第1章绪论
1.1课题背景
医学影像在现代医疗活动中占有极为重要的位置，现代医学已越来越离不开医学影像的信息。随着可视化技术的不断发展，医学影像在临床诊断、教学科研等方面发挥着更加重要的作用。PACS(pieturesArehivingandeommunieationsystem，医学影像归档与通信系统)是实现医学影像信息管理的重要条件，它遵循DICOM(DigitalImagingand CommunicationSinMedicine，医学数字图像与通信)唯一标准，对医学影像的采集、显示、存储、交换和输出进行数字化处理，最终实现图像的数字化存储和传送。队CS的目标是实现医学影像在医院内外的迅速传递和分发，医生或病人本人能随时随地获得所需要的医学影像[l]。此外，借助计算机技术，可以对图像进行分析、计算、处理、得出相关的完整数据，为医学诊断提供更客观的信息。
一直以来，医院信息系统多采用C/S网络计算模式，其功能上及其强大，几乎涵盖了医学资源处理及辅助诊断的各个方面，但随之而来的客户端的软硬件性能要求高，系统的安装、升级、维护极为不便的弊端也慢慢的体现出来。为弥补C/S结构的不足，将不断发展的技术应用在医疗领域，即DICOM成为国内外医疗机构发放影像的潮流。使用浏览器浏览DlcoM标准的医学影像，能满足一般要求，具有使用范围广、实现简单、对医院不需要额外添置设备等优势。上述优势使其成为国际上医学影像共享技术向更广范围发展的新方向。
基于上述的课题背景，项目组启动了医学影像库项目。医学影像库是一个集医学资源组织存储，检索及查看的研究项目，采用C/S和B/S两种结构共存的形式，使得医学资源易于处理和交换，得到有效地、科学地管理，并实现了多种资源检索方式，使得这些资源可以为医学辅助诊断、医学教学和科学研究所用t4J，而医学案例浏览系统正是它的一个重要组成部分，用来进行案例资源获取及W亡b端案例信息及案例影像的显示。
1.2课题现状及意义
在现代医疗过程中，各种医学辅助诊断设备为疾病诊断、治疗提供了非常有效的帮助，尤其像CT、MR、B超等设备。为了在远程医疗中更有效地利用医学影像数据，人们展开了对PACS的研究。队CS系统通常由医学影像获取、大容量数据存储、图像显示和处理、数据库管理和传输网络等组成。在欧美和日本等国对队CS系统的研究较早，都建立了队CS系统，但这些系统较为庞大且价格昂贵。
IRMA是应用于互联网上的一个功能比较完善的B/s架构医疗信息系统，应用PHP语言进行开发，由于本文主要重点是医学案例的浏览所以只重点介绍上述系统中医学案例浏览部分。在IRMA中，医学案例浏览部分是通过客户端制定所要查看的案例影像，并制定影像的窗宽窗位信息，将信息提交给服务器进行处理。服务器获取客户端提交的信息，对DICOM影像进行转换，转换为客户端可以识别的JPG影像，与案例其它信息一并返回至客户端，客户端直接对案例信息及JPG影像进行显示。优点是由于经过影像格式转换，所以可以减少网络传输时间，但随之而来的问题就是JPG影像并不包含DICOM影像中的头信息标签，会造成头信息标签的丢失，而且每次对影像的操作都需要与服务器交互，系统的实现效果并不理想。
目前，我国队CS系统的开发和应用正处于上升期，但各研究开发单位侧重于“大而全”的系统，而忽视了在目前条件下具有独立功能的小型适用系统的开发。本文给出了基于B/S结构应用JavaApplct技术实现远程医学案例信息传输和处理的医学案例浏览系统的解决方案。 JavaApplet是嵌入在HTML文档中的小程序，它在web浏览器中运行，编程语言上采用功能强大的Java语言，使得用 JavaApPlct进行远程图象处理成为一种简单有效的方法，在客户机安装有浏览器的情况下即可运行实现医学信息的传输及案例预览和影像相关操作，不需要客户机安装配置任何的客户端软件，完全体现了本系统经济实用、简单易用且平台独立的特点。
由于DICOM影像的格式特殊性，使得绝大多数计算机在不安装任何特殊图像处理软件的情况下很难直接查看DICOM影像，而本系统作为医学影像库的重要一部分，通过数据传输接口获取医学案例信息，提供良好的可视化界面，使得医务工作者和研究人员可以直观的对患者的案例及影像进行查看。本系统还提供了对影像的基本操作功能，极大的简化了使用人员的操作复杂度，真正做到了只要有浏览器，就能随时对远程的医疗案例进行浏览，具有极其重大的实用性价值。
1.3主要工作
本系统研发过程中的主要工作包括以下几个方面:
(l)深入分析了医学影像库中案例浏览的实际应用环境、检索服务器信息交互规则及数据库服务器的影像传输规则，提出了应用 JavaApplet等技术解决患者案例信息远程交互及客户端浏览器显示的具体方案。
(2)对DICoM标准进行深入细致的研究，应用Java语言实现了对DICoM标准影像的无误解析。
(3)根据需求，确定系统的设计目标，并设计完成了医学案例浏览系统的体系结构。
(4)设计实现了网络服务接口，应用Socket、w七 bServices和XML技术实现了符合自定义通信协议XML字符串的生成、解析和交互，获取案例资源。
(5)设计和实现了业务处理功能模块，包括DICoM解析模块、信息处理模块和辅助功能模块。
(6)通过应用数字签名技术，实现了对Applet应用程序的安全认证，增加了程序的安全性和可靠性。
(7)实现了一个基于ApPlct的医学案例浏览子系统，完成了医学案例信息及影像的获取、显示、操作及本地下载。
