PACS控制器及其网关的研究与设计

论文摘要

近些年来,PACS（Picture Archiving and Communication System）系统的应用已从原来局限于放射科的数字化的医学影像管理,发展成为以数字化诊断为核心的整个影像管理过程,这里我们称为C-PACS。在当前的环境下,PACS在我国还没有普及,除了经济方面的原因,就是PACS中一些关键问题没有解决,包括非DICOM医学图像数据的获取、与其它系统的互连以及PACS的汉化等。 本论文结合国内各中小医院的实际情况,在符合标准、保证可用性的前提下,以可靠性、经济适用、高效率为目标,对C-PACS建设中的一些关键性问题进行研究。围绕这些问题,本论文所做的主要工作如下: ●对PACS控制器体系结构、通信体系结构和数据传输策略等进行了分析与研究。给出了系统框架设计方案,设计并实现了主要的SCP服务类。 ●研究将非DICOM医学图像数据源融入PACS系统的方法。在分析医学图像数据源的特点基础上,给出图像转换和存储的过程。 ●研究PACS同HIS/RIS系统进行信息交互方法,在分析HL7和DICOM标准的基础上,重点研究数据冲突调解问题及DICOM与HL7数据和消息映射问题,并给出了PACS与HIS/RIS集成的DICOM/HL7网关的设计和实现方案。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 PACS概述
• 1.1.1 医院信息系统HIS
• 1.1.2 医学影像系统PACS
• 1.2 PACS的发展历史与现状
• 1.3 PACS系统组成
• 1.4 论文研究背景
• 1.5 本论文研究内容
• 第二章 DICOM标准与HL7标准研究
• 2.1 DICOM标准
• 2.1.1 DICOM标准概述
• 2.1.2 DICOM信息模型和信息定义
• 2.1.3 DICOM网络通信和消息交换
• 2.2 医疗第七层（HL7）标准
• 2.2.1 HL7标准的组成要素
• 2.2.2 HL7标准中消息的结构、作用及通讯方式
• 2.2.3 HL7标准中的数据类型定义和编码规则
• 2.3 HL7与DICOM间的联系
• 第三章 PACS控制器的研究与设计
• 3.1 PACS服务器系统的结构组成与功能
• 3.2 设计原则和基本设计思路
• 3.3 系统平台的选择
• 3.4 数据库系统的选择
• 3.4.1 后关系数据库Caché
• 3.4.2 Caché的优势
• 3.5 PACS控制器体系结构设计与分析
• 3.6 图像数据传输的流程优化
• 3.7 基于DICOM标准的通讯体系结构的设计与分析
• 3.7.1 DICOM通讯模型与通信机制
• 3.7.2 SOP类通信的实现过程
• 3.7.3 工作流程设计
• 3.8 DICOM查询／检索服务类SCP的设计实现
• 3.8.1 查询／检索服务类实现的关键问题分析
• 3.8.2 查询／检索服务类实现
• 3.9 可靠性保障框架体系的设计
• 3.9.1 基于LINUX集群PACS控制器可靠性保障框架设计
• 3.9.2 数据可靠性保障框架设计
• 第四章 图像获取网关的研究与设计
• 4.1 图像获取网关的功能
• 4.2 网关设计中的关键问题
• 4.2.1 非DICOM数据的转换
• 4.2.2 中文优化支持
• 4.2.3 网关数据存储策略
• 4.2.4 标准DICOM数据的获取
• 4.3 图像获取网关的设计
• 4.3.1 体系结构及流程设计
• 4.3.2 本设计方案的特点
• 4.4 图像获取网关的程序实现
• 4.4.1 影像采集和存储的实现
• 4.4.2 图像转换的实现
• 4.5 基于组播的文件传输设计
• 第五章 PACS与HIS／RIS集成网关的研究与设计
• 5.1 PACS与HIS／RIS集成网关应用背景
• 5.2 PACS与HIS／RIS集成网关的关键问题
• 5.2.1 集成的难点与集成方案的选择
• 5.2.2 网关集成工作流分析
• 5.2.3 网关集成的数据信息及数据映射
• 5.2.4 网关集成事件分析
• 5.2.5 消息映射
• 5.3 DICOM／HL7网关的设计
• 5.3.1 网关体系结构设计
• 5.3.2 网关工作流程设计
• 5.3.3 数据存储策略设计
• 5.3.4 相关消息类的设计
• 第六章 结束语
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 进一步的工作
• 攻读硕士期间作者发表的论文情况
• 参考文献
• 图1-1 医院信息系统
• 图2-1 DICOM复合信息对象及属性组示意图
• 图2-2 DICOM网络层次模型
• 图2-3 HL7协议堆栈图
• 图3-1 PACS系统框架图
• 图3-2 Caché系统基本构架图
• 图3-3 PACS控制器的体系结构图
• 图3-4 DICOM网络通讯模型图
• 图3-5 关联协商过程图
• 图3-6 客户端／服务器端流程图
• 图3-7 PACS系统可靠性框架示意图
• 图4-1 影像数据采集过程和方式图
• 图4-2 二次获取图像的E-R图模型图
• 图4-3 DICOM图像获取网关软件体系结构图
• 图4-4 DICOM图像获取网关工作流程图
• 图4-5 视频采集实现过程图
• 图5-1 IHE放射科工作流程图
• 图5-2 DICOM／HL7网关体系结构设计图
• 表3-1 Linux与Unix和Windows各种参数比较表
• 表3-2 查询／检索唯一键、必要键的数据类型和匹配方式适用表
• 表3-3 双机热备方案与服务器集群方案比较表
• 表4-1 二次获取图像必需数据元素
• 表5-1 DICOM和HL7患者基本信息对照表
• 表5-2 DICOM和HL7患者检查信息对照表
• 表5-3DICOM工作单部分重要数据表
• 表5-4 DICOM数据类型和HL7数据类型映射表
• 表5-5 HL7标准的ORM消息结构表
• 表5-6 HL7标准的ORU消息结构表
• 表5-7 与HL7 ADT消息对应的DICOM规范
• 表5-8 DICOM服务类与HL7消息对应表
• 表5-9 网关数据库工作单表结构