Uma sugestão para o desenvolvimento de software baseado no protocolo DICOM: Caso Invesalius

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Uma sugestão para o desenvolvimento de software baseado no protocolo DICOM: Caso Invesalius SAULO ALDIGHIERI MORAES LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2008

2 SAULO ALDIGHIERI MORAES Uma sugestão para o desenvolvimento de software baseado no protocolo DICOM: Caso Invesalius Monografia apresentada ao Departamento de Ciência da Computação da Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Produção de Software Livre, para a obtenção do título de especialização. Orientadora Professora Ângela Maria Alves LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2008

3 SAULO ALDIGHIERI MORAES Uma sugestão para o desenvolvimento de software baseado no protocolo DICOM: Caso Invesalius Monografia apresentada ao Departamento de Ciência da Computação da Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Produção de Software Livre, para a obtenção do título de especialização. APROVADA em de de. Prof. Prof. Prof. UFLA (Orientador) LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2008

4 Dedico este trabalho a todos que colaboram com o software InVesalius, direta ou indiretamente.

5 AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço à Deus pela oportunidade de fazer este trabalho. A professora Ângela Maria Alves que nos direcionou corretamente para iniciarmos todo esse trabalho. Agradeço aos meus amigos Antônio, Fernando, Flávio e Sandro pela vontade e paciência que demonstraram nesse projeto. E agradeço a Simone, minha namorada, que me ajudou e incentivou a concluir este trabalho.

6 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS...1 LISTA DE TABELAS INTRODUÇÃO InVesalius DICOM História Definição Picture Archiving and Communications Systems (PACS) Modelos de Interface de Comunicação para o InVesalius A proposta do projeto Modelos de Interface de Comunicação para o InVesalius UCDMC pydicomlib dcmtk opendicom.net Charrua DICOM Toolkit DCF (DICOM Connectivity Framework) Imebra Lista de Referência Implementar a comunicação do protocolo DICOM usando socket Implementar a comunicação do protocolo DICOM usando Twisted Framework e WADO Arquitetura da Comunicação do InVesalius com a PACS Conclusão REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS...25 ANEXOS ANEXO A Modalidades DICOM...27 ANEXO B Documento de Estórias Desenvolvimento do Sistema de comunicação via Internet que possibilitará a importação de dados para o software InVesalius...28 (Demanda de desenvolvimento do InVesalius: Software Público Brasileiro)...28 ANEXO C Código fonte do A_Associate_RQ desenvolvido pelo CTI... 35

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Principais bibliotecas e ferramentas usadas no InVesalius... 5 Figura 2. Exemplo da estrutura de um arquivo DICOM... 7 Figura 3 Composição do Service-Object Pair (SOP)...10 Figura 4. Arquitetura de uma PACS...11 Figura 5. Wado Interface Figura 6. Estabelecimento de Comunicação A-Associate

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Exemplo de Classes de Serviços...9 Tabela 2 Service-Object Pair UIDs Tabela 3 Lista de Frameworks e bibliotecas DICOM

9 Sistema de importação de dados de clínicas radiológicas para o projeto InVesalius: Proposta Para a Interface De Comunicação Saulo Aldighieri Moraes Departamento de Ciência e Computação Universidade Federal de Lavras (UFLA) Caixa Postal Lavras MG Brasil Abstract. This monograph examining proposals for the development of a communication interface to be part of the project ponto DICOM allowing the importation of data from clinical radiology to InVesalius. In addition to the proposals is also exemplified how the code can be built. Resumo. Esta monografia analisa propostas para o desenvolvimento da interface de comunicação que será parte do projeto ponto DICOM que permitirá a importação de dados de clínicas radiológicas no InVesalius. Além das propostas também é exemplificado como o código pode ser construído. 3

