医学影像存储与传输系统（PACS）实施策略的研究与应用.doc

电子科技大学硕士学位论文医学影像存储与传输系统（PACS）实施策略的研究与应用姓名：陈勤申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：张凤荔;唐光才20070426摘要摘要医学影像存储与传输系统（）实现了临床放射图像的有效管理和共享，目前已在临床中得到了比较广泛的应用，但是作为一项系统工程而不是简单的系统安装，一方面，项目的建设应基于全面的需求分析、提出针对需求的解决方案和科学、规范的实施策略。然而，目前国内许多医疗机构在实施上往往缺乏有效的计划和策略，同时系统供应商与医疗机构在需求分析方面存在严重脱节，致使系统规划和实施上的随意性较强，最终导致系统无法充分发挥真正有效的作用，并造成人员和资金上的浪费。另一方面，在实施的过程中需要解决许多技术问题，最主要的问题是传输、显示和影像存储。目前，各医院的网络系统一般主干都为光纤。另外，带高分辨显示的工作站价格逐渐下降，所以，传输和显示已不成为问题。而对图像信息归档存储的要求，是要能满足大量的数据快速存储和调用方便。因此，选择合适的存储方案就显得十分重要。论文工作正是基于这样的需求而展开的，其研究结果具有广泛的应用前景和使用价值。论文首先综述了建设的必要性和重要意义、发展历程、研究现状和发展趋势，并着重介绍了我国的发展概况和存在的问题。回顾了几种放射成像设备（、腿等）的基础知识、常用术语和医学数字成像，分析了建设的系统关键问题和系统支撑的环境。接着根据目前泸州医学院附属医院（以下简称泸医附院）的实际需求，详细设计了泸医附院实施的需求分析，并在需求分析的基础上，对泸医附院医学图像存储方案和系统维护进行了设计。通过引入质量功能部署（，）技术，对的结构设计和评估模型进行研究，为的有效实施和系统测试及验证提供相应的理论指导。结合论文工作所做的需求分析已经在泸医附院得到了成功应用。医学存储方案和系统的维护设计也即将在泸医附院应用。本文是计算机、医学和管理学领域之问一个很好的切入点，是计算机技术应用于医学领域，加强医疗管理的成功例证和探索，有较大的参考价值。关键词：，需求分析，存储系统，系统维护（），；，缸舀，；，血，；把（，），（“飞；，（），：（），修改提纲修改提纲第页行原文为：下图改为；图第页第行原文为：图改为：图第页行一行原文为：得改为：的指导老师答辩主席：日期伽彰占多独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：强弘日期：一，司年牛月启关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签氢海铷翩签名：丑磁：嘿唧年年月中曰第一章引言第一章引言系统建设的必要性和重要意义随着现代医学的发展，医院的诊疗工作越来越多地依赖现代化的检查结果。象光检查、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用也越来越普遍。在传统的医学影像系统中，影像的存储介质是胶片、磁带等，这在使用中存在诸多问题。如图像存储介质所占的空间不断增加，给存放和查找带来了严重的问题；各种不同检查的图像分别存放，临床医生要同时参考同一病人不同检查所产生的影像时往往借阅困难；传统图像存储和管理的独占性使得图像的丢失概率增加，利用率下降，异地会诊困难：、￥等图像硬拷贝到胶片上，保留的只是操作医师认为有用的信息，图像无法后处理，固定的窗宽、窗位已经丢失了大部分原始信息等。