醫(yī)學影像設備的專用數(shù)字接口及網絡技術研究

倪曉明

摘 要：隨著醫(yī)學影像設備在臨床輔助診斷的作用越來越突出，它們產生的信息特別是圖像信息成為醫(yī)院信息中的重要部分。如何有效地管理好、保存好、利用好這些信息成為國內外相關醫(yī)務工作者、影像設備生產商、系統(tǒng)集成工作者研究的熱門課題。本論文主要為網絡化、數(shù)字化管理存儲醫(yī)學影像信息提供一定的解決方案，在深入研究醫(yī)學影像設備專用于網絡通信的數(shù)字接口服從的DICOM3.0標準協(xié)議的基礎上，用面向對象的編程方法實現(xiàn)了醫(yī)學影像設備的D工COM通信接口，并探討了醫(yī)學影像存檔與傳輸系統(tǒng)PCS的模塊化設計思想，并對論文工作的前景及研究方向進行了展望。

關鍵詞：醫(yī)學；影像設備；數(shù)字接口；網絡技術

1、醫(yī)學影像設備的聯(lián)網技術

目前，各大、中、小醫(yī)院都已經認識到醫(yī)院信息網絡化管理的優(yōu)勢，都已經開始形成自己的信息網絡。大多數(shù)醫(yī)院信息系統(tǒng)都是圖像信息，如何有效管理和有效利用這部分信息資源是各醫(yī)院信息網絡管理的重要組成部分。除了作為整個醫(yī)院信息網絡系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)之外，放射科視頻網絡系統(tǒng)還具有以下含義：

各種醫(yī)學影像設備的聯(lián)網將促進醫(yī)學圖像采集、存儲、通信和管理顯示的整個過程的數(shù)字化，它將提供病人信息的集中管理，為醫(yī)院提供最大便利，并提高成本效益比。

由于各種醫(yī)療影像設備在診斷病人方面具有各種優(yōu)勢，因此將他們聯(lián)系起來可以使醫(yī)生整合自己的優(yōu)勢，共享資源并提高工作效率。作為網絡的結果，可以在同一個顯示屏上查看包括CT、MIR、DS、彩色超聲波、B超等在內的所有醫(yī)學圖像，使醫(yī)生更容易進行比較并及時診斷，臨床醫(yī)生再以最快的速度給與治療，提高了工作效率。

與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)連接，方便他們在一定權限范圍內互訪，實現(xiàn)患者信息資源的共享，促進醫(yī)院綜合數(shù)字網絡工程的進展。

聯(lián)網后，數(shù)字保存的信息可以保存在光盤上，方便學術交流：將從普通計算機獲取的數(shù)字圖像制作成多媒體教材，促進放射科的教學，它是遠程放射學的重要組成部分，還可以使用放射學網絡系統(tǒng)通過網橋（或路由器）與PSNT（公共交換電話網）、SND（綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網）和TM（異步傳輸模式）進行通信遠程系統(tǒng)實現(xiàn)遠程放射學咨詢。鑒于上述各種含義，我們需要研究視頻設備網絡技術的可行性和相關的硬件和軟件解決方案設計。

醫(yī)學影像設備網絡技術的必要性

由于計算機技術和信息數(shù)字化技術的發(fā)展，CT、MR、X線、SD、彩色多普勒等各種醫(yī)學成像設備以更高的清晰度和可靠性獲取并存儲病人的圖像信息，為醫(yī)生提供診斷可靠的參考。但是，這些醫(yī)學成像設備具有兩個特征：首先，所有醫(yī)學圖像處理，傳輸和復制只能在原始專用成像設備內進行。因此，存在效率低，存儲容量有限以及與其他通用數(shù)字設備不兼容的缺點。其次，所有圖像數(shù)據(jù)都被傳輸并存儲在膠片或相紙上，醫(yī)院需要準備一個大的膠片存儲空間，除了膠片存儲空間之外，還有以下缺點：

借款需要時間。據(jù)統(tǒng)計，在入院前3-4天內，約有10次就診。其余住院期間平均借4次，第1年住院3次。對于教學醫(yī)院而言，膠片借閱更為頻繁，不僅浪費了大量的時間和人力，而且很容易導致混亂和損失。據(jù)統(tǒng)計，無法找到的膠片約占膠片總數(shù)的10%。

一部膠片只能由一個人借用，不能同時被許多人共享。通常放射科醫(yī)師負責放射科事物，總是希望膠片集中在放射科。臨床醫(yī)生希望將膠片分散到病房或急診室，特別是在危重病房，整形外科醫(yī)生希望膠片在他們的指尖，更好地了解骨折情況的地方。