10 1. INTRODUÇÃO Com o objetivo de desenvolver um projeto de software livre, reuniu-se uma equipe de alunos da UFLA, através da professora orientadora Ângela Maria Alves, para realizar um contato com um dos responsáveis pelo portal do Software Público Brasileiro (SPB), Corinto Meffe. Uma lista de projetos que necessitavam de colaboração foi enviada para a equipe e desta lista os alunos da UFLA escolheram o projeto InVesalius, um Software Livre e Público, atualmente mantido pelo Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, conhecido como CTI. Dentro das propostas do InVesalius, que é um software usado na visualização de imagens médicas, haviam três demandas de desenvolvimento da qual foi escolhido desenvolver um Sistema de Importação de Dados de Clínicas Radiológicas. Neste cenário o projeto se consiste em criar um módulo para o InVesalius que adicionará a funcionalidade de importar e exportar imagens de servidores PACS, que são servidores que armazenam imagens médicas. A equipe foi formado por 4 alunos, onde cada um se encarregou de elaborar e planejar uma parte do desenvolvimento, assim este trabalho é parte de um conjunto de 4 monografias que visam ser um ponto de referência para o desenvolvimento da camada de comunicação do InVesalius. Neste trabalho é descrito possíveis maneiras de se desenvolver o código do protocolo de comunicação, utilizando bibliotecas e frameworks disponíveis no mercado. E nas outras monografias são discutidos o processo de desenvolvimento XP, que será utilizado para a criação deste software, a camada de interface gráfica com o usuário e também uma discussão sobre todos os softwares e processo de configuração referente ao InVesalius e os servidores PACS. Em 5 capítulos é abordada a base para o desenvolvimento, fazendo uma descrição sobre o InVesalius, o protocolo DICOM, estrutura do arquivo e tipo de serviço e comunicação, bibliotecas livres e proprietárias que ajudam na implementação e a propósta final. O texto a seguir é estruturado da seguinte forma: Capítulo 2, InVesalius, o objetivo é apresentar o InVesalius fazendo uma abordagem rápida dos seus conceitos e idéias para uma compreensão melhor do trabalho. No Capítulo 3, DICOM, o objetivo é apresentar o DICOM, abordando sua estrutura de funcionamento e as funcionalidades de comunicação em uma rede. No Capítulo 4, Modelos de Interface de Comunicação para o InVesalius, o objetivo é apresentar idéias e ferramentas que possam ajudar na implementação de uma interface de comunicação. No Capítulo 5, Arquitetura da Comunicação do InVesalius com a PACS, o objetivo é propor o modelo de comunicação que será desenvolvido. Finalmente no Capítulo 6, Conclusão, proposição final que se chega após desenvolvermos este projeto. Proceedings of the XII SIBGRAPI (October 1999)

11 2. InVesalius O InVesalius é uma ferramenta que faz reconstrução 3D de imagens médicas utilizando imagens 2D, o que torna a prototipagem mais rápida, atualmente é mantido pelo CTI (antigo CENPRA), é distribuído sob a licença GNU GPL v2 e está disponível para Microsoft Windows e Linux tanto na versão 1 como na versão 2. O nome dado ao software InVesalius foi uma homenagem a Andreas Vesalius (Bruxelas, 31 de Dezembro de Zákinthos, 1564), um médico belga considerado o pai da anatomia moderna e autor da publicação De Humani Corporis Fábrica, um famoso livro de anatomia publicado em Hoje em dia há várias ferramentas com o mesmo objetivo do InVesalius, como o Analyze desenvolvido pelo Mayo Clinic e o Mimics desenvolvido pela Materialize. Mas esses softwares possuem licença e manutenção muito caras o que os tornam inviáveis para os hospitais brasileiros. Assim com o InVesalius, cirurgiões e estudantes de medicina podem usar dados de topógrafos e aparelhos de ressonância magnética, que exportem para um formato digital específico de imagem, para fazerem pesquisa e prototipagem rápida em modelos tridimensionais de craniofaciais por exemplo, facilitando assim o planejamento e documentação do procedimentos cirúrgicos sem gastos. Para o desenvolvimento foi usado a linguagem Python devido a portabilidade, usabilidade e a syntax simples que a linguagem oferece, apesar de perder em performance para linguagens como C e C++. A figura abaixo mostra as bibliotecas empregadas no desenvolvimento. Figura 1. Principais bibliotecas e ferramentas usadas no InVesalius Apesar do desenvolvimento se basear na linguagem Python, algumas ferramentas C/C++ foram utilizadas o VTK e Slicer 3D. O VTK (Visualization ToolKit) é uma biblioteca que executa funções gráficas é orientado a objetos, escrito em C++ e multi-plataforma, no InVesalius é usado gerando-se um wrapper para Python. O Slicer 3D é usado, apesar de não existir um wrapper oficial para o Python 2.5, foi realizado alterações no código original e foi gerado um wrapper do Slicer 3D junto ao VTK, assim o Slicer 3D é usado em funções como criação de "máscaras" sobre imagens bidimensionais e para leitura de arquivos DICOM. 5

