论文部分内容阅读
【摘 要】现代医疗技术的发展趋势之一是远程医疗，远程医疗技术糅合了计算机多媒体、通信网络的技术特点，能够在有效提高医疗诊断水平的同时降低医疗费用，适用于多种人群的不同需求。DICOM作为业内国际标准，广泛运用在心血管成像、核磁共振等领域，搭建基于DICOM协议的远程医疗软件系统有着十分重要的意义。本文简要介绍了远程医疗软件系统相关技术，阐述了各个模块的基本设计。
【关键字】DICOM；远程医疗；交互；诊断
一 引言
经济的发展使得我国人民的生活水平有了大幅提高，但是发展的不均衡使得我国边远贫困地区的医疗资源严重短缺，业务精良的医生和质量过关的药物都匮乏。而在医疗资源丰富的地区则存在资源浪费现象。基于计算机通信、多媒体网络等技术的远程医疗的出现可以有效实现医疗资源的整合，同时能够减轻医务人员的工作负荷，提高了医疗效率。远程医疗的发展趋势是实现文字、数据、语音盒图像等资料的远程可靠传输，便于高水平的医生指导低水平的医生，以及在不同的医疗机构之间共享医疗资源、远程会诊等。
二 系统相关技术介绍
1.DICOM标准。DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine，由ACR-NEMA聯合委员发布）标准全称为医学数字成像和通信标准，便于不同的设备制造商的设备之间的信息交换，主要内容包括数字成像和通讯两方面。该标准包含的内容有遵从性、信息对象定义、服务类规范、数据结构和语义学、数据字典、介质存储与文件格式、灰度图像显示函数等等。
文件头和数据集是DICOM文件的两个主要部分。文件头一般由前同步码、前缀和部分有用信息组成，其在DICOM文件中必不可少，前同步码中的128个00H字节包含文件说明信息，中间部分以字符串“DCIM”开头。
DCMTK（DICOM Tool Kit， 由德国offis公司提供的开源项目）是一个基于DICOM协议的工具集，包含一系列软件，存在大量的类、结构、联合和接口等，可以用来对于DICOM图像文件进行操作。
2.中间件。中间件是基于网络异构平台的独立系统软件或者系统服务，能够在不同技术之间共享资源。中间件的分类主要有远程过程调用中间件、面向消息的中间件、对象请求代理中间件、事物处理监控器中间件和数据访问中间件等。中间件的搭建需要具备平台无关性，具备良好的可靠性和较高的效率，能够支持分布式计算，提供跨平台的交互功能。
3.多媒体数据库。多媒体数据库将多媒体技术特点和传统数据库优势糅合在一起，提供了新的数据管理的方式。数据库可以访问中间件，这种权限允许了同样接口在不同计算机之间的数据库访问权限。在实现利用数据库访问中间件时，需要利用到SQL对数据库的操作，包括查询、插入、更新和删除等等。远程医疗系统中的多媒体数据库类型包含文、图像、声音和视频等。
4.XML技术。XML技术是可扩展标记语言，以基于web编程的思想来增强因特网上结构化文档的交换。对于数据描述和传输的强大能力使得XML具备较强的开放性。利用XML技术在远程医疗系统设计中能够实现异构数据源之间的信息交换，源数据提档变成XML文档，经过解析之后导入新的数据源之中。
三 系统详细设计
本文基于DICOM协议标准的远程，阐述了医疗软件开发过程中的详细设计步骤，系统主要实现的功能是患者、医生、系统管理员在系统内部之间进行的交流活动的交互功能的实现，包括医患之间的预约和在线诊断、医生在管理员的监管之下注册和开展治疗等等操作，该软件能够应用在远程医疗的会诊场景，具有较高的实用价值和可操作性。
