基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器的研究與應(yīng)用

范莉芳，趙峰，張霞，齊干，朱向明

（皖南醫(yī)學(xué)院附屬弋磯山醫(yī)院，安徽蕪湖241001）

基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器的研究與應(yīng)用

范莉芳，趙峰，張霞，齊干，朱向明*

（皖南醫(yī)學(xué)院附屬弋磯山醫(yī)院，安徽蕪湖241001）

基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器，利用我院現(xiàn)有的FULLPACS系統(tǒng)，在Dotnet環(huán)境下運(yùn)用WCF、XML、HL7、DICOM、HTTP、SOAP等標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)，研究遵循DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)的Dotnet插件，使各插件均可裝配到不同型號(hào)的影像瀏覽器中，實(shí)現(xiàn)了靈活添加或卸載醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的功能插件、遠(yuǎn)程教學(xué)及遠(yuǎn)程會(huì)診。基于Dotnet插件的卸載和添加操作簡單，不必改動(dòng)軟件程序，保證了軟件程序的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)快捷調(diào)閱和共享醫(yī)學(xué)影像資料。

醫(yī)學(xué)影像瀏覽器；信息共享；DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)

近幾十年來，隨著醫(yī)學(xué)日新月異的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)也有著突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，數(shù)字化信息與技術(shù)也越來越多地滲入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication System，PACS）也成為綜合性醫(yī)院不可或缺的一部分。鄭濤等〔1〕在對(duì)“我院PACS∕RIS在放射科質(zhì)量控制工作中的應(yīng)用價(jià)值”這一課題進(jìn)行研究時(shí)就曾發(fā)現(xiàn)，PACS在放射科中的應(yīng)用可有效改善放射科影像資料質(zhì)量，提高放射科工作效率。進(jìn)而種類繁多的醫(yī)學(xué)影像瀏覽器也如雨后春筍般出現(xiàn)，這些給醫(yī)學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展帶來了很多便利。但是，在臨床使用過程中，仍然會(huì)遇到諸多問題，比如影像科醫(yī)師需要增加或減少醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的某種功能時(shí)，必須請(qǐng)瀏覽器開發(fā)商的專業(yè)人員操作才能實(shí)現(xiàn)。而且源代碼的修改給主程序穩(wěn)定性也帶來了威脅，如果局部出現(xiàn)錯(cuò)誤，整體程序運(yùn)行就會(huì)出現(xiàn)問題，排查問題很麻煩。重要的是，大家一直設(shè)想的利用PACS實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院之間及醫(yī)院與醫(yī)學(xué)院校之間的影像資料的傳輸與互訪成了海市蜃樓。遠(yuǎn)程調(diào)閱患者的影像資料比較困難，遠(yuǎn)程會(huì)診與遠(yuǎn)程教學(xué)也難以真正實(shí)現(xiàn)。為了解決上述難題，我們通過不懈努力，研發(fā)出了基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器。

1 材料與方法

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路（見圖1）是把患者在醫(yī)院采集的各種醫(yī)學(xué)影像資料，包括CT、MRI、超聲、內(nèi)鏡等臨床診斷設(shè)備產(chǎn)生的圖像，通過模擬、網(wǎng)絡(luò)、DICOM等接口以數(shù)字化的形式長期、海量保存，當(dāng)臨床診斷需要時(shí)可經(jīng)授權(quán)取回使用、編輯〔2-6〕。在整個(gè)系統(tǒng)中，首先要在遵循DICOM標(biāo)準(zhǔn)〔7〕的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議完成影像圖像的接收，并把圖像歸檔儲(chǔ)存在Web服務(wù)器的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，然后作為客戶端訪問Web數(shù)據(jù)庫。無論院內(nèi)還是院外的客戶端都可以訪問。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

1.2研究材料基本平臺(tái)利用我院現(xiàn)有的FULLPACS系統(tǒng)，開發(fā)工具用VisualStudio 2012；Microsoft SQL Server2008 R2；MicrosoftCompact3.5。標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)運(yùn)用WCF、XML、HL7、DICOM、HTTP、SOAP等。