因此，传统的医学影像管理方法已经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。采用数字化影像管理方法来解决这些问题已经得到公认“。由于医学图像数据量大，需要大容量的存储设备，高性能的显示设备和高速的计算机网络，高昂的费用曾经是建立的主要障碍。随着计算机技术的发展，计算机和通讯设备的性能价格比迅速提高，高性能的计算机设备的价格已经可以逐步为一些经济条件较好的医院所接受。这为数字化医学影像存储和传输奠定了基础。在经济上和医疗质量上不断增长的要求，使医院对的需求也不断提高。构建目的在于：促成医院信息化、现代化发展，提高诊断水平，降低固有成本，加强质量管理，构建临床信息资源。相对于传统基于胶片，具有如下重要意义：（）用数字影像数据库（）来取代传统的胶片库：（）用医生诊断工作站（）取代传统胶片与灯箱：电子科技大学硕士学位论文（）用数字影像共享（）取代传统的胶片邮寄：（）用将全院各种医疗影像设备联成一网（）：（）影像处理和计算机辅助诊断（）。的意义不只是在数字化，而更重要的是：（）疏通工作流程从而提高设备与工作效率和增加收入（）省去与胶片相关的费用来降低成本（）更新技术来提高竞争力（）提高服务质量（）吸引优质人才（）健全病人资料的自动化管理的提出及定义信息技术是现代文明的基础，是开展科学研究和技术开发的重要支撑手段，是高技术中的关键技术。信息技术的发展，直接影响着社会生产力和综合国力的变化。近年来，由于半导体、计算机和通信技术的迅猛发展，数字化的信息已经渗透到了与人们生活密切相关的各个领域。在医学图像处理领域，随着放射学的迅速发展，为医疗诊断提供了多种人体成像技术，例如：、似数字减影）、（核医学成像）、（超声扫描显像装置）、（计算机放射成照像）、（正电子发射断层线照相术）等。这些新的医学成像技术为临床诊断提供了丰富的影像学资料，在相当程度上提高了医疗机构的诊断和治疗水平，但同时也使得如何有效地管理、处理和利用大量繁杂的医学图像资料的问题日益突出，急待解决。计算机技术日新月异的发展，尤其是高速计算设备、网络通讯及图像采集、处理的软、硬件技术的一系列突破性进展，为医学图像的数字化采集、存储管理、第一章引言处理、传输及有效利用提供了现实的数字技术基础。系统（），即医学影像的存储和传输系统，它是放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术的结合，它将医学图像资料转化为计算机数字形式，通过高速计算设备及通讯网络，完成对图像信息的采集、存储、管理、处理及传输等功能，使得图像资料得以有效管理和充分利用。是一个涉及放射医学、影像医学、数字图像技术（采集和处理）、计算机与通讯、体系结构的多媒体系统，涉及软件工程、图形图像的综合及后处理等多种技术，是一个技术含量高、实践性强的高技术复杂系统。其主要应用方向为：（）设备集群使用：从多种影像设备或数字化设备中采集图像拍照与打印等多种输出设备的共享与选择；（）影像传输与分送：在医院内各科室之间快速传输图像数据远程传输图像及诊断报告等；（）辅助医疗功能：医学图像资料的管理、处理、变换等。图为典型的系统或医学图像处理工作站的结构图图医疗机构系统示意图电子科技大学硕士学位论文国内外进展国外发展状况世纪年代，提出“数字放射诊断学”（）的概念。柏林技术大学教授提出数字图像通信和显示的概念。年，美国军方赞助了一个远程放射学研究计划。年，美国军方又赞助了另一项计划。年，美国国家癌症中心赞助开始第一个相关的研究计划。年月，（）；法国举行了一次关于的国际会议。此时，已经有个在欧洲运行。同年，美国陆军医疗司令部赞助了另一项名为的计划，该计划的目标是在美国建立一个大规模的军用系统。