（生物医学工程专业论文）PACS系统Web浏览器的构建.pdf

一文 p a c s ，但是，随着计算机和通信技术的飞速发展，基于b s 模式的 p a c s 也会得到迅速的提升。 关键词：p a c s ，c s 模式，b s 模式，d i c o m ，j a v a ，a p p l e t i i 箜塑坚查塑主塑丝塞 塑至 t h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t o fw e b p a c sb r o w s e r a b s t r a c t p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ( p a c s ) i so n eo ft h e h o t p o i n ti nd i g i t a lh o s p i t a lc o n s t r u c t i o n p r e s e n tp a c s s y s t e mm a i n l yb a s e s o nc sm o d e l i t r e q u i r e s p r o f e s s i o n a l t e c h n i c i a nt o s e t u pc o m p l e x c l i e n t p r o g r a m ，s o i sn o t c o n v e n i e n tf o re x t e n s i o na n dm a i n t e n a n c e ，c o m m o n l ya p p l i e st ol o c a l n e t w o r k b sb a s e dp a c sc a nm a n a g em e d i c a li m a g ei n f o r m a t i o ni n l a r g e r s c a l e i tc a nr e d u c er e q u i r e m e n tf o rc l i e n ts t a t i o nh a r d w a r e ，i s e a s i e rf o r i n s t a l l a t i o n ，u p g r a d e a n dm a i n t e n a n c e i ti so n eo fm a i n d e v e l o p m e n tp o i n t f o rf u t u r ep a cs i nt h i s d i s s e r t a t i o n ，i t w a sa n a l y s e dt h e d e v e l o p m e n t o fp a c s s t r u c t u r e ，t h ea d v a n t a g e a n d d i s a d v a n t a g e o fb sa n dc s m o d e l ， d i c o mi m a g ef o r m a ta n dc o d e ，j a v ab a s e dw e bs e r v e rt e c h n i q u e ，a n d w e bd a t a b a s ea c c e s s t e c h n o l o g y i t w a s d e s i g n e d b sb a s e dp a c s s t r u c t u r e ，j a v ab a s e dd i c o mb r o w s e r ，t o m c a ta n da p a c h eb a s e dw e b s e r v e r ，a n dj s pd a t a b a s ea c c e s sm o d e j s pd a t aa c c e s sw a si m p l e m e n t e d t h r o u g h t h ec o m b i n a t i o no fj d b ca n do d b c m e t h o d ，n a m e l y j d b c o d b c b r i d g e w e b b a s e dp a c sb r o w s e rw a sr e a l i z e d i t s f u n c t i o ni n c l u ，d e su s e rr e g i s t e i ，i m a g ep r o c e s s i n g ，f i l ei n f o r m a t i o na n d i n f o r m a t i o ni n d e x i n g t h is s t u d yg a v ep r i m ed e s i g na n di m p l e m e n ti np a c sw e bb r o w s e r b a s e db sm o d e la n dd i c o ms t a n d a r d i ts t i l ln e e df u r t h e rd e v e l o p