第一章绪论
1.1课题研究背景
2010年,全球30%的信息都是医疗信息,而医疗信息中的80%都来源于医学数字影像信息。医学影像阅片技术的发展经历了这样几个阶段:由纯胶片阅览方式,到传统的医学影像归档和通信系统(pictureArchivingandeommunicati。nSystems,简称PACS),再到目前很多医院正在使用的网络化数字影像管理平台(存储通讯中心)。
纯胶片阅览工作方式具有很大的缺点,大量胶片的购买、保存、调用以及处理耗费了大量的人力、物力、财力和时间,该方式终将渐渐退出历史舞台。传统的PACS系统具有影像记录、存储、处理、显示和传输五个功能,能够满足各影像科室及全院所有临床科室对以几何级数增长的影像数据进行计算机化存储和检索的要求,目前很多医院依然采用这种影像存储和通讯方式,这种方式很好地取代了过去使用的医学图像胶片的方式,使得医学影像的永久无损数字化保存、无胶片化管理、方便快捷的临床远程调用和浏览成为现实,提高了医院的医学数字影像综合管理水平。但该方式仍然具有很多局限性:首先,PACS的覆盖面积有限,通常只是使用该PACS的医院加上其合作医院或者子医院,有的甚至只局限在一家医院的科室内,这与PACS通常采用C/S架构不无关系。其次,PACS的软硬件扩展都要求有额外添置设备和配置软件,而且软件的升级也需要专人完成。最后,PACS系统最大的一个特点(在我看来是一个缺点),就是该系统提供的服务所面向的对象是医院或者使用该系统设备影像科医生,这样子的系统病人很难参与进来,尽管数字医学影像的诊断结果可能会影响到他的健康甚至生死。
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1.2国内外研究现状
医学影像学科步入信息化时代是以衍生于CT/MRI的数字化存储和通讯系统即PACS为标志的。然而,PACS的发展在最初的十几年都处于产品供应商“各行其是”的非标准状态,直到1992年北美放射医学协会(RadiologicalsocietyOfNorthAmerica,RSNA)与美国电气制造商协会(NationalElectricalManufactures
Association,NEMA)联合颁布DICOM作为数字医学图像存储和通讯工业化标准之后才纳入正轨。1999年,RsNA倡议以医疗信息系统集成(IntegratingtheHealthcareEnternrise,IHE)作为影像和非影像系统数据交换和集成的技术规范,开创了医学信息跨学科、跨信息种类、跨系统数据交换和流程整合的医疗卫生信息集成化时代。
通过静态的DICOM和HL7标准的制定可以很好地解决目前医疗信息化发展中碰到的互联性(Interconnection)的问题,使得各个不同厂商的设备互联起来;但是,仅仅这样并没有办法解决协同工作互动性(Interoperability)的问题,而这恰恰是医疗信息化发展的必经之路,只有定义清楚的具有指导意义的集成的工作流程才能够真正描述清楚用户的需求,指导厂商提供满足用户需求的设备、信息系统和解决方案。IHE是一种以事件消息为基础的集成的技术框架,通过IHE定义工作流程,实现不同系统之间更加简便高效的集成,促进影像和信息系统更高水平协同工作能力,便可以较好地解决这个问题。IHE是RsNA和HIMss(美国医疗卫生信息与管理系统协会)于1998年成立的组织,其目标是促进医疗信息系统的集成,改善和提高医疗信息共享水平,为不同子系统(医疗部门、企业、跨企业以及国际级的卫生保健体系)之间的互连提供集成方案。而在实际应用过程中,遵循IHE建立起来的系统能够更好地彼此通信,更易于实施,能够使医疗服务提供者更加有效率地使用信息。
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第二章远程医学影像阅片系统需求分析与设计
2.1总体目标及业务模式需求
2.1.1系统总体目标
经过初步调研,能够比较清楚的了解到,患者用户希望能够最大限度的利用医院提供的医疗信息资源,同时更希望能够享受到更多优秀医学专家的医疗服务。
这些资源都是宝贵和稀缺的,通过网络平台构建出以远程医学影像传输为基础的远程医学影像阅片系统,形成医学影像阅片和诊断报告反馈的服务平台,为拥有相关医疗影像的患者用户提供寻求诊阅的便利通道。
2.1.2业务模式需求
为了顺利实现灵活且可持续性强的服务平台的开发,需要建立适应当前现状情况的业务模式保障体系,本文的业务模式可以由下图来表示:
2.1.3期望目标
(1)建设全新的远程网络平台,完成系统设计开发物理基础搭建,为系统后期的正常运行和维护提供较完善的保障。