年，美国放射学会（）和美国电气制造者协会删）联合制定了标准，这个标准已经被世界上主要的医学图像设备生产厂商接受，因此己成为事实上的工业标准，它同时也是中最重要的通信标准。今天，美国己建立了许多医疗图像诊断与相结合的，并实现了真正意义上的远程会诊。在欧洲，经过年的发展，在大多数国家已经成为医院的基础设施，在瑞典、挪威、法国、意大利、奥地利、德国，己经有医院的之间的互连系统在运行，与医院信息系统逐步融合，已形成日趋完善的医学信息网，并产生了越来越多的应用方向；在亚洲一些发达国家和地区，如日本、韩国、台湾地区，经过几年的发展、特别是在一些国家的政府大力扶持之下，已经实用化【。例如日本年开始起步年出现第一个（大阪大学）年第一个临床运行，到年，日本共有个。在韩国，由于缺乏本国的光胶片工业，政府大力支持医院的无胶片化运行，并采取补贴手段，促使韩国发展迅速。第一章引言国内发展状况年代中期，国内一些医院开始对进行研究和小规模建设，小型和专用或类逐步在医院投入使用，但是由于医学图像的数字化是建立的基本条件，而国内医院存在大量的传统非数字化的图像设备包括常规线机、超声检查仪等），多数医院不可能将之立刻更新，因而影响了的建立。目前，国内只有极少数医院建立了，但越来越多的医院也已经把建立纳入医院的发展计划中。在少数大规模的医院中，由于其拥有一定数量的影像设备，特别是拥有一批大型的先进设备，产生了建立的需要。这些医院具备优良的硬件环境，同时有足够的资金用于的建设，因此建立了一定规模的达到国内领先水平的。例如南京军区福州总医院是一所拥有张床位的综合性三级甲等医院，于年与北京天健军卫网络技术开发公司合作，建成一个连接多台大型医疗设备的。其连接的主要设备有：、内窥镜、彩超、病理影像仪等，覆盖了放射、核医学、内窥镜、超声、病理等影像科室；还做到了与系统的融合，将影像信息与臀理信息融为一体，基本达到了全院无胶片化运行与管理，实现了医学影像信息与管理信息间的顺畅交流，取得了很好的经济效益和社会效益。目前国内从事软件设计的公司众多，但产品参差不齐，真正拥有底层开发能力的厂商寥寥无几，甚至一些大型的厂商，其底层的模块也是从国外购买的，没有知识产权，使用性能差，无法根据医院实际情况改进系统的性能和软件升级。其次，真正基于网络的产品较少，大部分产品其实就是各种工作站，特别是一些模拟视频工作站，其所谓的网络就是几台工作站的物理连接，采用文件共享的方式，根本不是真正的，更谈不上全院的信息共享和远程传输。再者，目前大部分的网络采用的网络体系结构为，结构，这种结构是年代流行的网络结构，现已逐渐被发达国家所淘汰。电子科技大学硕士学位论文我国系统发展存在的一些问题（）研究和开发经费少；（）医院的信息基础结构建设落后，多数医务人员对计算机应用环境不熟悉；（）多数医院的医疗图像设备较为陈旧，很少有标准数字接口，尤其是能够利用网络传输医学图像的设备更为少见；（）以往开发的系统往往忽略了标准化问题，难以进行与系统的集成；）多数影像设备是从国外引进的，在这样的环境下，开发和应用过程中需要考虑中文化的问题。的发展趋势和国际标准的发展趋势（）应用范围不断扩大：最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。然而随着标准化的进程，尤其是（和，美国放射学会和美国电器制造商学会）（，医学数字成像和通信标准）标准的普遍接受，目前的已扩展到所有的医学图像领域，如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学、核医学、超声学以及牙科学等。