（生物医学工程专业论文）远程影像会诊系统的设计与研究.pdf

文 a b s t 糟c l a b s n m c t t b l e m e d i c i i l ee n t e r p r i s ei no i i rc o u n t i yi sc o m i n gi n t oar a p i dd e v e l o p i n gp c r i o d w i mt h ea d v 柚c e m to f m m u n i t i o n ，c o m p u t c r 锄di n f b 珊a t i t e c l l n o l o g y _ 1 1 c l e m e d i d n ci sa ni i l n 0 v a t i v cw a yt ob f i n gh e a l t hc a r et op a t i e n t si nas a f ea n d c o s t - e 雎c t i v em 锄e r iaw ，w 由a dt e l e c o n s u l t a t i o ns y s t e mh a sc o m et m et 0s h a r e t h em e d i c a li n f b m l a t i o n柚dt 0r e a l i z cd i s t a n t e x p e n c o n s u l t a t i o n t h c t e l e c o n s u l t a t i o n s y s t e m b u i l d sa b r i 吐g e o v e rt h e p a t i e n t s ， l o c a lh e a l t l lc a r e p m f c s s i o n a l s 柚dd i s t 强te x p e n s u s i gt h et e l e m c d i c i n es y s t e m ，d i 蛾c u l td i s e a s e s c a nb ed i a g n o s e di nt i m ev i at h ed i s t a n te x p c r tc o n s u l t a t i o n i l lt l i i st h e s i s ，am e d i c a li m a g et e l e c o n s u l t a t i o ns y s t e mh a sb e e nd e s i 掣1 c d 趾d r c s e a r c h e d a sa 虹n do fi n t e r a c t cc o n s u l t i n gs y s t 锄，i tu s e ss m a nc l i e n t 硒t h c f r a m e w o r km o d e f i r s t ，t h et h e s i sr e s e a r c h e sa n d 锄a l y z e st h ep r o c e 蟠e sa l l d f l l n c t i o n a lc h 盯a c t e r i s t i c so ft l i e t e l e c o s u l t a t o n ， 也e n a c c o m p l i s h e s a o b j e c t m o d e l i n gf o rt h es y s t e m b 硒e do nt h eo b j e c tm o d e l i n 岛t h es m a nd i e n ta n ds e r v e r 印p l i c a t i o n sh a v eb e e ni m p l e m 曲t c du s i n gm i c r o s o f t s u a ls n l m o n e t2 0 0 3 f i n a l l y t h ct h e s i sd i s c u s s e ss o m et c c h n i c a l p m b l e m s ，s u c ha ss c c u r i t yc o n s i d c m t i o 璐， d e p l o y i n ga n du p d a t i n gs m a nd i e n t s ，c o l la _ b o r a t i n gi n 蚴s u l t a t i k | e yw b r d s ：t c l e m e d i c i n e ，m e d i c a li l n a g ct e l e c o n s u l t a t i o ns y s t e m ，s m a n d i e m ，n e t 劬m e w o r k ，w 曲s e r v i c e i i 文 1 绪论 二十世纪中后期，随着现代通讯技术、计算机技术、信息技术的迅猛发展， 使得医生坐在计算机前直接查看病人信息，并借此对病人进行远程诊断和治疗成 为可能，“远程诊疗”一词也逐渐为人们所熟悉。