基于Web的医学图像数据库管理系统设计

1、收稿日期:2006-11-20基金项目:国家“973”重点基础研究发展规划项目(2003CB716101作者简介:江舢(1982-,男,硕士研究生,电话:020-*-82,E-mail:shan1982通讯作者:陈武凡(1949-,男,教授,电话:020-*-82,E-mail:chenwf基于Web 的医学图像数据库管理系统设计江舢,陈武凡,冯前进(南方医科大学生物医学工程学院医学信息研究所,广东广州510515摘要:设计了一个基于Web 的医学图像数据库系统,系统建立在浏览器/服务器/数据库三层构架之上,采用以SQL Server 2000为后台支持,以ASP 技术来开发设计的模式。实现了

2、数据的远程浏览、下载以及管理功能,并且支持大型的数据库。关键词:医学图像;数据库;SQL Server 2000;ASP 技术中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1673-4254(200705-0715-02近年来,医学成像技术取得了非常巨大的进步,医学图像越来越趋向数字化和多样化。主要技术包括诊断超声、CT 、MRI 、DSA 、PET 、SPECT 等1。随着医院数字化改革的进展,这些技术所产生的医学信息将经过数字化处理而转换为数字图像信息。用这种新的存储模式来替代传统的胶片保存模式,不仅可以节约大量的时间和成本,同时也便于文档的保存和管理。医学图像数据库的产生,使得这些医学图

3、像信息变得易于存储和归档。随着互联网的飞速发展,移动办公和分布式办公越来越普及,这需要我们的数据库系统具有扩展性。这种方式的远程访问需要专门的技术,同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。传统的C/S (客户/服务器模式只适用于局域网,而且对于客户端需要很大的维护量,成本也较高。本系统采用的浏览器/服务器/数据库模式的最大优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门软件,只要有一台能上网的电脑就能使用。本系统的主要功能是对医学图像数据进行存储、提供查询和将数据发布到Web 上。1系统的开发环境与技术1.1开发工具与环境操作系统:Microsoft Windows 2000server

4、 ,内存要求:512MB 以上,磁盘空间:80G 以上,浏览器:IE5.0以上,开发工具:Microsoft Visual Studio.NET2003,Microsoft SQL Server 2000。1.2开发语言与技术包括HTML 语言、Javascript 脚本语言和ASP 技!,#$ASP 技术原理图如下:ASP 技术有如下特点:(1使用普通文本编辑器或者网页编辑器就可进行程序的设计和编写;(2在ASP 脚本中可以方便的应用系统组件和ASP 内置组件,还能够通过调用ActiveX 服务器控件来扩展功能;(3ASP 脚本程序运行在服务器端,与浏览器无关,源程序也不会传到客户端,使得程

5、序的安全性得到保障。2系统的主要结构与功能设计本系统主要是用于存储医学图像数据。系统从结构上主要分三层,从功能上主要分为前端的用户可操作界面和后台的数据库管理两大部分。2.1系统的结构方案系统分为3层:第一层是用户操作层(即浏览器界面,第二层是系统管理员层(即服务器层,第三层是数据库层。这种三层设计方案的优点在于:客户端不存放数据与程序,直接通过应用服务器访问数据库,与传统C/S 结构相比,可提高系统的安全性、稳定性,减少网络通讯流量,降低维护量。系统交由用户使用时先由管理员通过管理层注册用户,分配用户权限,用户方可使用表现层。系统运行时系统管理层拥有除用户个性化的数据(即用户的个人资料记录以

6、及个性化设定之外的一切对数据操控的权力。2.2前端的用户操作界面这部分内容主要分为3大部分,包括:(1用户注册、登录、登出,只有使用正确的用户帐号和口令登录以后才能拥用更多的操作权限;(2一个面向用户的可操作界面,基于此界面用户可以进行数据浏览、下载的操作。对于普通用户,不提供修改、上传的权限,只2007;27(5南方医科大学学报(J South Med Univ715字段名数据类型字段长度说明id int 4编号showname nvarchar 50文件名称classid int 4图像种类(按设备划分nclassid int 4图像分类(按人体部位划分note ntext 16图像内容简

