Utilizzo dell'API Cloud Healthcare per la patologia digitale

Questa pagina spiega come archiviare, analizzare e gestire le immagini complete delle slide (WSI) utilizzando l'API Cloud Healthcare.

Panoramica

La patologia digitale consente l'archiviazione, l'elaborazione e la gestione di vetrini di vetro convenzionali digitalizzandoli per produrre immagini per diapositive intere (WSI).

I file WSI sono in genere file di grandi dimensioni che possono arrivare fino a diversi GB. Sono disponibili in vari formati di file e, di conseguenza, sono difficili da gestire. L'API Cloud Healthcare semplifica il processo di archiviazione, analisi e gestione delle WSI.

Archiviazione dell'intera immagine della slide mediante DICOM

L'API Cloud Healthcare fornisce un servizio gestito per l'archiviazione delle immagini DICOM. Questo servizio supporta anche l'archiviazione e il recupero di WSI. Per ulteriori informazioni su DICOM nell'API Cloud Healthcare, consulta DICOM.

L'utilizzo di DICOM offre i seguenti vantaggi:

  • Supporta più fornitori e software.
  • DICOM è un formato file e un protocollo di rete che definisce le API DICOMweb e DIMSE. Queste API, utilizzate per recuperare e archiviare istanze DICOM, forniscono funzionalità estese e semplificano l'interazione con le immagini.

Conversione delle immagini dell'intera slide in DICOM

La maggior parte degli scanner WSI non producono file DICOM in modo nativo dai file WSI. Di conseguenza, devi convertire manualmente i file WSI in file DICOM.

I seguenti strumenti possono convertire WSI in DICOM:

La seguente sezione mostra come utilizzare lo strumento a riga di comando wsi2dcm per generare file DICOM.

Generare i file DICOM utilizzando lo strumento a riga di comando wsi2dcm

Prima di completare i passaggi seguenti, assicurati di avere un file WSI valido. I dati di esempio sono disponibili su OpenSlide e altre risorse elencate sul sito web della Digital Pathology Association.

Esegui lo strumento a riga di comando wsi2dcm:

wsi2dcm \
    --input=INPUT_WSI \
    --outFolder=PATH/TO/OUTPUT/FOLDER \
    --seriesDescription=WSI_DESCRIPTION

dove:

  • INPUT_WSI è il percorso e il nome del file WSI.
  • PATH/TO/OUTPUT/FOLDER è il percorso in cui lo strumento restituisce il file DICOM convertito.
  • WSI_DESCRIPTION è una descrizione a tua scelta per il file DICOM convertito.

L'esecuzione dello strumento genera diversi file DICOM dal file WSI. I file DICOM hanno il suffisso .dcm.

Caricamento dei file DICOM nell'API Cloud Healthcare

Se non hai già creato un archivio DICOM, fallo ora.

Puoi caricare i file DICOM generati in un archivio DICOM utilizzando uno dei seguenti metodi:

Recupero dei file DICOM e dei relativi metadati

Dopo aver caricato i file DICOM in un archivio DICOM, è possibile elencare e visualizzare i metadati sulle immagini DICOM.

Elenco delle immagini complete della slide

Ogni WSI è uno studio DICOM. Per elencare le WSI, puoi chiamare il metodo dicomStores.searchForStudies:

REST

Prima di utilizzare i dati della richiesta, effettua le seguenti sostituzioni:

  • PROJECT_ID: l'ID del tuo progetto Google Cloud
  • LOCATION: la posizione del set di dati
  • DATASET_ID: set di dati padre dell'archivio DICOM
  • DICOM_STORE_ID: l'ID archivio DICOM

Per inviare la richiesta, scegli una delle seguenti opzioni:

arricciare

Esegui questo comando:

curl -X GET \
-H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" \
"https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies"

PowerShell

Esegui questo comando:

$cred = gcloud auth print-access-token
$headers = @{ "Authorization" = "Bearer $cred" }

Invoke-WebRequest `
-Method GET `
-Headers $headers `
-Uri "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies" | Select-Object -Expand Content

Esplora API

Apri la pagina di riferimento del metodo. Il riquadro Explorer API si apre sul lato destro della pagina. Puoi interagire con questo strumento per inviare richieste. Completa i campi obbligatori e fai clic su Esegui.