m e n t t h er e m a i np r o b l e m sa r ew e bp a c sw i t hb e s t p e r f o r m a n c e ，c o n t e n t i i i 一文 摘要 b a s e d i m a g ei n d e x i n g ，a n d w e bb a s e d i m a g ec o m p r e s s i o na n d d e c o m p r e ss i o n a l t h o u g hp r e s e n tb sb a s e dp a c ss t i l lh a s n tr e a c ht h e t o t a lp e r f o r m a n c eo fc sb a s ep a c s ，i ti sb e l i e v e dt h a tb sb a s e dp a c s w i l lb el e a d i n gi nf u t u r ew i t ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n d c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y k e yw o r d s ：p a c s ，c sm o d e l ，b sm o d e l ，d i c o m ，j a v a ，a p p l e t 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究的背景和意义 1 1 1p a c s 概述 随着我国改革开放的深入发展阱及技术的全面进步，医院的运营 也将逐步由计划走向市场。为了能在日益激烈的市场竞争中处于有利 的地位，就必须在不断地提高医院的医护服务质量同时进行良好的运 营成本控制。将传统的医院管理模式转变到数字化医院【1 1 的现代管理 模式，从长远来看有助于提高医院的综合竞争力。数字化医院的目的 就是实现医院信息的一体化、各类医疗信息的共享。从功能模块上来 分，数字化医院又包括医院信息管理系统( h i s ) 、医学影像存储和传 输系统( p a c s ) 和临床电子病例系统( c i s ) 。p a c s 是其中最为复杂 的系统，是成功实施数字化医院的关键。 在p a c s 出现以前，医院一般采用传统的医学影像管理方式即手工 管理，但这种管理方式有诸多缺陷： 1 、管理环节众多，消耗大量的人力和财力； 2 、胶片日益增长，挤占空间； 3 、检索困难，效率低，容易出错且不能共享； 4 、硬拷贝的影像显示效果不能调节，而且容易变质和丢失。 随着数字成像技术的发展，医学影像数量猛增。因此，传统的 医学影像管理方法无法适应现代医院中对如此大量和大范围医学影 像管理的要求。采用数字化的医学影像管理方法，即医学影像存档和 传输系统( p i c t u r ea c h i e v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，p a c s ) 来 解决这些问题得到了公认。 p a c s 是旨在全面解决医学影像的获取、传输、存储、显示和管 理的医院信息系统 ”。它是随着数字成像技朱【3 1 、计算机技术及网络 技术的进步而迅速发展起来的。它以计算机设各为基础，以高速网络 连接各种成像设各及相关信息，具有图像质量好，存储、传输不失真， 传输便捷，图像及信息资料可共享等众多优点，是对医学影像进行科 堕坚查塑竺垡墼 整二童堕堡 学管理的最佳方案。 1 1 2p a c s 意义 实施医院p a c s 系统，其意义不仅在于数字化，更在于： 1 、实现无胶片存储，降低成本 据统计，在中国的一+ 5 0 0 床位的医院每天大约生成2 5 g b 的图 像数据。如果这些数据用传统胶片形式保存的话不仅占用空间，而且 还浪费人力和财力。而p a c s 系统正好解决了这个关键问题。 2 、提高效率，增加收入 由于采用p a c s 以后，疏通了医院就医的工作流程，减少了重拍 机会，提高了医院设备和工作的效率，从而增加医院的收入。 3 、健全了自动化管理 由于p a c s 可采用多级存储设备结构和大型数据库管理系统，可 以实现医学影像数据和病人资料的自动化存储管理。 4 、能提供丰富的后处理功能 客户端安装的浏览软件可以迅速查询数据库中的图像记录，对 图像进行各种后处理，大大提高医生的诊断效果。 5 、实现和h i s i r i s 的互联 p a c s 和h i s r i s 的互联，实现较为完整的医院信息系统，奠定了 数字化医院的基础，还可以通过网关接入互联网，实现远程教学、远 程医疗和远程会诊。 这样，p a c s 就能大幅度提高医院的管理水平，从而提高对病人 的服务质量、吸引优秀人才，最终提高医院的综合竞争能力，带来显 著的经济效益和社会效益。 1 1 3p a c s 国内外研究现状及发展趋势 p a c s 从上个上世纪八十年代初开始发展。但是在随后大约十年 的时间内，由于医学影像数据量庞大，需要大容量的存储设各、高性 能的显示设备及高速的计算机网络，建立p a c s 费用昂贵，同时各厂 商的医学图像设备输出的图像格式不统一，无法为别人所利用。