目前，远程诊疗已深入到医学诊 断、会诊、治疗、咨询、手术、家庭监护、教育培训等医疗卫生各个领域，发挥 了越来越大的作用。 1 1 远程诊疗概述 1 1 1 远程诊疗的定义 远程诊疗可以定义为采用信息和通信技术实现医疗电子数据的远距离传输， 为远地对象提供医疗服务的活动。远程诊疗是计算机技术、远程通信技术与医学 科学相结合产生的一门新兴的综合应用学科，并已渗透到医学各个领域。远程诊 疗涵盖了三方面医疗服务活动：医疗方面：远程会诊、远程诊断、远程护理等； 教育方面：远程教育、远程学术交流、远程技能培训等：数据共享方面：远 程诊疗文献查询、远程诊疗数据共享、远程卫生信息交流等i ”。远程诊疗可以增 加每个社会成员获得医疗服务和医学教育的机会，减少因地区差异、贫富差异、 种族差异等原因造成的医疗水平的不平等，使患者能够以可接受的价格获得高水 平的医疗服务。发展远程诊疗的现实意义在于【驯； 1 远程诊疗对患者的影响：首先患者通过远程诊疗在当地医院接受大型综合医 院顶级专家诊断和治疗，从而节省患者及患者家属到大医院就医要花费的交 通费、食宿费、误工费等，节约了大量的金钱。其次，远程诊疗减少了疾病 诊断和治疗在时问上的延误，减轻了患者的痛苦。第三，通过远程诊疗，会 诊专家和患者之间建立起全新的联系，双方通过屏幕“面对面”的交流机会增 多，患者对自身病情了解更加详细，增强了战胜疾病的信心，有助于疾病的 治疗和康复。 2 远程诊疗对医护人员的影响也不容忽视。一方面，远程诊疗将明显扩大医护 人员与同事交流的范围与深度，节省医务人员出差、吃住等费用。远程系统 文 绪论 可将病例报告和图像即时发送到参与讨论同行的电脑终端，方便了医护人员 获取、交流患者信息。另一方面，边远地区的医护人员通过远程诊疗系统可 及时、准确地获取最新的医疗动态及治疗计划，积累临床经验，以便在同样 的情况下更好地治疗和护理患者。同时中心城市大型综合性医院的专家通过 远程系统也可更多地了解边远地区的需求，促使他们提供更佳的医疗服务。 3 对医院来说，远程诊疗加深了医院信息化、数字化程度，采用远程方式可以 减少非急诊患者的求诊人数，减轻医生问诊的负担，同时也避免了医院的拥 挤，医院的秩序得以更好的维持。更主要的是方便了患者，使患者足不出户 便可得到一流的医疗服务，优化了医疗卫生资源的配置，有效促进各级医院 医疗水平的提高；建立远程诊疗系统后，会诊医院和申请医院提高了知名度， 可吸引更多的患者前来就医，医疗收入将会大为提高，为双方带来更多的经 济效益。 1 1 2 远程诊疗的特点 远程诊疗是传统医疗的发展和补充，同时，也给传统医疗的发展带来了巨大 冲击。它打破了传统医疗在时间、地点和形式上的种种束缚，具有开放性、灵活 性、共享性和经济性的特点1 2 4 l 。 一、开放性 所谓开放性，是指医疗目标的开放、医疗资源的开放、医疗方式的开放、医 疗场所和时间开放。在远程诊疗系统中，提供可供人们自己想要的医疗服务，特 别是将各种医疗资源优化组合，最大程度地为患者提供医疗服务。 二、灵活性 远程诊疗的灵活性表现在；能满足用户个性化的要求，给用户更大的自主权， 根据自己情况选择会诊医院，选择会诊专家接受优质的医疗服务。在远程诊疗中， 用户不受时空限制，可以随时、随地得到医疗服务。远程诊疗系统可以实现多家 医疗单位的多种形式的合作，实现优势互补，充分发挥名院名医的医疗优势。 三、共享性 远程诊疗系统是在当前医疗资源( 软硬件) 分布不均衡的情况下充分合理地 利用现有医疗资源、提高人民健康水平的必由之路。远程诊疗利用网络给人们提 供了极大丰富的健康信息，使人们的医疗知识得到了普及。远程诊疗打破了传统 2 文 绪论 医疗的时空限制，人们不必为名医、名院的遥不可及，更不必为用于交通的时间 和费用昂贵而担心，医疗活动延伸至全国乃至世界，实现医疗资源的共享和优化 组合。 四、经济性 当前，医疗费用过高加重了患者的经济负担，延缓了病人病情的医治。远程 会诊使病人在原地、原医院即可在远地专家的会诊及其指导下进行治疗与护理， 从面大量削减医疗费用。此外，由于网上的医疗信息是以电子形式存在的，信息 的复制简单迅速，节省了大量的经济开支。 1 1 3 远程诊疗的关键技术 根据远程诊疗系统技本的定义和特点，远程诊疗是远程通信技术、信息学技 术和医疗保健技术的结合，这3 项技术构成远程诊疗的三大支撑技术。 远程诊疗因异地间的医学信息传输天生离不开通信技术。远程诊疗的发展经 历了最初的拨号上网，i s d n 、d d n 专线，卫星通信到现在的i p 宽带网。今后 宽带互联网和第三代移动通信的结合，更将改变现有的远程诊疗模式，使患者不 管在任何地方、任何时候都能获得优质的医疗服务。 远程诊疗中的信息学技术，包括各种医疗信息处理技术，各种数据库技术等。 它传送的医学信息主要有数据、文字、视频、音频和图像等。其中数据和文字信 息的数据量小，对通信的要求不高；视频和音频数据量较大，而且在远程会诊中 需要音视频信号，因此对通信要求较高。医学影像信息根据实际应用要求的不同 分为静止图像和运动图像，静止图像一般为一幅或几幅医疗影像，如x 光片或 c r 图像，传输的实时性要求不高；运动图像要求显示一系列变化的图像实时性 要求高，对通信网的带宽和传输速率都有较高的要求。 