12 Para realizar as equações matemáticas, manupulação simples de dados das imagens e operações específicas do sistema foram usadas a NumPy, PIL (Python Imaging Library) e pywin32, respectivamente. O wxpython substituiu o Tkinter, a partir da versão 2 do InVesalius, e passou a ser usado para gerar a interface gráfica de interação com o usuário, a vantagem é que o wxpython, um wrapper do WxWidget é a maior portabilidade e como o wxwidgets utiliza um wrapper sobre a biblioteca gráfica padrão do sistema operacional (GTK no Linux e MFC no Windows) a aplicação fica com a aparência nativa (look and feel) do Sistema Operacional. 3. DICOM DICOM (Digital Imaging Communications in Medicine) é um padrão que define um formato de arquivo de imagem e protocolo de comunicação em uma rede, usado para tratamento, armazenamento, impressão e transmissão de informação médica num formato eletrônico. Com este padrão podemos trocar informações entre os equipamentos de diagnóstico geradores de imagens, computadores e hospitais, criando se assim uma linguagem comum entre os equipamentos de marcas diferentes, que geralmente não são compatíveis, e entre equipamentos de imagem e computadores, estejam esses em hospitais, clínicas ou laboratórios. O protocolo de comunicação padrão utilizado para se comunicar com outros sistemas é o TCP/IP, assim arquivos DICOM podem ser trocados entre dois dispositivos, atualmente o InVesalius utiliza apenas a especificação de definição de imagem do DICOM, para a partir de várias imagens em duas dimensões 2D criar modelos tridimensionais. 3.1 História Até meados de 1980, cada fabricante de equipamentos médicos tinha que criar o seu próprio protocolo para troca de dados entre as máquinas médicas e os computadores, isso significa que a comunicação existia apenas entre produtos de mesmo fabricante. O que gerava grandes custos e esforço para integração de equipamentos de outros fabricantes. Para resolver este problema, em 1983 o ACR (American College of Radiologists) e o NEMA (National Electrical Manufacturers Association) formaram um comitê, o ACR-NEMA Digital Imaging and Communications Standards Committee, com o objetivo de desenvolver uma interface para comunicações entre equipamentos de imagem. Além da especificação de um protocolo de comunicação, o novo padrão também deveria incluir uma especificação de armazenamento da imagem, incluindo compactação. Após 2 anos de trabalho, em 1985, a primeira versão do padrão foi lançada, chamada de ACR-NEMA Version 1.0 (ou ACR-NEMA ), e a partir desta, várias melhorias foram sugeridas. Então em 1988 a ACR-NEMA Version 2.0 (também conhecida como ACR-NEMA ) foi lançada. 6

