移動(dòng)醫(yī)學(xué)影像閱片系統(tǒng)構(gòu)建與關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、目的：
　　近年來，醫(yī)學(xué)信息技術(shù)發(fā)展迅速，我國(guó)衛(wèi)生信息化工程建設(shè)從無到有，從局部到全局。醫(yī)院信息化工作在醫(yī)院內(nèi)外各業(yè)務(wù)領(lǐng)域不斷滲透，醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)逐漸成為醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系中不可或缺的重要組成部分。
　　PACS系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication Systems，醫(yī)學(xué)影像歸檔與傳輸系統(tǒng)），是為解決醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像的傳輸、顯示、歸檔及管理的一套信息系統(tǒng)。PACS系統(tǒng)的目的是提高醫(yī)院信息化水平，

2、改善醫(yī)院管理流程，降低成本。系統(tǒng)解決了醫(yī)學(xué)影像文件的存儲(chǔ)和管理問題、實(shí)現(xiàn)信息資源共享、改善了醫(yī)院放射科室的工作流程、減少了膠片使用及膠片存儲(chǔ)空間、減少了膠片管理人員、在臨床診斷及醫(yī)學(xué)科研等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
　　手持移動(dòng)設(shè)備發(fā)生了革命性的變革，市場(chǎng)上出現(xiàn)了大量高性能移動(dòng)智能手機(jī)和平板電腦，硬件以蘋果、三星、聯(lián)想、華為等廠家為主導(dǎo)，操作系統(tǒng)以蘋果公司的IOS操作系統(tǒng)、谷歌公司的Android操作系統(tǒng)、微軟公司的WindowsPho

3、ne操作系統(tǒng)為主導(dǎo)。硬件配置多為四核處理器、超過1GB的RAM、16G以上ROM及支持大容量存儲(chǔ)卡擴(kuò)展。使用這些高性能設(shè)備作為移動(dòng)PACS系統(tǒng)的終端，可以快速調(diào)閱影像，為醫(yī)生、護(hù)士可以快速、及時(shí)地查閱病人的影像診斷資料提供保證。
　　隨著移動(dòng)通訊產(chǎn)品和技術(shù)、遠(yuǎn)程及網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的日益完善，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，區(qū)域醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)診和移動(dòng)醫(yī)療等對(duì)WEB下訪問醫(yī)學(xué)影像的需求越來越強(qiáng)烈，異構(gòu)PACS系統(tǒng)間影像的調(diào)閱也越來越頻繁，傳統(tǒng)的

4、C/S架構(gòu)PACS閱片工作站面臨挑戰(zhàn)。
　　目前對(duì)于WEB方式訪問醫(yī)學(xué)影像一般是通過編寫ActiveX控件內(nèi)嵌到IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)?？丶绞浇鉀Q了影像調(diào)閱問題，但也存在很多問題，如控件的安裝、更新、管理維護(hù)等問題。另外，ActiveX控件只能在IE瀏覽器應(yīng)用，在移動(dòng)平板、手機(jī)等設(shè)備無法應(yīng)用。因此我們提出一種跨移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)影像閱片技術(shù)解決方案。
　　本項(xiàng)目主要研究的目標(biāo)是采用WADO技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像在通用移動(dòng)瀏覽器上傳輸與顯示，

5、打造在各移動(dòng)終端上通用的醫(yī)學(xué)影像瀏覽系統(tǒng)。本課題在各地方區(qū)域影像的區(qū)域影像共享平臺(tái)、遠(yuǎn)程會(huì)診影像瀏覽模塊、直接替換院內(nèi)臨床瀏覽工作站影像瀏覽模塊、院內(nèi)移動(dòng)工作站影像瀏覽、病人家里訪問院內(nèi)發(fā)布的檢查影像等方面都有很實(shí)際的應(yīng)用意義。
　　技術(shù)及方法：
　　本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，前端采用jQuery和jQuery Mobile技術(shù)，并利用AJAX異步技術(shù)實(shí)現(xiàn)頁(yè)面與服務(wù)器端的異步通訊;充分利用服務(wù)器高性能運(yùn)算特點(diǎn)，在服務(wù)器端以CGI

