基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)研究

摘 要：傳統(tǒng)的PACS（picture archiving and communication systems）系統(tǒng)逐漸從數(shù)字化醫(yī)院向局域化、全局性的PACS系統(tǒng)發(fā)展，開發(fā)出基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)，其具有很大的優(yōu)勢，在醫(yī)療信息化過程中占有重要位置和現(xiàn)實(shí)意義。文章從簡介、系統(tǒng)的Web服務(wù)、基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的特點(diǎn)，基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)需要解決的問題等方面，對基于Web的PACS系統(tǒng)進(jìn)行了研究探討，是一份重要的研究文獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)；PACS；數(shù)字化醫(yī)院；全局性；遠(yuǎn)程醫(yī)療

1 簡介

1.1 什么是PACS

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，中文意為影像歸檔和通信系統(tǒng)。PACS是應(yīng)用在醫(yī)院影像科室的系統(tǒng)，主要功能和任務(wù)就是把日常產(chǎn)生的各種醫(yī)學(xué)影像（MRI、CT、超聲、X光機(jī)、各種紅外儀、顯微儀等設(shè)備產(chǎn)生的圖像）通過各種接口（模擬、DICOM、網(wǎng)絡(luò)）以數(shù)字化的方式將圖像和信息數(shù)據(jù)海量保存起來，在一定的授權(quán)下，需要的時(shí)候能夠很快地調(diào)回使用，同時(shí)增加一些輔助診斷管理功能，在各種影像設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)和組織存儲數(shù)據(jù)具有重要作用。[1]

1.2 Web服務(wù)的引入

1.2.1 Web服務(wù)引入的歷史背景

傳統(tǒng)的PACS在體系結(jié)構(gòu)上大多是封閉式集中式的2層C/S結(jié)構(gòu)，在負(fù)載均衡、擴(kuò)展集成以及升級維護(hù)方面存在著很大的局限性，分布式對象技術(shù)的引入，Web服務(wù)的應(yīng)用使PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大得到簡化，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行PACS的設(shè)計(jì)屏蔽了對象通信的細(xì)節(jié)，將PACS系統(tǒng)中的各種服務(wù)從PACS系統(tǒng)功能中剝離出來以服務(wù)對象的形式進(jìn)行封裝，使得PACS系統(tǒng)具有更高的運(yùn)行效率、更大的靈活性和可擴(kuò)展性。在體系結(jié)構(gòu)方面的特征是瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)取代2層的C/S結(jié)構(gòu)，包括客戶層、中間層和數(shù)據(jù)層。客戶層表現(xiàn)邏輯用戶接口，中間層為事務(wù)處理邏輯和數(shù)據(jù)存取邏輯，數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和管理。與傳統(tǒng)的2層客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)相比，B/S結(jié)構(gòu)將側(cè)重點(diǎn)從關(guān)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向關(guān)注服務(wù)，是PACS系統(tǒng)應(yīng)用功能的一大進(jìn)步。

大型PACS分布式應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜度得到了簡化，Web服務(wù)的應(yīng)用的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，PACS應(yīng)用的開發(fā)和服務(wù)質(zhì)量得到了提高，應(yīng)用的升級和動態(tài)伸縮靈活性增強(qiáng)。

1.2.2 Web服務(wù)的一般邏輯結(jié)構(gòu)

基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的一般邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。Web服務(wù)是PACS系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)交互的中心環(huán)節(jié)，客戶應(yīng)用通過Web服務(wù)與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與信息服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息交互。

1.3 基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)

基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)就是利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，有效地利用現(xiàn)有的Web資源，開發(fā)使用的PACS系統(tǒng)。在PACS系統(tǒng)從數(shù)字化醫(yī)院向局域性，全局性的PACS系統(tǒng)發(fā)展中具有重要的優(yōu)勢，在遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展中具有重要地位。

2 系統(tǒng)的Web服務(wù)

2.1 Web服務(wù)架構(gòu)

使用Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)一般架構(gòu)如圖2所示。

2.2 Web服務(wù)

Web服務(wù)是可被描述、發(fā)布和定位的自包含的模塊化應(yīng)用并可通過網(wǎng)絡(luò)被調(diào)用執(zhí)行的技術(shù)和應(yīng)用內(nèi)容。Web服務(wù)技術(shù)是為解決在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下松散耦合的客戶程序（客戶端）與Web服務(wù)（服務(wù)器）間、Web服務(wù)（Web服務(wù)器）之間進(jìn)行互相調(diào)用、互相集成而設(shè)計(jì)的技術(shù)模式和框架。

在Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中有三種角色：服務(wù)提供者、服務(wù)注冊中心（Service registry）和服務(wù)請求者，構(gòu)成PACS系統(tǒng)的Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)服務(wù)器等服務(wù)提供者實(shí)現(xiàn)并發(fā)布Web服務(wù)，并提供標(biāo)準(zhǔn)的接口功能（以太網(wǎng)）供服務(wù)請求者調(diào)用Web服務(wù)提取PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)；服務(wù)注冊中心提供一類方法使服務(wù)請求者發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)；服務(wù)請求者通過服務(wù)注冊中心訪問PACS系統(tǒng)的服務(wù)提供者（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等）得到所需的Web服務(wù)的接口，利用接口中提供的Web服務(wù)啟動參數(shù)和返回結(jié)果的描述信息，直接調(diào)用得到服務(wù)請求者訪問PACS系統(tǒng)的Web服務(wù)執(zhí)行結(jié)果。