13 Com a versão 2 havia a definição de uma interface entre equipamentos de imagem e a rede, mas os usuários queriam elementos para uma comunicação mais robusta. Por exemplo, a versão 2 não foi projetada para conectar equipamentos diretamente a uma rede, por isso o comitê resolveu que versões futuras poderiam não ter compatibilidade com as versões anteriores. Em 1993 o ACR-NEMA DICOM (ou apenas DICOM 3.0) estava concluído. 3.2 Definição Um arquivo DICOM contém cabeçalho e definições de imagem. O cabeçalho possui informações como nome do paciente, tipo de equipamento usado para gerar a imagem, dimensões da imagem, etc. Já as definições da imagem possuem informações referentes à imagem em si. Arquivos DICOM também permitem que as imagens sejam compactadas para reduzir o tamanho, para melhorar o desempenho na transferência em uma rede. Os tipos de compressão usados podem ser as lossy (com perda de dados) ou lossless (sem perda de dados) ambas variantes do formato JPEG. No início de cada arquivo, antes do cabeçalho, são definido dois valores: o Preâmbulo, que são os primeiros 128 bytes do arquivo e geralmente não contém informações, pois são reservadas para comentários, e em seguida temos o Prefixo, que é um espaço que valida um arquivo como sendo um arquivo DICOM. Este possui 4 bytes e deve ser preenchido com o valor D, I, C e M. Conforme ilustrado a imagem abaixo: Figura 2. Exemplo da estrutura de um arquivo DICOM O Preâmbulo não tem nenhuma estrutura ou formato definido na especificação do DICOM. Ele é apenas definido para facilitar o acesso a imagens e outras informações 7

14 em arquivos DICOM providos por diferentes fabricantes de ferramentas que geram arquivos DICOM ou permitir acesso randômico, de algumas aplicações multimídia, ao conteúdo do arquivo de imagem por exemplo. Como o Preâmbulo requer nenhuma informação obrigatória, caso ele não seja usado, o arquivo deve ter os primeiros 128 bytes com os valores 00 Hex. No cabeçalho os campos presentes em um arquivo podem variar de um arquivo para outro, por exemplo, considerando a figura XYZ temos um grupo 0008,0060 que define a modalidade como MR. Cada grupo tem um valor específico e uma função específica e isso faz com que por exemplo um arquivo com modalidade diferente possa ter campos diferentes. Se por exemplo o arquivo tivesse um grupo (os 4 primeiros digitos) com o número 0010 isso significaria que todos esses valores seriam referentes a informações dos pacientes, assim 0010,0010 seria referente ao Nome do Paciente por exemplo, a especificação do DICOM define vários grupos. Outro grupo importante é o 0002,0010 que define a 'Transfer Syntax Unique Identification' esse valor se refere a como a imagem foi compactada, alguns exemplos são: significa sem compreensão xx com xx sendo um valor entre 50 e 64 significa compreesão Lossy JPEG xx com xx sendo um valor entre 65 e 70 significa compreesão Lossless JPEG Os grupos como os referenciados acima são chamados de Information Object Definition (IOD) e como podemos ver, a quantidade de grupos e elementos nesses grupos é bem grande, por isso cada IOD possui um UID (Unique Identifier) que são os valores como o 0002,0001, definido na figura 2 acima. Como os IOD são divididos em grupos que são separados por tipo de informações, como informações referentes a imagens, relatórios, pacientes, etc.. Esses grupos dos IOD constituem a chamada Data Dictionary. O objetivo dos IOD é definir classes que descrevem objetos do mundo real com suas características e funções, para isso há dois tipos de classes, a Normalizada que possui informações de um único objeto do mundo real e a classe Composta que possui informações de múltiplos objetos do mundo real. Um exemplo de IOD da classe Composta é um arquivo originado de uma tomografia computadorizada (CT-image) porque ele descreve informações de estudo, séries e paciente. O DICOM promove serviços padronizados que são usados para comunicação em rede, principalmente em comunicação com PACS. Esses serviços são divididos em classes Normalizadas e Compostas, como, na classe Composta há 5 DIMSE-C (DICOM Message Service Elements - Compose) e para classe Normalizada há 6 DIMSE-N (DICOM Message Service Elements - Normalized). DIMSE-C Services: 8