远程诊疗系统的医疗保健技术包括对心电图、血压、血氧等的远程监护，b 超、c r 、m r 等医学成像技术，各种生化检测技术。 1 2 当前国内外远程诊疗进展现状 1 2 1 国外远程诊疗的发展现状 远程诊疗的研究与应用工作一般认为是从2 0 世纪6 0 年代开始的，主要通过 电话网和有线电视网传送从文字到视频图像信息，供医生问交流信息，或向专家 文 绪论 进行病案咨询以辅助诊断。远程诊疗在几十年的发展中，运用了传真、电话、无 线电通信到静止图像和实时交互电视技术，以及虚拟现实和远程机器人等系列 新的通信技术和信息技术，并与医疗保健技术相结合，形成了许多新的研究方向， 其中相当一部分研究由政府资助。 开展远程诊疗较早的是欧美各国。美国是开展远程诊疗最早的国家，早在 2 0 世纪5 0 年代末、6 0 年代初就开始探讨远程医学。截至到2 0 0 3 年，全美的远 程网络站点总数已达到1 2 4 6 个以上，其中主要的应用项目有蒙大拿州虚拟医学 中心、加利福尼亚州乡村医疗保健网络、美国乡村远程诊疗国家实验室等。美国 政府计划到2 0 1 0 年，7 0 的院外患者服务通过计算机网络提供。欧共体在1 9 8 6 年设置的研究基金m ( a d v 柚c e di n f o 珊a t i c si nm e d i c i n e ) 主要用于资助有关远 程诊疗的项目。已经实施的有法国的流行病统计网、葡萄牙采用个人电脑开发的 医院间脑电图传输系统、西班牙的远程血压监测系统和危急报警系统等。英国的 布法罗大学等还成立了远程诊疗系专门从事这方面研究。据2 0 0 0 年的统计数字， 欧洲己有5 0 多个国建立了远程诊疗系统。与此同时，欧美的许多公司也纷纷将 远程诊疗作为其发展领域，其中包括h p ，i b m ，i l l t e l 等大公司，也不乏一批中小 公司介入其中。 其它国家目前也在争相投入人力物力开发远程诊疗系统。例如，澳大利亚因 其地广人稀而积极发展远程诊疗：加拿大每年举办一次远程诊疗的学术年会，并 在新斯科舍省、阿尔伯特省、安大略省、魁北克省建有具有代表性的远程诊疗网 络【1 】；俄罗斯与美国联手建立了为支持发展中国家医疗保健的借助卫星的远程诊 疗计划；以色列推出一系列远程心脏监测产品( 如c a r dg u r d ) ，拉丁美洲也和美 国建立了远程诊疗伙伴，通过一个称为s t l l d i o c l i n i c s 的远程诊疗所将本地获取 的检测信息发送至美国的医院以获得美国专家的诊断意见。同时，日本、韩国、 墨西哥、肯尼亚、纳米比皿也先后开展了远程诊疗的研究与应用，其中日本主要 侧重于家庭健康检测管理和远程手术等方面。 1 2 2 国内远程诊疗的发展现状 我国远程诊疗起步较晚，1 9 8 6 年广州远洋航运公司对远洋货轮船员急诊患 者进行了电报跨海会诊，可以说是我国最早的远程诊疗活动。1 9 8 8 年解放军总 医院通过卫星和德国一家医院进行的神经外科远程病例讨论。1 9 9 4 年9 月上海 4 文绪论 医科大学华山医院与上海交通大学合作用电话线进行了远程诊疗会诊演示。1 9 9 5 年3 月，山东姑娘杨晓霞手部不明原因腐烂，在北京求医遇到诊断困难，后通过 i n t e m c t 向国际社会求助后，病原体被确诊为一种噬肌肉的病菌。同年4 月1 0 日 清华大学学生朱令的怪病通过h t e m c t 被诊断为铊中毒。1 9 9 5 年上海教育科研网、 上海医大远程会诊项目启动，并成立了远程诊疗会诊研究室。在1 9 9 7 年之前。 我国的远程诊疗工作只是在尝试性的进行，通过各种方法零星的开展。 1 9 9 7 年之后，远程诊疗事业在我国有了重大进展，在卫生部直接领导和有 关部委的支持下，中国金卫医疗网络即卫生部卫生卫星专网于1 9 9 7 年7 月正式 开通。该网络依托卫星通信可传输数据、语音、图像，投入正式运营后该网络包 括了全国二十多个省市的1 0 0 多家医院。其后，国家卫生部卫生卫星科技教育网 ( 双卫网) 、上海白玉兰远程医学教育网陆续投入建设，北京、上海、广东、福 建等省市也相继开展了地区性的远程诊疗网络建设，并有国际合作的远程诊疗项 目启动。 现今，我国的通信基础设施建设全面高速发展，医院信息化程度不断提高， 我国的远程诊疗发展进入了一个新的时期。国家政府部门、医学院校、医疗机构、 企事业单位以各种形式的合作，开展了多种远程诊疗业务，其中不乏极具社会效 应和经济效应的应用项目，为我国下一步发展远程诊疗指明了方向。 1 3 本文涉及的研究工作 我国远程诊疗虽然经历了十多年的发展，大多数系统仍处于研究和试用阶 段，比较成功的项目集中在远程医学教育方面。对于远程会诊，仍存在多方面的 问题：许多会诊系统往往只是视频会议系统和其他应用软件的堆叠或加成，很难 开发与医院数字化医疗设备、h i s 、p a c s 等信息系统的集成接口，不利于病人 信息的采集、交换，不利于会诊过程声音、视频、图像、记录、报告等会诊信息 的保存，不仅使用不方便，也难保证会诊的安全和质型3 2 1 。 鉴于目前我国远程会诊水平依旧不高，成功的商用化项目较少，作者提出了 本课题一远程影像会诊系统的设计与研究，并希望借此为原型，建立个商用的 远程诊疗系统。 