影像归档与传输系统（精选7篇）
影像归档与传输系统 篇1
随着我国办公自动化建设的不断推进, 由此形成了大量的办公自动化电子文件。《全国档案信息化建设实施纲要》的战略目标, 一是要实现档案信息的数字化和网络化。二是要实现档案信息接受、传递、存储和提供利用的一体化。三是要实现档案信息的高度共享。中央企业现行的办公自动化系统中流转完毕的电子公文是电子档案的重要组成部分, 电子公文的背景信息和流转又是电子文件真实性、完整性、有效性的保证, 如何做到办公自动化系统与档案管理系统的跨系统无缝连接, 实现电子公文从制发 (接收) 到流转完毕, 全部信息按原貌在线接收归档, 是档案信息化建设要研究解决的问题。本文结合自己参加的央企数字档案馆建设的实践谈谈自己的见解。
一、开发跨系统中间软件
目前办公自动化系统的数据库一般多采用Notes数据库, 而档案管理系统的数据库一般多采用关系数据库, OA电子公文在线归档, 也就是档案管理系统和Domino业务系统无缝连接。Domino是一个比较独特、比较封闭的系统, 因此, 如何在一个开放的平台上, 将Domino/Notes应用和档案管理系统有机地结合起来, 是需要解决的一个重要问题。
开发的跨系统中间软件是针对domino数据库的Notes办公自动化系统生成的电子文件, 不失真地将其目录信息和原文信息转存到档案系统数据库, 并保留原文上的红头、红章、和电子签名以及背景信息和流转信息等。转换成档案管理所要求的标准文本格式后, 上传到档案馆文件服务器, 并建立归档、存储、检索利用等环境, 保持Notes的原样显示, 包括显示样式, 领导签名图片, 原文附件等。
二、中间软件各模块功能
(一) 目录数据的提取。
OA中一个文档有很多项目, 甚至几百个, 大部分是OA内部流转过程的一些相关信息, 与档案关系不大, 可根据档案管理的需求, 提取需要的信息 (只要notes中存在) 。由于要将notes数据库归档到档案管理系统, 难免存在不符合要求的文档, 所以在解读之前, 要对数据的完整性进行检测, 只解读符合要求的文档。以齐鲁石化档案管理系统为例, 将全宗号、类别号、保管期限、年度设为主键, 内容不能为空。在解读的开始阶段, 先对以上字段的值进行判断, 如不符合要求, 拒绝解读, 符合要求, 取得我们需要的项目的值, 将其写入到xml或其它格式的临时文件, 或存放在一临时数组中。
(二) 电子正文的解读。
在OA中, 电子正文以附件的形式放到文档中, 可以是多种文件, 包括二进制文件、压缩文件、可执行文件甚至整个Notes数据库文件。而且数量也不定。虽然在notes系统中, 可以手工将附件保存到磁盘 (硬盘和软盘均可) 或者一个文件服务器上。但对于存在成百上千条文档的notes数据库来说, 不具可行性。通过电子正文解读模块可以原封不动地将所有电子正文按正确的格式解读出来, 存放在本机临时文件夹。
一般OA有两种文档:即来文和发文。通过电子正文解读模块可以生成与notes中的电子正文界面相似的文件。
电子签名技术是通过计算机来采集和验证个人签名, 并将文档捆绑在一起来达到与纸上签名同样的效果, 从而实现无纸化办公的一种技术。它是在计算机一步步普及到社会生活中, 特别是在办公自动化应用中的一种新技术。其应用范围非常广阔, 前景也非常光明。随着计算机的更加普及, 它必将逐步渗透到人们生活的各个方面, 成为计算机应用中必不可少的组成部分。在文件的阅办单 (来文) 的领导批示意见一栏中有领导的电子签名, 成功地将电子签名图片取出是本程序的难点, 在c/s模式下它是指粘贴到文档中的rtf域中, 直接解读是行不通的。我们巧妙的读取了b/s模式下电子签名所链接的人名库, 找出需要的电子签名。通过一系列的转换, 出现在了它该出现的地方。
(三) 压缩模块。
为了提高文件上传到服务器上的效率, 对解读出的电子正文进行了压缩。格式选择了压缩比更小的rar格式, 同样放到本机硬盘中。
(四) 上传模块。
至此对notes应用的domino数据库操作完毕, 在如何对其利用方面, 我们处理得也比较灵活。对于档案管理系统, 直接将其所需的字段的值和上传后的文件的名称和路径信息存到相应的库中, 也可将提取出来的数据写成标准的txt和xml格式, 以备以后利用。要将解读出来的文件上传到服务器, 过程也比较简单。上传成功后, 将本程序在本机硬盘建立的临时文件夹删除。
(五) 数据导入模块。
最后将在第一步存放在临时数组的所有数据导入到档案管理系统。至此, 在档案管理系统可以查询上传的内容。
三、归档分工及步骤
(一) 移交部门。
移交部门确定Domino/Notes环境下的终端计算机及操作人员, 设置操作口令和身份认证。操作人员对网上已流转完毕的每份电子公文在移交归档界面上逐一进行检查确认, 检查确认的项目包括:归档范围、真实性、完整性、有效性。对每份要移交归档的电子公文要从办公自动化系统中自动提取或选择填写以下字段:全宗号的发文由OA归档系统从发文字号中自动识别提取填写, 上级来文由文书处理人员根据文件针对的事由选择填写;类别号由文书处理人员根据档案分类规则选择填写;保管期限由文书处理人员根据文件的利用价值选择填写;年度由OA归档系统从文件字号中自动识别提取填写;文件字号由OA归档系统从文字号中自动提取填写;文件题名由OA归档系统自动提取填写;密级由文书处理人员根据文件的保密程度选择填写;责任者由OA归档系统自动提取填写;形成时间由OA归档系统自动提取填写;主题词由OA归档系统自动提取填写;附件份数由OA归档系统自动提取填写或有文书填写;签发人由OA归档系统自动提取填写;批示人由OA归档系统自动提取填写;移交时间、移交人、移交单位均由OA归档系统自动生成。对全宗号、类别、保管期限、年度四个主键要填写准确齐全, 以便于档案部门对已移交的电子文件进行分类整理。完成上述工作后, 移交部门的操作人员即可通过网络直接向档案部门的接收操作人员发送拟移交归档的电子文件, 并打印出电子文件移交目录备查。
(二) 接收部门。
档案部门同样确定Domino/Notes环境下的终端计算机及操作人员, 设置操作口令和身份认证。操作人员对接收到的每份电子公文在接收归档界面上逐一进行检查确认, 检查确认的项目包括各字段的填写是否齐全、完整、准确;阅办单、签发单、正文、附件、页数是否齐全、完整、准确;文件格式是否规范等, 对不符合归档要求的电子文件给予驳回, 待完善后重发。对经检查确认符合归档要求的电子文件进行批量本地机下载, 并打印出电子文件移交目录备查, 该目录系统可随机填写接收时间、接收单位和接收人字段。至此, 电子文件的移交归档工作完成了在Domino/Notes环境下的工作流程。下一步的工作就是电子文件在跨系统中间软件上的目录数据的提取、正文 (阅办单、签发单、附件) 的解读、压缩、上传和数据导入, 完成电子文件的跨系统在线接收工作, 经数字档案馆应用系统再对已接收的电子文件进行分类、排序、编目即可完成电子文件的在线归档工作和实现网上发布及查阅。
在日益成熟的办公自动化条件下, 电子文件的在线归档势在必行, 探讨电子文件的在线归档方法, 研究开发跨系统中间件软件产品, 提高信息化建设时代档案管理的科技水平, 为档案信息走出库房, 及时服务于所需者, 为民众, 为社会发挥应有的价值是我们每一个档案人应尽的义务。
医学影像存储与传输系统的研究 篇2
信息技术是现代文明的基础, 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, 在医学图像管理领域, 传统的、基于胶片的影像管理资料是一种集中式管理模式, 住院病人的影像资料一般保存在科室, 出院后交由病人自己保存。此方式低效、不易统一管理, 已经成为阻碍医院信息一体化的重要瓶颈之一。而计算机技术和通信技术的迅猛发展, 为医学图像的数字化采集、存储、管理、处理、传输及有效利用提供数字技术基础已成为现实。