1.系统的三层B/S框架。B/S模式即为web框架中经典的浏览器/服务器模式，是一种新型的信息管理平台，从体系结构上该模式由客户端、web服务器和数据库服务器三层组成。在web服务器角度而言，B/S模式三层结构的基本组成则是表示层、业务逻辑层和数据层。表示层指用户能够接触到的层面，常见的用户界面和web窗体等元素都是表示层的基本成分，该层的主要功能是将业务逻辑层的数据直接与用户进行交互以及回传数据给业务逻辑层。业务逻辑层则利用不同业务之间的逻辑来完成程序运行。数据层与业务逻辑层实现功能上的独立，存储数据和与之进行交互的组件。
2.系统功能分析与性能要求。该医疗系统的开发目的是网络实现医疗的远程服务，因此主要系统需求如下：（1）患者能够实现浏览该系统，在线注册之后能够利用用户名和密码进行登录，查看修改个人基本信息，浏览基本的医疗服务，在线挂号，参与远程会议等。（2）医生能进行基本注册和查看修改个人信息操作，查看预约信息，查看患者病史，填写远程会诊申请，视频参与远程会议。（3）管理员管理医生和患者的基本信息，压缩图像、传送图像等操作。
整个系统面向的对象是普通患者，因此图形界面力求简洁直观，操作方便快捷，功能实用。
3.数据库设计。基于DICOM3.0的标准信息模型可以讲医学影像从上而下划分为患者层、研究层、系列层和影像层四个层次，分别提取信息。最高层次是患者层，能够提供患者所有的信息，甚至包括年龄职业等，研究层包含特定的表示信息，患者可能患有不同的病症，因此研究层是四个层次中最重要的层次。检查类型、检查部位、日期等信息包含在序列层之中，而最基本的影响数据信息、采集部位数据则由最低层次的影像层提供。
四 结语
现代科技的进步使得远程医疗系统发展起来，其具备费用低廉、交流方便等优势，能有有效整合医疗资源。基于DICOM协议的远程医疗系统是今后的发展趋势，在搭建系统的过程中，需要设计模型层级，结合DICOM协议来构建数据库和传输协议，能够有效提高数据传输性能，为医疗服务的发展打好技术基础。
参考文献：
[1]童马金. 远程医疗内窥镜PACS系统的设计与实现[D].华南理工大学，2012.
[2]陈升. CT图像压缩在远程医疗传输系统中的应用研究[D].浙江大学，2013.
【关键字】DICOM；远程医疗；交互；诊断
一 引言
经济的发展使得我国人民的生活水平有了大幅提高，但是发展的不均衡使得我国边远贫困地区的医疗资源严重短缺，业务精良的医生和质量过关的药物都匮乏。而在医疗资源丰富的地区则存在资源浪费现象。基于计算机通信、多媒体网络等技术的远程医疗的出现可以有效实现医疗资源的整合，同时能够减轻医务人员的工作负荷，提高了医疗效率。远程医疗的发展趋势是实现文字、数据、语音盒图像等资料的远程可靠传输，便于高水平的医生指导低水平的医生，以及在不同的医疗机构之间共享医疗资源、远程会诊等。
二 系统相关技术介绍
1.DICOM标准。DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine，由ACR-NEMA聯合委员发布）标准全称为医学数字成像和通信标准，便于不同的设备制造商的设备之间的信息交换，主要内容包括数字成像和通讯两方面。该标准包含的内容有遵从性、信息对象定义、服务类规范、数据结构和语义学、数据字典、介质存储与文件格式、灰度图像显示函数等等。
文件头和数据集是DICOM文件的两个主要部分。文件头一般由前同步码、前缀和部分有用信息组成，其在DICOM文件中必不可少，前同步码中的128个00H字节包含文件说明信息，中间部分以字符串“DCIM”开头。
DCMTK（DICOM Tool Kit， 由德国offis公司提供的开源项目）是一个基于DICOM协议的工具集，包含一系列软件，存在大量的类、结构、联合和接口等，可以用来对于DICOM图像文件进行操作。