本文涉及的研究工作包括： 1 远程影像会诊系统总体框架设计。 文绪论 2 远程影像会诊系统客户端软件的开发。 3 远程影像会诊系统管理中心网站设计。 4 系统相关技术问题的研究。 本文介绍的重点放在远程影像会诊系统客户端软件的研发和相关技术问题 的研究上。客户端软件的架构采用了当前极受关注的智能客户端( s m a n a i e n t ) 模式，通过调用w 曲服务实现了整个会诊业务流程，同时支持医学影像数据的 压缩、存储、传输、显示以及音视频交互等功能；相关技术问题研究将针对系统 开发尤其是客户端软件研发过程中遇到的一些重要技术问题，如安全性问题、自 动更新问题、会诊协同问题等作细致的探讨。 文 远程影像会诊系统总体框架设计 2 远程影像会诊系统总体框架设计 2 1 系统设计目标 远程影像会诊系统的设计目标有以下三点： 1 通过互联网或专用网络，使至少2 个会诊终端之间实现会诊信息( 包括病人 基本信息、临床病史、病人体征、实验室检查结果、会诊申请信息、会诊意 见等) 和影像数据的输入、传输、检索、显示、管理、存储、备份等功能。 2 会诊终端通过音视频进行远程会诊，并在影像诊断等关键步骤时，可通过协 同技术使会诊终端之间实现操作同步。 3 系统可平滑升级到更大规模的远程会诊系统，开展其他会诊项目。并可在发 展到一定阶段，尝试开展远程教育、技能培训、数据检索等远程诊疗相关业 务。 2 2 系统架构模式 2 2 1 应用程序系统架构模式的发展趋势蛐】 在最早的大型机时代，计算机由于价格昂贵，体积巨大，只有少数的企业才 能用的起，企业员工通过采用多个终端机连接服务器的形式进行程序操作。当时 的终端机仅有键盘和显示器，没有c p u 和内存，无法执行任何计算任务，几乎 所有的计算都交由服务器处理。 进入p c 机时代后，由于p c 机价格便宜，功能日渐强大，个人有能力配备 p c 机帮助工作。同时由于应用程序功能逐渐丰富，应用范围不断扩大和深入， 传统的大型机已经无法满足对其性能的要求，与此相对应的是大量的p c 机计算 能力闲置。因此，在利益的驱动下，应用程序开始向分布式结构发展，将部分计 算任务放到客户端p c 上来完成，而服务器端仅运行一些数据库软件，最大限度 的利用所有计算机的计算能力，提高性价比。这种应用程序的架构模式被称之为 客户端( c l i e n t ) ，月艮务器( s e 九，e r ) 模式，即c s 模式或胖客户端。这样就可以 充分利用客户端本地的硬件资源和操作系统平台的功能，提供更快的响应速度和 良好的用户体验。 然而( s 模式存在一些固有的缺陷，比如应用程序的部署和更新比较麻烦； 浙酞翱士学位做远程影像会诊系统总体框架设计 直接连接数据库服务器的安全问题；应用程序部署了不兼容的共享组件或软件 库，很可能发生应用程序之间的冲突，出现“d u 。h e l l ”的现象。这样造成了g ，s 模式应用程序开发和维护成本居高不下。 所以，同样在利益的驱动下，伴随着网络时代的到来，基于i n t e m e t i n t f 蛐e t 标准协议的浏览器( b r o w s e r ) 朋睦务器( s e e f ) 架构模式，即b s 模式或瘦客 户端开始大行其道。通常意义上的b s 模式应用程序是指基于浏览器的应用程 序，也就是w 曲应用程序，它将大部分的业务计算都放在了服务器，客户端p c 仅仅运行一个w 曲浏览器。这样有利于程序的开发、安装、升级，节省了程序 开发、维护的费用，并方便了用户的使用。 同样，b ，s 模式也有些缺点，比如测览器必须保持网络连接，一旦断开将 无法访问应用程序；应用程序大部分计算都在服务器上，服务器负担重，响应时 间慢；对客户端的控制能力有限，也无法进行一些对客户更友好、更先进的智能 化操作。 所以，如何降低c 幅模式的开发成本，解决c 幅模式所带来安全和维护问题， 以及解决b 幅模式所带来的客户端资源浪费和对客户端的控制问题，更充分利用 客户端资源、更智能化的操作和更高的性价比成为下一代应用程序开发所要面对 的挑战。 2 2 2 智能客户端应用程序系统架构模式 经历了从大型机到c s ，然后再到b s 的发展历程后，随着微软公司n e t 战略的推出，一种叫智能客户端的架构模式应运而生，可以预见的是，在未来几 年里，它将成为分布式应用程序设计的主流模式。 智能客户端( s m a n a i e t ) 是当前微软公司力推的系统架构模式。它可以理 解为个连接到h l t e m e t 上的设备，用户使用本地应用软件通过w 曲服务( w 曲 s e r v i c e ) 和服务器应用程序进行交互，从而把c 尽模式和b s 模式的优点很好的 结合在一起。它的特点可以用下图表示： 文 远程影像会诊系统总体框架设计 胖客户端( c s 模式) 智能客户端瘦客户端( b 塔模式) 难以发布用户体验佳 d l l h e i 工 易开发 响应快 裟入依赖网络线，在线支持 依赖网络 设备适应性强 易管理 薹薹：广)：三二二不佳 图2 1 智能客户端的特点【”l 智能客户端具备以下特性州： 1 充分利用终端设备的优势。