1.3 研究方法

1.3.1 定義標(biāo)準(zhǔn)接口我們所定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，一方面要求所設(shè)計(jì)的Dotnet插件接口遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面要求所匹配的醫(yī)學(xué)影像瀏覽器也遵循這種標(biāo)準(zhǔn)。鑒于DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛認(rèn)同接受，所以選擇DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)來定義標(biāo)準(zhǔn)接口，通過同樣的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)Dotnet插件及醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的互通。

1.3.2 插件設(shè)計(jì)原理與在醫(yī)學(xué)影像瀏覽器中的應(yīng)用圖2所示的是插件設(shè)計(jì)的基本原理，插件管理模塊（PluginManager）的功能是管理插件的加載和卸載，內(nèi)部類關(guān)系圖參考圖3，PluginLoader是插件加載和卸載的具體實(shí)現(xiàn)類；PluginInfo是插件具體功能的實(shí)現(xiàn)類，可以根據(jù)各種不同的需求開發(fā)出相應(yīng)的Plugin。我們的Dotnet插件，是在Dotnet編程環(huán)境下，使用C#、VB或其他允許的編程語言（我院使用C#語言），按照之前我們定義的DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)編寫出來的程序，這個(gè)程序是獨(dú)立存在的，與醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的成像是并行關(guān)系，相互不制約，不影響，但它可以通過自反射供醫(yī)學(xué)影像瀏覽器調(diào)用來實(shí)現(xiàn)其預(yù)設(shè)的相應(yīng)功能。只要遵守插件標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，就可以為醫(yī)學(xué)影像瀏覽器設(shè)計(jì)許多含有各種功能的Dotnet插件，只要用戶需要某些功能，就可以去開發(fā)，然后安裝即可，而且安裝過程簡單迅速，不必改動(dòng)醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的固有程序，也不影響醫(yī)學(xué)影像瀏覽器其他功能的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了邊運(yùn)行邊進(jìn)行功能擴(kuò)展。卸載也是同理，當(dāng)用戶不需要某些功能或需要限制某些功能的使用時(shí)可以快速將具有某項(xiàng)功能的插件移除。最直觀的體現(xiàn)就是添加插件后醫(yī)學(xué)影像瀏覽器就多一個(gè)相應(yīng)功能的工具條按鈕，而這個(gè)按鈕的本質(zhì)就是插件，也就是一個(gè)具有某項(xiàng)功能可以獨(dú)立存在的小程序。當(dāng)安裝好后通過點(diǎn)擊插件按鈕就可以調(diào)用插件，其功能即可實(shí)現(xiàn)。如果不同的設(shè)備廠家或個(gè)體按本研究定義的DICOM標(biāo)準(zhǔn)接口去開發(fā)Dotnet插件及醫(yī)學(xué)影像瀏覽器，那么功能插件與醫(yī)學(xué)影像瀏覽器之間、不同醫(yī)學(xué)影像瀏覽器之間便可以相互交流，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的互通，即基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器。這樣設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)影像瀏覽器的架構(gòu)靈活，功能可以隨需隨加，且具有通用性、開放性及廣泛性。

圖2 基本原理

圖3 內(nèi)部類關(guān)系圖

1.3.3 插件的示例代碼

標(biāo)識(shí)插件的特性

∕∕追加瀏覽器插件需要的特性

［MenuAction（"apply"，"global-menus∕Menu-Tools∕MenuStandard∕MenuMyDesktopTool"，"Apply"）］

［ButtonAction（"apply"，"global-toolbars∕ToolbarStandard∕ToolbarMyDesktopTool"，"Apply"）］

［Tooltip（"apply"，"TooltipMyDesktopTool"）］

［IconSet（"apply"，"Icons.MyToolSmall.png"，"Icons.MyToolMedium.png"，"Icons.MyToolLarge. png"）］