医学影像存储与传输系统PACS系统是放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术的集合;他将图像资料转化为计算机数字形式, 通过高速计算设备及通信网络, 完成对图像信息的采集、存储、管理、处理及传输等功能, 使图像资料得以有效管理和充分利用。
1 PACS的数据标准DICOM
在PACS的研究过程中, 由于医疗设备厂家生产的不同, 造成与各种设备有关的医学图像存储格式、传输方式千差万别, 使得医学影像信息在不同系统、不同应用之间的交换受到严重阻碍。为此, 美国数字成像及通信标准委员会ACR-NEMA在参考其他相关国际标准的基础上, 联合推出了医学数字图像存储于通信标准, 即DICOM标准, 并发展成为医学影像学领域的国际通用标准。
DICOM标准具有良好的扩展性。该标准由多部分构成, 可以单独对某部分进行扩充。经过不断改进, 现在已发展到了DICOM3.0标准, 主要由16部分构成。
2 PACS与HIS的融合
医院信息管理系统 (hospital information system, RIS) 广泛使用HL7标准, 而PACS系统将DICOM3.0作为图像文件标准, 因此, 采集计算机需要先把成像设备获得的图像文件编码成标准图像文件, 然后存储到PACS图像数据库中。
1) HL7
HL7 (health level seven) 是医疗信息交换标准, 由信息、信息段、字段和表等4部分构成, 在OSI模式中属于最高层即应用层。HL7的宗旨是开发和研制医院数据信息传输协议及标准, 规范临床医学和管理信息格式, 降低医院信息系统互连的成本。随着HL7应用的日益广泛, 完全可以做到医院信息系统 (HIS) 和医用仪器及设备之间数据的无障碍交换。
具体方案是:
(1) HIS发送待检查的病人信息, 接收到信息后进行待诊病人的查询;
(2) 录入病人相关信息, 保存到放射信息管理系统 (RIS) 数据库中, 并将收费信息以HL7的方式发送到HL7服务器, 由HIS对数据进行处理;
(3) 在医生诊断完报告后, 将诊断信息保存到RIS数据库中, 并将诊断信息以HL7的方式发送到HL7的服务器, 由HIS对数据进行处理。
2) 非标准图像的采集和转换
临床医学图像包括静止图像和运动图像。静止图像又分为符合DICOM3.0标准的数字数据、非标准的数字数据和非标准数字数据 (如胶片) 三类。对于符合DICOM3.0标准的数字图像, 可直接与采集计算机相连。对于非标准数字数据, 则设计者需要获得设备生产厂商关于数据结构和接口协议的详细说明, 将接收到的非标准数据转化为标准数据, 才能设计应用软件。对于胶片这类非数字图像, 可以使用专用扫描仪直接得到数字图像, 或者用摄像头获得模拟输出, 然后用帧捕捉的方式将其转换成数字图像。
4 系统流程
系统采用集中管理模式, 有一个功能强大的中央管理系统及中央影像储存系统服务于有PACS设备和影像, 提供集中、全面的系统运行和管理服务, 大大提高了系统的集成性、安全性和稳定性[1]。
(1) 预约登记信息输入:
临床医师在其工作站上提出检查申请;门诊收费或住院部护士工作站进行医嘱确认。病人信息一经录用, 其他工作站可直接从系统数据库检查申请预约登记中自动提取, 无需重新录入。
(2) 采集影像:
将电子申请单送到影像设备, 直接采集影像, 自动转发至影像中心服务器;若设备不支持WORKLIST的DICOM设备, 可通过分诊台自动获取电子申请单中的信息, 由设备操作人员手动录入到DICOM设备的图像工作站中, 然后采集影像, 自动转发至影像中心服务器。
(3) 发送、处理影像:
自动将影像转发至影像中心服务器, 使用系统中图像处理功能, 对图像进行处理、存储、打印。
(4) 书写诊断报告:
初级医师在诊断工作站阅片并书写诊断报告, 在此过程中, 可获得HIS中病人病历、医嘱、检查结果等信息。确认报告后, 高级医师阅片、审核报告并打印或发送至临床科室。
5 结束语
如何管理占据医院信息量80%以上的医疗影像信息是实现医院信息化的重要问题。PACS可实现医院内所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互操作, 未来也可根据所形成的区域PACS组建本地区、跨地区广域网的PACS网路, 实现全社会医学影像资源的共享。
摘要：医学影像存储与传输系统 (PACS) 综合运用了放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术, 快速、准确、实时提供有效的医学图像综合信息。本文阐述了PACS数据传送标准, 进一步研究了PACS和HIS的数据融合, 从而实现了PACS系统的整体工作流程。
关键词：PACS,DICOM,HL7
参考文献
[1]殷亚萍.医学影像存档与通信系统的分析研究[J].计算机与网络, 2008 (14) :61-62.
[2]赵贵军, 张大波.PACS系统中的DICOM标准概述[J].微计算机, 2006 (16) :296-298.
影像归档与传输系统 篇3
随着现代医院信息化建设的不断深入,医院信息系统的规模在深度与广度方面也在不断发展。目前,许多医院的信息系统已从最初相对简单的单机系统应用发展成为覆盖医院多个科室、并由全院进行业务数据共享的网络化集成医院信息系统。与此同时,医院各部门的信息化建设需求不断扩展,许多部门已不能满足于现有应用程序的简单功能,对信息系统的专业化要求不断提升,从而导致了医院各种信息子系统的蓬勃发展。在这些信息子系统中,一些涉及到医学影像学科的信息系统往往具有自己的数据库服务器和相对于医院HIS较为独立的软件架构,运行起来自成体系,并且专业性较强,能够满足临床科室的工作需求,已被一些涉及到影像医学的检查科室陆续采用。但是,有些独自运营的医学影像子系统与HIS集成程度却并不尽如意,导致了子系统中产生的医学影像不能被连接HIS的医生工作站调阅,形成了信息孤岛。这样给医院的信息资源造成了浪费,影响了医疗工作的效率,使得患者就诊的方便程度大打折扣,耽误了宝贵的就诊时间。所以,整合影像子系统与HIS,形成各子系统与HIS的数据和资源共享就成为一种必然趋势。
2 医院影像子系统简介
2.1 PACS系统
PACS(picture archiving&communication system)即医学影像存储和传输系统,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,通过高速计算设备和通讯网络,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。其主要的任务是:把日常产生的各种医学影像(包括核磁、CT、X线机等设备产生的图像)以数字化的方式海量保存起来,当需要时在一定的授权下能够很快的调回使用,同时增加一些辅助诊断管理功能。此系统主要用于医院放射科。
2.2 内镜数字影像系统
内镜数字影像系统是将内窥镜视频图像引入计算机,集影像监视、采集、图文资料管理、图文报告打印及图像传输为一体的通用医学影像管理软件平台,能将镜下图像通过网络实时传输,用户在网络内的任意一点通过浏览程序都可实时观看动态图像。此系统的应用,便于内窥镜图像存储、管理、传输、组织和分析,可为医生进行临床诊断、病情跟踪、教学和研究提供重要依据。该系统独立于放射科的PACS,具有独立服务器的软件架构平台,可用于消化科等开展内镜业务。
2.3 超声影像信息系统
超声信息系统(ultrasound information system,UIS)是超声影像科的专科PACS,担负着超声科患者及工作人员的各种信息的管理,包括检查预约、次序安排、图像获取、图像处理、图像存储与图像传输、规范的图文一体化报告、查询检索以及统计报表等,同时也是保障高效率进行科研、教学、学术交流及全面提高科室医疗水平的现代化信息平台。该系统广泛用于医院超声科室。