乜）多媒体技术逐步引入：多媒体技术是本世纪年代计算机发展的时代特征，也是计算机技术的又一次革命。所谓多媒体技术，指的是计算机交互式综合处理文本、图形、图像和声音等多种媒体信息的技术。近年来，多媒体技术在教育中的发展已经非常引人注目，但它在医疗卫生中的应用却刚刚起步。有人预料，的主要功能中将包含多媒体功能。（）随着语音识别技术的发展，近来已有入推出了可直接将声音转化为文字的系统，并成功地用于放射科报告的书写。这一系统的使用说明，医生通过进行口述报告的时代已经为期不远了。（）采用最先迸的存贮技术：在计算机中一页文字资料仅占几千字节（），而一张数字化的线片将产生上百万字节（）的信息量，这就是所谓“兆字节问题”，也是系统面临的诸多挑战之一。可以说，从诞生的那天起，人们就致力于探索最经济、最可靠的图像存贮方式，而且始终得益于计算机存贮技术的发展。目前最常用的是（，一次写入多次可读）光盘第一章引言的出现，给医学图像的长期保存带来了曙光。跚盘的缺点是读盘速度较慢或者说检索时间较长，技术的发展和普及将逐渐取代光盘的利用。（）远程放射学中的：近年来，远程放射学一词越来越多地出现在放射学的文献中，因而引起了放射学家和临床医生的广泛关注。远程放射学的出现使传统的会诊观念发生了根本的变化，即放射科专家可以在千里之外的放射医学影像中心、办公室甚至家中观看通过通讯网络传来的影像资料，从而为一些小医院、边远地区的诊所提供会诊服务，这就是所谓的远程会诊。可见远程放射学的概念与图像的传送、异地诊断均有关系。（）综合业务数字网（）是一种先进的数字通讯系统，它将取代现有的大部分电话系统，使音频和非音频的业务一体化。这一技术的引入，将使异地的医学图像设备以极高的数据流（欧洲为晒，美国为或者）相连接成为可能。到那时，人们不仅可以快速地获得存贮在各医院、各诊所中的病人图像，而且可以随时请远在外地的专家进行会诊（图像将同时在各自的显示器上出现），这就是真正的远程放射学。从这种意义上讲，远程放射学将完全同合并，而远程诊断将成为的重要功能之一。的国际标准（）医学数字影像通信标准是的缩写，是美国放射学会（，）和美国电器制造商协会（，）组织制定的专门用于医学图像的存储和传输的标准名称。经过十多年的发展，该标准已经被医疗设备生产商和医疗界广泛接受，在医疗仪器中得到普及和应用，带有接口的计算机断层扫描（）、核磁共振（躲）、心血管造影和超声成像设备大量出现，在医疗信息系统数字网络化中起了重要的作用。由于目前成为一种规定数字医学影像和相关信息格式及信息交换方法的事实上的标准，成为规范不同厂商的影像设备和设备互联的基础，规定了遵从这个标准的设备如何对命令和传输的数据作出反应。通过服务类（）的定义规定了命令和相关数据的语义，不仅为影像和图形，而且为研究和报告等其他内容引入了信息对象机制。标准电子科技大学硕士学位论文的产生为不同厂家影像设备的互联和多源数字影像的通信问题扫清了障碍，使符合该标准的医学影像信息能够在标准的网络上例如和）进行传输。（）医学信息协议第七层（）主要是规范在医疗环境中的电子数据交换标准，尤其是在（医院信息系统）和放射信息系统）及其设备之间通信交换的信息，如：病人入院挂号出院或转院（即，）椎言息、诊疗记录、预约、手术安排和财务信息等。目前国外厂商生产的和系统大多遵循标准，这样与之间就可以通过，网关进行通信。论文的结构的需求分析首先应根据医院的业务状况来进行，包括当前影像设备状况、及其网络使用状况、设备的分布及工作管理流程、经济能力及发展前景等。实施的成功与否很大程度上依赖于实施方案和需求分析的科学性和合理性，因此做好的需求分析对的实施至关重要，也是确保实施达到预期的理想效果的关键因素。