XML架构下的高雄荣总电子病例的建构

1、.PAGE ：.；PAGE 1XML架構下的高雄榮總電子病例的建構組別：資管二技五、第二組組員：姚政佑、鄭國宏、王榮志、侯坤志、王建清、顏良安指導教授：洪宗貝、吳有龍開發日期：2001年3月到2001年12月PAGE PAGE 9摘要最近幾年因電腦科技之快速發展，也促使了國內外各醫院PACS環境建置也如火如荼的展開。數位影像也持續發展中，然而它卻是PACS環境當中相當重要的一環。PACS(Picture Archiving and Communication System)影像傳輸管理系統，它是醫療史上的一個艰苦改革，在傳統的醫療影像上，保管是一個很大的問題，醫院的醫師為了能夠詳細的診斷病因，

2、就會大量的拍攝醫療影像，如X光機(CR)，電腦斷層(CT)，超音波(SONO)，核磁共振(MRI)等等，借片，調片不但耗時且片子容易毀損，且片櫃又必須佔用相當龐大的空間，調片人員的本钱可想而知了，所以國內外各大醫院紛紛開始建置影像數位化傳輸，讓醫院達到無片化的環境，何謂無片化的環境呢？就是醫師診斷時不需求再洗出任何一張膠片，透過院內的網路傳輸，坐在電腦影像任务站前就可在第一時間看到所需的影像，也就是在病人照完像還沒走回門診時，主治醫師就已經可以看到影像了，如此一來加快了診斷的速度，病情不會遭到延誤，更不需求調閱的手續，影片不會有遺失、毀損或誤送的問題，真是一舉數得。然而正當國內醫院開始瞭解PA

3、CS的重要性而開始要建置的同時，國內的三家榮民總醫院早已建置多年了，其中又以高雄榮總建置的最為完善，不但已胜利的將其HIS系統(Hospital Information System)與PACS系統結合成為HIPACS(Hospital Integrated Picture Archiving and Communication System)，成為一個國內真正具有3S(Security、Stability、Simple)之中文化及無片化環境外，其目標更朝向無紙張的全電子病例紀錄邁進。本組專題題目XML架構下的高雄榮總電子病例建構，目標就是要將高雄榮總的醫療報告系統Web化，透過Browser

4、(瀏覽器)的方式展現出來，只需他是有被認證進入的合法运用者，甚至在家就可以看到病患的醫療報告及影像，然而醫療報告所重視的就是報告內容的段落以及醫囑，科別的清楚，而本組以XML的文件格式來呈現病例報告，完全不會因為報告及醫囑長度的不同而使得在各瀏覽器上展现出來的文字有所偏向，進而導致醫師的誤判，而醫療影像為確保傳輸過程的正確性以及文字欄位的一致性，全球共同的制定出一套醫療影像傳輸的國際標準DICOMDigital Imaging and Communications in Medicine，一切的醫療影像都是以DICOM的方式儲存，所以本組要達到影像Web化的目標也就是所謂的WebView，除了

5、要跟高雄榮總多部的影像Server做聯繫外，還必須讓這些以DICOM方式儲存的影像做轉換才行，因為目前DICOM的傳輸與儲存機制並不適用於WWW網路環境，在這方面本組亦有所突破，台灣目前的幾所教學醫院包括高雄榮總對於讓醫療影像Web化，都還只是在研讨階段，這是一個大膽的嚐試，這對於一些偏遠的地區沒有放射線專科醫師的醫院或診所來說，是一個可實行遠距會診的方式，本專題研讨成果可實際運用於高雄榮總全電子病例的架構上。系統运用對象經過系統登錄認證過的醫師系統特征格式上的一致性：由於XML是未來文件傳送的一個標準格式，如：台北市就有以XML為傳送標準的公文範例，所以本組运用XML作為報告的套用格式，以期

6、在未來可以成為一個公定的標準。保管資料：不會因為換到另外的網頁而流失資料。與特定瀏覽器無關：病歷查詢系統應該要獨立於瀏覽器之外。本組的病歷查詢系統將支授Internet Explorer 4.0及Netscape Navigator 4.0 或更新的版本。系統開發工具 本組运用了ASP來控制整個應用程式的處理流程。ASP程式碼將在运用者要求資訊的時候負責偵測用戶端；同時，ASP也將執行XML轉換，與影像處理伺服器溝通，並且控制與主要報告資料庫之間的連結。與 本組編寫了一支ASP來作為轉換XML的中介程式。再利用這支轉換出來的XML文件檔來套用XSL文件的樣式表，使得最後的結果呈現是以XML的文