1.4论文结构
第一章首先介绍了医学资源库的课题立项背景，然后分析了当前业界基于C/S及B/s结构的医学案例浏览的研究现状，指出两种结构方式各自的优点和不足之处，随后介绍了作者在完成本篇论文过程中所完成的相关研发工作，最后通过形象化的图示介绍了本篇论文的整体结构。
第二章针对论文中医学案例浏览子系统研发所参考和使用的相关标准和技术做了简要介绍。该章介绍的标准和技术包括 JavaApPlet技术，DICOM标准、socket通信技术、数字签名技术和XML技术，详细阐述了这些标准和技术的原理以及它们是如何在本系统的设计和开发中得到应用的。
第三章从功能结构方面对整个医学资源库进行了概述，使得读者对医学案例浏览系统的数据交互过程和医学影像库系统环境有一个清晰的了解。
第四章节详细描述了医学案例浏览系统的分析和设计。首先分析了医学案例浏览系统的的功能需求，在此基础上设计了系统的体系结构，并对功能模块进行划分设计，力求达到模块间的相互独立。
第五章是医学案例浏览系统的实现部分。重点介绍作者在系统开发中实现的核心模块以及对第三章介绍相关技术的具体应用。
第六章对全文进行了总结并展望系统应用的发展趋势。该章对全文工作进行总结，总结了作者的工作情况，并对基于Applet技术的医学案例浏览系统未来发展趋势进行分析和展望。
第2章相关标准与技术................................................................................. 5
2.I APPlet技术............................................................................................. 5
2.2 DICOM标准......................................................................................... 7
2.3 Socket通信技术.................................................................................... 9
2.4 数字签名技术....................................................................................... 10
2.5 XML技术..................................................................................................... 12
2.6本章小结..................................................................................... 16
第3章医学影像库概述................................................................................. 17
3.I W亡b服务器.......................................................................................... 17
3.2 预处理子系统..................................................................................... 17
3.3 数据库服务器....................................................................................................... 19
3.4 检索服务器...................................................................................................... 20
3.5本 章小结 ................................................................................................ 20
第4章医学案例浏览系统的分析与设计............................................................ 21
4.1需求分析................................................................................................... 21
4.1.1功能需求.................................................................................................. 21
4.1.2性能需求...................................................................................................23