本论文的研究目标是结合国内医疗体系的现状，借鉴国际上的先进研究成果，建立一套完善的泸医附院实施的理论系统。在这个理论系统的指导下，能够有助于解决国内医疗机构在实施过程中存在的问题。针对这个研究目标，本文主要在泸医附院需求分析方面进行深入的研究和探讨，并在需求分析的基础上，重点对泸医附院系统建设中的难点即医学影像存储系统和系统维护进行了设计，从而为该目标的实现奠定了一定的基础，并基于国内医疗机构的现状形成实施的需求分析模板，为在国内的应用和实施提供参考。具体来说，有以下几个方面的研究内容：通过阐述的基本理论和基本结构，对实施的总体结构、关键技术和系统支撑环境进行了分析，为在的需求分析和存储系统的设计方面进行深入的研究和探讨奠定一定的理论基础。基于泸医附院的实际情况，构建了全院，在此基础上，分析该医院第一章引言实施中的关键问题，对该院的医学影像存储系统和系统维护进行了设计。通过引入技术，对的结构设计和评估模型进行研究，以便为的有效实施和系统测试及验证提供相应的理论指导。电子科技大学硕士学位论文第二章相关理论基础的基本原理与结构是以计算机为中心，由图像信息的获取、传输与存档和处理等部分组成。图结构（）图像信息的获取、及等数字化图像信息可直接输入，而众多的线图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入。可由摄像管读取系统、电耦合器读取系统或激光读取系统完成信号转换。前者速度快，精度高，但价格贵。（）图像信息的传输在中，传输系统对数字化图像信息的输入，检索和处理起着桥梁作用。方法有：公用电话线，将影像信息以电信号形式通过公用电话线联网完成信息传输；光导通信，将影像信息以光信号形式通过光导纤维完成信息传输：微波通信，将影像信息以微波形式进行传输，有如电视台发射电波，由电视机接收再现图像。后者速度快，但成本高。（）图像信息的储存与压缩图像信息的储存可用磁带、磁盘、光盘和各种记忆卡片等。图像信息的压缩储存非常必要。因为，一张线照片的信息量很大，薹三主！堕塑茎里堡茎型相当于多页字稿纸写满汉字的信息量，而一个光盘也只能存储张线照片的信息。压缩方法多用问值与哈佛曼符号压缩法，影像信息压缩，仍可保持原有图像质量。（）图像信息的处理图像信息的处理由计算机中心完成。计算机的容量、处理速度和可接终端的数目决定着的大小和整体功能。软件则关系到检索能力、编辑和图像再处理的功能。检索：在输入图像信息时要同时准确输入病历号和姓名等，便于检索时使用。编辑：删去无意义的图像，以避免不必要的存储，并把文字说明与相应的图像信息一并存入。再处理：在终端进行。包括图像编组，对兴趣区作图像放大，窗位与窗宽的调节以及用激光相机把荧屏上的图像照在胶片上。医学图像医学图像主要分为模拟图像和数字图像。模拟图像如传统的放射图像，图像是以胶片的形式存在的：数字图像如数字放射图像、以及核医学图像等。下面对这些医学图像作一个简单的介绍。传统放射图像传统放射图像应用于放射科的所有相关部门或领域，包括神经科、急诊科、，科，乳房、胸部、生殖器、胃肠道、心血管、肌肉与骨骼等部位的成像。由于传统的放射成像占据了诊断用放射成像领域的，而这种成像使用胶片作为输出媒介，因此要将传统放射图像从胶片形式转换为数字格式，即传统放射图像的数字化或者胶片的数字化。这种数字化过程是通过胶片扫描仪来实现的，主要有两类：视频扫描系统和激光扫描仪。电子科技大学硕士学位论文视频扫描系统是一个低成本的线图像数字化设备，它能生成位的或者的数字化图像。而激光扫描仪是胶片数字化中的金标准，它通常将英寸英寸的线胶片转换成位的数字图像。