7、件格式來顯示在瀏覽器中。 Server 2000 這將擔任我們的主要資料庫，本組編寫了ASP的程式來存取這些資料。Java Servlet 本組用它來將原來 .DCM 的醫療影像檔轉換成 .JPEG的格式系統运用環境Windows2000 Server：本專題的作業系統IIS與SQL Server：在建立這個病歷查詢系統之前，還必須要考慮一些系統的需求。這個病歷查詢系統將會運作在Windows NT 4.0 或Windows 2000平台上，而且還必須要安裝Internet Information Service與SQL Server。Java Servlet Server：影像轉換伺服器，透

8、過它可將本来以DICOM標準儲存的影像轉換成以JPEG的格式在網頁上秀出，可以算是和影像伺服器溝通上的一個Gateway，此部份也是自行開發。需求分析經參觀過高雄榮總後，我們發覺現行的病例系統只能在院內經由intranet，利用個人電腦和專屬的模擬程式來瀏覽，而專屬的模擬程式則是需求另外的電腦專業人員安裝才干运用，运用上均局限在院內，有許多醫生表示，假设要病人的病例，但不在院內時，此時假设是人在家中，或許是在另一家醫院，那麼要如何才干看見病人的病例及醫療影像?另一方面，我們也訪問了電腦相關人員，他們表示設定一部電腦約耗時1020分鐘，時間不是很久，但假设要設定100部或1000部個人電腦，則所

9、用的時間將會一組很大的數目。綜合以上的各項資料，我們有一股想要為這一群替病人勞心勞力的醫生解決問題的衝動，於是我們決定開發一套可經由internet方式讀取病人病到及醫療影像的系統，利用瀏覽器(Browser)來看病例， 一方面可符合醫生的需求，另一方面也可降低電腦相關人員的負擔。系統設計本組採用“The Prototyping Methodology系統雛形開發法,來建置此套系統。擬定輸入表格及輸出報告需求分析系統分析與 程式設計加強程式功能及修正新需求系統測試系統雛形開發程序登入歡迎畫面系統設定查詢系統網頁系統架構圖1、系統設定這個功能主要是用來設定DICOM檔所存放位置的檔案途徑，及此套

10、系統所須參考到的一些參數設定，可以經由執行登入動作時，由輪入的帳號判斷运用者是要运用查詢系統或是CLIENT端的程式安裝人員要設定系統，通常只會執行一次，就是在程式設定的時候。2、查詢系統該功能是大部分运用者所运用的部分，提供运用者按照病人的病例號碼或病人姓名，只需輸入一個KEYWORD，系統即會列出多筆相關的病例資料，再從中選出要找的資料。系統功能运用圖示說明1. 系統架構圖1、系統架構病歷查詢系統是架構在以IIS Web Server為前端處理的伺服器，用ASP程式來處理用戶端的請求，依據所得的請求至後端的資料庫查詢符合條件的資料，再配合以XML的格式與XSL樣式表來呈現資料。有需求顯示影

11、像時，則再交由後端的Java Servlet伺服器，获得圖檔以Java程式來處理影像，將結果送至給用戶端。整體架構如圖1.所示。2. 运用者登入運作流程圖2、登入畫面如圖2. 所示，這一個畫面是本站的首頁，除了歡迎的作用以外，它還有一個很重要的任務，也就要求运用者輸入本人的帳號和密碼。因為，這個網站資料的特殊性，我們必順要控制运用的人員，以期防止其它非相關的人运用，可以淢少病例報告的相關資料外漏。在這個部份，本組對於运用者的帳號和密碼，是由程式和經過加密的資料比對來作断定。3.查詢運作流程圖3、查詢輸入晝面圖4、符合條件畫面經過上述的帳號和密碼確認無誤後，就會進入到圖3. 這個畫面。由畫面上得

12、知，运用者可以看到有五個欄位，运用者可以各別針對某個欄位輸入，來作為查詢的條件：另外也可以針對运用者本身所知道的相關欄位資訊來輸入，作為查詢的條件。也就是运用者可以只記得零星的條件，來找到运用者本人所需求的資料。例如：运用者只記得他有一個病患姓“陳“、病例號有幾碼是“：那麼這個运用者就可以在病患姓名的欄位輸入 “陳、在病例號碼輸入“3：程式就會依运用者輸入的相關條件找出符合條件的資料，顯示出相關資料的部份資訊來供运用者點選，其所需求的資料。也就會出現如圖4. 的畫面了。當然，在這個功能下，本組也提供了可以翻頁的功能，給运用者一個可以簡單和温馨的操作介面，來輕鬆地得到想知道的資料。4. XML說