2.中间件。中间件是基于网络异构平台的独立系统软件或者系统服务，能够在不同技术之间共享资源。中间件的分类主要有远程过程调用中间件、面向消息的中间件、对象请求代理中间件、事物处理监控器中间件和数据访问中间件等。中间件的搭建需要具备平台无关性，具备良好的可靠性和较高的效率，能够支持分布式计算，提供跨平台的交互功能。
3.多媒体数据库。多媒体数据库将多媒体技术特点和传统数据库优势糅合在一起，提供了新的数据管理的方式。数据库可以访问中间件，这种权限允许了同样接口在不同计算机之间的数据库访问权限。在实现利用数据库访问中间件时，需要利用到SQL对数据库的操作，包括查询、插入、更新和删除等等。远程医疗系统中的多媒体数据库类型包含文、图像、声音和视频等。
4.XML技术。XML技术是可扩展标记语言，以基于web编程的思想来增强因特网上结构化文档的交换。对于数据描述和传输的强大能力使得XML具备较强的开放性。利用XML技术在远程医疗系统设计中能够实现异构数据源之间的信息交换，源数据提档变成XML文档，经过解析之后导入新的数据源之中。
三 系统详细设计
本文基于DICOM协议标准的远程，阐述了医疗软件开发过程中的详细设计步骤，系统主要实现的功能是患者、医生、系统管理员在系统内部之间进行的交流活动的交互功能的实现，包括医患之间的预约和在线诊断、医生在管理员的监管之下注册和开展治疗等等操作，该软件能够应用在远程医疗的会诊场景，具有较高的实用价值和可操作性。
1.系统的三层B/S框架。B/S模式即为web框架中经典的浏览器/服务器模式，是一种新型的信息管理平台，从体系结构上该模式由客户端、web服务器和数据库服务器三层组成。在web服务器角度而言，B/S模式三层结构的基本组成则是表示层、业务逻辑层和数据层。表示层指用户能够接触到的层面，常见的用户界面和web窗体等元素都是表示层的基本成分，该层的主要功能是将业务逻辑层的数据直接与用户进行交互以及回传数据给业务逻辑层。业务逻辑层则利用不同业务之间的逻辑来完成程序运行。数据层与业务逻辑层实现功能上的独立，存储数据和与之进行交互的组件。
2.系统功能分析与性能要求。该医疗系统的开发目的是网络实现医疗的远程服务，因此主要系统需求如下：（1）患者能够实现浏览该系统，在线注册之后能够利用用户名和密码进行登录，查看修改个人基本信息，浏览基本的医疗服务，在线挂号，参与远程会议等。（2）医生能进行基本注册和查看修改个人信息操作，查看预约信息，查看患者病史，填写远程会诊申请，视频参与远程会议。（3）管理员管理医生和患者的基本信息，压缩图像、传送图像等操作。
整个系统面向的对象是普通患者，因此图形界面力求简洁直观，操作方便快捷，功能实用。
3.数据库设计。基于DICOM3.0的标准信息模型可以讲医学影像从上而下划分为患者层、研究层、系列层和影像层四个层次，分别提取信息。最高层次是患者层，能够提供患者所有的信息，甚至包括年龄职业等，研究层包含特定的表示信息，患者可能患有不同的病症，因此研究层是四个层次中最重要的层次。检查类型、检查部位、日期等信息包含在序列层之中，而最基本的影响数据信息、采集部位数据则由最低层次的影像层提供。
四 结语
现代科技的进步使得远程医疗系统发展起来，其具备费用低廉、交流方便等优势，能有有效整合医疗资源。基于DICOM协议的远程医疗系统是今后的发展趋势，在搭建系统的过程中，需要设计模型层级，结合DICOM协议来构建数据库和传输协议，能够有效提高数据传输性能，为医疗服务的发展打好技术基础。
参考文献：
[1]童马金. 远程医疗内窥镜PACS系统的设计与实现[D].华南理工大学，2012.
[2]陈升. CT图像压缩在远程医疗传输系统中的应用研究[D].浙江大学，2013.