［EnabledStateObserver（"apply"，"Enabled"，"EnabledChanged"）］

［ExtensionOf（typeof（DesktopToolExtension-Point））］

public class MyDesktopTool：Tool＜IDesktop-ToolContext＞

{

private bool_enabled；

private eventEventHandler_enabledChanged；

public MyDesktopTool（）

{

_enabled=true；

}

插件的初始化

∕∕∕＜summary＞

∕∕∕插件初始化函數(shù)

∕∕∕＜∕summary＞

public override void Initialize（）

{

base.Initialize（）；

∕∕可以在這里初始化插件功能需要的參數(shù)信息

}

插件的屬性和狀態(tài)變更事件

∕∕∕＜summary＞

∕∕∕可以獲取∕設(shè)定該屬性，此屬性標(biāo)記該插件在主窗體的UI中是否可用

∕∕∕＜∕summary＞

public boolEnabled

{

get{return_enabled；}

protected set

{

if（_enabled!=value）

{

_enabled=value；

EventsHelper.Fire（_enabledChanged，

this，EventArgs.Empty）；

}

}

}

∕∕∕＜summary＞

∕∕∕當(dāng)插件的可用狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)觸發(fā)此事件，去執(zhí)行自定義的動(dòng)作

∕∕∕如插件可用時(shí)，加載資源，不可用時(shí)，釋放資源

∕∕∕＜∕summary＞

public eventEventHandler EnabledChanged

{

add{_enabledChanged+=value；}

remove{_enabledChanged-=value；}

}

插件的實(shí)現(xiàn)

∕∕∕＜summary＞

∕∕∕通過點(diǎn)擊窗體上插件對(duì)應(yīng)的按鈕，調(diào)用該函數(shù)

∕∕∕＜∕summary＞

public void Apply（）

{

∕∕這里追加該插件的主要功能代碼

}

}

1.3.4 醫(yī)學(xué)影像瀏覽器組件概述如圖4所示，影像瀏覽器組件包含很多內(nèi)容：StudyTree是所有當(dāng)前加載的DICOM圖像的緩存。IPhysicalWorkspace是域代表的圖像表面所顯示的內(nèi)容。LogogWorkWorkspace將圖像邏輯分組在一起。EventBroker發(fā)布一些插件操作的觸發(fā)事件，例如圖像被選擇時(shí)或當(dāng)圖像即將被繪制時(shí)?？蛻舳丝梢韵駽ommandHistory添加命令以支持撤消∕重做操作。

圖4 影像瀏覽器基本組件

2 結(jié)果與討論

醫(yī)學(xué)影像瀏覽器是醫(yī)院PACS系統(tǒng)、HIS系統(tǒng)、RIS系統(tǒng)、EIS等系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)院校PACS系統(tǒng)必不可少的一部分。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，普通醫(yī)學(xué)影像瀏覽器已漸漸不能滿足醫(yī)師的診療需求，本研究研發(fā)的基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像瀏覽器不同之處在于，該瀏覽器遵循DICOM通信標(biāo)準(zhǔn)接口，準(zhǔn)許具有相同標(biāo)準(zhǔn)接口的功能插件識(shí)別，這樣就實(shí)現(xiàn)了便捷按需添加或卸載某些功能插件，無需改動(dòng)主程序的源代碼，不影響整體系統(tǒng)其他功能運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，目前已在我院及附屬院校實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中，效果良好，為我院臨床、影像相關(guān)科室及附屬院校教學(xué)帶來了極大的方便。此外，與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像瀏覽器相比，該瀏覽器還具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）靈活性、開放性：插件組建簡單，便于安裝和使用，可靈活地添加或卸載某些功能。操作簡單，不需要專業(yè)的程序員參與。不同插件之間相互獨(dú)立，卸載或添加某些功能后，其他功能不受影響?；贒otnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器擴(kuò)展功能時(shí)簡單、方便，實(shí)現(xiàn)了其功能擴(kuò)展的靈活性、開放性。（2）通用性、廣泛性：方便了遠(yuǎn)程教學(xué)及遠(yuǎn)程會(huì)診。醫(yī)學(xué)影像學(xué)作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，在臨床疾病診斷中的意義舉足輕重，而隨著現(xiàn)代社會(huì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、影像檢查技術(shù)以及醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)逐漸無法適應(yīng)目前的教學(xué)需求，PACS逐漸開始在科研、醫(yī)學(xué)臨床與教學(xué)工作中應(yīng)用〔8〕?；贒otnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器的研發(fā)使不同醫(yī)院之間以及學(xué)校與教學(xué)醫(yī)院之間的PACS系統(tǒng)無障礙交流成為可能。相信基于Dotnet插件架構(gòu)的醫(yī)學(xué)影像通用瀏覽器的出現(xiàn)與推廣使用，將更好地為臨床、教學(xué)及科研工作服務(wù)，其應(yīng)用價(jià)值將是不可估量的。