13、明接下來，這個部份，作者要說明的，运用者在整個操作的過程並不會查覺到。因為，這個部份是作資料轉換的動作。普通而言，作者只需在运用者完成查詢的動作後，呈現运用者想要的資料就可以了。不過，作者在這裡用XML的文件來作最後的呈現任务。程式在运用SQL查詢到运用者所需求的資料後，便交由本組寫好的一個轉換程式來作轉換的任务，而轉換任务，也不是照單全收的。在這個動作裡，本組定義了一支資料的結構檔Schema.XML。整個.XML文件檔的完成，都必須要參照這支Shema.XML的文件結構檔來完成，也就是在這個文件檔中沒有定義的資料是不會在最後的.XML文件中發現的，然後就產生一支.XML文件檔，以提供最後的

14、呈現結果的文件檔。有關.XML的文件檔和Schema.XML的文件檔，作者會在稍後的章節中作說明。再來，作者要對XML和其相關的文件檔做個簡單的說明。要說明這個部份之前，先和运用者作一個簡單的概念溝通，我們要呈現一份文件要有文件的內容、文件的結構和文件的樣式這三個部份才干呈現，作者就按照這三個部份來說明：.XML的文件檔、Schema的文件檔和.XSL的文件檔.XML的文件檔：是文件的主體，也是文件的內容。所以，我們在呈現後可以看到的內容都可以在這個文件檔中找到，還有和Schema的文件檔以及.XSL的文件檔的連接應用也是在這個文件檔裡編寫。此外，假设运用者獨自地去開啟.XML的文件檔，會發現

15、只需單從.XML的文件檔中的標籤和內容來看，就可以得到這一份文件檔所要表達的訊息和內容了。這也是本組選擇用.XML文件來呈現最後結果的缘由了。Schema的文件檔：是文件定義文件架構的文件檔。文件內容的項目和屬性都是在這個文件檔裡定義編寫的，假设在這個文件檔裡沒有定義的項目或是內容是不會在.XML文件檔裡出現的。這個Schema.XML文件檔本身也是一個.XML文件檔，不過它的作用就是作為文件的架構定義用，並不能移作它用。另外，還有一種.DTD的文件檔，也是用來編寫文件架構的文件檔，不過本組沒有採用它，也就不再贅述了。.XSL的文件檔：是文件的樣式檔。.XML這個文件檔內容在呈現時會是什麼樣的

16、型式，就是要看本組在這個檔案裡如何地編寫了，例如：字體的大小和字型的選用，以及其它的樣式定義，都必須要在這個文件檔裡完成。當然，在這個文件檔裡，也可以运用HTML/CSS的樣式來定義文件的樣式了。5.結果呈現運作流程圖5、報告呈現畫面這個畫面就是文件最後呈現出來的結果了。本組在Server端，完成了.XML的文件檔，以及和.XSL樣式檔的連接後，轉換成HTML的型式，傳送到Client端，如此运用者就可以看到如圖5. 的呈現結果。6. 病歷查詢與影像處理之間的連結圖6、影像縮圖畫面病歷查詢與影像處理之間的連結是藉由名DicomImage.asp的ASP程式來做為溝通的橋樑。它會先在網頁上顯示部

17、份的保管在XML中病患資訊，在此XML文件中也存有影像路徑的元素，获得影像路徑必須判別能否存在相對的實體目錄，假设無目錄存在將不會顯示任何圖形來。在確認了目錄存在後，便針對目錄中每個圖檔產生超連結到影像處理伺服器，並且先获得縮小四倍的圖，以供运用者做個預覽，選擇所需的圖後，才進一步顯示原圖大小。其所產生的結果如圖6. 所示。7. Java Servlet 運作流程圖7、Java Servlet 運作流程Java Servlet 是利用Service()來把請求傳給Servlet，它是負責處理請求與回應的物件，會將以GET與POST方法呼叫的請求，傳給名為doGET與doPOST的對應方法。由於

