医学数字影像传输系统间互联及互操作性的初步实践

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/11医学数字影像传输系统间互联及互操作性的初步实践摘要目的研究不同来源的医学影像存档与通讯系统PICTUREARCHIVINGANDCOMMUNICATIONSYSTEMS,PACS间医学数字影像传输（DICOM）互联和互操作性。方法在SIEMENS和GE公司的DICOM影像显示工作站MAGICVIEW1000与ADVANTAGEWINDOWS间进行DICOM水平的互联和CT、MR和血管造影的DICOM影像的相互传输和处理操作的分析和测试，包括分析比较DICOM遵从性陈述DICOMCONFORMANCESTATEMENT的相关参数；观测系统联接和影像及其相关属性的传送以及DICOM影像的相互操作和处理。结果在DICOMCONFORMANCESTATEMENT中被相互支持的影像对象类型OBJECTCLASS如CT、MR和SCSCREENCAPTURE的DICOM信息对象DICOMINFORMATIONOBJECT，包括影像数据及其相关属性被完整传送，未被MAGICVIEW支持的影像对象类型XA（XRAYANGIOGRAPHY）则传输失败；除三维功能外，所有后处理功能操作均可直接进行，三维处理功能在进行文件夹转换后亦顺利实现。结论DICOM标准是实现不同来源的医学数字影像设备或系统间互联和互操作性最有效的途径。DICOM（DIGITALIMAGINGANDCOMMUNICATIONSINMEDICINE,医学数字影像传输）标准为在标准网络框架内不精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/11同来源的医学数字影像设备间互联、影像相互交流和操作提供了技术实现的可能性。由于该标准对具体的实现机制并未作强制性规定，允许各医学影像设备商灵活地采用相应亚标准完成对DICOM标准的支持，因此，对不同来源的DICOM影像设备间的互联（INTERCONNECTIVITY和互操作性（INTEROPERABILITY及其程度需通过测试才能确定其实际兼容状况。我院构建的DICOM标准PACS（PICTUREARCHIVINGANDCOMMUNICATIONSYSTEMS，影像存档及通讯系统）包括了GE公司和SIEMENS公司2个不同的PACS亚系统，我们对两者的互联及互操作性作了实测，现报告如下。材料与方法一、设备1SIEMENS亚系统包括螺旋CT、数字胃肠机、胶片数字化仪、照相服务器、2台影像显示工作站。MAGICVIEW1000（以下简称MV，为SIEMENS医学影像后处理软件平台）安装在2台显示工作站（DRC104和DVC01）内，采用SIEMENS内部网络协议PACSNET支持ACR/NEMA标准）实现网络功能，对标准的支持则通过加装DICOM网关DICOMGATEWAY软件MAGICLINK版本VA10A）而实现。该版本的MAGICLINK支持DICOMSTORAGESERVICECLASS的SCU（SERVICECLASSUSER）和SCP（SERVICECLASS精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/11PROVEDER，可接收（作为PROVIDER和送出（作为USER供存储DICOM影像。2GE亚系统包括数字血管造影机、心脏血管造影机和1台影像显示工作站，该工作站内装有医学影像后处理软件系统ADVANTAGEWINDOWS以下简称AW），其内置有接口系统（ID/NET），亦支持DICOMSTORAGESERVICECLASS（作为SCU和SCP），可直接接收和送出DICOM影像。两个亚系统的DICOM影像通过兼作DICOM网关的MV和AW实现相互交流。二、测试对象测试的影像包括螺旋CT影像（SIEMENSSOMATONPLUS4A），血管造影影像（GEDLX/LCA）以及AW工作站内预装的CT（GEHISPEED）和MRI（GESIGNAL）范例影像。三、研究方法1比较分析DICOMCONFORMANCESTATEMENTDICOM遵从性陈述）以评估互联和互操作性的可行性及程度；2通过系统的DICOM日志文件观察应用间网络连接、DICOM影像传送以及相关的系统消息以监测MV和AW间DICOM互联状态，并利用系统的“DUMP”功能，比较已传输的影像文件头（IMAGEFILEHEADER包含的基本特征信息确定DICOM信息对象DICOMINFORMATIONOBJECT传输的完整精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/11性；3DICOM影像互操作性研究，即以MV和AW的所有影像显示、测量和后处理功能对所接收到的DICOM影像进行操作和处理。