6、程序方式把病人DICOM影像數(shù)據(jù)加載進(jìn)行處理后以JPEG影像方式返回到客戶端瀏覽器并進(jìn)行顯示。本項(xiàng)目所研發(fā)的醫(yī)學(xué)影像瀏覽系統(tǒng)，將能實(shí)現(xiàn)在微軟操作系統(tǒng)、蘋果操作系統(tǒng)、Android操作系統(tǒng)等系統(tǒng)下谷歌瀏覽器、火狐瀏覽器、蘋果瀏覽器等瀏覽器下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)及移動(dòng)平臺(tái)下運(yùn)行，大大減少后續(xù)的研發(fā)及維護(hù)成本。
　　本項(xiàng)目研究PACS技術(shù)發(fā)展及在移動(dòng)技術(shù)發(fā)展下的新挑戰(zhàn)研究、AJAX技術(shù)及jQuery框架在移動(dòng)端的應(yīng)用研究、基于WADO技術(shù)

7、的影像閱片系統(tǒng)技術(shù)研究及系統(tǒng)架構(gòu)等方面內(nèi)容。下面分別闡述WADO、CGI、Ajax、jQuery等技術(shù)。
　　DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)是目前醫(yī)學(xué)影像傳輸與通訊的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。以前DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的傳輸方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)模哂泻艽蟮木窒扌?，所以NEMA(National Electrical ManufacturesAssociation，美國(guó)電氣制造商協(xié)

8、會(huì))和ISO(International Organizations forStandardization，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)引入了WADO(Web Access to DICOMPersistent Object，通過Web獲取DICOM持久化對(duì)象技術(shù))用于DICOM醫(yī)學(xué)影像在Web網(wǎng)絡(luò)中的顯示和傳輸，并且于2004年正式將WADO收錄為DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的第十八部分。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步確立了基于Web的PACS是未來PAC

9、S系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
　　WADO為醫(yī)學(xué)影像在WEB中傳輸、交互與顯示等提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案。WADO規(guī)范定義了PACS系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)等系統(tǒng)客戶端，如何從具有WEB功能的DICOM服務(wù)器中獲取影像數(shù)據(jù)的方法的相關(guān)技術(shù)規(guī)范。WADO標(biāo)準(zhǔn)在DICOM標(biāo)準(zhǔn)2004版本第18章開始定義，在最新的DICOM標(biāo)準(zhǔn)2014版本中不斷完善;同時(shí)在ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/WD1.14中也有定義。WADO是作為DICOM服務(wù)

10、器與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、電子病歷(EMR)等信息系統(tǒng)之間信息互通的重要接口標(biāo)準(zhǔn)。
　　DCMTK是一套由德國(guó)OFFIS公司組織開發(fā)的針對(duì)DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)的開源項(xiàng)目。該項(xiàng)目經(jīng)過了10多年的開發(fā)維護(hù)升級(jí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)的幾乎所有內(nèi)容。DCMTK項(xiàng)目由C、C++編寫的跨平臺(tái)項(xiàng)目，提供Windows、Linux等系統(tǒng)下版本，用戶可以按照自己的需要下載編譯。因此，我們使用DCMTK作為操作DICOM文件的底層庫(kù)，實(shí)現(xiàn)

11、DICOM文件的加載、處理與轉(zhuǎn)換工作。
　　CGI（公共網(wǎng)關(guān)接口）是互聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)中最重要的技術(shù)之一，是外部CGI程序與WEB服務(wù)器之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，是用戶和WEB服務(wù)器進(jìn)行交互的最基本的手段之一。我們利用C++開發(fā)兼容WADO標(biāo)準(zhǔn)的CGI程序，并部署到WEB服務(wù)器上。項(xiàng)目中通過C++解析URL參數(shù)及處理DICOM文件。
　　Ajax是2005年2月由Jesse James Garrett提出來的一個(gè)新的概念。Ajax即Asy

12、nchronous JavaScript And XML（異步JavaScript和XML)的簡(jiǎn)稱，是指一種創(chuàng)建交互式網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用的網(wǎng)頁(yè)開發(fā)技術(shù)。使用Ajax技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的異步更新而不是整個(gè)頁(yè)面的刷新，從而減少了頁(yè)面加載時(shí)間，提高了用戶的操作體驗(yàn)。
　　jQuery是一個(gè)開源的JavaScript庫(kù)，而jQuery Mobile是jQuery的移動(dòng)版，兼容Apple IOS、Android等大多數(shù)主流的移動(dòng)瀏覽器。jQuer

