DICOM入门系列——DICOMweb实战：用RESTful API访问医学影像

在前面的文章中，我们学习了DICOM文件的结构、本地解析（pydicom）、以及传统DICOM网络传输协议（如C-STORE、C-FIND、WADO）。但传统DICOM网络协议（基于TCP/IP的二进制通信）存在一个关键局限：对Web和现代开发环境（如前端JavaScript、移动端APP、云原生服务）不够友好------它需要专门的DICOM库支持，且协议本身复杂度高（例如需要处理关联建立、消息封装等）。

为了解决这一问题，DICOM标准委员会在原有基础上推出了DICOMweb ------一套基于HTTP/RESTful API的标准化接口，用开发者熟悉的"请求-响应"模式（类似调用普通Web API）实现医学影像的查询、存储和访问。DICOMweb不仅保留了DICOM的核心功能，还让医学影像数据能无缝融入Web应用、AI平台和云服务，成为现代医学影像信息化的"新基建"。

本文将通过实战代码与详细步骤，带你入门DICOMweb的核心接口（QIDO-RS、WADO-RS、STOW-RS），并用Python和浏览器直接调用这些API，实现"像访问普通Web服务一样操作医学影像"。

一、什么是DICOMweb？------传统DICOM的"Web化升级"

DICOMweb是DICOM标准中专门为Web和RESTful交互 设计的一系列扩展规范（主要包含在DICOM Part 18、Part 15和Part 16中），它的核心是将传统的DICOM服务（如C-STORE、C-FIND）转化为基于HTTP协议的RESTful接口 ，并使用JSON/XML作为数据交换格式（替代原有的二进制DICOM消息）。

DICOMweb的三大核心接口

接口名称	全称	功能	对应传统DICOM服务	HTTP方法	数据格式
QIDO-RS	Query based on ID for DICOM Objects	按条件查询患者、检查、序列或图像的元数据	C-FIND	GET/POST	JSON/XML
WADO-RS	Web Access to DICOM Persistent Objects	获取DICOM元数据或像素数据（图像本身）	C-MOVE/C-GET	GET	JSON/XML/DICOM二进制/JPEG等
STOW-RS	Store Over the Web	上传DICOM文件（图像/报告）到服务器	C-STORE	POST	DICOM二进制/JSON封装

📌 通俗理解：

QIDO-RS 像"搜索引擎"：输入条件（如患者姓名、检查日期），返回匹配的DICOM对象列表（不返回图像本身，只返回元数据）；

WADO-RS 像"图库"：根据ID直接获取DICOM文件的详细信息或图像像素数据（可显示为图片）；

STOW-RS 像"上传工具"：把本地的DICOM文件（或生成的AI分析结果）推送到服务器存储。

二、DICOMweb的典型应用场景

Web医学影像查看器：前端通过QIDO-RS查询患者列表，再用WADO-RS获取图像并显示（无需安装DICOM查看器）；
AI辅助诊断平台：AI模型通过STOW-RS上传分析结果（如结节标注），或通过WADO-RS获取待分析的DICOM图像；
云PACS系统：支持多院区、多终端通过HTTP协议安全访问影像数据；
移动端APP：医生用手机通过DICOMweb调阅患者历史影像（如急诊科查看CT报告）。

三、实战准备：搭建支持DICOMweb的服务器

要实操DICOMweb接口，首先需要一个支持DICOMweb的PACS服务器。推荐使用以下工具（免费且开源）：

1. Orthanc + DICOMweb插件

Orthanc是最流行的轻量级开源PACS服务器，其最新版本默认支持DICOMweb（无需额外配置）。安装后：

默认HTTP地址：http://localhost:8042（Web管理界面）；
DICOMweb接口地址：http://localhost:8042/dicom-web（所有DICOMweb API均挂载在此路径下）。

快速启动Orthanc：

下载Orthanc Windows/macOS/Linux版本（官网下载页）；
解压后直接运行（默认监听HTTP端口8042和DICOM端口4242）；
打开浏览器访问 http://localhost:8042，确认服务正常运行。

2. 上传测试DICOM文件到Orthanc

通过Orthanc的Web界面（"Upload"按钮）上传一个CT/MRI的DICOM文件（如test.dcm），或使用DICOM发送工具（如Radiant的"Send"功能）将文件发送到Orthanc的DICOM端口（默认4242）。上传成功后，在Orthanc的Web界面"Studies"中可看到该检查记录（包含患者信息、序列和图像）。