3 建立影像子系统应遵循的原则
为了便于与不同厂家的HIS集成,影像子系统的构建应符合下列原则:
3.1 安全性原则
影像子系统除了应具有多级保密措施以保障数据安全,还应具有数据安全保障的系统架构。采用访问控制原理和加密体制保障系统安全的做法如下:当用户登录系统时,若用户非法,则登录请求遭到拒绝;若用户合法且通过了身份认证,则收到从数据服务器传来的为其分配权限的信息,不同权限的用户可以访问不同的数据。并且该方法在数据传输过程中使用非对称密钥密码体制对数据进行加密,从而保障数据的安全[1]。
3.2 兼容性原则
(1)影像子系统应与HL7标准兼容,以便与HIS进行数据交互;(2)兼容DICOM标准,且能够连接符合DICOM标准的设备;(3)兼容多个厂家的HIS,包括一些不能完全按照HL7标准的国内部分厂商的HIS。
3.3 节约性和可扩展性原则
影像子系统不但能够支持医院现有的影像设备,而且可扩展用于未来将要购置的设备。对医院现有的和未来的信息及硬件资源可充分利用,避免资源浪费和重复投资。
3.4 系统易于升级和维护原则
影像子系统应具有相对智能化的客户端软件升级方法,应使经过培训的用户进行相对简单的操作即可完成;在数据服务器端,可由专业人员进行远程维护,这样一旦服务器端出现故障,可得到最快的专业技术支持,以节省患者的宝贵时间。
4 影像子系统与HIS系统的集成方法
4.1 集成标准
(1)DICOM标准
DICOM是美国放射学会和美国电器制造商协会制定的专门用于医学图像存储和传输的标准[2]。其目前已成为医学图像存储和通信的通用标准,也是研究和开发具有网络连接功能、实现信息资源共享的新型医疗仪器的技术基础。其解决了不同地点、不同设备制造商以及不同国家等复杂的网络环境下的医学图像存储和传输的问题。DICOM定义在网络通信协议的最上层,不涉及到具体的硬件实现而直接应用网络协议,只要设备具有支持TCP/IP协议的网络接口,在软件的支持下,就可以非常方便地加入到医学信息系统的网络中。当设备间采用DICOM标准通信时,设备之间可以按照DICOM的网络上层协议进行互相连接和操作。通过网络,医生可从工作站调阅CT、B超等设备的影像和结果。
(2)HL7标准
HL7是Health Level 7的简写,“Level 7”是指OSI的七层模型中的最高一层,即第七层。它是标准化的医院信息系统传输协议,是医疗领域不同应用程序之间电子传输的协议。HL7汇集了不同厂商用来设计应用软件之间界面的标准格式,允许各个医疗机构在异构系统之间进行数据交互。它规范了临床医学和管理信息格式,降低了医院信息系统互联的成本,提高了医院信息系统之间数据信息共享的程度。
在HL7通信协议中,消息(message)是数据交换的基本单位,每条消息都有各自的消息类型,一个消息由多个段组成,每一段都有相应的名称,用于界定其内容或功能。目前,在美国,HL7已经成为一个医疗界公认的标准,医院之间的医疗信息交换都是使用HL7的基本标准,而在德国、日本等发达国家,HL7也被广泛使用。
4.2 影像子系统与HIS系统集成的网络要求
(1)可靠性和稳定性
医疗行业与其他行业相比有一定的特殊性,要求信息系统能够一年365 d,一天24 h不间断的工作。若出现停机的情况,则会严重影响医院的正常工作,并在社会上产生不良影响。因此,影像子系统与HIS均要求网络有较高的可靠性和稳定性[3]。
(2)高带宽的要求
虽然HIS和影像子系统是相对独立的信息平台,但它们之间存在数据共享、相互配合和协作的部分。另外,对于调用放射影像或其他检查类影像这类需要数据传输量较大的服务,以及未来远程医疗业务开展的潜在需求,网络平台需要能够容纳较高的信息吞吐量,特别是主干网络需要有较高的带宽,从而保证良好的通讯速度和通讯质量。
(3)安全性
医院影像子系统和HIS除了需要连续不间断的工作,在一些特定的部门还有一定的保密要求。这就需要在网络架构方面具有足够的安全性,以防止可能出现的网络风暴和一些敏感数据的非法访问和误操作。
(4)易于管理和维护的特性
医院的网络作为一个动态运行,为各种不同类型信息系统提供服务的平台,要求该网络在设计时要考虑到其易于管理和维护的特性。
(5)灵活性和可扩展性
医疗现代化是提高医疗服务的一个重要手段,随着医院信息化建设速度的不断加快,以及对各种不同服务的需求不断增长,要求网络提供为未来业务发展所需要的空间,以适应医院对网络服务的各种需求,因此,在设计和建设网络时要求其有比较高的灵活性和可扩展性。
4.3 影像子系统与HIS的集成策略
4.3.1 基于数据共享的集成方法
数据共享集成是以数据共享为基础、不同信息系统间通过直接或者间接的方式读写对方数据的方法。该方法已在医院各信息系统间的集成方面得到较为广泛的应用。对于影像子系统与HIS的集成,采用此方法要求各子系统与HIS之间能够共享对方的数据库。这种基于数据共享的集成方法优点在于实现起来比较简单,不需要进行大量的编码,数据共享程度高。但是,这种方法对于在数目不多的信息系统间集成效率较高,而在医院信息子系统数目不断增多的情况下,效率则会逐渐降低[4,5]。另外,基于数据共享的集成方法安全性与可扩展性较差,已渐渐不能满足医院信息系统对数据安全要求的日益提高和医院各业务部门对信息系统功能不断扩展的需求。
4.3.2 基于中间件(中间程序)的集成方法
中间件是一种独立的软件系统或服务程序,位于异构数据源系统(数据层)和应用程序(应用层)之间,向各种应用信息系统提供服务,向下协调各数据源系统,向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式和数据访问的通用接口,使不同的应用进程能在异构平台之间,通过网络互相通信,为应用信息系统提供连接和协同工作的功能。各数据源的应用仍然完成它们的任务,中间件系统则主要集中为异构数据源提供一个高层次服务。采用中间件(中间程序)技术,医院影像子系统与HIS可根据医院的业务流程进行如下集成:
(1)申请单下传:当HIS新增患者检查数据时,由中间程序将记录直接下载到影像子系统数据库。
(2)退费下传:当HIS中患者检查单退费时,由中间程序将记录直接下载到影像子系统到数据库,注销原来的检查数据。
(3)预约下传:当HIS新增患者预约数据时,由中间程序将记录直接下载到影像子系统数据库。
(4)预约取消下传:当HIS取消患者预约数据时,由中间程序将记录直接下载到影像子系统数据库,注销原来的预约数据。
(5)划价下传:当HIS完成患者检查单划价时,由中间程序将记录直接下载到影像子系统数据库。
(6)报到上传:当影像子系统完成患者报到程序时,由中间程序将记录直接写入HIS数据库。
(7)报到取消上传:当影像子系统取消患者报到程序时,由中间程序将记录直接写入HIS数据库,注销原来的报到数据。
(8)预约确认上传:当影像子系统确认患者预约检查单时,由中间程序将记录直接写入HIS数据库。
(9)预约确认取消上传:当影像子系统取消患者预约检查数据时,由中间程序将记录直接写入HIS数据库,注销原来的排程数据。
(10)检查项目修正上传:当影像子系统修改患者检查单的检查项目时,由中间程序将记录直接写入HIS数据库,修正原来检查单上的检查项目。
(11)检查报告上传:由中间程序将报告直接写入HIS数据库,或通过远程服务器调用方式,将报告写入数据库。
(12)患者基本资料下传:当HIS新增患者基本数据时,由中间程序将记录直接下载至影像子系统数据库。
(13)未知患者改挂/合并:当HIS要将患者的临时病历号改为正式号时,或是要将重复挂号的患者前后病历号码合并成一笔时,HIS提供交易数据,由中间程序下载至影像子系统数据库,修正数据。
(14)使用者账号异动:当HIS的使用者账号名称或密码改动,HIS提供交易数据,由中间程序下载至影像子系统数据库,修正数据。
(15)门诊工作站调阅影像:医生在连接HIS的门诊工作站计算机上发出指令,程序通过TCP/IP协议进行信息交换,自动启动该计算机的图像观察器,并取回该患者的影像显示在屏幕上。