15 C-ECHO: Serviço usado para verificar a comunicação entre os pontos da conexão. C-FIND: Serviço usado para fazer uma pesquisar por uma String C-GET: Serviço usado para buscar informações em uma servidor DICOM C-MOVE: Serviço usado para mover dados dentro de uma base de dados C-STORE: Serviço usado para requisitar um armazenamento DIMSE-N Services: N-CREATE: Serviço usado para criar uma instância de um IOD N-GET: Serviço usado para buscar informações de um outro serviço N-SET: Serviço usado para modificar informações de um outro serviço N-ACTION: Serviço usado para buscar status de outro serviço que já esteja em uso N-DELETE: Serviço usado para apagar um IOD específico N-EVENT-REPORT: Serviço usado para fazer um aviso quando um evento acontecer. Os DIMSE são separados por duas Classes de Serviço distintas, o SCU (Service Class User) e o SCP (Service Class Provider), a tabela abaixo mostrar um exemplo: Nome Descrição Storage SCU Dispositivo que usa o serviço DICOM C- Storage SCP STORE Dispositivo que prove o serviço DICOM C-STORE Query SCU Dispositivo que usa o serviço DICOM C- Tabela 1 Exemplo de Classes de Serviços FIND O SCU e SCP se referem a um modelo cliente servidor, onde o cliente (SCU) é quem requisita o serviço, podendo este ser até mesmo um servidor de imagem requisitando algo. No DICOM, esses serviços DIMSE são combinados com os IODs para gerar os Service-Object Pair (SOP). Isso significa que para se fazer o armazenamento de uma imagem, por exemplo, é necessário que se tenha o IOD que será o objeto a ser armazenado e o serviço a ser utilizado para o armazenamento. A figura abaixo representa como o SOP é formado: 9

16 Figura 3 Composição do Service-Object Pair (SOP) Para cada DICOM SOP, também existe um Identificador Único (UID) e um Nome, veja alguns exemplos na tabela abaixo: Armazenamento (Storage Service Class) SOP Class Name UID CR Image Storage CT Image Storage US Image Storage US Multi-frame Image Storage MR Image Storage Standalone Overlay Storage Query/Retrieve Service Class Patient Root Find Patient Root Move Study Root Find Tabela 2 Service-Object Pair UIDs 3.3 Picture Archiving and Communications Systems (PACS) PACS são computadores e redes dedicadas a armazenar imagens médicas, onde o formato mais usado é DICOM, o uso de servidores para armazenar imagens médicas teve inicio com a Tomografia Computadorizada nos anos 70 e com o passar dos anos outras modalidades diagnósticas (ver Anexo A para obter a lista completa de modalidades suportadas no DICOM) também começaram a usar imagens computadorizadas. Como o preço de soluções em armazenamento digital cada vez menor, o PACS oferece menor custo a longo prazo, melhor forma de armazenamento se comparado a imagens radiográficas e permite um acesso rápido a imagens, o que possibilita diagnósticos e estudos a distância e diferentes instituições compartilhando e acessando as mesmas informações. Os sistemas PACS hoje em dia são oferecidos às instituições de saúde por empresas especializadas na área de desenvolvimento de soluções médicas, tais como Carestream Health, Sectra, Siemens, General Electric, Philips, Fujifilm, Agfa, Pixeon, Medilab, etc... Mas ainda há algumas dificuldades nesta área. A PACS, por exemplo, precisa interpretar um arquivo DICOM mas a especificação do DICOM não define totalmente os metadados armazenados com as imagens, o que permite que cada fabricante crie a seu próprio DICOM padronizado o que pode gerar diferenças nesses metadados, dificultando que a PACS os leiam. 10