这样 使p a c s 的建立受到经济上、技术上等多方面的制约，p a c s 没有被真 浙江大学硕士学位论文 第章绪论 正的实用化。直到9 0 年代，计算机图形工作站的产生和网络通讯技术 的发展，有关图像和通讯的标准( 如d i c o m 系列协议) 也相应制定 并完善，p a c s 在技术上已经没有障碍，在经济上p a c s 已经可以建立 在能被较多医院接受的水平上。目前，p a c s 已经进入了成熟期，正 逐渐的商业化和产品化。 在国外，特别是欧美等发达国家，p a c s 应用越来越广泛。美国 在这个领域一直处于领先地位，许多医院已经实现了真正意义上的远 程会诊和无胶片化。在欧洲，p a c s 和与医院信息系统融合，形成了 日趋爆炸的医学信息网，产生了越来越多的应用方向。亚洲一些发达 国家和地区，如韩国，在政府的支持下，p a c s 实施率已经高达9 0 。 在日本，p a c s 也发展很快。 相对而言，我国的p a c s 研究起步较晚。1 9 9 9 年到2 0 0 1 年是小型 p a c s 解决方案年，许多医院实现了部分小型p a c s 系统。从2 0 0 2 年开 始，国内少数大型医院开始实施f u l lp a c s ，并且已经有比较好的案 例。 当前p a c s 还在不断发展完善中。主要发展趋势有： 1 、分布式存储技术的引入 现有的p a c s 系统采用“集中存储”的结构，这种结构可降低成 本且易维护。而分布式存储系统可以减小通讯带宽需求、减少磁盘出 错率，是新兴的存储技术。 2 、d i c o m 标准和h l 7 标准的统一 d i c o m 定义了医学影像的格式以及通讯协议，用于交换图像数 据；而h l 7 4 1 ( h e a l t hl e v e l7 ) 定义了用户文本数据交换的标准化数 据格式。h l 7 n i d i c o m 如何融合在一起，形成个完善、高效的数据 交换协议是一个重要的研究方向。 3 、p a c s 系统w e b 方式浏览 现有的p a c s 3 多采用c s 模式的两层结构体系，但是由于在客户 端安装、升级、维护复杂，日益无法适应规模不断发展的p a c s 。如 何设计并实现基于b s 模式的三层体系结构的p a c s ，即实现p a c s 系 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 统w e b 方式浏览是未来p a c s 发展的一个方向。 1 2 本课题研究的内容及意义 互联网技术进一步发展，对p a c s 系统提出了新的要求。p a c s 不 应该仅仅满足医院内部的需求，医学影像的广域共享、远程教学和远 程会诊都是当今p a c s 系统应用发展的前景。当前大多数的p a c s 系统 是医院范围内封闭式、集中式的，不利于系统的维护和升级，同时也 不利于系统的集成和扩展，已经无法适应这些新需要。实现p a c s 系 统w e b 浏览，不仅是建立广域开放式p a c s 系统的基础，同时客户端操 作简单方便、易用性好，更适合于网上交换信息。 本课题主要内容是：基于b s 模式的p a c s 系统、e b 测览器。具体 内容包括： 1 、结合p a c s 体系结构的发展，分析了b s $ o c s n 种模式各自的 特点，确立了在b s 模式下实现p a c sw e b $ 0 j 览，并实现了系统体系结 构的设计。 2 、分析了d i c o m 图像格式和编码。主要分析了d i c o m 文件格式 包括d i c o m 文件基本结构和数据元素，并分析了d i c o m 的编码规则。 并在这个基础上，设计并实现基于j a v a a p p l e t 的d i c o m 湖j 览器。 3 、分析了基于j a v a 的w e b f l 务器，确立了基于t o m c a t 和a p a t h e 集成环境下实现w e b 服务器。 4 、分析了几种w e b 数据库访问方式，设计实现了对w e b 数据库系 统的访问。 实现p a c s 系统w e b 浏览器的构建，其主要意义在于： 可以降低对客户端的硬件系统的要求，减少医院的投入的成本： 客户端操作简便，实用性好，方便用户的使用；安装、升级、维护简 单，省去，了许多额夕卜的工作，一方面减小了运营成本，同时也使整个 系统更加稳定。 浙江大学硕士学位论文 第二章d r c o m 标准 第二章d i c o m 标准 2 1d i c o m 标准介绍 d i c o m i 5 ( d i g i t a li m a g ea n dc o m m u n i c a t i o ni nm e d i c i n e ) 是美 国放射学会( a m e r i c a n c o l l e g eo f r a d i o l o g y ，a c r ) 和美国电气制造 商协会( n a t i o n a le l e c t r i c a lm a n u f a c t u r e r sa s s o c i a t i o n ，n e m a ) 联合 成立了个委员会，共同制定的标准。