(16)病房工作站调阅影像:病房工作站的使用者在某一工作站发出指令,程序向HIS取得患者的病床信息,并自动启动图像观察器,取回该患者的影像显示在屏幕上。
4.3.3 基于HL7的集成方法
当HIS可以完全按照HL7的标准与影像子系统进行数据交换时,则可采用基于HL7标准的集成方法。基于HL7标准集成方法的原理:将各影像子系统的接口暴露出去,让集成平台完成各系统之间的消息交换[6,7,8]。所有消息通过一定格式送入集成平台,集成平台将发布的消息转换为订阅者所要求的格式消息,传递给订阅者。当HIS需要与影像子系统进行文字信息交换时,HIS通过自己的网关向影像子系统的HL7网关发送HL7请求消息;同样,当影像子系统需要与HIS交换文字信息时,也通过自己的网关向HIS的网关发送HL7请求消息;当HIS需要存取影像子系统的图像时,则通过自己的DICOM网关向影像子系统发送DICOM请求消息,见图1。通过以DICOM、HL7等国际标准为基础的整合,可实现影像子系统与HIS的完整融合。
HL7以灵活可共享信息模型表达广泛的信息内容,同时考虑到了信息交换过程中的安全性、隐私性,采用了多种手段保护患者信息,如服务授权、电子签名及用户身份鉴别技术等。HL7标准是医院信息交换的国际标准。目前,国内越来越多的医院要求HIS能够按照HL7的国际标准进行设计、升级和改造。可以看到,采用符合HL7标准的HIS产品将是中国医院信息化建设发展的趋势与必然。
5 总结
医院影像子系统与HIS的集成使得医院不同信息系统之间实现了数据融合,提高了数据的利用效率,从而避免了信息孤岛的产生,避免了医院信息资源的浪费。此外,医院信息资源利用的增强将会优化就诊流程,给广大患者带来更多的便利,提高医院的服务效率、服务质量和患者的满意程度。另外,医院信息系统集成程度的提高将更有利于数据挖掘的实现,从而为医院的管理提供更多的帮助。数据的高度融合也是医院未来开展新的信息系统项目(如远程医疗、医院间的数据交互)所必备的前提和要素。
摘要：目的:实现医院影像子系统与HIS的集成。方法:介绍了医院影像子系统与HIS集成的标准,探讨了系统集成的网络要求和集成的3种方法。结果:通过基于HL7的方法进行影像子系统与HIS的集成是医院信息化建设的发展趋势。结论:可避免医院信息资源的浪费,从而为广大患者带来便利,为医院的管理提供帮助。
关键词：影像子系统,系统集成,PACS,HIS,DICOM,HL7
参考文献
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[2]王玉珍,王行高,马婧,等.实现PACS和HIS集成的关键性技术[J].医疗卫生装备,2007,28(10):36-37.
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[6]王忠庆,全宇.基于HL7的HIS与PACS/RIS集成[J].医疗卫生装备,2009,30(4):52-53.
[7]吕广志,陈兴新.基于HL7的PACS与HIS/RIS接口设计[J].医疗设备信息,2007,21(4):53-54.
影像归档与传输系统 篇4
随着现代医学的发展, 医院诊疗工作越来越多地依赖现代化的检查结果。像X光检查、CT、MRI、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用越来越普遍。在传统的医学影像系统中, 影像的存储介质是胶片、磁带等, 其耗材成本支出高, 存放、查找、借阅难, 且由于信息资源不能共享, 难以避免病人重复检查等问题, 使得病人检查费用居高不下。因此, 传统的医学影像管理已经无法适应新型医疗卫生服务的要求, 采用数字化影像管理方法来解决这些问题已迫在眉睫。目前, 虽然有部分医院已经开始对医疗影像的数字化管理, 在医院内部实现了这些资源的共享, 但跨院间的信息共享尚不能实现。
鉴于此, 区域PACS平台的业务建设将紧紧围绕“完善公共卫生和医疗服务体系、合理配置医疗卫生资源”的重点进行, 预期本项目实施后, 将达到以下效果:
从社会角度, 通过实现对医学影像检查设备资源的合理配置、整合与共享, 从而节省医疗资源的重复设置, 减少医疗设备投资浪费。通过率先在联网医院的范围内建立区域内居民“以人为本”的诊疗信息资料库, 为将来实现区域医疗信息化打下基础。另外, 通过减少对传统影像胶片的使用, 从而降低对环境的污染。
从病人角度, 实现在某一家医院进行过检验检查后, 即可在联网范围内的其它医院调阅到相关的影像图像和报告。从而避免病人在多家医院的重复检验检查, 降低医疗费用支出负担, 缓解“看病难、看病贵”矛盾。通过诊疗信息的交换共享, 方便就医者在某医院内以及联网医院范围跨医院的诊疗。
从临床医生角度, 实现对病人历史诊疗资料、医学影像检查资料的跨院调阅, 便于掌握病人病历和诊疗的整体情况, 为提高医疗服务的质量创造条件, 减少误诊或错诊的可能性。此外, 通过整体上把握病人的病史资料, 从而方便了对疑难病症实现专家会诊、实现对医学科学专题研究等提供有效信息和有利手段。
区域医疗信息交换共享在国内外受到了普遍关注, 国内各地纷纷出台了相应的建设项目和计划方案。国际上一些基于IHE解决方案的项目已经或者正在进行中, 从技术架构上理解这些项目对我国区域医疗信息共享交换有重要意义。
基于区域医疗共享的PACS用于将患者分布在各级医院中的诊疗信息、检验检查结果和医学影像进行基于国际IHE规范的共享交换和协同医疗。通过构造区域内部的医学影像信息交换平台, 以实现区域内医院的医学影像资源的共享与整合。此平台是卫生主管部门推动双向转诊和远程医疗的关键技术辅助手段, 可以有效地避免患者重复检查, 远程诊断咨询或者远程会诊, 远程教学和医学继续教育, 区域内部医学影像资源共享或者医院内部PACS系统的互联互通, 远程医学影像质量控制等。
该系统的研发和推广使用, 可以很大提高医院医疗技术水平, 实现高档设备, 优质医疗资源等信息共享和远程诊断等, 同时也会产生很大的社会效益和经济效益。
2 系统总体设计
根据影像图像和报告数据交换的特点及其功能需求, 影像数据中心系统架构设计遵循以下原则:
开放性。可与各医院异构PACS系统集成互联通信;可逐步将各级医院的影像纳入进行存储管理和应用。
标准化。遵循国际医疗影像信息共享技术架构框架文件IHE XDS–I;遵循医学影像通信标准D ICOM和其它相关医疗标准 (如HL7等) ;支持常用各类DICOM图像的共享交换和相应的通信传输语法。
可管理性。具有对所有共享影像进行中心注册管理功能;能对所有图像进行集中式存储备份。
安全性。在图像提交、传输和查询中提供数据私密性和完整性保护;符合DICOM有关数据通信安全性和使用可追踪性要求;系统具有容灾设计和快速灾难恢复能力。
根据以上原则, 通过研究集中分布系统架构具有的诸多优点, 完全适合区域共享的需求。采用集中分布系统架构能够:
(1) 集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源;
(2) 影像数据中心系统的中心节点和医院节点自动互为备援数据在医院和中心异地备份;
(3) 在医院前置机正常工作的前提下, 整体架构将为分布式。
医院间共享数据尤其是医学影像的共享成为越来越迫切的需求。如图1所示, 显示了医学影像共享的一般需求:
影像仪器端传入各医院端PACS服务器中, 经过医院端前置服务器对影像进行数据匹配后, 定时通过DICOM通讯方式传到医学影像数据中心PACS应用服务器。中心端PACS应用服务器在收到影像资料的同时在数据库服务器中建立对应影像数据的索引, 在索引服务器中建立病人影像检查的索引。因此本共享系统主要分为中心PACS服务系统, 医院PACS系统, 和工作站系统。