Dovresti ricevere una risposta JSON simile alla seguente:

Visualizzazione dei metadati dell'intera immagine della slide

Ogni studio contiene più istanze e ogni istanza contiene un sottoinsieme dei riquadri di una WSI. Per visualizzare i metadati dell'istanza per un'istanza nello studio, chiama il metodo dicomStores.searchForInstances:

REST

Prima di utilizzare i dati della richiesta, effettua le seguenti sostituzioni:

  • PROJECT_ID: l'ID del tuo progetto Google Cloud
  • LOCATION: la posizione del set di dati
  • DATASET_ID: set di dati padre dell'archivio DICOM
  • DICOM_STORE_ID: l'ID archivio DICOM
  • STUDY_INSTANCE_UID: l'identificatore univoco (UID) dell'istanza di studio

Per inviare la richiesta, scegli una delle seguenti opzioni:

arricciare

Esegui questo comando:

curl -X GET \
-H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" \
"https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/instances?StudyInstanceUID=STUDY_INSTANCE_UID"

PowerShell

Esegui questo comando:

$cred = gcloud auth print-access-token
$headers = @{ "Authorization" = "Bearer $cred" }

Invoke-WebRequest `
-Method GET `
-Headers $headers `
-Uri "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/instances?StudyInstanceUID=STUDY_INSTANCE_UID" | Select-Object -Expand Content

Esplora API

Apri la pagina di riferimento del metodo. Il riquadro Explorer API si apre sul lato destro della pagina. Puoi interagire con questo strumento per inviare richieste. Completa i campi obbligatori e fai clic su Esegui.

Dovresti ricevere una risposta JSON simile alla seguente:

Visualizzazione dell'intero riquadro dell'immagine della slide

Ogni istanza in genere contiene più frame. Un frame rappresenta un riquadro della WSI a un determinato livello di zoom nella "piramide" di WSI. Per recuperare un singolo frame in formato JPEG, chiama il metodo frames.retrieveRendered:

curl

Per recuperare un singolo frame in formato JPEG, effettua una richiesta GET e specifica le seguenti informazioni:

  • Il nome del set di dati padre
  • Il nome dell'archivio DICOM
  • L'UID dello studio
  • L'UID della serie
  • L'UID dell'istanza
  • Un token di accesso

Il seguente esempio mostra una richiesta GET che utilizza curl.

curl -X GET \
    -H "Authorization: Bearer $(gcloud auth application-default print-access-token)" \
    -H "Accept: image/jpeg" \
    --output FILENAME \
    "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies/STUDY_INSTANCE_UID/series/SERIES_INSTANCE_UID/instances/INSTANCE_UID/frames/0/rendered"

Se la richiesta ha esito positivo, il file JPEG viene scritto sul tuo computer.

PowerShell

Per recuperare un singolo frame in formato JPEG, effettua una richiesta GET e specifica le seguenti informazioni:

  • Il nome del set di dati padre
  • Il nome dell'archivio DICOM
  • L'UID dello studio
  • L'UID della serie
  • L'UID dell'istanza
  • Un token di accesso

L'esempio seguente mostra una richiesta GET mediante Windows PowerShell.

$cred = gcloud auth application-default print-access-token
$headers = @{ Authorization = "Bearer $cred"; "Accept" = "image/jpeg" }

Invoke-RestMethod `
  -Method Get `
  -Headers $headers `
  -OutFile FILENAME `
  -Uri "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies/STUDY_INSTANCE_UID/series/SERIES_INSTANCE_UID/instances/INSTANCE_UID/frames/0/rendered"

Se la richiesta ha esito positivo, il file JPEG viene scritto sul tuo computer.

Recupero di tutte le immagini della slide

Per recuperare l'intera istanza, che contiene i WSI, utilizza il metodo instances.retrieveInstance:

curl

Per recuperare un'intera istanza, effettua una richiesta GET e specifica le seguenti informazioni:

  • Il nome del set di dati padre
  • Il nome dell'archivio DICOM
  • L'UID dello studio
  • L'UID della serie
  • L'UID dell'istanza
  • Un token di accesso

Il seguente esempio mostra una richiesta GET che utilizza curl.

curl -X GET \
    -H "Authorization: Bearer $(gcloud auth application-default print-access-token)" \
    -H "Accept: application/dicom" \
    --output FILENAME \
    "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies/STUDY_INSTANCE_UID/series/SERIES_INSTANCE_UID/instances/INSTANCE_UID"

Se la richiesta ha esito positivo, il file DICOM viene scritto sulla tua macchina.

PowerShell

Per recuperare un'intera istanza, effettua una richiesta GET e specifica le seguenti informazioni:

  • Il nome del set di dati padre
  • Il nome dell'archivio DICOM
  • L'UID dello studio
  • L'UID della serie
  • L'UID dell'istanza
  • Un token di accesso

L'esempio seguente mostra una richiesta GET mediante Windows PowerShell.