它包括了医学的数字成像和通 讯两个方面的内客，制定了不同厂商生产的成像设备的图像格式以及 相关的信息标准，是建立p a c s 的基础。d i c o m 标准经过不断的完 善，发展到目前普遍采用的d i c o m30 标准。 2 1 1d i c o m 标准的发展简史 2 0 - 世纪7 0 年代以来，随着计算机断层成像技术( c t ) 及其它数 字成像技术的发展，出现了大量数字图像诊断设备( 如m r ，c r 等) ， 但是因为厂商众多，各自制定的图像格式、通信规则都不统一。同时， 计算机网络的普及及其在医院中的广泛应用，不同厂商之间生产的设 备之间交换图像以及其它相关信息的需求日趋追切，而当时缺乏统一 的标准成了信息交换的最主要障碍。因此，美国放射学会和美国国立 电气制造商协会在19 8 3 年联合组成了一个委员会发起制定了一个公 共的标准。1 9 85 年，该委员会公布了a c r n e m a l 0 版本。1 9 8 8 年 又公布了a c r - n e m a 2 0 版本及后续的修正版2 x 。1 9 9 6 年 a c r - n e m a 公布了新的规范，并且正式命名为d i c o m30 。这个版 本已经制定的内容非常详细，而且可操作性强，在技术逐渐成熟的情 况下，为众多厂商及机构所采用。同时随着当时计算机、通讯，尤其 是网络技术的迅速发展，d i c o m 标准本身也不断吸纳各方面的意见 建议，从不同专业角度对这个标准的范畴和深度上进行更新。9 6 版 的d i c o m 有13 个部分。9 9 版又新增了第l4 部分的内容，随后又新 增了第15 部分，到现在为止已经发展到第18 部分，目前仍然在不断 的发展之中。 浙江大学硕士学位论文 第二章d i c o m 标准 2 1 2d i c o m 标准的组成 d i c o m 30 标准是由多文档组成，截至到2 0 0 4 年，共分为以下 十八个部分，其中一至十四部分的关系如图2 i 所示： 第四部分 服务类规范 第三部分 信息对象 第十一鄙分介质 存储应用框架 第八 第九 第十 部分 部分 三部 网络 点对分打 通讯 点 印通 支持 讯 图2 1d i c o m 标准各组成部分关系图 第一部分：i n t r o d u c t i o na n d o v e r v i e w ( 引言和概述) ：简要介绍了 d i c o m 标准的产生及其组成，并对其他部分的内容作了简介。 第二部分：c o n f o r m a n c e ( 一致性) ：详细说明了d i c o m 的兼容 概念，同时给出了在开放互联方面对遵守该协议的设备必须实现的基 本d i c o m 规定，包括选择的信息对象、服务类以及消息传递等。 第三部分：i n f o r m a t i o no b i e c td e f i n i t i o n s ( 信息对象定义) ：规 定了使用d i c o m 标准进行通讯时信息对象的定义。信息对象包括两 类：普通信息对象和复合信息对象。普通信息对象类代表病人1 0 d ： 复合信息对象代表一组相关的实体，如c t 图像i o d 包括病人i o d 、 浙江大学硕士学位论文 第二章d 1 c o m 标准 检查i o d 、像素i o d 等。 第四部分：s e r v i c ec l a s ss p e c i f i c a t i o n ( 服务类规范) ：对一些类 的服务类进行了定义，给出了用于数字化交流的操作行为的抽象定 义，即定义使用d i c o m 进行通讯的服务类别。 第五部分：d a t as t r u c t u r ea n de n c o d i n g ( 数据结构和编码规定) ： 定义了信息对象类和服务类的数据结构和编码。 第六部分：d a t a d i c t i o n a r y ( 数据字典) ：包括对所有d i c o m 数 据元素以及它们对应的标识符、值类型、数据类型和使用要求。 第七部分：m e s s a g ee x c h a n g e ( 信息交换) ：定义了d i c o m 命令 的结构( 命令结合相关数据) ，同时也定义了d i c o m 应用实体间的 协议握手方式。 第八部分：n e t w o r kc o m m u n i c a t i o ns u p p o r tf o rm e s s a g ee x c h a n g e ( 信息交换的网络通讯支持) ：说明在网络中d i c o m 如何使用t c p i p 和o s i 网络传输协议。 第九部分：p o i n t t o - p o i n tc o m m u n i c a t i o ns u p p o r tf o r m e s s a g e e x c h a n g e ( 信息交换的点对点通讯支持) ：说明在点对点传输支持应 用d i c o m 协议进行数据交换和服务器和网络上层协议。 