智能客户端不仅可以利用客户端的硬件资源 ( 如摄像头、扫描仪等等) ，还可以利用其所在客户端的其他软件进行 协作。智能客户端能够与多个应用程序集成提供一致商效的解决方案。 2 调用w 曲s e r v i c e ，使用网络资源。现在，使用网络资源已是大势所趋。 智能客户端与网络服务器通信一般采用调用w 西s e r v i c c 方式，w c b s e r v i c e 利用了行业标准协议( 如讧l 、耵1 1 p 和s o a p ) 和8 0 或s s l 端口，可以很方便的穿越企业防火墙，同时具有较高的安全性。 3 支持偶尔连接和离线操作。无论网络是否连接，智能客户端都可以正常 地工作，这是它相对于b ，s 模式应用程序所具有的主要好处之一。在离 线状态下，智能客户端能够利用本地缓存和处理进行操作，在以后网络 连通时在后台更新网络资源，使客户端与网络资源同步。 4 智能的安装和更新。( 裕模式应用程序的一个重大问题就是部署、更新 和维护困难，容易产生“d l lh e l l ”等问题。智能客户端应用程序提供多 种安装方式，可以在运行时或在后台对自身进行更新，此外n e t 框架 对应用程序组件进行强命名，并使应用程序可以相互隔离，消除了许多 产生“d l l h e l l ”的问题。 9 浙江大学硕士靴敝勰影像会诊系统总体框皴计 2 2 3 远程影像会诊系统架构模式的选择 远程影像会诊系统的各个终端用户分布在各地，需要通过互联网或其他专用 网络将其连接起来。会诊终端在地域上的分布特性。决定了采用c s 模式成本太 高而且技术实现上十分困难。有鉴于此，通过互联网络联系会诊终端的b s 模式 和智能客户端模式成为大多远程会诊系统采用的架构模式。表2 1 列出了三种架 构模式特点上的不同： 表2 1 三种结构模式特点比科4 】 特点 瘦客户端( 耶模式) 胖客户端( c 幅模式)智能客户端 提供内容二仁富的用户界可以，较难以开发、测试 可以可以 面 和调试 可以利用本地计算机上可以。但只能通过c o m可以可以 的硬件资源组件使用 可以与本地应用程序交 否 可以可以 互 可以多线程化古 可以可以 可以脱机工作 否 可以可以 在低带宽和高延迟环境否可以 可以 中可以很好的执行 易于部署是困难 不一定，匿难程度取决于 应用程序要求 可以部署到具有不同功是 困难要构建多个不同版 可以，在支持n e l l 框架 能的多种客户端上本 的任何平台上部署 相比于b ，s 模式，智能客户端能够充分利用本地资源，同时具有偶尔连接和 离线操作的特性，更适合远程影像会诊系统的实际要求，尽管这些特性需要开发 人员解决一些难题才能实现。综合以上的考虑，在远程影像会诊系统中采用智能 客户端模式开发远程影像会诊客户端软件：采用b s 模式设计会诊管理中心对内 的管理网站和对外的宣传网站，同时支持通过网页输入简单的文本信息开展会诊 业务。 1 0 浙江大学硕士学位论文 远程影像会诊系统总体框架设计 2 3 系统总体结构 当前国内实施的远程会诊结构模型大致上有两类：一类是会诊医院直接连接 许多申请医院，许多医院自发组织的远程会诊业务大多采用这种模式；另一类是 通过一个远程会诊管理中心连接会诊医院和申请医院，管理远程会诊业务。第一 种类型由于可得到医院专家和各值班主任医师的及时会诊，时间性较强，质量也 有保证，但只能开展点对点的远程会诊，并且会诊业务大多依靠医院间的合作关 系，这种联系的方式往往比较脆弱，从国内一些在运行的此类系统不难发现，这 种模式很难形成规模经营，经济效益也有限；而第二种类型支持多方会诊，有利 于整合优势医疗资源，医院和专家实现统一管理，易于扩大影响，形成规模，是 一种很好的商用经营模式，也是符合系统要求的结构模式1 2 6 ，3 1 】。 图2 2 远程会诊的两种结构模型 整个远程影像会诊系统由会诊终端群和远程影像会诊服务器( 或服务器群) 组成。会诊终端必须具有互联网专用网络接入、网页浏览、文件上传下载、纸 质介质数字化、视频会议、报告打印等功能，因此会诊终端除一台可接入网络的 p c 机之外，还需要配备互联网，专用网络接入设备、扫描仪或数码相机、模拟摄 像头、视频采集卡、普通打印机等外设支持。服务器端对外提供多种服务：w 曲 服务、f 1 1 p 文件上载下载服务、视频会议服务、协同操作服务，同时为了满足 系统功能需求，还需数据库服务、存储服务、备份服务等后台服务，因此需要配 备w 曲f r p 服务器、数据库服务器、视频会议服务器、存储服务器、备份服务 器以及相应的存储设备( 如s a n 、n a s 或磁盘阵列柜) 和备份设备( 如磁带机 或光盘刻录机等) m o ，1 1 ，1 3 1 5 1 。 在系统规模较小时，为节约成本，加快开发进度，可以削减服务器端提供的 部分服务，但至少应提供w 曲服务和数据库服务、视频会议服务。 远程影像会诊系统硬件平台结构示意图如下所示： 图2 3 远程影像会诊系统硬件平台结构示意图 远程影像会诊系统软件平台结构示意图如下所示： 远程影像会诊终端 i视频会议终端 l d i m 影像发送，接收软件 ii 数据库管理系统软件( d b h s ) i ii n t e m e i x p l 。