(1) 区域PACS数据中心。建立一个影像数据中心, 连接区域内所有医院, 用于存储病人在就诊过程中所产生的所有文字信息和影像, 存储设备部署在中心医院。各医院生产的数据存储在本地, 同时, 为影像数据中心提供一个备份数据。
(2) 区域PACS信息共享与交换平台。建立一个区域PACS信息共享与交换平台, 采用Web方式发布到各个医院临床工作站, 可以与医院HIS或电子病历系统进行嵌入式集成, 方便医护人员使用。在该平台上, 医生可以完成会诊和转诊业务。同时, 也可以借助此平台实现患者在各医院之间的影像信息共享和调阅。
(3) 应用系统及接口。遵循IHE技术框架, 采用国际标准的HL7接口和DICOM接口与各相关系统进行通讯。区域PACS信息交换平台可支持多个接口组的方式, 每个接口组按照医院数据量的大小来确定连接一家或者多家医院, 避免由于数据量过大而对接口吞吐量造成影响。
建立影像业务患者个人唯一索引机制, 进而建立患者病案资料档案库。
(4) 共享流程
(1) 医院C工作站向数据中心搜索A医院PACS系统的病人数据;
(2) 中心服务器返回确认数据可用, 并返回数据列表;
(3) 医院C工作站根据列表直接请求A医院PACS系统取回病人的医学影像、报告等。
3 系统功能
3.1 中心PACS服务系统
中心PACS服务系统是区域共享系统的关键, 负责存储各医院PACS系统信息, 经过用户认证的医院工作站客户端可以通过WCF服务取得可访问的各医院PACS系统信息, 直接访问获取远程数据列表和DICOM影像。中心服务系统包括系统数据库信息管理、医院信息增删改管理、访问量统计、访问控制、用户认证、远程WCF获取访问量、WCF获取访问列表信息。中心PACS服务系统的层次方框图如图2所示。
3.2 医院PACS系统
医院PACS系统管理和存储了医院服务器的全局信息, 包括了设备管理、网关管理、工作站管理、用户管理、系统信息管理、DICOM上传请求监听、DICOM下载请求监听等。可以医院内部独立使用, 必要时与外部医院进行图像传输。
3.3 医生工作站系统
工作站系统是医生终端使用, 它提供了:DICOM影像获取模块, 主要有读取本地DICOM列表、读取远程DICOM列表、获取可访问医院列表、远程下载DICOM影像等功能;DICOM影像操作模块, 主要有图像旋转、图像放大、图像测量、图像灰度调节、图像亮度调节、放置各种标签等功能;诊断报告编写模块, 包括获取编写模板、保存报告到数据库等功能;工作站信息管理模块, 包括了各种模板管理 (如报告词条、报告标题、检查方法的管理) 、工作站系统配置 (如修改密码、数据库配置) 等功能。
3.4 主要功能模块
(1) 医院PACS信息管理模块
此模块是中心服务系统提供的进行各医院服务器信息的管理, 加入局域网共享的医院需要在这个中心服务器中登记, 增删改操作正确完整后点击保存按钮将一次性保存到数据库中, 并触发添加访问权限和记录访问量, 减少与数据库的交互。
(2) 医院访问控制模块
此模块主要实现各医院之间的访问控制, 通过设置访问权可以控制对其他医院是否可见, 从而实现访问控制。
(3) 设备管理模块
此模块是医院PACS系统提供对医院内各个相关网络设备的管理, 可以设置医院内网关、各科室影像上传设备、医生终端工作站等。
(4) DICOM请求侦听模块
DICOM请求侦听模块的设计使用DICOM标准中的SCP、SCU两个服务, 其中SCP是服务提供者, SCU是服务使用者。在模块设计中, 所要做的是在需要对远程图像进行获取的时候, 开启SCU服务, 查询远程服务端是否开启服务并进行验证, 验证成功后才发送接收图像的C-GET请求。而在需要将文件传输至远程客户端的时候, 则需要开启SCP服务来为远程客户端提供传输服务。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。
(5) DICOM列表获取模块
医生工作站可以获取本地DICOM影像列表, 和本医院可访问的其他医院的DICOM影像列表, 下载远程DICOM影像列表将调用中心服务器提供的WCF服务, 获取的可访问医院列表中包含了远程下载该医院DICOM影像列表的信息。
(6) DICOM远程下载模块
医生工作站可以通过SCP、SCU服务向医院PACS系统提供的DICOM图像进行远程接收。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。
(7) DICOM影像操作模块
此模块是医生工作端提供对图像处理以方便医生对图像进行更细致的查看和诊断, 其中包括了图像旋转、图像放大、图像锐化、测量长度、测量角度、调节灰度、放置各类标签, 以及设置显示窗口的数量。
(8) 诊断报告编辑模块
此模块是医生工作端提供医生对患者报告进行浏览、编写的功能。报告是医生对患者病情的描述, 是对患者诊断的重要依据。医生可以在允许的情况下下载患者在其他医院的诊断报告, 如果是在本医院的新检查, 可以编写对患者此次检查的报告, 以记录病情以及提供其他医院的医生查看。并且模块提供了各类报告编写模板, 增加医生工作效率, 医生也可以保存自己的模板。
4 结束语
笔者采用集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源, 较好的解决了共享的问题, 在实际应用中取得了较好的效果。
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影像归档与传输系统 篇5
随着数字影像和通信标准DICOM的建立，医学影像技术得到迅猛发展，欧美一些医院已广泛接受纸介质图像，胶片垄断的市场将被打破。高分辨率的打印图像以接近诊断的图像质量呈现于纸张上。纸介质打印系统集成高分辨率打印机和打印服务器，可以实现高速连续打印，且可打印彩色和黑白图像，这是一套可以解决成本高、环境污染、速度慢等问题的理想解决方案。
从1997年北美放射学会展出的第一台DR开始，医学影像真正开启了数字化医疗的大门。数字化可以从2方面进行考虑：一是各种医学影像设备的实现越来越依赖数字技术;二是医学影像以数字方式输出，使这些影像数据可直接用计算机技术进行处理、传输、存储和打印，从而导致医学影像诊断技术的革命性变化。
在97 RSNA技术展览会PACS设备展出后，医学影像开始了变革性变化。通讯及计算机技术的迅速发展，使PACS从概念逐步走向实用;医学影像设备接口标准的统一(DICOM3.0)解决了许多厂商设备接口问题;而今纸介质激光打印系统的推出，解决了医学影像输出的诸多问题，譬如：环境污染、成本高、速度慢等。
2 纸介质打印系统应用价值分析
从经济角度来讲，创造经济效益，提高医院知名度以及可持续性发展是医院非常重视的问题。医学影像通讯与传输系统(PACS)的应用，解决了图像存储、传输和共享问题，但它们依然会选择用胶片打印，成像设备的技术在不断攀升，而影像的打印技术也在提高，纸介质打印系统可以说是医学影像的一次历史性变革，它从根本上解决了医学影像上遇到的诸多问题。
从政治方面来讲，随着医疗水平的提升，医疗要求也在不断提高，各国领导人以及卫生部门领袖面临资源匮乏、环境恶化等问题，解决这些问题是当务之急，DICOM纸介质打印系统为该领域指明了前进的道路。
从社会方面来讲，即使图像被有效保存到PACS系统中，但是无法标记病灶，如果日后患者需要复查，还需要重新调出所有图像来逐一查阅，而纸介质的图像，医生可以随意在图像上做标记，给患者以及学员做讲解更直观、更便捷。
从技术角度讲，DICOM影像设备无法直接驱动普通打印机直接打印，而纸介质打印系统实现了DICOM的集中打印，它可同时连接多台打印机进行分散打印，也可接受多台影像工作站、控制台或PACS工作站的打印请求序列。它的设计使无论来自何种存储设备、流媒体设备、网络设备的影像均能实现快速纸介质打印。墨粉更换也非常简单方便，设备内部都提供双套墨粉，防止墨粉供应中断而影响工作，可随时跟踪耗材的使用情况，以便及时补充[1]。
