基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

許園甫，黃廷磊，熊川

1.桂林醫(yī)學(xué)院 信息中心，廣西 桂林541004；2.桂林電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)與控制學(xué)院，廣西 桂林 541004

基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

許園甫1，黃廷磊2，熊川1

1.桂林醫(yī)學(xué)院 信息中心，廣西 桂林541004；2.桂林電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)與控制學(xué)院，廣西 桂林 541004

本文主要描述了通過Web訪問DICOM持久型對象的實(shí)現(xiàn)方法和運(yùn)行機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用運(yùn)行模型。

PACS；Web；DICOM；WADO

醫(yī)學(xué)影像歸檔與通信系統(tǒng)（Pictures Archiving and Communication System，PACS）是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，遵循DICOM（Digital Image and Communication in Medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像與通信）唯一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)字化顯示、存儲和傳輸?shù)木C合系統(tǒng)。PACS的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像在醫(yī)院內(nèi)外的迅速傳遞和分發(fā)，醫(yī)生或病人能隨時(shí)隨地獲得所需要的醫(yī)學(xué)影像[1]。此外，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以對圖像進(jìn)行分析、計(jì)算、處理，得出相關(guān)的完整數(shù)據(jù)，為醫(yī)學(xué)診斷提供更客觀的信息。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，PACS系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅滿足醫(yī)院內(nèi)部的需求，醫(yī)學(xué)影像的廣域共享、遠(yuǎn)程影像教學(xué)和遠(yuǎn)程會診都是當(dāng)今PACS系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的方向。其中醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前PACS與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的前沿課題，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把多個(gè)醫(yī)院異構(gòu)的PACS系統(tǒng)連接在一起，使之成為一個(gè)支持信息共享、協(xié)同工作、知識發(fā)現(xiàn)的臨床應(yīng)用環(huán)境，為遠(yuǎn)程醫(yī)療奠定基礎(chǔ)。為了建立醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)絡(luò)平臺，首先要解決的關(guān)鍵技術(shù)就是基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。

1 通過Web訪問DICOM持久型對象

DICOM是目前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有的新醫(yī)療設(shè)備都支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)，DICOM標(biāo)準(zhǔn)為PACS的開放性和可擴(kuò)展性提供了強(qiáng)有力的保證，是PACS成功運(yùn)行的關(guān)鍵?！巴ㄟ^Web訪問DICOM持久型對象（Web Access to DICOM Persistant Object，WADO）”是最新的DICOM標(biāo)準(zhǔn)中新增加的內(nèi)容，說明了基于Web的DICOM應(yīng)用如何訪問和表示DICOM持久型對象。所謂的持久型對象是指一個(gè)合成的SOP（Service/Object Pair，服務(wù)/對象對）實(shí)例，也就是DICOM標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)服務(wù)提供者和一個(gè)服務(wù)請求者之間傳輸?shù)囊粋€(gè)合成IOD（Information Object Definition，信息對象定義）模塊。一個(gè)IOD是一組描述現(xiàn)實(shí)世界的相關(guān)信息實(shí)體的集合。一個(gè)IOD可能只包含一個(gè)信息實(shí)體，也可能包含多個(gè)信息實(shí)體，前者稱為標(biāo)準(zhǔn)IOD，后者稱為合成IOD[2]，通?？梢允轻t(yī)學(xué)圖像或診斷報(bào)告。

在基于Web的DICOM應(yīng)用中，客戶端通過HTTP/HTTPS協(xié)議來獲取DICOM持久型對象，而服務(wù)器端是基于Web的DICOM服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)管理DICOM持久型對象，同時(shí)能夠接受客戶端的請求并發(fā)送對象[3]。典型應(yīng)用如圖1所示：

圖1 基于Web的DICOM應(yīng)用

(1) HTTP請求。HTTP請求使用GET方法請求DICOM對象，并將相應(yīng)的請求參數(shù)發(fā)送至Web服務(wù)器，表明客戶端需要的DICOM對象及其格式。GET方法中的“Accept”字段指定客戶端可以接受的媒體類型，表示形式一般為“*/*”。

(2) HTTP應(yīng)答。Web服務(wù)器接受并處理客戶端的請求，從數(shù)據(jù)庫中檢索需要的DICOM對象，從中提取相關(guān)的信息并建立HTTP應(yīng)答，將對象發(fā)送至客戶端。HTTP應(yīng)答返回的內(nèi)容為DICOM標(biāo)準(zhǔn)中支持的文件類型。

為了支持多媒體數(shù)據(jù)類型，HTTP協(xié)議中使用了附加在文檔之前的MIME（多功能網(wǎng)際郵件擴(kuò)充協(xié)議）數(shù)據(jù)類型信息來標(biāo)識數(shù)據(jù)類型。WADO中HTTP請求所支持的對象類型包括：①單幀圖像對象，MIME類型標(biāo)識可以是“application/dicom”、“image/jpeg”等；②多幀圖像對象，MIME類型標(biāo)識可以是“video/mpeg”、“image/gif”等；③文本對象，即SR（Structured Reports，結(jié)構(gòu)化報(bào)告）文檔，MIME類型標(biāo)識可以是“application/dicom”、“text/html”等；④其他DICOM標(biāo)準(zhǔn)定義的對象類型，MIME類型標(biāo)識是“application/dicom”。