(2)重点考虑患者用户的利益。系统要以个人用户对象为中心,尽量发挥系统网络化功能优势,让更多的用户能够从中获益。系统要能够为个人患者用户提供相关的访问和使用权限,使患者用户能够通过该平台快捷有效地搜索医学专家信息、发布求医消息、上传并保存个人医疗信息、查看医生反馈报告等等。
(3)远程医学影像阅片系统要为阅片医学专家提供工作平台。医生用户应获得相应的访问使用权限,能够在系统平台中执行寻医患者个人信息以及他所提供的相关疾病资料信息,对于患者用户所提供并要求专家进行诊阅的数字医学影像,专家要能够对这些数据信息进行及时的诊断,并撰写相应的医学阅片报告,通过系统平台反馈给所需患者。
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2.2系统技术框架选择
在已具备开发相关软件、硬件系统的基础上,合适的技术框架选择往往会使得开发工作更加顺利和高效,本文主要使用的技术有B/S模式、JsP语言、SQL语句、EJB技术、JPA技术等。
2.2.1B/S模式介绍
B/S模式全称为Brower/Server模式,在体系结构上分为客户端、应用服务器和数据库服务器三层。也可以将这三层叫做表示层,业务逻辑层,数据存储层。
在B/S模式中,用户通过浏览器向网络应用服务器发出请求信息,应用服务器响应浏览器请求并对进行相应处理操作,处理结束后将处理结果显示在用户浏览器窗口。而剩下的诸如数据库访问、应用程序执行、动态网页生成等工作全部由应用服务器来完成。B/S模式的结构可由图。
B/S模式与C/S模式相比具有很大的优势:C/S模式是建立在局域网上的,提供的服务对象范围小而且固定,对网络环境的一致性要求较高,B/S模式在广域网上通用,拥有更强的适应范围和更广的用户群;与C/S模式相比B/S的处理模式具有很大优势,它大大简化了客户端,只有转上操作系统、网络协议软件和浏览器即可,客户机大大的瘦了身;B/S模式的构件具有相对的独立性,因而B/S具有较好的重用性;B/S模式开发、维护和升级等工作成本低、工作量小。当然C/S模式也有自己的优点,由于采用两层结构体系,C/S模式处理大量信息的能力是B/s模式无法比拟的;C/S采用配对的点对点结构模式,安全性更高;C/S逻辑结构简单,处理速度更快。
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第三章系统程序开发及功能实现......................23
3.1系统总体结构设计........................................23
3.1.1MVC框架介绍.............................................23
3.1.2系统技术路线..............................................25
3.2系统UML建模和数据库设计..........................26
3.2.1系统UML建模.............................................26
3.2.2系统数据库设计..........................................30
3.2.2.1数据库表单组件图设计............................30
3.2.2.2数据库表单逻辑结构设计..........................31
3.2.2.3数据库表单物理设计................................33
3.3客户端功能设计与程序实现............................33
3.3.1系统主要功能模块介绍................................33
3.3.2客户端关键程序实现...................................35
第四章系统平台实施部署和运行测试...................36
4.1系统开发平台的实施部署...............................36
4.1.1JDK的安装配置..........................................36
4.1.2StrutsZ架构搭建和配置..............................38
4.1.3JBosS服务器搭建和配置...........................42
4.2系统测试环境...............................................43
