DICOM 网关(DICOM Gateway)是一种专门用于在不同医疗信息系统之间转换、路由、适配或处理 DICOM数据流的中间件系统。

它通常部署在网络边界或系统集成点,起到“协议转换器”、“数据路由器”和“数据预处理器”的作用。

一、DICOM 网关是什么?

从概念上讲,DICOM 网关是传统网络“网关”在医学影像领域的具体应用:

连接不同协议/格式系统:例如将传统的 DICOM C-STORE(基于 TCP 的 DIMSE 协议)转换为现代的 DICOMweb(基于 HTTP/REST 的 WADO/QIDO/STOW)。

实现跨系统互操作性:如连接老旧 PACS 与云原生影像平台(如 Azure Health Data Services、Google Healthcare API)。

执行数据预处理:如去标识化(de-identification)、元数据标准化、图像压缩、格式转换等。

二、DICOM 网关需要实现哪些核心功能?

一个完整的 DICOM 网关通常需支持以下功能模块:

  1. DICOM DIMSE 支持(传统协议)
  • 接收/发送 C-ECHO、C-STORE、C-FIND、C-MOVE 等服务类用户(SCU/SCP)请求。
  • 支持 AETitle(应用实体标题)认证与过滤。
  • 处理 DICOM 关联(Association)建立与释放。
  1. DICOMweb 支持(现代 Web API)
  • 实现 STOW-RS(上传)、WADO-RS(下载)、QIDO-RS(查询)。
  • 支持 multipart/related 或 single-part 上传。
  • 兼容 FHIR ImagingStudy 等扩展标准(可选)。
  1. 数据路由与转发
  • 根据规则(如 Modality、StudyInstanceUID、AETitle)将 DICOM 实例转发到一个或多个目标(PACS、云服务、AI引擎等)。
  • 支持失败重试、队列管理、流量控制。
  1. 数据处理与转换
  • 去标识化(De-identification):移除或替换患者隐私信息(如 PatientName, PatientID),符合 HIPAA 或 GDPR。
  • 元数据标准化:统一不同设备厂商的标签写法(如将 Siemens 的私有标签映射为标准标签)。
  • 图像格式转换:如将 JPEG2000 转为 JPEG-LS,或将多帧转为单帧序列。
  1. 日志、监控与审计
  • 记录所有接收/转发事件。
  • 提供健康检查接口(如 /healthz)。
  • 支持 Prometheus/Grafana 监控(现代网关常见)。
  1. 安全机制
  • TLS 加密(DICOM over TLS、HTTPS)。
  • 身份认证(API Key、OAuth2、JWT)。
  • IP 白名单/AETitle 白名单。

三、有哪些开源的 DICOM 网关项目可供参考?

  1. Orthanc:一个开源的 DICOM 网关,支持 DICOM DIMSE 和 DICOMweb。 C++ 开发。 功能强大的开源 PACS 服务器,也可作为网关使用。 适合小型医院 PACS 替代、DICOM 中转站、AI 集成入口。 https://www.orthanc-server.com/

  2. dcm4chee-arc-light + dcm4che toolkit java 开发。企业级开源 PACS(dcm4chee)的轻量版,配合 dcm4che 工具包可构建网关。 适用大型机构、需符合 IHE 标准的集成项目。

  3. fo-dicom + 自定义服务(.NET 生态) C#开发。fo-dicom 是 .NET 平台最流行的 DICOM 库,虽非完整网关,但可用于快速构建自定义网关。 适用.NET 技术栈团队、Azure 医疗云集成。 https://github.com/fo-dicom/fo-dicom

四、典型应用场景举例

场景 网关作用
医院 → 云 PACS 将本地 DICOM 设备数据通过网关转为 DICOMweb 上传至 Azure/Google Cloud
AI 模型接入 网关接收影像后,转发副本给 AI 推理服务,并回传结构化结果
多院区数据汇聚 各分院 DICOM 数据经网关去标识化后汇总至中心研究平台
老旧设备对接新系统 旧 CT 机只支持 C-STORE,网关将其转为 REST API 供新 HIS 调用

总结

DICOM 网关本质是一个智能中介,解决医学影像系统间的“语言不通”问题。其核心价值在于:

  • 协议适配(DIMSE ↔ DICOMweb)
  • 数据治理(去标识、标准化)
  • 灵活路由(一对多、条件转发)