17 A arquitetura de uma rede PACS consiste basicamente de um servidor central que se conecta via LAN ou WAN com os clientes e é responsável por armazenar as imagens. PACS modernas utilizam a internet como meio de comunicação e cada imagem fica disponível em uma url diferente, nesses casos a transferência de informações é feita por VPN (Virtual Private Network) ou SSL (Secure Sockets Layer). As imagens médicas obtidas através de equipamentos de ultra-sonografia, ressonância magnética, tomografia computadorizada, endoscopia, etc.. são enviadas a um servidor PACS (ex.: o dcm4chee) uma vez armazenado na PACS, esse conteúdo pode ser facilmente acessado por aplicações DICOM clientes e viewers para que seja feito um estudo das imagens. Figura 4. Arquitetura de uma PACS 4 Modelos de Interface de Comunicação para o InVesalius 4.1 A proposta do projeto Este trabalho se baseia em analisar algumas propostas de como adicionar ao InVesalius a funcionalidade de se comunicar com um servidor PACS. Na elaboração do projeto ficou definido o uso da metodologia XP para o desenvolvimento desta proposta, assim foram criadas 12 Estórias divididas em 5 Temas diferentes abordando todas as partes necessárias para a conclusão deste projeto, abaixo segue a lista de Temas criados: Ponto DICOM Receptor Ponto DICOM Transmissão 11

18 Ponto DICOM Importar Ponto DICOM Log de Comunicação Ponto DICOM Exportar Abaixo estão listadas as Estórias que estão diretamente relacionadas ao uso do DICOM e todas as Estórias completas podem ser encontradas no Anexo B. TEMA 2: Ponto DICOM Transmissão Verificar status dos servidores <06> Prioridade Alta Estimativa 3 dias Nome do teste VerStatusServ Emite um comando, para cada servidor, para saber o status do mesmo. TEMA 3: Ponto DICOM Importar Conectar ao servidor PAC <08> Prioridade Alta Estimativa 5 dias Nome do teste ConecServPAC O servidor que o usuário escolher no US<07> deverá fazer autenticação no servidor PAC. Pesquisa no servidor PAC <09> Prioridade Alta Estimativa 3 dias Nome do teste PesqServPAC Após o usuário estiver conectado ao servidor PAC, ele poderá fazer a pesquisa no banco de dados. Importar dados do PAC e armazenar no cliente <10> Prioridade Alta Estimativa 5 dias Nome do teste ImpArmDadosPAC Após o usuário receber a lista da pesquisa US<09> e clicar no item almejado, será realizado a importação dos arquivos mostrados na pesquisa e armazenados no diretório 12

19 padrão que foi configurado no US<01>. Além das estórias, o grupo do CTI, responsável pelo desenvolvimento do InVesalius, elaborou alguns requisitos básicos para que a implementação seja aceita como parte oficial do InVesalius, é necessário que: Todo código desenvolvido esteja disponível sob licença GNU GPL ou BSD; Se alguma biblioteca for usada ela deve estar disponível sob licença GNU GPL ou BSD; Todo código deve ser desenvolvido em Python ou deve haver um biding para Python; O código deve se portável para Microsoft Windows, GNU/Linux e opcionalmente para MacOS; Não se deve usar Java ou outra plataforma que dependa de uma virtual machine Não se deve usar PHP; A comunicação com a PACS deve ser compatível com a PACS dcm4chee; 4.2 Modelos de Interface de Comunicação para o InVesalius A proposta de adicionar serviços DICOM de rede ao InVesalius não exige que se implemente todos os serviços da especificação, apenas as seguintes funções são necessárias: A-Associate-RQ C-Echo-RQ C-STORE C-GET C-FIND A-Release-RQ Dos serviços definidos como necessários o mais critico é o C-STORE, pois trata de um arquivo muito grande para ser enviado pela rede, principalmente em locais com banda limitada como em muito casos que utilizam internet. O C-STORE neste caso se trata do envio do arquivo DICOM da PACS para o InVesalius. Abaixo foram divididos em 3 tópicos abordando possíveis alternativas a serem usadas no desenvolvimento Utilizar biblioteca DICOM já existente Nesta alternativa é analisada as principais bibliotecas, framework e ferramentas atuais para propor caminhos para facilitar o desenvolvimento reutilizando algum código já existente. 13