13、y及jQueryMobile的應(yīng)用，解決了DOM及Ajax開發(fā)中與瀏覽器兼容等復(fù)雜性問題。利用其豐富的函數(shù)庫(kù)，可以減少代碼編寫量，讓開發(fā)人員全身心投入具體的業(yè)務(wù)流程編寫，幫助開發(fā)者快速開發(fā)出各種跨各種主流的移動(dòng)操作平臺(tái)應(yīng)用，同時(shí)增加了界面的美觀和一致性，使用戶有更好體驗(yàn)。
　　在系統(tǒng)部署過程中，一級(jí)庫(kù)一般存放于放射科的科室機(jī)房?jī)?nèi)，供放射科內(nèi)部使用，而二級(jí)庫(kù)存放于信息科中心機(jī)房，供全院所有設(shè)備調(diào)用。臨床科室使用的臨床工作站及移動(dòng)工作

14、站，一般訪問的影像應(yīng)該存放在二級(jí)庫(kù)內(nèi)。因此，我們把WADO.cgi及相關(guān)文件部署到相應(yīng)的二級(jí)庫(kù)服務(wù)器中，當(dāng)客戶端通過WADO.cgi調(diào)閱DICOM影像時(shí)，影像直接在服務(wù)器端打開，而減少了影像重復(fù)拷貝的時(shí)間。
　　結(jié)果：
　　本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)影像閱片系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，前端為jQuery等編寫的頁(yè)面，后端為C++結(jié)合DCMTK等庫(kù)編寫的CGI程序，系統(tǒng)部署在微軟ⅡS服務(wù)器，后臺(tái)數(shù)據(jù)為Oracle9i。
　　該移動(dòng)醫(yī)學(xué)影像

15、閱片系統(tǒng)在Windows7操作系統(tǒng)的IE、Firefox、GoogleChrome、Apple Safari等主流瀏覽器上進(jìn)行測(cè)試，并在Android、Linux、IOS等操作系統(tǒng)下的Firefox、Google Chrome等瀏覽器上進(jìn)行測(cè)試，系統(tǒng)都可以順利運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像的影像瀏覽、窗寬窗位調(diào)整、手勢(shì)支持、圖像翻頁(yè)等操作，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
　　該系統(tǒng)參加中國(guó)IHE測(cè)試，與場(chǎng)內(nèi)其它廠家進(jìn)行兼容性測(cè)試，通過測(cè)試并取得證書。系

16、統(tǒng)在中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院、廣州市婦女兒童醫(yī)療中心等醫(yī)院進(jìn)行使用，應(yīng)用場(chǎng)景為移動(dòng)平板、手機(jī)端PACS影像閱片，結(jié)合院內(nèi)PACS臨床系統(tǒng)使用，方便醫(yī)生查閱臨床病人影像檢查。
　　結(jié)論：
　　隨著移動(dòng)通訊產(chǎn)品和技術(shù)、遠(yuǎn)程及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的日益完善，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)功能所需要的硬件設(shè)施和技術(shù)業(yè)已具備。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，區(qū)域醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)診和移動(dòng)醫(yī)療等對(duì)WEB下訪問醫(yī)學(xué)影像越來越普及，研究WEB下醫(yī)學(xué)影像的圖像調(diào)閱技術(shù)適合醫(yī)

17、學(xué)信息技術(shù)發(fā)展的需要，而利用WADO方式對(duì)醫(yī)學(xué)影像的調(diào)閱正是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而制定的標(biāo)準(zhǔn)。Ajax、jQuery和jQueryMobile等前端技術(shù)框架，為手持移動(dòng)設(shè)備在瀏覽器上開發(fā)統(tǒng)一醫(yī)學(xué)影像閱片系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐，基于移動(dòng)端醫(yī)學(xué)影像閱片技術(shù)是未來PACS重點(diǎn)研究方向。
　　與傳統(tǒng)調(diào)閱圖像相比，本研究方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
　　1)基于瀏覽器的客戶端技術(shù)，允許在Windows、Linux、IOS、Android等系統(tǒng)兼容使用，與操

18、作系統(tǒng)無關(guān)。系統(tǒng)開發(fā)一次兼容多個(gè)平臺(tái)，減少代碼重構(gòu)的時(shí)間，增加系統(tǒng)的利用率。
　　2)基于WADO技術(shù)的影像調(diào)閱，基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的影像調(diào)閱技術(shù)，有利于增加不同PACS廠家系統(tǒng)兼容性。
　　3)顯示圖像為JPEG圖像，可以在院內(nèi)PACS及區(qū)域影像平臺(tái)使用。圖像轉(zhuǎn)換為JPEG返回客戶端，大大減少影像加載的時(shí)間。
　　4)增加影像的安全性。通過WADO方式返回的是由CGI把DICOM影像轉(zhuǎn)換為JPEG影像由瀏覽器進(jìn)行顯示