基于Web的中小型PACS系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

唐曉鳳

摘要：PACS（Picture Archiving and Communication System，影像存檔及通訊系統(tǒng)）系統(tǒng)是一個專業(yè)化的醫(yī)學(xué)信息管理系統(tǒng)。由于C/S架構(gòu)的PACS系統(tǒng)存在成本過高、異地數(shù)據(jù)共享困難以及系統(tǒng)維護(hù)困難等原因，該文提出采用B/S架構(gòu)來構(gòu)建PACS系統(tǒng)。在基于Web的中小型PACS系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程中，采用JAVA技術(shù)設(shè)計PACS客戶端，采用開源免費(fèi)的Tomcat Web瀏覽器，并采用JSP訪問方式實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問?；赪eb的中小型PACS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的成本開銷、有助于系統(tǒng)的維護(hù)以及安全性的提高，更有利于遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：Web；PACS系統(tǒng)；B/S

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0251-02

1 背景

隨著計算機(jī)技術(shù)發(fā)展以及醫(yī)學(xué)數(shù)字化成像設(shè)備的廣泛應(yīng)用，PACS系統(tǒng)的需求更加廣泛。PACS[1]（Picture Archiving and Communication System，影像存檔及通訊系統(tǒng)）系統(tǒng)實(shí)際上是一個專業(yè)化的醫(yī)學(xué)信息管理系統(tǒng)，它代表了構(gòu)成一個現(xiàn)代數(shù)字化放射科最基本的成分和系統(tǒng)單元的集成化體系和過程，主要包括影像采集系統(tǒng)、影像存儲管理系統(tǒng)、影像工作站以及連接所有設(shè)備和系統(tǒng)并提供影像數(shù)據(jù)傳輸和交換平臺的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。目前，PACS系統(tǒng)主要采用的結(jié)構(gòu)是C/S（Client/Server，客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)要求在PACS的每一個客戶端必須安裝PACS客戶端，這樣一來不僅增加了系統(tǒng)的成本，而且數(shù)據(jù)共享困難。為了彌補(bǔ)C/S架構(gòu)的PACS的缺點(diǎn)，基于Web的中小型PACS系統(tǒng)的開發(fā)非常有必要，B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)在客戶端無需安裝專門的軟件，在處理模式、數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)安全以及系統(tǒng)成本開銷等方面都優(yōu)于C/S結(jié)構(gòu)。

2 基于Web的中小型PACS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

PACS系統(tǒng)包括醫(yī)學(xué)影像采集設(shè)備、影像存儲管理系統(tǒng)（PACS服務(wù)器）、影像工作站、DICOM標(biāo)準(zhǔn)、影像硬拷貝輸出系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)?；赪eb的中小型PACS系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖所示。

2.2 B/S模式的三層體系結(jié)構(gòu)

B/S模式的三層體系結(jié)構(gòu)[2]指的是PACS系統(tǒng)客戶端、Web服務(wù)器以及PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

其中PACS客戶端屬于表示層，它的主要職責(zé)是通過瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送需要執(zhí)行的命令請求并通過瀏覽器查看執(zhí)行命令的結(jié)果；Web服務(wù)器屬于業(yè)務(wù)邏輯層，作為PACS系統(tǒng)客戶端和PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的中間件，其主要職責(zé)是接收PACS客戶端的命令請求，并將請求發(fā)送給PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，另外還需要接收PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器執(zhí)行的數(shù)據(jù)結(jié)果并將數(shù)據(jù)結(jié)果處理后反饋給PACS客戶端；PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器屬于數(shù)據(jù)存儲層，其主要職責(zé)是接收Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)返回給Web服務(wù)器。其中PACS客戶端和Web服務(wù)器之間的通訊是在廣域網(wǎng)中，而Web服務(wù)器和PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的通訊則是在局域網(wǎng)中。

3 基于Web的中小型PACS系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

3.1 基于Web的中小型PACS系統(tǒng)客戶端的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

基于Web的中小型PACS系統(tǒng)不需要在客戶端安裝專門的PACS客戶端軟件，只需要借助IE瀏覽器來完成對PACS系統(tǒng)的訪問即可。因此，基于Web的中小型PACS系統(tǒng)中最主要的就是PACS Web客戶端軟件的設(shè)計。其總體的設(shè)計如圖3 基于Web的中小型PACS系統(tǒng)客戶端總體設(shè)計所示：

該系統(tǒng)主要包括六個模塊：

1）系統(tǒng)登錄模塊：該系統(tǒng)通過瀏覽器來訪問數(shù)據(jù)，系統(tǒng)登錄模塊主要的功能就是用戶通過登錄模塊進(jìn)入系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)注冊用戶等。