3 纸介质打印系统的应用特点
纸介质打印系统正是用以实现上述用于纸张成像的打印平台，可连接所有符合DICOM标准的影像设备(见图1)。
(1)先进性：这是一个开放的DICOM打印系统，其可以完成彩色、黑白影像的激光打印，输出的纸介质图像分辨率高，完全可以满足临床诊断的需求，不会污染环境，且可在全彩模式下进行高速激光打印，彩色激光图像更是让医学影像行业增添生机，是一套易于管理的DICOM打印系统。
(2)可靠性：影像工作站与打印服务器直接相连，保证了图像的直接传输，打印服务器可以分别为影像设备设立打印尺寸，打印机具有较高的稳定性，可以保证在不关机的情况下连续工作，无需断电，且打印机在一定时间内没有收到任务指令的情况下会进入待机模式。各影像工作站之间工作互不影响，相互独立。
(3)经济性：配备一台纸介质打印系统，可以连接医院所有的DICOM标准的设备，凭借其高速的打印来完成医生的高效率工作。低成本的纸张更是能给医院带来可观的经济效益。
(4)易用性：纸介质打印系统操作简单，采用触摸屏式的操作界面，更直观、便捷，出现的任何故障，触摸屏上都可直接显示，并给予处理方案。
综上所述，纸介质打印系统满足医院和病患的需要，纵观社会经济等综合效益，该系统是医院医学影像的最佳选择。该系统在中国市场有巨大的经济及社会效益，在相当长的时间里，纸介质打印系统将与PACS系统并存，以真正地实现无胶片化[2]。
摘要：目前的医学影像打印主要采用胶片介质,成本高,需要消耗大量贵金属银,成像过程中既造成了环境的污染,同时也危害了医务工作者的身心健康。从经济、政治、社会、技术方面分析,纸介质打印系统的出现对于医学影像打印具有重要的变革意义,它采用专用影像纸作为介质替代胶片,既能大幅度降低医疗成本,又能保护环境和医务工作者的健康,具有重要的经济和社会效益。
关键词：DICOM,PACS,胶片,纸介质打印系统,医学影像打印
参考文献
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影像归档与传输系统 篇6
遥感技术的快速发展, 为GIS提供了高空间分辨率遥感数据源, 海量遥感影像数据的网络发布也日益受到人们的重视, 并成为以发布矢量地图数据为主的传统WebGIS应用的有益补充。当前遥感影像网络发布存在以下两个方面的困难, 首先遥感影像网络发布受制于网络的带宽和速度, 严重影响着WebGIS的实时性。另一方面, 遥感影像数据量呈几何级数增长, 而传统的图幅文件管理方式无法有效地对海量影像数据进行组织、管理和发布。
AJAX是基于Web Applications浏览器的一种重要的开发模型, 具有异步调用XML数据实现动态加载服务信息的特性, 可以克服WebGIS中存在的缺陷, 达到系统性能和使用体验间的平衡。
(二) 异步交互AJAX技术综述
1. AJAX简介
AJAX是Asynchronous JavaScript and XML的缩写。它并不是一门新的语言或技术, 实际上是几项蓬勃发展的技术以新的强大方式组合在一起体系结构, 共同协作发挥各自的作用。AJAX包含以下几种:
(1) 客户端脚本语言JavaScript。JavaScript是一种脚本语言, 可以嵌入在页面中对用户请求进行处理, 实现很多强大而丰富的功能。AJAX主要功能是通过编写JavaScript应用程序实现的, 利用JavaScript基于事件驱动的特性, 可以对用户的操作触发的请求进行实时响应, 例如鼠标滑动、鼠标点击、鼠标拖动等等。
(2) CSS层叠样式表。Cascading Style Sheet简称CSS, 通常译为层叠样式表, 或级联样式表。它是一种样式设置规则, 可以组织管理Web页面的外观。CSS具有强大的“编辑”功能, 使页面展现丰富多彩的样式, 同时实现页面内容和表现形式相分离, 可以通过CSS对页面独立修改, 对Web界面维护更灵活, 更灵活。
(3) 文档对象模型DOM。Document Object Model, 简称DOM, 是一种文档结构表述, 把Web页面的文档对象和层次以文件节点的形式展现。DOM可以灵活地组织管理Web页面, 动态地删除、增加节点, 控制界面元素的变化。
(4) 服务器异步通讯XML HttpRequest对象。XML HttpRequest对象是AJAX最核心的部分, 支持异步通讯响应, 与服务器端建立专业通讯线程, 独立于用户其他操作线程, 是实现客户端与服务器端的异步通讯的关键所在。客户端经由XML HttpRequest对象与服务器端保持时刻通讯畅通, 以后的活动的方式读取数据, 不影响用户进行其他操作, 这样可以界面的友好程度, Web服务更具人性化。
JavaScript将以上四种技术结合在一起, 创造了功能强大的AJAX技术, 改变了网络交互模式。图1展示了四种技术在AJAX中的配合协作。 (1) JavaScript操作DOM来改变和刷新用户界面, 进行动态显示和交互; (2) CSS为用户提供了标准化外观呈现, 并可通过JavaScript函数来逻辑控制Web页面的内容和层; (3) XML HttpRequest对象嵌入到JavaScript中, 通过用户对页面触发请求, 与Web服务器进行异步通信; (4) JavaScript绑定和处理客户端所有业务逻辑和数据运算。
2. AJAX原理
AJAX工作原理如图2所示, 对比传统的Web响应模式, 相当于在用户和服务器之间加了个中间层——AJAX引擎。AJAX引擎实际上是一个比较复杂的JavaScript应用程序, 用来处理用户请求, 读写服务器和更改DOM内容, 它使用户操作与服务器响应异步化。并不是所有的用户请求都提交给服务器, 像一些数据验证和数据处理等都交给AJAX引擎自己来做, 只有确定需要从服务器读取新数据时再由AJAX引擎代为向服务器提交请求。
AJAX引擎将客户端分隔为三层:数据层、控制层和表现层。数据层的各类数据被组织成一棵层次分明的DOM树;控制层响应用户触发的各类事件, JavaScript函数处理DOM数据;表现层将获得的数据依据XHTML和CSS规范进行页面绘制。清晰的结构是异步响应的良好基础, 而且所有与服务端的通讯都由封装了XML-RPC协议的XMLHttpRequest对象来处理, 该对象支持异步请求, 可以建立专用线程与服务端进行通讯, 与用户交互线程互不干扰。
AJAX工作流程由三部分组成:创建XMLHttpRequest对象发送请求;调用Callback () 函数来监视浏览器的状态;JavaScript读取XML文档。
(三) Web GIS中引入AJAX技术的必要性
WebGIS的特点就是在对地图进行操作时, 需要加载大量的地图数据信息, 其中包括大量的图片下载, 需要较长时间的等待, 故而缺乏良好的用户体验。长期以来, 国内外研究专家与程序开发人员也进行了大量的研究和实际工作, 期待能够在系统性能和用户体验之间找到合理的平衡。
网络传输量大、页面刷新频繁是WebGIS的特点, 所以在客户端采用富互联网RIA (Rich Internet Applications) 是WebGIS的最好解决之道。RIA主要有Plug-In、ActiveX、JavaApplet、AJAX等实现方式。
1. Plug-In技术
插件 (Plug-In) 技术可以快速、方便地增加浏览器的功能, 是NetScape公司首先开发利用。Plug-In为研发人员和用户提供了一套应用程序接口API, 可以灵活地根据需求对浏览器进行应用扩展。基于Plug-In技术的WebGIS可以在客户端进行一些数据处理, 承担服务器的部分功能, 可以在浏览器进行地图的浏览、查询和分析等操作, 这样可以减轻服务器的运算负荷, 加快用户请求的响应速度, 并减少了网络流量。