$cred = gcloud auth application-default print-access-token
$headers = @{ Authorization = "Bearer $cred"; "Accept" = "application/dicom" }

Invoke-RestMethod `
  -Method Get `
  -Headers $headers `
  -OutFile FILENAME `
  -Uri "https://healthcare.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/datasets/DATASET_ID/dicomStores/DICOM_STORE_ID/dicomWeb/studies/STUDY_INSTANCE_UID/series/SERIES_INSTANCE_UID/instances/INSTANCE_UID"

Se la richiesta ha esito positivo, il file DICOM viene scritto sulla tua macchina.

Visualizzazione di una slide con un visualizzatore di immagini dell'intera slide

Le sezioni precedenti mostravano come visualizzare i metadati di un file WSI e recuperare singoli riquadri. Per visualizzare l'intero WSI, è necessario utilizzare un visualizzatore WSI basato su DICOMweb.

I seguenti visualizzatori sono compatibili con l'API Cloud Healthcare:

Visualizza i file DICOM WSI convertiti utilizzando il visualizzatore WSI DICOMweb

Completa le seguenti sezioni per utilizzare il visualizzatore WSI DICOMweb per visualizzare i file DICOM WSI convertiti.

Download del visualizzatore in corso...

Scarica il visualizzatore WSI DICOMweb:

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/dicomweb-wsi-viewer.git

Recupero del client secret

Un client secret autentica un utente quando accede a un'applicazione. Puoi incorporare il client secret nel codice sorgente del visualizzatore WSI DICOMweb. Per ottenere un client secret, completa i seguenti passaggi:

  1. Vai alla pagina Credenziali nella console Google Cloud.
    Vai alla pagina Credenziali

  2. Fai clic su Crea credenziali e seleziona ID client OAuth.

  3. In Tipo di applicazione, seleziona Applicazione web.

  4. Aggiungi un Nome a tua scelta.

  5. In Origini JavaScript autorizzate e URI di reindirizzamento autorizzati, inserisci http://localhost:8000.

  6. Fai clic su Crea, quindi su OK nella finestra Client OAuth visualizzata. Copia l'ID client per utilizzarlo nella sezione successiva.

Configurazione del client secret nel visualizzatore

Completa i seguenti passaggi utilizzando l'ID client ottenuto nella sezione precedente:

  1. Nella directory dicomweb-wsi-viewer, apri il file viewer.js.

  2. Sostituisci la riga seguente in modo che contenga il tuo ID client.

    const CLIENT_ID = 'INSERT-YOUR-CLIENT-ID-HERE'
    

    La riga dovrebbe avere l'aspetto del seguente esempio:

    const CLIENT_ID = 'PROJECT_ID-VALUE.apps.googleusercontent.com';
    
  3. Salva il file.

Se non hai già configurato la schermata per il consenso OAuth del progetto Google Cloud, completa i passaggi riportati di seguito:

  1. Vai alla schermata di consenso OAuth.
    Vai alla schermata per il consenso OAuth

  2. In Email dell'assistenza, seleziona l'indirizzo email che vuoi visualizzare come contatto pubblico. Deve essere il tuo indirizzo email o un gruppo Google di tua proprietà.

  3. Inserisci il Nome applicazione da visualizzare.

  4. Fai clic su Aggiungi ambito. Nella finestra di dialogo visualizzata, inserisci https://www.googleapis.com/auth/cloud-healthcare e fai clic su Aggiungi.

  5. Fai clic su Salva.

Per modificare in un secondo momento le informazioni nella schermata per il consenso OAuth, ad esempio il nome del prodotto o l'indirizzo email, ripeti i passaggi precedenti per configurare la schermata per il consenso.

Se hai già configurato la schermata per il consenso OAuth del progetto Google Cloud, devi aggiungere https://www.googleapis.com/auth/cloud-healthcare nella finestra di dialogo Aggiungi ambito.

Esecuzione del visualizzatore WSI DICOMweb

  1. Nella directory dicomweb-wsi-viewer, esegui questo comando:

    python -m http.server 8000
    
  2. Vai a https://localhost:8000 sulla macchina su cui hai eseguito il comando precedente.

  3. Nella UI, fai clic su Accedi/Autorizza per accedere alla schermata per il consenso OAuth e concedere l'autorizzazione di accesso al visualizzatore per accedere al tuo progetto Google Cloud e alle risorse dell'API Cloud Healthcare.