r e r l 扫描仪或摄像头等外设相关配套软件 ii 远程影像会诊客户端软件i l r c p ，i p 、h 3 2 3 、t 1 2 0 等协议 i p s e 吖s s l l l i n t e m e t 或专用网络 l i t c p i p 、h 3 2 3 、t1 2 0 等协议l p s e c ，s s l i f 、b f t p 服务器软件( i i s )ll 视频会议服务器软件 il 远程协同服务器软件 | i d l c 0 m 影像接收，归档软件 ll 流媒体服务器软件 ii 数据库管理系统软件( d b m s ) i i 系统管理软件( 业务管理、会受管理、费用管理、人员管理、麓访管理等) i 远程影像会诊中心 图2 4 ：远程影像会诊系统软件平台结构示意图 1 2 浙默学硕搏位做龋影像会诊系统总体框架设计 2 4 系统业务流程 远程影像会诊一般可以分为实时会诊和非实时会诊两种，两者的区别在于前 者是交互式的，利用专门的视频会议系统进行会诊专家和远地医疗人员及患者面 对面的现场会诊，这种会诊即可以是单个专家的，也可以是多个专家联合会诊： 后者是非交互式的，会诊专家根据提供的疑难影像资料进行远程诊断，并出具会 诊意见。 当前许多正在运行的远程会诊系统在业务流程上都极为相似【2 l ，3 1 川，在研究 分析这些远程会诊系统的运作后，远程影像会诊的业务流程大体上可以设计为以 下几个步骤： 1 申请医院通过客户端软件或上网登录到远程会诊管理中心提交会诊申请 ( 包括必要的基本信息和病人病历等) ，并将申请资料归档。 2 远程诊疗管理中心查看会诊申请资料，并向会诊医院转发。 3 会诊医院确认会诊申请后安排专家：会诊专家确定会诊时间，反馈消息到 管理中心，并熟悉病人病历，准备会诊。 4 会诊当日，申请医院用户和会诊专家用户使用远程诊疗客户端软件参加会 诊。会诊双方可以实时地、面对面地交流，同时调出病人的电子病历进行 详细分析、诊断病情。 5 会诊结束后，会诊专家要把会诊意见提交会诊中心。 6 ， 申请医院确认会诊意见，完成整个会诊业务流程。同时中心核算会诊费用， 将诊断报告和会诊费用明细上载。 2 5 系统技术平台定义 2 5 1 应用程序框架设定 m i c r o s o f t n l 玎与s u nj 2 e e 是目前企业w 曲服务平台市场的两个最重要 的应用框架。j 2 e e 已经是一个成熟的企业级应用方案，而n e t 推出也有六年的 时间，正不断的成熟和完善。考虑到系统采用的智能客户端技术以及在桌面应用 ( w 曲s e r v c e 客户端) 领域m i c f o s o f t 的强大优势，故整个远程影像会诊系统采 用n e tf r 揶c w o r k1 1 作为应用程序框架，以v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 为主要开发 工具，以v b n e t 为开发语言，利用a s p n e t 开发网页和w 曲服务，利用 浙江大学硕上学位论文远程影像会诊系统总体框架设计 a d o n e t 存取数据库，完成整个系统的研发。 m i c r o s o f t n l 玎是微软公司新一代的软件开发平台。它以互联网应用为主要 目标，支持不同的应用系统之间通过x m lw e bs e n r i c e 进行整合。微软n e t 战 略的主要产品有两个，一个是p n 玎f 舳e w o r k ，另一个是v i s u a ls t u d i o n e 一2 1 。 一、m 玎胁n e w o r k 和v i s u a ls t u d i o n e t n e tf r 锄e 、v o r k 主要包括三部分：公共语言运行时( t l l ec o m m o nl a i l g i l a g c m n t i m e ，c l r ) 、基础类库和a s p n e t 、n e t 、佛等语言运行库。基础类库 提供了上百个面向对象的类来提供数学计算、字符串操作、数据库操作等各种功 能，常见的几组类库有：s y s t e m 类、d a t a 类、x m l 类、w e b 类、w i n d a w sf o 柚s 类、d r a w i n g 类。 s u a ls t u d i o m 玎是一套完整的开发工具，可以用来开发a s p n e tw e b 应用程序，x m l w e b 服务，桌面应用程序，以及移动设备上的应用程序。在这 套工具中，v i 辄a lb 蠲i c n l 强、v i s u a lc + + n l 玎、s u a l 畔n 1 打和v i s u a l 脒n e t 都使用统一的集成开发环境( i l l t e g m t e dd e v e l o p m e n te n v 拍n m c n t ，m e ) ，这个集成 开发环境允许不同的语言之间共享工具，简化了混合语言解决方案的创建。另外， 这些语言都利用n e tf r a m c w o r k 的功能来使用开发a s p n e tw e b 应用和x m l w e b 服务的关键技术。 