WADO定義了HTTP協(xié)議中的URL（Uniform Resource Locator，統(tǒng)一資源定位）傳輸語法格式為：http://?[4]，例如：

WADO中HTTP請求包含的參數(shù)分為兩種：支持所有DICOM持久型對象的參數(shù)和支持DICOM圖像持久型對象的屬性參數(shù)。前者類型參數(shù)包括：①請求類型，參數(shù)名為“requestType”，目前在應(yīng)用中規(guī)定值必須是“WADO”；②病例唯一標(biāo)識、檢查序列唯一標(biāo)識、對象唯一標(biāo)識，這三種標(biāo)識必須在提交請求時(shí)明確給出，參數(shù)名分別是“studyUID”、“seriesUID”、“objectUID”；③ MIME 應(yīng)答類型，參數(shù)名為“contentType”，因?yàn)樵贕ET方法中的“Accept”字段已經(jīng)指定客戶端可以接受的媒體類型，所以這個(gè)參數(shù)不一定是必需的。支持DICOM圖像持久型對象的屬性參數(shù)主要是針對WADO的單幀或多幀圖像對象，常用的有：圖像像素行數(shù)目（Number of Pixel Rows）、圖像像素列數(shù)目（Number of Pixel Columns）、圖像窗位（Window Center of the Image）、圖像窗寬（Window Width of the Image）等。如果contentType指定的媒體類型是“application/dicom”，這些參數(shù)就不是必需的。

通過上面的分析可以看出，WADO詳細(xì)描述了如何使用HTTP傳輸醫(yī)學(xué)圖像和其他數(shù)據(jù)的方法，為建立Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用提供了底層的對象、消息傳輸標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)制。

2 基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用

根據(jù)前面介紹的WADO中描述的DICOM運(yùn)行機(jī)制，我們提出了一個(gè)基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)框架，如圖2所示：

圖2 基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)框架

實(shí)際應(yīng)用中可以把兩個(gè)服務(wù)器部署在一起，提供DICOM服務(wù)和客戶端的請求應(yīng)答服務(wù)。實(shí)現(xiàn)步驟：

(1)支持Web瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)連接；

(2)把來自客戶端瀏覽器的HTTP請求轉(zhuǎn)譯成DICOM請求；

(3)支持DICOM 查詢SOP從PACS檢索獲取醫(yī)學(xué)圖像和其他數(shù)據(jù)，支持DICOM存儲SOP對SR文檔的保存；

(4)提供將DICOM數(shù)據(jù)（圖像和SR文檔）轉(zhuǎn)換到HTTP的機(jī)制。

當(dāng)用戶想通過客戶端瀏覽器訪問PACS服務(wù)器中管理的醫(yī)學(xué)圖像和數(shù)據(jù)時(shí)，瀏覽器會通過MIME消息發(fā)送一個(gè)HTTP請求給Web服務(wù)器，請求服務(wù)器發(fā)送相關(guān)的DICOM對象。Web服務(wù)器解碼來自瀏覽器的請求消息URL，根據(jù)傳遞的請求參數(shù)經(jīng)DICOM接口從PACS服務(wù)器中檢索相應(yīng)的DICOM對象，并通過HTTP響應(yīng)將DICOM文件傳輸至客戶端瀏覽器解碼顯示。具體傳輸過程中的信息描述和傳輸機(jī)制在前面的WADO分析中已經(jīng)詳細(xì)論述過。這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程顯示了通過Web方式可以直接獲取DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像和數(shù)據(jù)，中間不再需要進(jìn)行文件格式的轉(zhuǎn)換，保證了用戶對醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)精確處理的要求。

3 結(jié)束語

基于Web服務(wù)的DICOM應(yīng)用實(shí)現(xiàn)為醫(yī)學(xué)網(wǎng)格的建立提供數(shù)據(jù)通信、交換平臺，同時(shí)也為PACS系統(tǒng)與其他醫(yī)院信息系統(tǒng)的融合提供了異構(gòu)平臺之間的數(shù)據(jù)接口，提高了PACS系統(tǒng)得可擴(kuò)展性。

[1] 蔡光東.基于Web的DICOM標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像瀏覽方法的實(shí)現(xiàn)[J].福建電腦,2007(3):16-17.

[2] 賈克斌.數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像處理、存檔及傳輸技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

[3] 金海,章親,王乘,等.中國教育科研網(wǎng)格圖像處理網(wǎng)格應(yīng)用平臺設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[4] National Electrical Manufacturers Association.Web Access to DICOM Persistent Objects(WADO). PS 3.1-2004[S].

Application Implementation of DICOM Based on Web Service

XU Yuan-fu1,HUANG Ting-lei2,XIONG Chuan1
1. Information Center,Guilin Medical College,Guilin Guangxi 541004,China;2.Computer and Control Engineering College,Guilin University of Electronic Technology,Guilin Guangxi 541004,China

This paper describes the implementation method and operational mechanism of Web Access to DICOM Persistant Object(WADO) ,on the basis of which a operational model of application of DICOM based on Web is presented.

PACS; Web; DICOM; WADO

1674-1633(2010)04-0039-02

2009-10-10

2010-01-04

作者郵箱：xuyuanfu@glmc.edu.cn

TP393.04

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.04.015