在胶片数字化中需要考虑两个因素：扫描仪的精度和人工伪影。低精度的扫描仪的像素尺寸较大，像素值的位数较低，因而只能获得低质量的数字化图像。而高精度的扫描仪有时会在数字图像上产生人工伪影，这主要是由于原始胶片上存在的一些特定的固有纹理（如网格线）导致的。因此在胶片的数字化中，要权衡两个因素的影响以获得最理想的数字化效果。数字放射图像为了将放射科从基于胶片的运作模式转换到基于数字的运作模式，需要新的图像获取技术来直接将的放射图像检查转换到数字模式，因而形成了数字放射成像技术。数字放射成像技术主要有两种方案。一种是利用放射科检查室里现有的装备，仅通过改变图像接收组件来实现。这种方案集中体现在两种技术上：使用光激励成像板（）技术的）和数字荧光成像。这种方案不需要在检查室作任何改变，因而很容易应用到日常的临床使用当中。另外一种方案是对传统的放射成像设备（包括线柬的形状和图像接收器）进行重新设计，主要是采用平板（）技术的（）这种方法成本较高，但它具有传统成像方式所不具备的特殊优点，如较低的线散射以及较高的成像质量。计算机断层成像（）技术是最早出现的医学断层成像技术，通过测量组织对投影射线的吸收特性（组织的衰减系数）来获取图像。对于人体的每一个横断面（即层），射线源在该层所在的平面内绕中心轴旋转，得到不同角度的投影数据，然后采用投影重建的方法得到该层的线密度分布图像。这样通过人体与扫描器的相对运动就可以获得系列的二维断层图像。第二章岱相关理论基础磁共振成像（）磁共振成像技术能够选择性地测量不同的软组织特性。其成像原理是利用氢原子中质子的顺磁特性来生成质子的分布图像，它是软组织成像的理想方法，够提供细节详尽的解剖结构图像。同时，还可以进行功能性成像，如伽可以根据血氧含量生成人体大脑皮层的功能图像，磁共振波谱（）可以确定组织的化学成份。磁共振的缺点是成像时间长，但是避免了中的射线照射核医学成像核医学成像是通过在人体内引入放射性元素并对其分布成像。目前主要有两类核医学扫描成像技术：正电子发射断层成像和单光子发射断层成像。这种技术主要用来检测不正常的新陈代谢活动和生理功能状况（如肿瘤病变区），或者是对冠状动脉里的血流进行成像。超声成像超声断层成像的工作方式类似于声纳的工作方式，用高频声波作为其成像声源，被检查的人体组织结构的反射声波就是超声波。这种非放射性的医学成像技术特性使其成为妇产科检查中的常用检验设备。事实上，它更多的应用和胎儿成像有联系。超声波技术的进步和发展使它的应用范围扩展到了心脏、血管、乳腺和囊肿的鉴别，以及对各种外科手术和治疗过程的指导。然而，超声图像的噪声较大。以上对中涉及到的主要医学图像进行了简单的介绍，当然中进行归档和通讯的医学图像远不止这些，还包括显微成像、数字血管减影成像（，）、脑磁图（，脏）以及内窥镜等医学成像模态。图像获取图像获取通常由安装了套软件的计算机来实现，这些计算机和软件就构成电子科技大学硕士学位论文了一个图像获取网关。图像获取网关可以是一台独立的计算机，也可以与的其它组件共享一台计算机，主要是为了完成如下的功能：将来自不同成像模态和模块的图像汇聚在一起，供控制器（服务器）对图像进行归档，并使得图像能够在工作站上进行显示。一个强大的图像获取网关应该具有以下的特点：（）保存了从各种成像设备传输过来的图像数据的完整性。（）全自动或者高度自动化。（）以实时地方式把图像分发到归档服务器和显示工作站。（）用户级的完全透明化。图像获取网关相对于中的其它组件来说，构建一个可靠的图像获取网关是中最困难的工作。这主要是因为：首先，图像获取网关必须为不同制造商供应的成像设备和模块提供接口。由于这些成像设备和模块具有它们自己的图像格式和通讯协议，因而实现这些接口是很困难的。