第十部分：m e d i as t o r a g ea n df i l ef o r m a tf o rd a t ai n t e r c h a n g e ( 介 质存储文件格式) ：提供了一个用于不同类型医学影像之间数据交换 及不同物理介质相关信息交换的框架。 第十一部分：m e d i as t o r a g ea p p l i c a t i o np r o f i l e s ( 介质存储应用 框架) ：说明将医学影像信息存储于可移动介质的模式。 第十二部分：s t o r a g ef u n c t i o na n dm e d i af o r m a t sf o rd a t a i n t e r c h a n g e ( 数据交换用存储方案和介质格式) ：描述了如何便利医 疗环境中数字影像计算机问的内部信息交换。 第十三部分：p r i n tm a n a g e m e n tp o i n t t o p o i n tc o m m u n i c a t i o nf 打 印管理的点对点通讯支持) ：详细说明打印提供者在点对点连接情况 下支持d i c o m 打印管理所必须的服务和协议。 第十四部分：g r a y s c a l es t a n d a r dd i s p l a yf u n c t i o n ( 灰度图像显 浙江大学硕士学位论文 第二窜d i c o m 标准 示函数) ：详细说明了灰度图像的标准显示调整，它提供了一些样例 方法，说明如何调整灰度国像与显示系统。 第十五部分：s e c u r i t ya n ds y s t e mm a n a g e m e n tp r o f i l e s ( 安全性 和系统管理概述) ：说明了具体应用所应遵循安全箢略的兼容方式。 第十六部分：c o n t e n tm a p p i n gr e s o u r c e ( 映射资源目录) 第十七部分：e x p l a n a t o r yi n f o r m a t i o n ( 信息解释) 第十八部分：w e ba c c es st od i c o mp e r s i s t e n to b je e t s ( w a d o ) ( w e b 获取d 1 c o m 永久对象) 这几个部分文档既相互独立，又相互联系，规定了p a t i e n t 、s t u d y 、 s e r i e s 、i m a g e 四个层次的医学图像信息结构，以及由它们组成的信 息对象( i n f o r m a t i o no b j e c t ) ：采用服务类用户服务类提供者( s e r v i c e c l a s su s e r s e r v i c ec l a s s p r o v i d e r ) 概念组成的服务一对象对 ( s e r v i c e 一0 b j e c tp a i r ) ；支持点对点( p p p ) 和t c p i p 网络通讯协议。 2 1 3d i c o m 的信息模型 图22d i c o m 信息模型 d i c o m 信息模型真有很明显的面向对象的特征，这使得对 8 渐怔大学硕士学位论文第二章d i c o m 标准 d i c o m 所定义数据信息可以很容易地进行扩展，并保持先前版本的 兼容性。如图22 所示，d i c o m 协议为外界提供服务的最高层次是 服务类每个服务类可包含一至多个服务，对象对( s o p ，s e r v j c e ，o b j e c t p a i r ) ，其中服务组是一组消息服务元素或媒体存储服务，而信息对象 i o d 则包含大量的相关属性。图2 ，2 中清晰地给出了服务类、s o p 和 i o d 之间的关系。 2 2d i c o m 文件格式 d i c o m 文件是指按照d i c o m 标准来组织和存储的医学图像文 件。d i c o m 文件格式【印由d i c o m 标准第五部分规定。本节根据 d i c o m 标准，分析了d i c o m 文件格式。 2 2 1d i c o m 文件基本结构 d i c o m 文件由文件头( h e a d e r ) 和数据集( d a t as e t ) 两部分组 成。基本结构如图23 所示。 图2 3d i c o m 文件基本结构 每个d i c o m 文件都包含文件头。文件头的最开始是可选的文件 前言( f f i ep r e a m b l e ) ，它包括前同步码和前缀。前同步码长1 2 8 字 节，都设定成o o h ，文件前缀为四个字节的字符串“d i c m ”，可以 根据该值来判断一个文件是不是d i c o m 文件。文件前言之后是文件 总信息头( f i l e m e t a i n f o r m a t i o n ) ，包含对标识数据集的说明信息，如 文件的传输语法、s o p 类等。 2 2 2 数据元素 d i c o m 医学图像文件为了更好地解释图像，在图像文件中提供 了一些有关图像的信息。这些信息可分为图像的标识信息、患者信息、 图像采集信息、图像表示和显示信息、图像像素数据等若干类。 一个数据集( d a t as e t ) 描述了现实世界信息对象的个实例。 