20 Pois o fato de codificar um toolkit seguindo a especificação do DICOM é muito dispendiosa e ainda como há vários projetos open source com este mesmo objetivo, essa proposta se mostra bastante interessante já que pode permitir a colaboração em algum outro projeto. Abaixo foram listados alguns toolkits que possuem objetivo de facilitar o desenvolvimento de aplicações que envolvam o DICOM. A lista não inclui apenas toolkits que suportam troca de informação via rede mais inclui todas os toolkits considerados importantes, para que a lista sirva como referência completa para desenvolvedores de aplicações que utilizam o DICOM UCDMC Desenvolvido pela Universidade da Califórnia, essa implementação tinha objetivo de implementar toda a especificação do transporte sobre protocolo TCP/IP do DICOM, apesar dos esforços ela não se tornou uma biblioteca muito usada mas serviu como referência e base para o desenvolvimento de várias outras bibliotecas importantes, como o dicomlib e a Charrua DICOM Toolkit que serão referenciados mais adiante. O UCDMC roda em várias plataformas, como WindowsNT, WindowsNT Alpha AXP, Solaris, SunOS, Irix 4 MIPS, DEC Ultrix MIPS, Macintosh Power PC pydicomlib O pydicomlib é uma biblioteca python, sob a licença GNU GPL, com o objetivo de facilitar a criação de scripts para tarefas como abrir arquivos DICOM para leitura e modificação ou até mesmo para se comunicar com servidores DICOM através do C- FIND, C-MOVE, etc.. atualmente suporta ambientes Microsoft Windows XP, GNU/Linux e Sun Solaris. Derivada do dicomlib, um toolkit reescrito do UCDMC, o pydicomlib não possui uma boa documentação ainda, pois seu desenvolvimento não é contínuo e como o dicomlib é escrito em C++ (e depende do Boost.Python) é necessário um wrapper do dicomlib para que o pydicomlib funcione. Assim, usar o pydicomlib não seria uma alternativa muito elegante, visto que dicomlib e Boost.Python são dependências muito grandes para serem usados no InVesalius, adicionariam muitas funcionalidades que não seriam usadas, e todas as dependências para rodar o pydicomlib já seriam maior do que o próprio InVesalius dcmtk O DCMTK contém várias bibliotecas e aplicações que implementam a especificação DICOM, é distribuído sob a licença BSD, assim os desenvolvedores podem reutilizar o código já existente para implementar aplicações DICOM de maneira mais rápida. O DCMTK foca principalmente nos serviços de rede do DICOM. Desenvolvido em ANSI C e C++, o DCMTK ainda não possui uma maneira oficial de ser usado com outras linguagens, como python, apesar de ser possível gera um wrapper para python e compilar em ambiente Microsoft Windows XP, GNU/Linux, Sun Solaris, QNX, IRIX, Free/Net/OpenBSD e MacOS X. Um exemplo de software livre utilizando o DCMTK é o Aeskulap, um DICOM Viewer bastante utilizado e que já está maduro o suficiente para ser utilizado como 14