结果一、DICOMCONFORMANCESTATEMENT比较见表1表1CONFORMANCESTATEMENT相关参数比较DICOM参数MAGICLINKID/功能描述STORAGECLASSCT,MR,CR,SC,NM,USCT,MR,XA,RF,SC作为SCU和SCPCONFORMANCELEVELLEVEL2LEVEL2充分支持TCP/IPPORT500824006DICOM影像I/ODICOM对象类型DICOMOBJECTCLASS包括CTCOMPUTERTOMOGRAPHY、MRMAGENATICRESONANCE、CRCOMPUTERRADIOGRAPHY、XAXRAYANGIOGRAPHY、SCSECONDARYCAPTURE、RFRADIOLOGYFLUOROGRAPHY、NMNUCLEARMEDICINE、USULTRASOUND等。另外，表中其余外文及缩写均为医学数字影像传输（DICOM）标准中的专用术语和参数，用中文表示反而不易理解，特此说明从表1可见，MAGICLINK和ID/均支持CT、MR和SC精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/11STORAGECLASS，但XASTORAGECLASS不被MAGICLINK支持。二、互联及传输过程观察传送相互支持的影像对象类型（如CT、MR、SC），互联两端的系统日志示应用间的连接和协商过程均正常，并报告影像传输成功完成，被传输影像序列出现在接收方“WORKLIST”中。当试图从AW传送血管造影影像（对象类型XA）到MV，网络互联显示失败，AW的DICOM系统日志显示错误提示“REMOTENODEDIDNOTACCEPTANYUSABLESOPCLASSES“，但将其转换为对象类型SC后重新传输则成功。三、DUMP结果比较在MV，选择“IMAGE/NEMADUMP”选单可展示指定的DICOM影像文件头的相关信息于屏幕；在AW则可在UNIX指令模式，调用可执行程序DUMPIMAGEDATA完成此项任务。我们对选定的DICOM影像在传输前后分别进行了DUMP操作并比较，结果表明所有类型的影像文件的DICOM影像相关信息的传输是完整的。四、DICOM影像相互操作测试在MV对来自AW的CT、MRI和血管造影（对象类型SC）的DICOM影像作后处理评价功能测试，AW亦相应地对精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/11来自MV的DICOMCT影像进行处理和评价（结果见表2）。除MV的三维影像处理外（AW无三维影像处理功能），所有评价和处理功能均顺利实现。三维影像处理初测操作失败，屏幕提示错误“IMPUTFOLDERNOTVALID”，在重新建立一新的AF（ACTUALFODLER）文件夹，将影像拷贝至该文件夹后，再重调用各三维处理功能，则最大信号强度投影MIP、多平面重建（MPR）和三维表面重建处理均顺利通过测试。表2DICOM影像在MV（MAGICVIEW1000）和AWADVANTAGEWINDOWS上相互处理的结果应用功能MVAW应用功能MVAW影像处理影像评价加/减影处理N角度测量ADD/SUB边缘强化N影像注释ANNOTATION旋转和镜像距离测量DISTANCE影像联接LINKN剖面CT值分布PROFILEN放大ZOOMIN/OUT兴趣区统计学分析放大镜MAGNIFYGLASS像素透镜PIXELLENN卷动影像SCOROLLING三维3D影像处理精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/11窗宽/窗位最大信号强度投影MIPN多平面重建MPRN3D表面重建SSDN注测试成功；经转换后测试成功；N无此功能讨论一、实现不同来源的医学成像设备的互联和影像的互操作性，是发展DICOM标准最根本的目的13影像设备的多源性是医学影像学科普遍具有的特点，是实现医学影像学环境网络化所面临的最大挑战3，亦是长期制约PACS成为开放系统的关键因素。标准的基本目标即实现不同医学影像学系统和设备间的完全互联和影像的互操作性，为医学影像网络化发展开拓了广阔的前景。