四、DICOMweb三大接口实战（Python + 浏览器）

1. QIDO-RS：查询DICOM对象元数据（GET/POST）

功能：通过条件（如患者姓名、Study UID）查询符合条件的DICOM对象（患者、检查、序列、图像），返回JSON格式的元数据列表（不包含图像像素数据）。

Orthanc的QIDO-RS接口地址：

复制代码

http://localhost:8042/dicom-web/qido/search

**示例1：查询所有患者（Patient）**

用浏览器直接访问（或通过Python requests库）：

复制代码

GET http://localhost:8042/dicom-web/qido/search?limit=10

参数说明：

limit：返回结果的最大数量（避免数据过多）；
其他可选参数：PatientName（患者姓名）、StudyDate（检查日期）、Modality（模态，如CT/MR）。

Python代码示例（获取所有患者列表）：

python 复制代码

import requests

# Orthanc的QIDO-RS接口地址
qido_url = "http://localhost:8042/dicom-web/qido/search"

# 发送GET请求（查询所有患者，限制返回10条）
response = requests.get(qido_url, params={"limit": 10})

if response.status_code == 200:
    patients = response.json()  # 返回的是DICOM对象的元数据列表（JSON格式）
    print("查询到的患者列表（前10条）:")
    for patient in patients:
        print(f"患者ID: {patient.get('PatientID', 'N/A')}, 姓名: {patient.get('PatientName', 'N/A')}")
else:
    print(f"查询失败，状态码: {response.status_code}, 错误: {response.text}")

输出示例：

python 复制代码

查询到的患者列表（前10条）:
患者ID: 123456, 姓名: 张三^三
患者ID: 789012, 姓名: 李四^四
...

**示例2：查询特定患者的检查（Study）**

通过患者ID（PatientID）筛选检查记录：

python 复制代码

GET http://localhost:8042/dicom-web/qido/search?PatientID=123456&limit=5

或用Python：

python 复制代码

params = {"PatientID": "123456", "limit": 5}
response = requests.get(qido_url, params=params)

📌 关键参数：

PatientID、PatientName（格式如"张三^三"）、StudyDate（YYYYMMDD）、Modality（CT/MR/XA等）；

返回的JSON数据包含DICOM对象的唯一标识符（如StudyInstanceUID、SeriesInstanceUID、SOPInstanceUID），这些是后续WADO-RS和STOW-RS的必填参数。

2. WADO-RS：获取DICOM元数据或图像（GET）

功能：根据DICOM对象的唯一标识符（如StudyInstanceUID、SeriesInstanceUID、SOPInstanceUID），获取该对象的元数据（JSON/XML）或像素数据（图像本身，支持JPEG、PNG等格式）。

Orthanc的WADO-RS接口地址：

python 复制代码

http://localhost:8042/dicom-web/wado

**示例1：获取某个DICOM图像的像素数据（直接显示为图片）**

假设通过QIDO-RS查询到了某个SOP Instance UID（如1.2.840.113619.2.55.3.2831164382.145.1643824682.83），可通过以下URL获取图像：

python 复制代码

GET http://localhost:8042/dicom-web/wado?requestType=WADO&studyUID=<StudyInstanceUID>&seriesUID=<SeriesInstanceUID>&objectUID=<SOPInstanceUID>&contentType=image/jpeg

参数说明：

studyUID、seriesUID、objectUID：通过QIDO-RS查询得到的唯一标识符；
contentType：指定返回格式（image/jpeg为JPEG图像，application/dicom为原始DICOM文件）。

Python代码示例（获取图像并保存为JPEG）：

python 复制代码

# 假设通过QIDO-RS查询到了以下UID（替换为实际值）
study_uid = "1.2.840.113619.2.55.3.2831164382.145.1643824682.81"
series_uid = "1.2.840.113619.2.55.3.2831164382.145.1643824682.82"
object_uid = "1.2.840.113619.2.55.3.2831164382.145.1643824682.83"