4.2.1系统测试硬件环境....................................43
4.2.2系统测试软件环境...................................43
4.3系统测试结果..............................................43
4.3.1客户端注册、登录测试..............................43
4.3.2客户端影像上传测试.................................45
4.3.3客户端专家报告测试..................................47
4.3.4客户端综合信息管理测试..............................48
4.3.5客户端数据传输质量测试..............................49
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第四章系统平台实施部署和运行测试
远程医学影像阅片系统开发环境是Eclipse,在该平台中添加了相关的JAR包,配置了用K以及JBOSS服务器以后,就可以进行JZEE项目的开发了。下面是一张开发平台的示意图。
4.1系统开发平台的实施部署
4JDK的安装配置
所有的Java程序都是在JVM(Java矶rtualMachine)上运行的,JVM中文叫做Java虚拟机,是一台计算机上由软件或硬件模拟的计算机。Java工程中所有经编译过的类文件都在JVM中进行下一步的处理,不需要关注操作系统的差异。
Java的开发环境主要使用JDK,本文中使用的用K版本是JDK1.6.010版本,可以从Sun公司的官方网站~.Sun.com中下载此版本。
JDK的安装配置主要包括三个步骤。
首先要准备好用K的安装文件jdk-6ul0-windows-1586-p.exe。在安装用K过程中分别选定JDK和JRE(Java运行环境)的安装目录为G:\Java\jdkl.6.0_10和G:\Java\jre6,安装完成以后,可以在JDK安装目录下的bin文件夹中查看到各种供使用的Java命令。
其次要配置环境变量Path,设置路径的流程为:选择【我的电脑】一【属性】-命令,打开【系统属性】对话框,选择【高级】选项卡,单击【环境变量】按钮,打开【环境变量】对话框,然后进行路径信息的编辑。(1)在系统变量里面找到“Path”这一项,然后双击它,在弹出的界面上,在变量值开头添加如下语句“G:\Java\jdkl.6.o_10\bin;”,注意不要忘了后面的分号。(2)然后点击编辑系统变量界面的确定按钮,然后点击环境变量界面的“新建”,在上面填写变量名为:JAVAesHOME,变量值为:“G:\Java\jdkl.6.0_10;”,注意分号。(3)最后点击新建系统变量界面的确定按钮,然后点击环境变量界面的“新建,,,弹出新建系统变量界面,在上面填写变量名为:dassPath,变量值为:“;”,注意是点和分号。
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总结
本系统从传统PACS的局限性出发,考虑通过强化广域网职能,完成远程医学影像阅片系统的设计开发,有效地拓宽了患者用户享受优质阅片服务的渠道。医学影像信息共享是区域医疗协同中重要的基础部分,远程医学影像阅片系统由于其基于Intemct,具有成本低、维护容易、更新方便等优点,非常适合于患者传输医学影像资料,目前国内在这方面的研究还处于起步阶段,本项目采用跨平台性和可移植性出色的Java开发语言,开发了一套完整的远程医学影像阅片系统,完成患者注册登录、患者浏览选择专家、患者上传医学影像、患者阅读医生报告等功能。在胶片逐渐成为历史的趋势下,这样的一套系统结合了可携带介质和通过广域网传送这两种主要的影像共享方式的优势,为患者和专家之间的阅片交流提供了一种全新的互动通道,满足了异地(尤其是边远地区)患者阅片,为患者和阅片专家节约大量金钱和时间。
该系统能够帮助患者用户实现远程阅片求助的主要功能,同时也实现了医生用户从网络上下载待阅影像和患者资料以及从工作站向网站发送阅片报告和意见回复的主要功能。从使用效果评估来看,平台运行稳定,能够负载一定数据量的远程传输,但同时也受到网络应用带来的安全性方面的困扰。除此之外,医生工作站和医学影像远程阅片系统的分离也为系统的进一步推广和应用带来不便。目前的医生工作站只能固定在某些计算机上,而不是作为网站应用的一部分,这样子就会带来一个问题:就是医生只有在安装了医学影像阅片工作站应用软件的计算机上面才可以进行阅片操作和报告回复的工作。........
参考文献（略）