浙江大学硕士学位论文 第二章d e o m 标准 数据集是d i c o m 文件的主要组成部分。数据集是由d i c o m 数据元 素( d a t ae l e m e n t ) 按照指定的顺序排列组成。如图24 所示，d i c o m 数据元素它主要有四个部分组成：标识符( t a g ) 、值类型( v a l u e r e p r e s e n t a t i o n ，v r ) 、数据长度( v a l u el e n g t h ，v l ) 、数据域( v a l u e f i e l d ，v f ) 。 d i c o m 数据元素善- 传辅的扶序 敬据元毒i 数据元素 - - j 。 数据元索 _ 据蒜 标识符值共型数据长度 数据域 1 图2 4d i c o m 数据元素 1 、标识符 标识符是一个1 6 位( b i t ) 的无符号整数，代表了组号( 高位2 字节) 和元素号( 低位2 字节) 。各个标识符对应的数据元素可以查 阅d i c o m 标准第六部分一数据字典。在数据字典中所有的元素都是 用“( 组号，元素号) ”这种方式来表示的。按照组号的奇偶性，数据 元素又有标准数据元素( s t a n d a r dd a t ae l e m e n t ) 和私有数据元素 ( p r i v a t e d a t a e l e m e n t ) 之分。标准数据元素的组号是偶数，但不包 括0 0 0 0 、0 0 0 2 、0 0 0 4 、0 0 0 6 ，以上四个值是保留的。私有数据组号 为奇数，但不包括0 0 0 1 、0 0 0 3 、0 0 0 5 、0 0 0 7 和f f f f ，这些是保留给 用户和生产商使用的。 2 、值类型 v r 指明了该数据元素中的数据是什么类型。在d i c o m 中用两 个字节的字符串来表示。如个数据元素的v r 是“d a ”，则是d a t a 的缩写，表示该数据元素中存储的是日期型数据；如一个元素的v r 浙江大学硕士学位论文第二章d i c o m 标准 为“l o ”，则是l o n gs t r i n g 的缩写，表示该数据元素中存储的数据 为最长为6 4 字节的长字符串。在数据元素中，v r 是可选的，由传输 语法( t r a n s f e rs y n t a x ) 决定。d i c o m 中规定了显式( e x p l i c i t ) v r 和隐式( i m p l i c i t ) v r 两种传输格式。其中在显式传输时，v r 必须 存在；在隐式传输时，v r 则必须省略。具有明确表示值和隐含表示 值的数据元素不能同时在数据集及其嵌套数据集中存在。三种数据元 素格式如图2 5 所示，表2 - 1 和表2 。2 是显式传输时的数据元素格式， 裹2 - 3 为隐式传输时的数据元素的格式。 裹乏鲁兽理擘擎掣髦辫楚盎= 馑l 垂壤垫堡：竖! ：璺匦l 塑 望呈元采号表示值保留 值域长度值骚一 ：! ! ：! ! ! ! ! 懑h 慕荽毳善妻笋星嘉窖长 i t * # 1日# ：兰竺! ! ! 竺! 莓薹嚣j 位元符皇。值1 r 叵覆磊 图2 5 三种数据元素格式 3 、数据长度 数据长度指明了该数据元素的数据域中数据的长度( 字节数) 。 一般要求字节数目为偶数，不是偶数的补充一个字节。这个长度只是 值的长度，不包括数据元素标签、v r 、数据长度字段。 4 、值域 值域中包含了该数据元素的数值：该字段的数据类型是由数据元 素的v r 标志。一般值域是a s c i i 字符串，当一个字由2 个a s c i i 字符构成时，则第字符相应于该字的低字节。对于双精度的3 2 位 二进制整数，在传输时先传输两个低字节。数据元素的值字段必须用 这一整数来表示它到组或消息结束的长度( 字节数) 。值的长度为偶 数字节，为了满足这个要求，有时需要补空，若元素的v r 为字符串 堕塑翌茎塑主兰堡望兰 丝三翌鬯兰塑堡 型，用空格键补空：当v r 为o b 和u i 时，用n u l l 补空。 2 3d i c o m 的网络通讯协议 d 1 c o m 中的网络通讯协议将i s o 的o s i 七层模型和t c p i p 协议 相结合。图2 6 是该模型的结构图。为了保持与以前版本的兼容， d i c o m 仍然保留了对点对点通讯的支持。 二二二二二三堕二二二二 i 、 d i c o m 应用实体 雾凳鞭靛嚣严 o s i 表示层 o s i 会话层 o s i 传输层 o s i 两鲳层 o s i 链珞层 点对点环境 阿络环境 图26 d i c o m 网络参考模型 d i c o m 为了传输医学影像和相关的信息，在i s o o s i 和c p i p 这两令协议模型的基础上，定义了自己的网络通讯协议和消息交换机 制。 为了适应不同的阿络环境，d i c o m 定义了上层( u p p e rl a y e r ， u l ) 的概念。u l 层属于应用层的一部分。在o s i 网络模型中，u l 层 包括会话层( s e s s i o nl a y e r ) ，表示层( p r e s e n t a t i o nl a y e r ) 和应用层 ( a p p l i c a t i o nl a y e r ) 中的连接控制服务单元( a c s e ) 部分。