3 基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 開放式

基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)是一個(gè)開放式的系統(tǒng)，與HIS等信息系統(tǒng)有接口相連接融合，信息的，傳輸，組織，存儲，回調(diào)是一個(gè)相對開放的過程。利用Web技術(shù)，使遠(yuǎn)程終端的實(shí)現(xiàn)變得容易起來，遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)利用Web技術(shù)，通過原有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，變得更實(shí)用化、便捷化?；赪eb服務(wù)的PACS系統(tǒng)是一個(gè)開放式的系統(tǒng)，與外部遠(yuǎn)程資源進(jìn)行信息資源的交互[2]。

3.2 分布式

2000年至今，在PACS應(yīng)用逐步從數(shù)字化醫(yī)院邁向開發(fā)局域化，全局性的PACS系統(tǒng)，以適應(yīng)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的要求。HL7標(biāo)準(zhǔn)的形成，推動了醫(yī)院信息化的標(biāo)準(zhǔn)化。面對處理速度，用戶體驗(yàn)與處于不同位置和地域的大量復(fù)雜圖像處理的要求，采用基于Web的分布式架構(gòu)[3]的PACS系統(tǒng)成為一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)要求。

3.3 組件化[4]

基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)各功能組成部分相對獨(dú)立，系統(tǒng)可以方便地拆分、升級，與外部信息系統(tǒng)方便地進(jìn)行組合，以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)全部或部分功能要求，便捷地與外部信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接融合，以最小的代價(jià)達(dá)到醫(yī)療資源充分共享的目的。

3.4 面向服務(wù)

基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)是面向服務(wù)的。系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫以滿足外部客戶端訪問的要求，這種要求是通過Web服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。Web技術(shù)的采用，在很大程度上是適應(yīng)信息化的要求，使基于Web的PACS系統(tǒng)能更好服務(wù)于客戶對相關(guān)醫(yī)療信息的要求。

4 基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)需要解決的問題

4.1 與HIS接口

PACS系統(tǒng)作為醫(yī)學(xué)影像存儲、傳輸、管理的系統(tǒng)是一個(gè)完整的系統(tǒng)，同時(shí)不應(yīng)孤立與HIS（醫(yī)院信息系統(tǒng)）之外，這樣PACS系統(tǒng)的很多功能特點(diǎn)才有意義。與HIS的接口建設(shè)，是基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的一項(xiàng)基本業(yè)務(wù)要求。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

由于影像在醫(yī)院診斷中的重要地位，對醫(yī)學(xué)影像的存檔、通信和顯示以及診斷在醫(yī)院信息化的背景下，具有重要意義。對PACS系統(tǒng)而言，兩個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)化是必須的。第一層標(biāo)準(zhǔn)是在PACS中的多發(fā)送站設(shè)備，涉及處理信息訪問和系統(tǒng)之間通信的數(shù)據(jù)和圖像標(biāo)準(zhǔn)。第二層的標(biāo)準(zhǔn)化在醫(yī)學(xué)和使用層面，為了醫(yī)學(xué)需求和數(shù)據(jù)的使用?；赪eb服務(wù)的PACS系統(tǒng)中一層標(biāo)準(zhǔn)化遵循DICOM和HL7標(biāo)準(zhǔn)，另一層是網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)化。另外，在數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)層面也要盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化。

4.3 安全性

信息數(shù)據(jù)的安全性是基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)必須重視的問題。一般包括PACS系統(tǒng)內(nèi)信息訪問的安全性和與外部資源共享的安全性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的信息數(shù)據(jù)安全和利用Web技術(shù)進(jìn)行與外部數(shù)據(jù)資源共享時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信的安全是必須考慮的。系統(tǒng)服務(wù)器的安全防護(hù)，通訊安全在Web技術(shù)的使用下必須加強(qiáng)，可以設(shè)置權(quán)限、角色、防火墻等來實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于Web技術(shù)的特點(diǎn)和基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的特點(diǎn)，必須考慮來進(jìn)行安全性的設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語

傳統(tǒng)的PACS系統(tǒng)出現(xiàn)以來，隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息化的進(jìn)程，PACS系統(tǒng)逐漸從數(shù)字化醫(yī)院，向局域化、全局性的PACS系統(tǒng)發(fā)展。在這個(gè)過程中，PACS系統(tǒng)應(yīng)具有分布式、開放式、組件化和面向服務(wù)等特點(diǎn)，利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，開發(fā)出的基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢?；赪eb服務(wù)的PACS系統(tǒng)具有上述優(yōu)勢特點(diǎn)，在醫(yī)療信息化過程中占有重要位置和現(xiàn)實(shí)意義。文章從Web服務(wù)和PACS系統(tǒng)的特點(diǎn)開始，先后從PACS的簡介、Web服務(wù)的引入、Web服務(wù)的架構(gòu)、基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)的特點(diǎn)、基于Web服務(wù)的PACS系統(tǒng)需要解決的問題等方面，對基于Web的PACS系統(tǒng)進(jìn)行了研究探討，是一份重要的研究文獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]孟勛.基于分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的PACS系統(tǒng)研究[J].科技傳播，2014，11：236-237.

[2]王曉敏，謝晉東，王鵬程，等.基于web技術(shù)的醫(yī)學(xué)圖像遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2008，25（5）：856-858.

[3]何鯤.基于Web的分布式PACS系統(tǒng)研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，25（2）：308-311.

[4]李建華，陳興新.基于Web組件技術(shù)的PACS系統(tǒng)研究[J].中國醫(yī)療器械信息，2008，14（6）：27-29.

作者簡介：孟勛（1975，4-），男，教師，資深軟件工程師/架構(gòu)師，職稱：助教、助工，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：生物醫(yī)學(xué)工程，計(jì)算機(jī)軟件與應(yīng)用，信號處理。