7、介size nvarchar 50文件大小dateandtime smalldatetime4上传时间filepath nvarchar 100存储路径hits int4总下载数lasthits smalldatetime 4最后下载时间typenvarchar50下载方式表2图像信息表字段名数据类型字段长度说明id int 4编号username nvarchar 10用户名称password nvarchar 10用户密码flag int 4操作权限标识email nvarchar 255电子邮件telephone nvarchar 50电话号码address nvarchar 255联系

8、地址departmentnvarchar255工作部门表1用户信息表有管理员或者经过管理员认证了的高级用户才有此项权限。(3用户反馈系统,用以收集用户的反馈消息。2.3程序实现的主要功能(1程序提供自动分类功能,即管理员在上传医学图像数据的时候,可根据种类(如MR 图像、CT 图像或者超声图像等和人体不同部位的图像(如脑部、胸部、腹部等来划分相应的类别,上传成功后在数据库里自动为这些图像添加标识加以区分,保证在用户搜索的时候能够迅速而准确地获得所需要的信息。(2搜索与下载功能:用户可以根据不同的条件和关键字对数据库内的数据进行搜索,如图像的类别、名称、简介以及上传时间等等。当用户搜索到目标数据

9、后可以进行下载并保存到本地计算机中。(3上传功能:为了方便管理员进行远程的管理,本系统提供多种上传服务。第一种是采用无组件上传方式2,管理员可直接在相应的Web 页面进行数据的上传,而所采用的无组件上传方式的优点在于无须安装任何的插件。相比有组件上传方式而言,少了加载插件的过程,因而上传速度比较快,同时还可以对上传的文件设定诸如文件大小、文件类型等限制,以确保数据库的稳定性。这种方式适合少量的文件上传。第二种是采用FTP 的方式,管理员可以通过FTP 的方式传输数据到数据库里。这种方式适合大批量的文件上传,实现起来也较为简单,可采用IIS 的FTP 功能,只需要经过简单的设置就可以使用。2.4

10、后台的数据库设计与管理数据库是Web 应用程序设计必不可少的。只有后台的数据库支持,才能快速、大量的处理各类信息和实现各种功能。在ASP 技术下,使用SQL 内嵌语句可以直接读取SQL SERVER 数据库以及其他的ODBC 或OLE DB 兼容的数据库中的数据。本系统共创建两个数据库:主数据库和备份数据库。主数据库存储的是用户信息、图像数据信息和用户反馈信息3大部分,其中主要包括以下几个表:用户信息表(表1;图像信息表(表2;用户反馈信息表等。备份数据库是用来备份主数据库数据的,当主数据库出现故障无法使用时可以替代它们工作,以保证系统不间断的运行。数据库管理员依靠正确的管理员名称和口令可以登

11、录到管理页面,对数据库的结构和数据进行更新操作。2.5系统安全安全性是Web 应用程序的一个非常重要的方面,关系着整个系统的稳定和数据的安全。为此系统采用多重验证的模式以确保系统安全。数据库用户首先要取得操作系统的认证(即Windows 身份验证,才能进入到数据库当中;而任何用户向数据库提出的操作都必须强制通过系统的安全检查3:首先要取得数据库系统的通行证(SQL Server 实例的登录帐户,然后才有权登录数据库服务器与数据库服务器连接,这个登录帐户则需要数据库管理员在SQL Server 中设定。同时,为了确保系统在主数据库发生故障无法运行或者主数据库遭到破坏的时候能将损失降到最低,可对主数据库进行实时备份4,确保备份数据库与主数据库实现数据同步,以便能够在最短的时间内恢复主数据库的运行。3总结本系统是一个基于Web 的医学图像数据库系统。系统建立在Browser/Server/Database 三层构架之上,采用ASP 技术开发,结合SQL Server2000的后台支持,实现数据资源网络共享和管理员远程管理,同时也有利于对医学图像数据的集中存储和分类归档。参考文献:1田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析M .北京:电子工业出版社,2003:1-3