18、GET與POST處理的方法一样，在doPOST的方法做個請求轉向交由doGET來負責處理。(圖7.)本組是以dicomToShow.class的Java程式來處理影像的任务，首先會先获得變數，包括了圖檔名稱、圖檔路徑、及倍數大小等。其中在存取檔案是以網路來获得的，故圖檔路徑必須是網路虛擬位址，方能獲得檔案。有了檔案後，將依據醫學影像所定義的DICOM標準來解析檔案，從檔案获得必要的影像資訊，包含圖形像素(pixel)的資料，以便進一步的進行圖像編碼的運算。最後再以 SUN 公司所發佈的JAI影像處理之JAVA套件來，對像素編碼為JPEG圖檔。再將最終結果傳回至用戶端，其結果如圖8. 所示。圖8

19、、影像處理結果8. 援助檔案(Include File)本組运用了一些援助檔案讓程式設計的任务容易些，而這些檔案都會視需求含入(Include)到ASP檔案中。運用這種方法，我們可以集中一些經常會运用到的常式與資訊。為了防止衝突問題發生，含入檔本身不可以含入其它的檔案，可以防止同一個檔被含入兩次的問題。在含入檔中的函式所產生的 HTML 輸出將會變成一個輸出字串，由主要網頁來控制一切元素的位置。在本組整個系統中，有個主要的含入檔 library.inc ，是包含了判斷檔案能否存在；存取 XML 文件檔；從 .XML 檔中获得一元素的值；获得一個 .XML 文件和 .XSL 樣式表，並且執行轉換

20、成為 HTML 文件；也做普通文字的讀取與寫入檔的功能；以及將執行過程中所發生的錯誤予以記錄。9. 系統設定圖9、系統設定畫面在我們程式會运用到一些因環境改變而使得設定值不同，為了安裝佈署及除錯上容易些，無需直接接觸到程式修正，將程式需求运用到環設定儲在 webdefault.xml 文件中，當程式中有用到設設定值時，透過含入檔到 .XML 文件中，获得元素的值。於登入畫面中，輸入管理帳號，可進入經由套用 .XSL 檥式表後的系統設定頁面，如圖9. 所示。在可設定能否與影像處理伺服器連結，假设為否的話，就只是單純的報告查詢，並不會連結至伺服器，假设確定為連結伺服器，則要輸入正確的影像處理伺服器

21、位址與影像資料庫位址，以利於程式運作。確定各項設定值後，儲存回 XML 文件中。10. 錯誤訊息的呈現圖10、錯誤訊息呈現畫面含入檔中並不是一切函式呼叫都會胜利，也許由於是主要網頁提供無效的參數值，或者環境並不是它們所預期的。例如运用者所指定的檔案也許不存在，或 Web 伺服器沒有檔案寫入它們所指定的目錄中權限。為了處理這類問題，函式必須能夠表示它運作狀態，甚至於提一個錯誤訊息來表示哪裡出錯，在儘能够不打斷程式運作流暢，並不會即刻地顯示錯誤訊息，而是在函式的一個參數中安排錯誤與狀態訊息的回傳。交由主要網頁來判斷能否顯示或者執行必要的動作。本組會為函式新增一個將錯誤訊息文字寫入到一個 error

22、.xml 文件裡面的功能。如此也就可以运用一個 XSL 樣式表來呈現錯誤訊息，供管理者在瀏覽器上就能得知錯誤訊息。如圖10. 所示。結論及未來發展目前醫學上的病例資料，其傳輸方式大多需求不同的通訊協定，加上一些特殊的程式介面才干完成資料的存取；另外影像資料(DICOM格式)的部分，則需其獨特的存取協定及特殊的硬體client端設施才可以進行影像的顯示。本專題研讨的主要目的即是利用web的主從架構(client/server)，來顯示醫療影像資料。透過此項研讨的效果，使得1. 透過網路傳送影像會診，醫生可於其辦公室之個人電腦上获得同一影像，對於病情討論有極大的方便性。 2. 可以有效降低以前醫療網路建構時的繁瑣設定，符合thin-client的設計理念，節省运用單位的訓練時間。3. 降低醫院內醫生看片所需花費的時間。解決目前只能在院內看報告及影像的現象，突破距離的限制，實現遠端會診的理想。假设兩家醫院建置一样的系統，在病人轉診時，即能在病人尚未到達醫院時，病人資料即傳至轉診醫院，對於病人的病情可事先掌握住。在未來，假设本系統完全架構起來，以往醫院之間，其病例資料及醫療影像是屬於封閉的情形，將會被突破，取而代之的是internet化、共享化，更重要的是達到即時化；置信