不能進行動態(tài)觀察，即不能像CT顯示那樣設置窗口寬度和窗口位置，以提高圖像密度分辨率。

為了了解疾病的發(fā)展，不同時間比較由同一成像設備形成的正面和背面圖像并不容易，為了獲得更多信息，在同一患者中對不同設備制作的圖像進行橫向比較也不容易。因此，為了使醫(yī)用圖像信息有效地保存，傳輸和通信得更廣泛，有必要在不對通用計算機（例如臨床診斷工作站等）進行畸變的情況下獲取復雜醫(yī)用成像設備中的圖像信息，報告工作站等。將成像部門中的各種設備聯(lián)網以使其能夠互操作或獲得它們產生的圖像信息在通用計算機上捕獲，該通用計算機可以比較和分析同一患者在不同設備中生成的圖像信息，各種成像設備的優(yōu)越性提高了醫(yī)生診斷患者的準確性。

醫(yī)學成像與通信標準協(xié)議實現(xiàn)策略研究

DICOM標準及其架構是一個龐大復雜的系統(tǒng)，它的內部概念是新的和定義的。為了便于擴展，每個部分采用更獨立但相互關聯(lián)的模式，這些功能使DICOM通訊成為一個復雜的項目，為了準確有效地完成實現(xiàn)DIOCM通信的復雜工程，有必要形成一套完整規(guī)范的實施方法和流程。本章從理論上研究了DICOM標準實現(xiàn)的策略，主要包括DICOM實現(xiàn)的特點和實現(xiàn)DICOM通信的方法。在深入研究國內外很多DIOCM實施（如GE的PCS系統(tǒng)和SworkEMENS的PCS工作站）之后，我們認為一個好的D工作者COM實現(xiàn)應該具有以下特點：

1.易于擴展OICOM標準是一個開放且不斷發(fā)展的標準。從1993年到現(xiàn)在，它已經從9個部分演變?yōu)橹睾喜糠趾蛶讉€附屬部分，并且這些部分不斷被糾正和擴展。特別是，信息對象定義工作者OD越來越多，D工作者COM標準不僅適用于放射學領域，而且還擴展到其他醫(yī)學信息領域。因此，有必要認識到，D研討會的COM可以完全擴展，并且適合D研討會COM的開發(fā)。其中，支持根據(jù)用戶需求增加的不斷增加的工作者ID和私人信息對象屬性以及支持如此形成的新的SOP類別是重要的，DICOM實現(xiàn)的可伸縮性通常需要使用面向對象的方法和分層方法的抽象。

2.面向對象由于整個DICOM標準是使用面向對象的技術來定義的，因此它通常體現(xiàn)在工作對象和DICOM服務類的定義中。OID使用面向對象的方法來提供結構化的框架方法來表達圖像通信和圖像管理的需求。DIOCM服務類是一個在worker0D上運行的操作。它們的組合形成了DICOM通信實體內容-服務對象到SOP。類。由于面向對象技術在DICOM標準中的廣泛應用，使用面向對象編程語言來實現(xiàn)DICOM標準已經成為當然的事情，使用C++和Jv等面向對象的語言來實現(xiàn)DICOM標準將有助于工作的順利實施。

3.可選的DworkCOM標準的內容是充分考慮DICOM應用程序的需求，它支持執(zhí)行各種SOP類功能，如CT圖像存儲服務、彩色圖像搜索/搜索服務等。但是，在實際應用中，通常只需要部分功能，這要求DIC伽瑪實現(xiàn)具有全面的選擇性，允許用戶在使用時選擇所需的功能。

4.代碼平臺獨立性工作人員COM標準主要應用于各種醫(yī)療成像設備之間的醫(yī)學圖像及相關信息的交換，并且經常應用于各種操作平臺。因此，實現(xiàn)一個通用的lDc0M標準需要代碼平臺的獨立性。常用的醫(yī)療工作站和醫(yī)療成像設備操作平臺包括NUXI工作站、WindowsNT工作站、Meintosh，05/2等。要實現(xiàn)DICOM標準，必須首先解決代碼平臺的獨立性問題，并且必須根據(jù)每個平臺的要求對包進行打包。至少，如上所述，編寫的DICOM通信實現(xiàn)應能夠連接或監(jiān)視各種操作平臺上的DCOMCOM服務。

4、結語

綜上所述，在醫(yī)學信息領域里，信息數(shù)字化和共享技術非常重要。隨著計算機技術和網絡技術的日益成熟，人們進行了大量實踐來研究如何實現(xiàn)數(shù)字化、網絡化的醫(yī)療服務。本論文研究了在醫(yī)院信息領域中占絕大部分的影像信息的網絡化技術，具體從硬件方面研究了影像設備連網技術的可行性及連網方案設計，從軟件方面研究了影像設備用于連網的專用數(shù)字接口的通信標準DICOM的實現(xiàn)，并在此基礎上，研究了醫(yī)學圖像存檔與通信系統(tǒng)的設計。

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（作者單位：寶應縣人民醫(yī)院）