21 referências para outros projetos. Assim, a idéia de reutilizar parte do código do Aeskulap, que é distribuído sob a licença GPL, no desenvolvimento do projeto InVesalius é bem aceita, pois como já há uma aplicação Livre com todas as funcionalidades que precisamos implementar, seria mais interessante reutilizar e ao mesmo tempo contribuir evoluindo ou apenas verificando se há bugs no código reutilizado. Na versão mais atual do Aeskulap, as chamadas para serviços A-Associate, C- Echo, C-STORE, C-GET, C-FIND e A-Release estão concluídas e testadas o que significa que todo o código necessário para ser adicionado no InVesalius só depende de um wrapper para python opendicom.net Disponível sob a licença LGPL, o opendicom.net implementa uma API, em C#, que pode ser usada tanto pelo framework Microsoft.NET ou Mono, as vantagens desta API é poder tratar arquivos DICOM como XML, o que facilita a manipulação dos dados e simplifica o código. Disponível sob a licença LGPL o opendicom.net implementa uma API, em C#, que pode ser usada tanto pelo framework Microsoft.NET ou Mono, as vantagens desta API é poder tratar arquivos DICOM como XML, o que facilita a manipulação dos dados e simplifica o código. A utilização do opendicom.net no InVesalius traria vantagens mais tornaria a aplicação dependente de uma máquina virtual para rodar, o que vai contra os requisitos especificados Charrua DICOM Toolkit Distribuído sob a licença GPL (apesar de possuir uma versão comercial) o Charrua é um Toolkit bem básico com a intenção de ser o mais compacto possível, baseado na biblioteca UCDMC, apresenta apenas serviços básico de rede. Infelizmente, a documentação é bem escassa e nem mesmo o código é suficientemente comentado DCF (DICOM Connectivity Framework) Desenvolvido pelo Laurel Bridge Software, o DCF foca apenas em prover os serviços de rede do DICOM mas apesar disto é um dos mais modernos e eficientes Frameworks Dicom que existe, foi desenvolvido para ser portável, robusto e com alta performance. Disponível apenas comercialmente, possui versões em linguagem C++, Java ou Microsoft COM/.NET e suporta ambientes Windows, Linux, Solaris e outros ambientes Unix-like. A arquitetura do DCF é baseada em web services, em multi-threaded e também possui uma vasta documentação grátis, incluindo exemplos de aplicações e ferramentas para automação e validação de teste e um monitorador e gerador de estatísticas em tempo real. Infelizmente, o DFC não possui uma versão livre para ser usada com o InVesalius e sua eficiente, porém, complexa arquitetura possui muito mais funcionalidade do que é necessário para se implementar o InVesalius. 15

22 Imebra O Imebra é uma biblioteca C++ para DICOM, desenvolvida pela empresa Puntoexe, que é distribuída sob a licença GPL v2 e possui outra versão comercial. O que chama a atenção no Imebra é que ele foi desenvolvido buscando um alto nível de portabilidade, atualmente a versão livre suporta ambientes Windows, Linux, Max OS X e Pocket PC. Essa biblioteca suporta os serviços padrão de rede não trazendo grandes vantagens nesse ponto, também suporta o padrão Unicode, mas o grande diferencial nos serviços está para o tratamento de imagem, pois o Imebra suporta imagens Jpeg, DICOM e NEMA, suporta várias opções pra compressão e descompressão e permite a conversão da imagem de maneira simples. A utilização do Imebra no InVesalius parece ser uma boa alternativa, mas infelizmente não há um wrapper para python e como utiliza esquema de duas licenças, sendo uma livre e uma comercial, o InVesalius estaria sempre usando uma versão inferior, o que inviabiliza o uso dela, pois há várias alternativas livres que apresentam as mesmas funcionalidades Lista de Referência Aqui são listados alguns toolkits que não foram analisados com profundidade por serem produtos comerciais ou pouco usados. A lista serve apenas como referência e possui apenas informações básicas. Empresa / Autor AN/API Mallinckrodt Institute of Radiology Marcel van Herk and Lambert Zijp Laurel Bridge Software, Inc. Toolkit Licença Principais Características DeJarnette Comercial Enviar e Receber mensagens DICOM, segue a Research especificação DICOM Systems Plataforma Suportadas: "Sun/OS, Solaris, IRIX, HP- UX, Digital UNIX, AIX, o Windows 3.1, Windows 95, Windows NT, Windows 2000, DOS, OS/2, Macintosh System 7 e embedded systems Central Test Proprietary Inclui várias bibliotecas de baixo nível para Node (CTN) OSS manipulação de estruturas de dados DICOM e de métodos de acesso a servidores DICOM, uma suíte para testes, não faz manipulação de imagem, inclui servidor de imagem, gestor de servidor de impressão e cópia. Plataformas Suportadas: Solaris, Linux e Windows, IRIX, AIX ConQuest Proprietary Acompanha Servidor DICOM, baseado na DICOM OSS biblioteca UCDMC mas tem pouca documentação Library disponível grátis DICOM Comercial Não faz manipulação de imagem, implementa toda a Connectivity especificação de rede do DICOM, acompanha várias Framework ferramentas de linha de comando (DCF) Plataforma Suportada: Suporta 2 plataformas.net 16

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