即使这些设备遵循标准，集成商还需要根据其一致性声明（）进行相应的调整，以实现一个有效的接口。其次，采用成像设备进行检查时需要依靠人来输入病人姓名、检查号等等信息。在输入过程中不可避免会存在人为错误。然而，输入过程中一个很小的错误都会给数据的集成带来严重的影响。最后，完全自动化的图像获取网关对于提高效率和减少系统错误来说是最理想的。然而，在具有大量人为交互以及不同生产厂家设备的情况下，要实现完全自动化的图像获取网关是极具挑战性的。这种困难程度以及实现过程中必须耗费成本在的设计研究中存在很大的争议。从成像设备中自动获取图像到控制器中在的体系结构中具有重要的作用。这是因为需要高强度的人力手工获取图像将使得的目的毫无意义。然而，不存在一种单一的方法来实现从目前的数字医学成像系统中自动获取图像。根据目前存在的数字成像设备，可以将图像自动获取的方法分为三类：基于非标准成像设备的图像自动获取，基于标准成像设备的图像自动获取，以及来自于其它模块的图像自动获取。第二章相关理论基础（）基于非标准的成像设备一般来说，图像获取系统包括三个部分：医疗成像系统，从成像系统获取图像的计算机系统，以及成像系统和获取计算机之阈的接口机制（硬件或软件），如图所示【。尽管最近几年制造商开始逐步地遵守标准，但仍然有很多不采用标准的成像设备。因此，有必要讨论如何将非标准的成像设备连接进入图像获取网关【。在接口机制中，可以将非标准的成像设备进一步划分为五个模型：序列链，直接接口，内存访问，共享磁盘，以及互联网络。圈图像获取方案要实现医院中的数字放射系统，是必不可少的组成部分。首要的任务是要把图像扫描设备和各种成像设备集成进一个开放系统的网络。然而很多现有的扫描设备都是基于封闭的体系结构设计，而且互相之间不进行通讯。开放系统的互操作性已经被确认为数字医学成像系统的重要特性，这只有通过遵循标准才能够实现。基于这个原因，直接接口模型和互联网络模型对于非标准的成像设备来说更为合适。下面对这两种模型进行一个简单的介绍。直接接口模型直接接口模型由通过一组标准的电子接口卡与医学成像系统进行连接的图像获取计算机组成。这种模型的例子有公司的激光胶片数字化仪的接口和系统的系统等。这种模型的优点是：接口单元为商业产品，连接简单，成本较低，而且数据输出也较快。互联网络模型互联网络模型包括连接到网络上的图像获取计算机和医学成像系统的主机，它们之间通过标准的通讯协议（如，等）进行通讯。医疗系统早期的一部分和都基于这种模型设计。互联网络模型完全采用工业标准，具有以下一些优点：低成本、可移植组件以及实现方便等。配置这种互联网络模型的最困难部分是网络环境的建立。（）基于标准的成像设备电子科技大学硕士学位论文生产厂商遵循一致的标准对于在医院中建立起具有互操作性的医学成像系统具有重大的贡献。由于定义了允许在不同生产厂商的数字成像系统之间进行图像通讯的基本接口标准，这使得相对于前面提到的采用封闭式体系结构设计的成像系统来说，图像获取更为简单方便。由于各种成像设备中数据结构复杂多样，因此数据管理是基于标准的图像自动获取中很重要的一环【。图中说明了基于成像设备图像获取的基本概念。左边的成像设备作为的客户端，右边的图像获取网关充当的服务器。两者之间通过运行协议的以太网连接在一起。不论是从成像设备输出图像还是从图像获取网关输入图像，一次只传送一幅图像，传送的顺序取决于成像设备的数据库结构。当接收到这些图像后，网关计算机需要知道怎样将这些图像根据病人检查和图像序列信息组织在一起，并且要确保图像数据的完整性。图基于【服务器和客户端的图像自动获取方案在图像获取网关计算机上，需要采用一个数据库管理系统以实现下面的目的。