在t c p i p 网络协议模型中，u l 层在t c p 层和应用实体层之间，它所提供的服 浙江大学硕士学位论文 第二章d i c o m 标准 务是o s i 的a c s e 层和表示层所提供的服务的一个子集。图2 。6 的参 考模型表明，d i c o m 应用实体属于网络分层模型的应用层，它使用上 层服务完成消息交换和信息传输。为了实现应用实体间的通讯，相应 于1 s o o s i 协议模型，d i c o m 标准使用关联控制服务元素、表示层内 核、会话层内核提供上层协议服务；相应于t c p i p 协议模型，d i c o m 标准定义t c p i p 上层协议提供上层协议服务。 2 4 本章小结 本章简要地介绍了d i c o m 标准的发展历史，以及d c o m 标准 各部分的组成和d i c o m 信息模型；然后介绍了d i c o m 文件格式， 包括文件头和数据元素；最后介绍了d i c o m 网络通讯协议。 浙江大学硕士学位论文篱三章p a c s 第三章p a c s 医学影像的存储和传输系统通常称为医学影像计算机存档与传 输系统( p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m 简称p a c s ) ， 是医院信息系统中的一个重要组成部分，是使用计算机和网络技术对 医学影像进行数字化处理的系统。 3 1p a c s 的功能和意义 p a c s 的目标是用来代替现行的模拟医学影像体系。它主要解决 医学影像的采集和数字化，图像的存储和管理，数字化医学图像的高 速传输，图像的数字化处理和重现，图像信息与其它信息的集成五个 方面的问题。其主要用途包括； l 、用数字影像数据库( d i g i t a li m a g ed a t a b a s e ) 来取代传统的 胶片库将影像归档。 2 、用医生诊断工作站f r e v i e ws t a t i o n ) 取代传统胶片与胶片 灯。 3 、用数字影像共享( d i g i t a li m a g es h a r e ) 取代传统的胶片邮寄。 4 、用d i c o m3 。0 将全院各种医疗影像设备联成网络以实现影 像通信( i m a g ec o m m u n i c a t i o n ) 。 5 、影像处理和计算机辅助诊断( i m a g ep r o c e s s i n ga n dc o m p u t e r a i d e dd i a g n o s e s ) 。 6 、通过i n t e r n e t 或电话m o d e m 进行远程诊断与专家会诊 ( t e l e r a d i o l o g y l 7 ) 。 p a c s 的意义不只是在数字化，而更重要的是： 1 、疏通工作流程从而提高设各与工作效率和增加收入。 2 、省去与胶片相关的费用来降低成本。 3 、减少重拍的几率。， 4 、更新技术来提高竞争力。 5 、提高服务质量。 6 、吸引优秀人才。 7 、健全病人资料的自动化管理。 浙江大学硕士学位论文 第三章p a c s 3 2p a c s 的系统组成 一个基本的p a c s 系统主要由医学影像采集系统 8 】、影像的储存 管理系统、图像显示处理系统三个部分组成，这些组成部分通过计算 机通信网络系统连成一体。 影像采集( i m a g ea c q u i s i t i o n ) 部分是p a c s 的影像来源，在整 个p a c s 系统具有十分重要的地位。影像采集设各包括各类断层扫描 成像系统及各种射线照相技术所形成的胶片的硬拷贝数字化扫描采 集设备，以及x 线数字成像、超声成像、内窥镜图像等医学图像的 采集设备。影像采集系统的主要功能有以下几点：f 1 ) 从各成像设备 采集影像数据；( 2 ) 对采集到的所有不符合d i c o m 标准的数据，进行 格式转换；( 3 ) 最后将影像传送给p a c s 控制系统。其中对各成像设备 影像数据的采集方式会视具体成像设备而定。如对传统的x 射线成 像，就要对胶片实行数字化。 影像采集 9j 3 e 要有以下几种形式： 1 、从磁盘或磁带中读取，这主要针对那些没有介入p a c s 的设备。 2 、用高分辨率的数字化仪( 如扫描仪等) 将传统的x 胶片数字化。 3 、利用c r ( c o m p u t e dr a d i o g r a p h y ) 和d r ( d i r e c tr a d i o g r a p h y ) 直 接获得传统x 胶片的数字格式，这是x 线影像的最佳的数字化方 法。 4 、直接从c t 、m r 和超声成像仪等d i c o m 接口采集数字影像。这 种方法实时性好，效率高，获取方便，是现在p a c s 最主要的影像来 源。 但是不同接口的影像采集设备的影像文件如果没有经过影像文 件格式的转换就无法顺利接入p a c s 系统，因此需要研究不同医学设 备的接口。