二、a d o n e ，r 在a d o n e t 中，仅保留了a d o 中的0 l e d b 访问数据库的驱动，其包含的 类库和访问数据的方式有了本质的区别。a d o n l 玎具有很强的伸缩性，从访问 本地的x m l 文件到企业级数据库服务器产品均能胜任。a d o n e t 包含两个核 心组件：d a t a s e t 和n e t 数据提供程序。后者是一组包括c o 姗e c t i o n 、c o m m a i l d 、 d a t a r e a d e r 和d a t a a d a p t e r 对象在内的组件。 1 4 文 远程影像会诊系统总体框架设计 图2 5 ；a d o n e t 组件结构图 上图阐释了a d 0 n e t 的组件结构。d a t c s c t 是a d o n e t 的断开式结构的 核心组件，d a t a s e t 的设计目的就是为了实现独立于任何数据源的数据访问。因 此，它可以用于从本地数据到远程数据多种不同的数据源。d a t a s e t 包含一个或 多个d a t a t a b l e 对象，这些对象由数据行和数据列以及主键、外键、约束和有关 各d a t a l t a b l e 对象关系信息组成。 a d o n l 玎结构的另一个核心元素是n e t 数据提供程序，其组件的设计目的 是为了实现数据操作和对数据的快速、只进、只读访问。c o n n e c t i o n 对象提供与 数据源的连接；c o m m a | l d 对象能够访问用于返回数据、修改数据、运行存储过 程以及发送或检索参数信息的数据库命令；d a t a r e a d e r 从数据源中提供高性能的 数据流；最后，d a t a a d a p t e r 提供连接d a t a s e t 对象和数据源的桥梁。d a t a a d a p t e f 使用c 0 m 姗d 对象在数据源中执行s q l 命令，以便将数据加载到d a t a s e t 中， 并使对d a t a s e t 中数据的更改与数据源保持一致。 三、 w i n d o w sf o 加s 和智能客户端 w i n d d w sf o 瑚s 是基于n l 玎f 咖e w o r k 的微软新一代w i n d o w s 应用程序开 发平台。n e tf r 锄e w o r k 为开发胖客户端应用提供了一套条理清晰的、面向对 象的、可扩展的类库。另外，w i l l d o w sf o 加s 也可以作为分布式解决方案中的本 地用户界面。 在一个w i n d a w sf 0 肋s 项目中，窗体是用户交互的主要载体。通过组合使 帆大学硕上学位论文 远程影像会诊系统总体框架设计 用不同种类的控件和编写代码，你可以得到用户信息并进行相应，处理现有的数 据，以及查询和改写用户计算机上的文件系统和注册表。 智能客户端( s m a r tc l i e n t ) 是一种易于部署和管理的客户端应用程序，它通 过综合利用本地资源和与分布式数据源的智能连接而提供适应性强、响应性好、 交互方式丰富的客户体验。 四、 a s p n e t m i c r o s o f ta s p n e t 是m i c m s 础n e tf r a m e w o r k 中用于开发网上应用程序 的一套技术。a s p n e t 页面运行于服务器端，生成 f m l 、w m l 或x m l 标记， 然后发送到桌面或移动设备的浏览器。a s p n l 玎页面使用编译的、事件驱动的 编程模型，从而提高了性能，并且使应用逻辑和用户界面的分离成为可能。 a s p n e t 页面和a s p n e tx m lw e b 服务文件包含着服务器端逻辑( 而不是客 户端逻辑) ，代码可以为m i c r o f tv i s u a lb a s i c n l 玎、m i c r o s o f tv i s u a l 咪n i 叶t 或者任何其他支持m 女c m s 硪n e tf r 柚e w o r k 的语言。 五、w e b 服务 实际上，w e b 服务不属于n l f f 枷e w o r k 的范畴，它是基于网络的、跨平 台的、分布式的模块化组件，执行特定的任务，遵守具体的技术规范，能与其他 兼容组件进行互操作。应用程序可以通过标准的互联网协议如h r r p 、x m l 和 s o a p 调用w e b 服务来实现自身某个功能。w e b 服务结合了基于组件开发和w c b 最好的方面，是下一代互联网的关键所在，也是m i c r o s o f t n e t 技术所力推的。 2 5 2 系统服务器端运行环境设定 服务器系统软件采用w i m d o w s2 0 0 3e n t e r p r i s es e e r 作为服务器操作系统， 实现整个系统的正常运转。