然后逐层返回给成像设备。
  C-Find 服务流程如下：

C-Find 流程

C-Find SCU

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  同 C-Store SCU 一样，使用开源库 fo-dicom 我们可以很轻松的实现 C-Find SCU，fo-dicom 已经封装好了 C-Find Request，具体代码可以在 GitHub 上查看 DicomCFindRequest.cs，我们只需要如下的代码就可以实现 C-Find SCU：
这里需要引用命名空间【Dicom】和【Dicom.Network】

using Dicom;
using Dicom.Network;

var client = new DicomClient();
client.NegotiateAsyncOps();

var request = {构造一个 DicomCFindRequest};

// 声明返回对象
var studyUids = new List();
request.OnResponseReceived += (req, response) =>
{
    DebugStudyResponse(response);
    // response.Dataset，这里获取返回对象，先判断 response.Dataset 是否为空，然后从中获取需要的返回信息，例如下面获取 StudyInstanceUID
    studyUids.Add(response.Dataset?.GetSingleValue(DicomTag.StudyInstanceUID));
};
client.AddRequest(request);
client.Send({C-Find SCP IP}, {C-Find SCP Port}, false, {C-Find SCU AE Title}, {C-Find SCP AE Title});

构造 DicomCFindRequest 参考代码

// 查询哪一级，患者、检查、序列或影像等
var request = new DicomCFindRequest(DicomQueryRetrieveLevel.Study);

// 编码
request.Dataset.AddOrUpdate(new DicomTag(0x8, 0x5), "ISO_IR 100");

// 查询条件，可以根据需要添加
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.PatientName, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.PatientID, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.ModalitiesInStudy, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.StudyDate, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.StudyInstanceUID, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.StudyDescription, "xxx");
request.Dataset.AddOrUpdate(DicomTag.StudyTime, "xxx"); 
…………

C-Find SCP

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  C-Find SCP 可以通过派生 DicomService 服务类来实现 Dicom 服务的基本框架，然后实现 IDicomServiceProvider 和 IDicomCFindProvider 接口来实现。具体代码可以参考这里。

C-Find 过程分析

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  我分别在两台计算机上部署好 C-Find SCU（10.3.13.202） 和 C-Find SCP（10.3.2.209），然后从 C-Find SCU 向 C-Find SCP 发起一个 C-Find 请求，并且使用 wireshark 将整个过程的数据包抓取下来，下图就是抓取的完整 C-Find 请求过程的数据包。

C-Find

  上图红色方框内的三条数据包就是 TCP 建立连接的过程：

1. C-Find SCU（10.3.13.202）通过端口55074向 C-Find SCP（10.3.2.209） 的3333端口发送 SYN 包请求连接；
2. C-Find SCP（10.3.2.209） 通过3333端口向 C-Find SCU（10.3.13.202）的55074端口发送 ACK+SYN 包进行确认；
3. C-Find SCU（10.3.13.202）通过端口55074向 C-Find SCP（10.3.2.209） 的3333端口发送 ACK 包确认并建立连接；

  TCP连接已经通了，紧接着蓝色框内的两行是两个 AE 建立 association 的过程：

1. C-Find SCU（10.3.13.202）向 C-Find SCP（10.3.2.209） 发送 A-ASSOCIATE 请求；
2. C-Find SCP（10.3.2.209）响应 C-Find SCU（10.3.13.202）的 A-ASSOCIATE 请求，然后两个 AE 就建立了一个 association；

  association 建立好了之后，接着就是第一个黄色框内的内容，C-Find 请求交互的过程：

1. C-Find SCU（10.3.13.202）向 C-Find SCP（10.3.2.209） 发送 C-Find 请求，展开 DICOM 协议层可以看到请求数据是 PatientName，另外编码格式是 ISO_IR 100；

C-Find

2. C-Find SCP（10.3.2.209）返回给 C-Find SCU（10.3.13.202）关于 C-Find 请求结果；

  association 然后第二个黄色框内的内容还是 C-Find SCP（10.3.2.209）给 C-Find SCU（10.3.13.202）返回 C-Find 请求，这里是告诉 C-Find SCU 查询结果已经发送完毕；
  接下来蓝色框内的两行是通过发送 A-RELEASE 请求释放 association：

1. C-Find SCU（10.3.13.202）向 C-Find SCP（10.3.2.209） 发送 A-RELEASE 请求断开 association；
2. C-Find SCP（10.3.2.209）响应 C-Find SCU（10.3.13.202）的 A-RELEASE 请求，然后断开两个 AE 之间的 association；

  最后就是断开 TCP 连接，这里就不再多介绍了。