但是采用该技术, 需要开发针对特定需求的专用插件, 并且需要各客户端的浏览器都要安装该专用插件。插件必须和服务器的升级周期保持一致, 否则会导致某些功能无法应用, 这给版本升级带来困难, 要花费大量的人力、财力。
2. ActiveX控件
ActiveX技术是一个能够扩展浏览器功能的公共框架, 是OLE技术的延续和扩展, 是一个技术标准, 而非计算机语言。ActiveX控件就是遵循这种标准而开发的构件, 可以方便快捷地嵌入到浏览器中。
ActiveX控件和Plug-In插件有些相同, 都是基于浏览器功能扩展的动态模块。所不同的是ActiveX的应用更普遍, 可以在遵循OLE标准的任何程序语言和应用系统中运用而不受限制, 但Plug-In局限性较大, 仅能在某一类的浏览器中运用。基于ActiveX的WebGIS通过ActiveX控件来完成GIS页面的数据处理和图像显示, 其工作原理也和Plug-In插件方式很相似。基于ActiveX控件的WebGIS拥有Plug-In插件模式的所有特长, 此外还能够被广泛地支持, 比Plug-In模式更灵活、方便。
其缺点也和Plug-In插件模式很相似, 需要定期下载安装特定的ActiveX控件, 对开发平台和数据格式有限制, 不能跨平台, 只适用于Windows平台, 还需进行安全认证和注册后才能使用。
3. Java Applet技术
Java语言是一种适合于分布式环境的面向对象编程语言, 具有可移植性、安全性、平台无关性、简单高效等优点, 支持分布资源存取的编程, 在Internet分布式数据环境中有着广泛的应用。Java语言基于虚拟机技术, 因此具备目标代码与平台无关的特性。此外, Java语言支持将计算功能分别在服务器和客户机上协同处理。基于Java的特点, 可以开发功能强大、运算复杂的分布式应用体系结构的WebGIS。
JavaApplet是用Java语言编写的小应用程序, 可以直接嵌入到Web页面中, 实现某些功能, 可以利用JavaApplet来开发WebGIS系统。当用户访问嵌有JavaApplet的页面时, Applet被下载到用户的PC机上运行。由于Applet的运行处理是在用户PC机上进行的, 因此执行速度不受网络宽带影响, 享受类似桌面系统的快速响应效果。
JavaApplet的缺陷在于, Applet的执行需要客户端有Java运行环境的支持。而且因为是小程序, 所开发的功能有限。
4. AJAX技术
AJAX技术与前几种方式相比, 优势在于用户不需要在PC机的浏览器中下载安装任何插件和小程序, 一来操作更加便捷, 二来保证了客户端的安全。此外, 基于AJAX技术的客户端具有很好的兼容性, 不受ActiveX技术那样只能在IE的浏览器中运行的限制, 而是有大多数主流浏览器的支持, 应用前景非常广泛。综上可知, 基于AJAX的RIA技术作为WebGIS的客户端开发具有明显的技术优势和广泛的应用前景。
专业的GIS开发平台ArcIMS具备良好的开发AJAX基础, 它的HTML Viewer模式可传输ArcXML数据与遥感影像数据, 也可以利用JavaScript脚本响应并控制页面操作, 同时采用DHTML技术绘制地图。AJAX的核心技术都具备了, 只差引入XMLHttpRequest对象实现异步通讯这一环节。所以, AJAX完全可以和专业的WebGIS开发平台ArcIMS相结合, 来改善客户端, 提升用户体验。
XMLHttpRequest对象可以启动专用线程向服务器提出请求并处理响应, 而不阻塞用户的其他操作。这种异步通讯机制是AJAX技术的核心, 非常适用于与服务端大量、频繁的数据交互, 操作响应要求高的WebGIS环境。
在WebGIS中采用AJAX技术开发客户端是非常适宜的, 最明显的好处就是以更人性化的浏览方式实现了空间信息共享。在客户端用户无需额外安装插件和小程序, 可以快速、便捷地从网上获取所需的空间信息, 所以, 在WebGIS开发中引入AJAX技术非常有必要。
(四) 系统设计与实现
1. 系统体系结构
传统的体系结构有C/S、B/S模式两种, 将其应用于数据量庞大的WebGIS遥感影像发布系统的优劣势分析如下:
(1) 若采用C/S结构对遥感影像数据进行组织和管理, 因为客户端的应用程序可以分担部分数据运算, 则应用服务器的运算负荷较轻, 但成本和投资较大, 升级维护较复杂, 不适用于多用户的广泛应用;
(2) 若采用B/S结构, 则维护和升级简单, 成本降低, 但对应用服务器的要求提高, 运算负荷较重, 一旦服务器发生问题, 后果很严重。
为了平衡两者之间的优劣势, 在进行系统设计时, 本系统采用C/S、B/S相结合的四层体系结构, 由表示层 (客户端) 、Web服务器层、应用服务器层和数据层组成, 系统体系结构框架如图3所示。在B/S部分, 利用Web服务器作为空间数据库操作的中间件, 前端采用基于AJAX的浏览器技术, 通过Web服务器来访问空间数据库, 数据库服务器管理地理空间数据;在C/S部分, 客户端通过调用应用程序, 利用数据库专用接口来访问地理数据库, 采用分布式数据库管理模式可以有效地减轻中央服务器的负担。
该体系结构, 可以方便地实现系统数据的管理、应用和发布, 在客户端浏览器上, 不需下载插件, 也不需要安装昂贵的专业软件。此外, 还能将服务器端的一些负担转移到客户端, 既减轻了服务器端的负荷, 又提高了系统响应速度, 使得信息共享变得更为简单, 同时应用系统的灵活性和扩充性也得到充分提高。
2. 系统原型示例
经过前期的数据采集、影像获取、影像切割、坐标转换, 中期的开发平台搭建、资料搜集、算法改进、程序调试, 以及后期的完善优化等工作, 本系统完成了以校园WebGIS为应用背景的基于异步交互模式的遥感影像发布系统, 其界面简洁, 无缝滚动, 数据传输快速, 影像衔接流利, 成功展示了中国矿业大学南湖校区全概貌, 在远程访问和在线漫游方面有良好的改善, 给用户更友好的体验。系统初始界面如图4所示。
(五) 结语
针对目前遥感影像数据在线浏览速度慢、交互效果差的缺陷, 本文提出了基于AJAX模式的影像数据发布解决方案, 充分利用了AJAX异步调用XML数据实现动态加载地理信息的特性, 显著提高了WebGIS应用程序的效率, 具有访问快捷, 异步通信、用户定制和功能扩充的特点。
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影像归档与传输系统 篇7
自1896年伦琴发现X射线以来,X射线检查技术不断发展,其原理是基于X射线对于人体不同组织和脏器的吸收效应不同,而形成图像来进行影像辅助诊断。传统的X射线摄影以胶片作为介质,将图像采集、显示、存储和传输功能合为一体,从而限制了某一功能的改进。随着电子技术和计算机技术的发展,X射线摄影技术向数字化方向发展,随之出现计算机X射线摄影(Computed Radiography,CR)和数字化X线摄影(Digital Radiography,DR)。近期,X射线影像采集系统(EOS系统)进入中国,本研究对该系统进行了技术评估和应用分析,以期对购置前做可行性分析和成本效益分析,分析该技术的优势与不足,评价该技术对临床带来的效果。
1 技术背景
1968年夏帕克教授在欧洲核子研究中心工作期间发明了多丝正比室,该多丝正比室是粒子探测器发展史上的一个里程碑,因此夏帕克教授获得了1992年诺贝尔物理学奖。法国EOS imaging公司的“X射线影像采集系统”是一个X线成像设备,它正是基于新型粒子探测器的基础上结合正侧位两套成像球管和探测器组成的成像系统,由粒子探测器和线性扫描技术组成,辐射剂量比传统X射线扫描低,在保证图像质量的同时获得全身正面和侧面的扫描图像,用时短,即使针对复杂脊柱和全身检查,整个检查循环时间低于4分钟。目前在北美洲、欧洲大部分国家、亚洲国家中日本、新加坡、越南、中国香港地区已开展使用,中国大陆地区目前只有在上海瑞金医院两年前投放了一台使用样机。