4.1.3接口需求，..........................................................................................24
4.2总体设计.............................................................................................24
4.2.1体系结构设计….................................................................................24
4.2.2安全认证设计........................................................................................25
4.3功能设计........................................................................ 26
4.3.1网络接口层的设计................................................................................26
4.3.2业务逻辑层的设计..................................................................................... 31
4.3.3用户接口层的设计......................................................................................... 37
4.4本章小结.................................................................................................38
第5章医学案例浏览系统的实现........................................... 39
第6章结束语
6.1工作总结
本文主要应用 JavaApplet技术对如何通过浏览器进行医学案例信息浏览进行了深入讨论，设计和实现了基于Applet的医学案例浏览系统。论文所涵盖的研究和开发工作包括:
(1)分析医学案例浏览系统的应用场景，针对实际需求进行详细的需求分析。
(2)设计了医学案例浏览系统体系结构，该结构具有良好的可扩展性和可维护性。
(3)完成了医学案例浏览系统的网络接口层，按照服务器接口的通讯标准实现了对应的客户端接口。
(4)实现了基于Java的DICOM影像文件解析，经测试可以解析符合Dlc0M标准的全部影像，解析包具有良好的独立性、可扩展性、易于维护。
(5)完成了案例浏览系统的业务逻辑层和用户接口层，提供良好的图形界面和用户功能，便于用户的使用。
(6)实现医学案例浏览系统的安全认证，应用数字签名技术使得使用者可以授予ApPlet网络通信和本地磁盘操作的权限。
本文最终实现了基于ApPlet的医学案例浏览系统，系统的最大亮点是通过基于Java的DICOM影像文件解析模块的编写。用户可以通过浏览器在线直接查看和操作DICOM影像，而不需要安装和配置任何其它的客户端软件，极大的增强的医学案例浏览系统的适应性，减少了应用环境对本系统的限制。并且通过数字签名的认证，在保证了程序传输的安全性和可靠性的前提下，授予了Applet应用程序更多的权限。
6.2问题与展望
论文目前实现的基于ApPlet的医学案例浏览系统，已经完全实现了设计中的全部功能，但有以下两点需要后期继续开发。
(l)虽然现阶段的DJcoM解析包已经可以完全实现服务器上所有测试影像的解析，但是彩色影像和压缩影像的解析尚未解决，上述功能还有待扩展。
(2)辅助诊断功能由于开发时间有限，功能上相对简单，只提供了对DlcOM影像最基本且必须的操作。系统设计实现过程中已经充分考虑到将来的功能扩展，接口调用明确，功能独立，便于日后功能的扩展。程医疗技术必将成为社会关心的热点，而远程医学案例浏览作为远程医疗的基础，必将得到更多医务工作者的关注。
在医学案例的远程浏览方面，DJCOM标准的第十八章中有相关介绍，其中最主要的实现方法是通过认弋b界面的检索，提交请求给服务器，服务器对影像进行处理，并将处理后的JPG图像返还给客户端。虽然这样做可以极大限度的减少用户等待时间，但随之而来的问题就是经过处理的影像并不能保证如实的反映影像的全部信息，压缩也肯定使得DICOM影像的像素信息有所损失。而本文采用的医学案例浏览系统，完全解决了案例信息及影像传输问题，在客户端不安装配置任何辅助医学软件的情况下直接处理、显示并操作DlcoM影像，证明了应用 JavaApplct技术解决DICOM影像在线浏览的可行性。
本文实现的医学案例浏览系统主要应用 JavaAPPlet技术，而目前网络编程语台‘种类繁多，功能都及其的强大。目前将原有C/S结构的程序做成B/S结构已经成为一种潮流。在不久的将来，应用各种W亡b技术在线浏览医学案例也必将成为远程医疗和计算机辅助诊断的新热点。