所谓DICOM互联系指应用实体APPILCATIONENTITY，如MV和AW间建立联接，并以遵从DICOM协议的方式交换DICOM信息DICOMMESSAG。DICOM影像互操作性指应用实体间相互处理和操纵DICOM影像的能力包括简单的窗宽/窗位调节到复杂的三维重建，通常称为功能互操作性FUNCTIONALINTEROPERABILITY。由于标准并未明确规定DICOM信息模式DICOMINFORMATIONMODE中的信息对象的调用方式，使不同的医学影像产品商提供的医学影像应用软件在实现对DICOM影像的处理和功能操作的方式上可能存在差异4，因此，需进行实测研究才能确定不同来源精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/11的影像设备间DICOM影像互操作性及程度。二、研究DICOMCONFORMANCESTATEMENT是确定互联性和互操作性的首要步骤任何被声称支持DICOM标准的医学影像设备，必须提供其相应的DICOMCONFORMANCESTATEMENT文件1，通过比较研究此文件，用户即可初步确定两个DICOM设备间的互联性和某些简单的应用功能的互操作性。研究的要点着重于两方面1SOPSERVICEOBJECTPAIRCLASS支持范围。MV与AW之间能够直接实现互联和CT、MRDICOM影像的互传，皆因MAGICLINK和ID/都支持CT、MRSTORAGECLASS的SOP；而对于血管造影影像，则因MAGICLINK不支持XASTORAGECLASS，不能直接由AW传至MV，DICOM互联过程被中断，只有当转换为SCCLASS，满足了MAGICLINK所支持的SOPCLASS后才能被成功地传送。一个医学影像应用实体能提供至少一个SOP譬如CTSTORAGECLASS，即可声称为“FULLDICOM”。由此可见，声称FULLDICOM的影像设备间，并非一定能实现DICOM水平的互联。因此，SOPCLASS支持范围是决定互联性的关键。2确定遵从性水平CONFORMANCELEVEL。DICOM标准第3部分将遵从性规定为3个水平层次，即LEVEL0、1、2LEVEL0仅支持部分用户定义的影像属性；LEVEL1支持DICOM精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/11IOD（INFORMATIONOBJECTDEFINITION）的TYPE1和TYPE2属性；LEVEL2则充分支持所有IOD和TYPE1、TYPE2、TYPE3属性4。MAGICLINKVA10A和ID/均提供了完全的LEVEL2支持，这是两者间互操作性的理论保证，因此遵从性水平是确定DICOM影像互操作性的基础。三、DICOM信息对象完整传送是实现互操作性的关键5在充分支CONFORMANCELEVEL2的两个应用实体间成功地完成DICOM信息对象的传送，应能满足实现常规的影像显示、测量和评价等功能互操作性要求。但是，对于复杂的功能操作，如三维重建，由于其可能要求某些影像采集设备特定的和比较精确的几何参数定义（如空间坐标系统和参照系统等），因此，其互操作性需测试后才能确定。在我们的测试中，在初始文件夹FOLDER中调用三维处理功能失败，拷贝至应用软件环境中重建的文件夹后则处理成功，说明MV的三维影像处理功能所要求的相关属性和参数均已被完整地传输和转换，初次调用处理失败，可能是应用软件系统对影像文件管理方式实现的差异或不足所致。我们对MAGICVIEW1000和ADVANTAGEWINDOWS间DICOM互联和DICOM影像互操作性测试的实践表明，DICOM标准是完成不同来源的医学数字化影像系统间互联和影像互操作性最直接、最有效的手段。可实现很好的相互兼容精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创10/11性。参考文献1BIDGOODWD,HORIISC,PRIORFW，ETALUNDERSTANDINGANDUSINGDICOM,THEDATAINTERCHANGESTANDARDFORBIOMEDICALIMAGINGJAMMEDINFORMATASSOCIAT,1997,41991222MATTHEUSREUROPEANSTANDARDIZATIONEFFORTSANIMPORTANTFRAMEWORKFORMEDICALIMAGINGEUROJRADIOL,1993,1728373HORIISC,BIDGOODWDNETWORKANDACRNEMAPROTOCOLSR