w i n d o w s2 0 0 3 的易用性、灵活性以及扩展的h l t e m e t 和通信服务都能最大程度的满足用户网络功能的需要，同时它还提供了更高级的 互联性、可靠性、基本服务以及在分布式计算机网络中传递关键信息所必要的管 理工具，为未来提供了最好的网络基础。 w 曲服务器软件采用的是w i n d o w s2 0 0 3e n t e f p r i s es e f v e r 自带的i i s6 0 ，i i s 6 o 支持a sp n e t ，通过它管理会诊管理中心网页和w e b 服务。会诊管理中心网 页采用m a c l o m e d i ad r e a m w e a v c r8 设计，采用a s p n e t 开发网页程序代码，实 现语言为v b n e t 。 1 6 概大学硕士靴论文远程影像会诊系统总体碟设计 数据库管理系统采用o f a c l e9 is e r v c r 简体中文版。o m c l e9 i 是一个面向 h t e m e t 计算环境的数据库。它是在数据库领域一直处于领先地位的o r a c l e ( 甲 骨文) 公司的产品。可以说0 m c l e9 i 关系数据库系统是目前世界上流行的关系 数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、 微机环境。它是一种高效率、可靠性好的适应高吞吐量的数据库解决方案。 2 5 3 系统客户端运行环境设定 出于应用程序自动更新功能的考虑，客户端系统软件不建议采用w i n d o w s 早期版本的w i n d o w s9 x 和w i n d o w sn t 系列，因为自动更新功能需要后台智能 传输服务( b r r s ) ，早期的w 铀d o w s 版本并不支持。对于w i n d o w s2 0 0 0 操作系 统，则需要额外安装b i t s ，目前b n s 最新版本是1 5 版，内嵌在w i l i d o w s2 0 0 3 中，w i d o w s2 0 0 0 和x p 可以在m s d n 下载中心下载和安装b r r s l 5 客户端组 件。另外，这些较新的w i n d o w s 版本自带的浏览器也能满足网页浏览的需要。 出于智能客户端支持离线操作和影像文件自动传输的考虑，系统客户端还需 安装o r a c l e9 is e r v e r 简体中文版。 为了支持各种医技检查报告单的数字化转化输入，系统客户端需要为扫描 仪或数码相机安装相应的配套软件。 2 6 本章小结 本章讨论了远程影像会诊系统所要实现的基本功能，这些基本功能包括：病 历信息录入功能，医技检查报告单数字化转换功能，影像采集、存储、传输和浏 览功能，病历信息管理和诊断结果管理功能等。 本章针对系统的功能需求，提出采用智能客户端作为系统的架构模式。进一 步的，介绍了系统硬件和软件的三层结构模型。 同时，根据实际会诊的特点，制定了系统的业务流程，并作了系统技术平台 的定义。 1 7 楸文 远程影像会诊系统智能客户端软件设计 3 远程影像会诊系统智能客户端软件设计 远程影像会诊系统的客户端软件被命名为“m t e l e m e d ”，它是基于智能客户 端技术开发的，迎合了当前应用开发的主流趋势，主要进行远程会诊相关业务a 3 1 客户端软件体系结构 客户端软件m t e l e m e d 主要由数据库、w 曲服务和w i n d o w s 窗体类组成， 整个的体系结构如下图所示： 器 务器 图3 1m 1 b l e m d 系统架构和处理过程 首先，客户端用户把用户名、密码传递给身份验证w 曲服务，身份验证w 曲 服务通过存储过程访问数据库中相关的用户名、密码记录，进行身份验证。身份 验证成功后，身份验证w 曲服务会产生一个由用户名加密得到的加密票，返回 给客户端，作为识别用户身份的标识。 以后客户端每次发送和接受数据时，都要将加密票连同请求数据提交给会诊 w 曲服务，由会诊w 曲服务验证后才开始处理请求数据，处理的过程同样通过 数据库存储过程，检索数据库获取用户的请求数据，并把数据发送给客户端。 数据库由会诊w 曲服务访问，出于安全性的考虑，w 曲服务只使用存储过 程访问数据库上的数据。通过会诊w 曲服务完成数据库的检索和更新，有效的 实现了程序模块间的松散耦合，确保只有经过验证的用户才能访问数据库中的敏 感数据。 浙江大学硕撑位论文 远程影像会诊系统智能客户端软件设计 整个w 曲服务根据职能划分为两类：身份验证和会诊w 曲服务。这两种 w 曲服务运行在会诊管理中心的服务器上，应用程序通过互联网远程调用。w c b 服务相比于d c o m 或m 玎r e m o t i n g ，能够更好的通过h t c m e t 在拥有不同系统 的机构内部和机构之间传递消息和数据。w 曲服务由于其自身的灵活性和稳定 性，加之成为业界通用的标准，己被视为不同机构间交换信息的最佳选择。 3 2 客户端软件核心特性 客户端软件卜t c l e m e d 充分体现了智能客户端的特性，同时作为一个远程 会诊系统，它也具有医学上自身的特性。 3 2 1 采用存储过程进行数据访问 存储过程( s t o r e dp r o c e d u f e ) 是一组s q