2）數(shù)據(jù)查詢模塊：該模塊主要是用來查詢病人的相關(guān)信息，查看病人的圖像是否已經(jīng)采集好以及病人的其他的一些信息。

3）圖像采集模塊：該模塊主要是用來采集設(shè)備的圖像，通過與CT、MR和超聲等設(shè)備的連接，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)。

4）圖像處理模塊：該模塊主要是對采集好的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括旋轉(zhuǎn)、縮放以及灰度變化等。

5）打印輸出模塊：該模塊的主要功能是對已采集并處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印輸出。

6）系統(tǒng)退出模塊：該模塊的功能就是控制系統(tǒng)的退出。

基于Web的中小型PACS系統(tǒng)客戶端的六個模塊的實(shí)現(xiàn)主要采用Java技術(shù)，由于Web瀏覽器不能直接解析DCIOM格式的文件，因此采用Java Applet技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對DICOM文件的解析。Java程序的開發(fā)軟件比較多，包括JBuilder、Eclipse以及MyEclipse等軟件。為實(shí)現(xiàn)PACS系統(tǒng)客戶端軟件的功能，結(jié)合實(shí)際的情況，該系統(tǒng)的開發(fā)采用Eclipse軟件并結(jié)合MyEclipse插件對系統(tǒng)客戶端的進(jìn)行開發(fā)。

3.2 基于Web的中小型PACS系統(tǒng)服務(wù)器的設(shè)計

基于Web的中小型PACS系統(tǒng)服務(wù)器的設(shè)計主要是Web服務(wù)器的設(shè)計以及數(shù)據(jù)訪問的實(shí)現(xiàn)。Web服務(wù)器的功能主要是接收PACS客戶端的信息并將數(shù)據(jù)信息反饋給PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，然后接收PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理后的數(shù)據(jù)并將該信息在客戶端顯示?；赑ACS系統(tǒng)的功能，該系統(tǒng)采用Apache Tomcat Web服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)。Tomcat服務(wù)器是基于Web的免費(fèi)并且開源的服務(wù)器，該服務(wù)器是一種輕量級的服務(wù)器，應(yīng)用于中小型PACS系統(tǒng)還是非常合適的。選擇服務(wù)器后，還需要對該Web服務(wù)器進(jìn)行配置，包括JDK（Java Development Kit）環(huán)境變量的配置以及Tomcat環(huán)境變量的配置。

基于Web技術(shù)的PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問方式主要有三種：公共網(wǎng)關(guān)接口CGI（Common Gateway Interface，公共網(wǎng)關(guān)接口）技術(shù)、ASP（Active Server Page）技術(shù)以及JSP（Java Server Page）[3] 技術(shù)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問方式采用的是JSP技術(shù)，JSP技術(shù)主要采用JDBC（Java Data Base Connectivity， java數(shù)據(jù)庫連接）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，JDBC與ODBC（（Open Database Connectivity，開放數(shù)據(jù)庫互連）非常類似，JDBC作為數(shù)據(jù)連接的中間件其主要的功能就是發(fā)送請求、連接數(shù)據(jù)以及返回數(shù)據(jù)信息等。由于PACS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用的軟件是SQL Server軟件，JDBC與SQL語句處理以及各種數(shù)據(jù)庫的操作都無關(guān)，是獨(dú)立于SQL數(shù)據(jù)庫的，所以采用JDBC的優(yōu)勢很明顯。但通過JDBC來讀取數(shù)據(jù)庫，需要使用JDBC driver，用此技術(shù)來連接SQL數(shù)據(jù)庫與JDBC API，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問。

4 結(jié)束語

PACS系統(tǒng)近幾年發(fā)展迅速，技術(shù)不斷成熟，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大?；赪eb的中小型PACS系統(tǒng)是為適應(yīng)用戶的需求而設(shè)計的，其主要的目的是減少客戶端安裝帶來的成本過高、維護(hù)困難等現(xiàn)狀。基于Web的中小型PACS系統(tǒng)的開發(fā)，系統(tǒng)的客戶端無需安裝專門的軟件，只需要借助IE瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)對PACS系統(tǒng)的操作，這樣一來不僅降低了系統(tǒng)的成本開銷、有助于系統(tǒng)的維護(hù)以及安全性的提高，更有利于遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹奕雯， 陶薔. PACS關(guān)鍵技術(shù)及國內(nèi)應(yīng)用[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備， 2011，32（1）：77-78.

[2] 孟勛. 基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2016（1）：64-66.

[3] 羅在文. JSP技術(shù)訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 長沙理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2010，33（3）：145-148.