# WADO-RS请求URL（获取JPEG格式的图像）
wado_url = f"http://localhost:8042/dicom-web/wado?requestType=WADO&studyUID={study_uid}&seriesUID={series_uid}&objectUID={object_uid}&contentType=image/jpeg"

response = requests.get(wado_url)
if response.status_code == 200:
    with open("dicom_image.jpg", "wb") as f:
        f.write(response.content)
    print("DICOM图像已保存为JPEG文件: dicom_image.jpg")
else:
    print(f"获取图像失败，状态码: {response.status_code}")

用图片查看器打开dicom_image.jpg，即可看到CT/MRI的灰度图像（Orthanc会自动处理窗宽窗位）。

**示例2：获取DICOM元数据（JSON格式）**

若想获取该图像的详细元数据（如层厚、扫描参数），可将contentType改为application/dicom+json：

python 复制代码

GET http://localhost:8042/dicom-web/wado?requestType=WADO&studyUID=<StudyUID>&seriesUID=<SeriesUID>&objectUID=<ObjectUID>&contentType=application/dicom+json

返回的是该DICOM文件的所有标签（Tag）的JSON表示（如PatientName、Modality、PixelSpacing等）。

3. STOW-RS：上传DICOM文件到服务器（POST）

功能：将本地的DICOM文件（或生成的DICOM数据）通过HTTP POST上传到PACS服务器存储（相当于传统C-STORE服务）。

Orthanc的STOW-RS接口地址：

python 复制代码

http://localhost:8042/dicom-web/stow

示例：上传本地DICOM文件

使用Python的requests库发送POST请求，将文件以multipart/form-data格式上传：

python 复制代码

import requests

# STOW-RS接口地址
stow_url = "http://localhost:8042/dicom-web/stow"

# 本地DICOM文件路径
dcm_file_path = "test.dcm"  # 替换为你的DICOM文件

# 构造multipart/form-data请求（文件字段名为"file"）
files = {"file": open(dcm_file_path, "rb")}
headers = {"Accept": "application/dicom+json"}  # 可选：请求返回存储结果

response = requests.post(stow_url, files=files, headers=headers)

if response.status_code == 200:
    print("DICOM文件上传成功！服务器响应:", response.json())
else:
    print(f"上传失败，状态码: {response.status_code}, 错误: {response.text}")

上传成功后，文件会存储在Orthanc服务器中，可通过QIDO-RS查询到新添加的检查记录。

五、总结：DICOMweb------医学影像的"Web通行证"

DICOMweb通过RESTful API将传统的DICOM服务"翻译"成了开发者友好的HTTP请求，其核心价值在于：

✅ 标准化：遵循DICOM官方规范，确保不同厂商的PACS和Web应用兼容；

✅ 易集成：与现代Web技术（前端JavaScript、Python Flask/Django、移动端APP）无缝对接；

✅ 功能全：覆盖查询（QIDO）、获取（WADO）、存储（STOW）三大核心场景；

✅ 扩展性强：支持JSON/XML/DICOM二进制等多种数据格式，适应AI、云存储等新需求。

对于开发者而言，掌握DICOMweb意味着可以：

快速构建Web医学影像查看器（如结合React/Vue前端调用WADO-RS获取图像）；
开发AI辅助诊断平台（通过STOW-RS上传分析结果，用QIDO-RS筛选待处理的病例）；
实现跨机构影像共享（通过WADO-RS安全访问其他医院的PACS数据）。

DICOM入门系列——DICOMweb实战：用RESTful API访问医学影像

一、什么是DICOMweb？------传统DICOM的"Web化升级"

DICOMweb的三大核心接口

二、DICOMweb的典型应用场景

三、实战准备：搭建支持DICOMweb的服务器

1. Orthanc + DICOMweb插件​

2. 上传测试DICOM文件到Orthanc​

四、DICOMweb三大接口实战（Python + 浏览器）

1. **QIDO-RS：查询DICOM对象元数据（GET/POST）**​

2. **WADO-RS：获取DICOM元数据或图像（GET）**​

3. **STOW-RS：上传DICOM文件到服务器（POST）**​

五、总结：DICOMweb------医学影像的"Web通行证"

1. Orthanc + DICOMweb插件

2. 上传测试DICOM文件到Orthanc

1. QIDO-RS：查询DICOM对象元数据（GET/POST）

2. WADO-RS：获取DICOM元数据或图像（GET）

3. STOW-RS：上传DICOM文件到服务器（POST）