〔1〕鄭濤，王武，李傳東，等.我院PACS∕RIS在放射科質(zhì)量控制工作中的應(yīng)用價(jià)值〔J〕.中國醫(yī)療設(shè)備，2011，26（8）：67-69.

〔2〕齊賽，左瑋瑋，賈亞男，等.PACS∕RIS系統(tǒng)對(duì)放射科工作流程優(yōu)化的影響〔J〕.中國基層醫(yī)藥，2012，19（18）：2764-2765.

〔3〕汪樺，張威江，吳君健，等.PACS在放射科的應(yīng)用研究〔J〕.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（11）：112-113.

〔4〕董世杰，李欣.PACS∕RIS系統(tǒng)在多院區(qū)醫(yī)院放射科中的應(yīng)用〔J〕.中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2015（12）：37-38.

〔5〕陸偉.基于Web技術(shù)的醫(yī)生工作站調(diào)閱LIS∕RIS∕PACS圖文報(bào)告的接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)〔J〕.中國醫(yī)療設(shè)備，2012，27（3）：38-40.

〔6〕王箏，袁慧書.基于PACS的放射科教學(xué)文檔系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用〔J〕.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（3）：45-47.

〔7〕NationalElectricalManufacturers Association（NEMA），DigitalImaging and communicationsin Medicine（DICOM）〔S〕，draftstandard 2003.

〔8〕陳柱，馬聰，肖恩華，等.醫(yī)學(xué)影像學(xué)見習(xí)應(yīng)用PACS教學(xué)讀片法的對(duì)比研究〔J〕.醫(yī)學(xué)與哲學(xué)，2014（4）：86-88.

Design and Application of MedicalImage GeneralBrowser on Dotnet Plug-in Framework

Fan Lifang,Zhao Feng,Zhang Xia,QiGan,Zhu Xiangming*
（Yijishan Hospital,Wannan Medical College,Wuhu,Anhui241001,China）

Medical image general browser based on Dotnetplug-in framework was studied,using the present FULLPACS system in hospital and standard interface technologies in dotnet environment including WCF,XML,HL7,DICOM,HTTP and SOAP,etc.The Dotnet plug-ins follow the DICOM standard and could be assembled to different types of image browsers.This research realized the flexibility of installing and uninstalling of plug-ins of medical browser,distance learning and remote consultation.Dotnet plug-ins could be installed and installed simply without changing the software program,which guarantees the stability of software and easy access to retrieve and share medicalimage data.

Medicalimage generalbrowser;Sharing ofmedicalimage data;DICOM communication standards

TP37

A

2096-2266（2017）06-0012-04

10.3969∕j.issn.2096-2266.2017.06.003

（責(zé)任編輯袁霞）

2013安徽省重大教學(xué)改革研究資助項(xiàng)目（2013zdjy112）

2017-02-14

2017-04-18

范莉芳，碩士研究生，主要從事心血管超聲研究.

*通信作者：朱向明，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師.