EOS系统是将粒子探测器技术和线性扫描技术结合起来,使受检者在负重位下进行全身三维扫描,可一次性拍摄1:1的全脊柱及下肢的全长片。EOS系统的外立面图像和扫描成像原理见图1。
2 技术评估
2.1 评估目的
评估目的:(1)分析EOS系统的优势和不足,评价该系统给患者带来的临床效果;(2)探讨EOS系统费用及预算影响的分析;(3)评估EOS系统的引进带来的可能其他影响。
2.2 评估方法
评估方法:(1)汇总厂商提供的文献资料及产品性能介绍,包括会议资料和已发表的文章;(2)文献检索,使用Pub Med数据库输入关键词“EOS”and“Computed tomography”,分析EOS与CT在精确度和清晰度的差别,以及辐射剂量。中文数据库目前没有EOS的相关文献;(3)2011年英国NICE关于EOS使用的建议指南。
3 EOS系统评估结果与应用分析
3.1 临床效果分析
Pub Med高级检索中标题栏输入“EOS”,共出现157篇文章,集中评估骨科检查中设备辐射剂量、3D扫描、与CR清晰度三个方面,与供应商提供的文献资料侧重点大致相同。
3.1.1 负重位下全身3D扫描
法国里昂PARC医疗中心于2011年安装了EOS系统,该系统能够在20秒内完成一次检查,获得身体在负重情况(站姿)的正面和侧面图像,放射剂量大幅降低,与Ster EOS工作站相关联,内置软件可以建立一个骨骼的3D模型,并自动计算大量的临床参数,比如脊柱的椎体旋转角度不能在2D X光片上精准的量化,只能评估,而3D能够反映真实情况,允许更可靠的监测。站姿情况下获得的病人功能位的新信息,能够计算由于重量或身体压力产生的补偿现象。与CT相比,EOS在操作时可以完全负重位,并且包含双腿,辐射剂量低,可重复操作。
张卉等[1]讨论负重位X线片在诊断膝骨关节炎中的应用价值发现部分患者负重位与非负重位关节间隙没有明显变化,而关节面夹角明显加大,这说明患者存在软组织失衡、膝关节不稳定的现象,而这种不稳定与内侧关节间室负重时应力增加造成的症状直接相关,而不仅是软骨磨损本身。所以观察负重位关节面夹角变化有助于发现软组织失衡造成的膝关节症状。值得关注的是本研究采用普通的DR设备,患者立于摄影台前,采用前后位投照,保持直立,避免屈曲或旋转,双膝并拢紧贴DR平板探测器,值得注意的是,DR设备也可以做到全身成像,依次取人体上、中、下三个部位拍摄,但拼接处可能存在几何失真,EOS可以做到一次全身成像。
EOS无法像CT那样做到多维平面重建,根据文献检索到三篇研究论文发现,在EOS在3D成像精确度和成像角度方面与CT有差距,但差距无统计学意义。2013年AlAl-Aubaidi等[2]通过一项回顾性研究发现,同时使用eos和CT采集7位儿童的脊柱影像,侧凸角度、顶锥旋转度、顶椎偏距三个指标差异不显著,说明EOS与CT在脊柱的3D影像精确度方面持平。2015年Pomerantz等[3]使用EOS在大腿骨的不同角度进行3D重建,与CT的金标准进行精确度比较,最终误差错误无统计学意义,说明双面3D X射线影像技术获取临床数据与CT结果一样精确可靠。2014年Delin等[4]通过对比测量股骨和胫骨旋转对齐影像认为,EOS可以替代CT做3D成像扫描,并能够大幅度减少病人的辐射暴露。万方数据库中有一篇文献提到骨科手术3D应用情况。尤微等[5]将30例肱骨近端骨折病人分成实验组和对照组,实验组采用三维重建肱骨近端骨折数字模型进行术前手术规划设计、手术效果模拟及数据测量,结果显示研究组的手术时间、术中出血量、术中透视次数明显低于对照组,但两组骨折愈合时间无明显差异。说明手术前的3D手术规划有助于提高手术效果、减少术中损伤、降低医患纠纷风险。
3.1.2 放射量低
EOS系统是基于新型多丝正比室的基础上结合正侧位两套成像球管和探测器组成的成像系统,这种扫描方式和探测器保证了放射剂量大幅降低,同时能获得高质量的图像和放射诊断所需要的信息,薄的扇束几何形状和狭槽扫描技术抑制了X光线的散射,独有的探测器技术提供了一个非常高的信噪比和最优动态范围管理[6]。
埃默里大学医院骨科和脊柱中心[7]通过比较研究发现EOS与传统放射拍片在放射剂量方面,辐射剂量下降85%,与Fuji CR相比,EOS的放射剂量降低达89%,目前CR设备已逐渐被DR取代,赵永霞[8]在数字X线摄影与双面阅读计算机X线摄影系统辐射剂量和影像质量的比较中发现,在相同曝光条件下,获得相似图像质量时,DR的辐射剂量低于CR系统,但并未提到两者准确的辐射剂量比例,也未从文献中得到EOS与DR的辐射剂量比较。Delin C5分析下肢扭转和子宫前倾影像学检查的电离辐射剂量,CT对卵巢的辐射剂量是EOS的4.1倍,是睾丸的24倍,是膝盖和脚踝13~30倍,使用EOS可以减少患者的医疗辐射量积累。
3.1.3 图像质量高
加拿大蒙特利尔-圣贾斯丁大学妇幼医院对EOS和大多数脊柱侧凸检查都使用的CR系统“Fuji FCR7501S”进行比较,EOS使用双平面凹槽式的扫描方式,可同时获得正面和侧面图像,CR使用传统的X射线源和三个嵌入式荧光板,病人位于一个旋转的平台上,病人正面和侧面图像要伴随着对病人的90度旋转而依次获得,图像质量的评估为,在整体图像质量上,97.2%的EOS图像质量等于或高于相同的CR系统图像质量,此外在人体解剖结构上,94.3%的EOS图像质量等于或高于相同的CR系统图像质量。Deschenes等[9]在研究髋臼假体前倾的测量中发现CT对该测量所能提供的信息非常有限,因为无论是站姿还是坐姿,骨盆倾斜都能被观察到,但是却无法评估“功能性”的髋臼杯朝向,EOS能够细致的对髋臼杯进行与骨盆钱平面相关(结构性朝向)的倾斜和前倾测量,也能测量站姿或坐姿下的与冠状平面相关(功能性朝向)的倾斜和前倾。
3.2 费用预算分析
2011年,英国NICE评估EOS,认为其目前在英国的优势效益不足以负担其成本,即不具备成本效益优势。尽管EOS能够做到3D重建、负重全身成像,及同时后前位的PA和横向成像,NICE认为没有可靠的临床证据证明病人能够获得相应的成本效益。英国国民健康保险制度(NHS)暂时不推荐EOS作为常规检查使用,希望其有后续研究进展,提供符合成本效益的经济学结果。
EOS运行成本核算的内容分为以下六类,详见表1。
厂商提供的资料显示,EOS总价格为800万人民币(含税),正常使用年限:6~7年,每年的支出费用255.28万元,按照厂商的计划收费标准:500元/次,每年的检查病人需要达到5106人次(按照264个工作日计算,每天约19人次),能做到收支平衡。目前该产品未进入医保收费,属于自费项目。
3.3 科室应用情况
借鉴其他医院的使用情况,EOS主要用于骨科的脊柱畸形、下肢畸形、全髖全膝关节置换。因其辐射剂量低,特别适合儿童的骨科检查。
4 讨论
EOS成像系统是基于新型粒子探测器的基础上结合正侧位两套成像球管和探测器组成的成像系统,放射科医生和骨科医生可以得到自然站立位下真人大小的3D全身骨骼影像,同时得到正面和侧面的视图,两个相互垂直的X射线管连同探测器下滑,从头到脚,不碰触病人身体,2个图像同时捕获一张准确的病人肌肉骨骼系统的正面图像,一张准确的病人肌肉骨骼系统的侧面图像。这两个数字图像可以为医生创建精准的真人大小的3D病人骨骼模型,在大大减低辐射量的条件下,同时获得病人站姿或坐姿的全身正面和侧面图像。经文献研究发现负重位确实具备临床应用价值,但普通DR也可以做到;3D成像具备临床意义,但CT做的更精确。EOS最重要的优势是由于采用通过准直仪缝隙后获得的扇形光束来实现大降低放射剂量,适合需要频繁摄片的患者和儿童。目前该产品未进入医保,且定价很高,适合走高端医疗路线以及开展结合3D重建的手术临床研究;该产品目前针对的适应症较少,适合骨科专科医院使用,未来随着3D重建技术在骨科手术中进一步推广,有可能扩展适应症。
参考文献
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