医学设备常用有三种接口：模拟接口、非d i c o m 标准数 字接口和d i c o m 的标准数字接口，各自使用不同的方法接入p a c s 。 模拟接口可以通过扫描仪或者视频捕捉卡采集影像进行a d 转 换，将模拟信号转换成数字信号，然后通过工作站的静态动态d i c o m 重建器，转换成d i c o m 30 标准；非d i c o m 标准接口可以通过升级 浙江大学硕士学位论文第三章p a c s 模块专门设备，实现d i c o m 重建；d i c o m 标准接口可以直接连入 p a c s 。 影像的存储管理系统是整个p a c s 系统的核心，是p a c s 系统的 网络通讯、影像数据的存储和影像通讯工作流实施管理的系统单元。 其主要任务是实现影像的归档存储和工作流控制。主要包括p a c s 控 制器和影像存储系统两部分。p a c s 控制器汇集了影像采集系统、h i s 、 r i s 等传送过来的病人的信息、诊断用的各种数据等，能够完成影像 数据的接收、暂存和发送以及影像的存档、盘片的管理、数据库的更 新、影像的检索等方面的功能。影像存储系统的存储介质有以下三种： l 、在线存储，即本地硬盘。在各采集工作站上可以保持高速的 存储速度。 2 、近线存储，即服务器。通过各登记和采集工作站的自动传输 模块，实现各终端( 阅片工作站) 的数据和图像资源共享。 3 、离线存储，即光盘、磁带等介质。通过定期对服务器数据备 份，以保信息数据的安全性。 影像显示处理系统作为p a c s 应用和操作的界面，需要相应的专 业图像处理软件，其主要实现的功能有： 1 、在各采集、阅片工作站上均可进行图像和病历的观察、处理、 诊断和打印。 2 、图像处理功能及灰度调整、角度测量、锐化、图像增强、直 方图、放大、漫游等功能。 3 、测量功能，可对病灶进行各种测量，并可将轨迹和标注保留 在图像上，也可打印在报告单上，方便会诊和复查。 4 、图像可多幅显示，动态回放，并可以不同速度、正逆向、负 像电影回放等。 5 、模板功能。系统有完善的专家库和标准报告模板，用户可根 据需要自定义或修改模板，减轻送师的工作强度，提高了工作效率。 6 、多种图像和数据的查询、浏览、统计、打印功能，可进行多 内容( 病历号、日期、阳性率、检查部位、开单医师、收费等) 的查 浙江大学硕士学位论文 第三章p a c s 询、统计和报表打即功能。 影像显示处理系统是p a c s 系统比较重要的组成部分，主要可 以分为三类： 诊断工作站：影像学部门医师执行医学影像诊断过程操作的人 机界面和影像软拷贝显示界面。其中最关键性的要求是显示分辨率。 后处理工作站：用于医学影像后处理操作，作为影像诊断或科 研过程的辅助和支持。浏览工作站应用于临床医学影像浏览目的的工 作站，譬如应用于非医学影像学检查科室( 如外科手术室急诊室等) 执行医学影像浏览的工作站。 3 3p a c s 的规模特点 按规模和应用功能可以将p a c s 分为三类： 1 、小型p a c s ( m i n i p a c s ”1 ) 一般指的是局限于单一医学影像部 门或单一影像模式，只连接影像科内的数字化设各，实现影像的数字 化传输、存储和软拷贝显示功能。 2 、部门p a c s ( d e p a r t m e n tp a c s ) 一般是指部门级p a c s ，包括常 规x 线影像以外的所有数字影像设备( 如c t 、m r i 、c r d r ，d s a 等1 ， 常规x 线影像可经胶片数字化仪进入p a c s 。用于高分辨率组织性灰 阶影像看像、简单测量( 线性、角度、面积等) 和分析( 区域最大、 最小、平均值、均方差等) ，具各独立的影像存储及管理亚系统和必 要的软、硬拷贝输出设备。 3 、企业p a c s ( e n t e r p r i s ep a c s “】) 是全院、全企业( 包括所有院 区和分支) 的p a c s 。支持的模式包括c t 、m r 、超声波、核医学与 正电子以及所有x 线类( 如胸、d s a 、乳腺等) ，还包括内窥镜、显 微镜等。涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所有医学成像设备、 有独立的影像存储及管理亚系统、足够量的软拷贝显示和硬拷贝输出 设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。 浙江丈学硕士学位论文 第三章p a c s 3 4p a c s 和医院其他系统的信息交换 医院信息系统是一个完整的系统，包括h i s 、r i s 、p a c s 等在内。 h i s 全称h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ( 医院信息系统) ，r i s 全称 r a d i o l o g yi n f o r m a t i o ns y s t e m ( 放射信息系统) 。h i s 、r i s 和p a c s 联 成一网就成了一个全院性的一个配套系统。h i s 里存储的主要是病人 和医院各项管理的文字资料。r i s 主要负责影像检查病人预约、放射 设备管理、放射有关医师医嘱、放射报告等管理。因为h