首先，支持对图像获取计算机收到的每一幅图像的事务处理。其次，在传输过程中监测病人检查和与之相关的图像序列的状态。最后，提供对传输失败的图像进行自动重传机制的基础。（）其它模块模块可以简单的定义为一个自包含的，在这个们模块中，连接有一些成像设备、短期图像归档、数据库、一些显示工作站，而且这些组件通过个通讯网络连接在一起。实际上，这种模块能够作为独立单元运作，即显示工作站能够从成像设备上获取图像并显示。前面我们讨论了基于网络和的接口，这些接口同样能够用来与这种具有图像获取网关的模块进行接口通讯。第二章相关理论基础模块的一个典型例子是超声，其中几个超声扫描仪与一个短期归档服务器连接在一起，实现天检查图像的归档。显示工作站能够根据特定超声图像的显示格式显示所有的超声扫描仪的图像。显然，将超声连接到全院的是十分必要的。首先，超声图像能够与同一个病人的图像数据合并在一起形成完整的病人数据，并发送到数据库进行长期归档。其次，超声图像能够与其它模态的图像一起在通用的图像显示工作站上同时显示，从而进行多模态图像的比对。最后，其它模态的图像也能够在超声模块的特定工作站上进行显示。需要注意的是，这些特定的工作站可能不具备显示其它模态图像的所有功能。通过将这种模块看作是一个图像获取设备，并采用互联网络模型进行连接，是将这种模块集成进入全院的一个行之有效的方法。【】其它一些能够集成进入到全院的重要模块包括核医学模块和急诊模块。对于这些模块的接口需求只是各模块内部一个内建的网关，在这个网关中实现对命令的通讯和格式的图像数据的支持。容错控制很多因素会导致图像获取网关失效，从而导致自动图像获取过程中止或者图像丢失。为了确俣中病人图像数据的完整性和可获得性，失败后的自动恢复机制在图像获取网关设计中具有很重要的地位。在自动图像获取中需主要考虑以下三个方面的容错控制。（）图像传送失败这种容错控制主要包括两个任务：确定丢失的检查、序列、图像，以及自动地恢复相应的图像数据。这两个任务可以通过的查询和获取机制结合图像获取网关的数据库来实现。（）获取进程的错误当特定的致命错误条件发生时，比如外围设备的错误以及图像获取计算机的内存不足等，图像获取进程可能过早地停止工作因此需要一个监测进程来及时地恢复获取进程。在另外一些情况下，如图像获取计算机的磁盘空间已满，可能导致获取进程不断地停止和恢复。这种情况下，就需要自动通过电话等方式及时通知管理员进行人工恢复。（）图像获取计算机如果计算机能够自动重新启动的话，那么通过启动时的初始化可以完成容错电子科技大学硕士学位论文控制。如果不能自动重启，那么也需要自动通过电话等方式及时通知管理员。图像归档的中心节点主要有两个组件：控制器和图像存储管理系统。控制器具有软硬件综合的体系结构，通过在主要进程之间采用进程间通讯来指导整个中的数据流动。图像存储管理系统在短期、中期和长期图像归档中采用层次结构进行管理嘲。在图像存储管理的设计中需要综合考虑两个主要方面，即数据完整性和系统效率。数据完整性是指一旦从成像系统获得图像数据就要确保不会丢失。系统效率则要降低显示工作站对图像的访问时间。下面介绍图像存储管理设计中的几个主要问题。本地存储管理为了确保数据的完整性，在将图像归档到长期存储设备如光盘、磁带等）之前总是保留两份同样的图像在不同的存储设备上。这种备份方案通过的组件问通讯系统来实现，主要可以分为以下几个部分：（）成像设备成像设备本地存储的图像直到检查医生确认已经经过连接对其进行了成功归档之后，才能从本地删除。（）图像获取网关图像获取网关上获取的图像在归档予系统确认己经成功归档之后从本地删除以释放