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1、医院DICOM网关的设计与实现 江苏久信医用净化工程有限公司李凌志叶庆楚 摘要：DICOM网关是医学图像存档与通信系统(PACS)的关键部分,用于接收、存储、转发DICOM医学图像。本文实践了DICOM网关的详细设计过程以及在Windows2k/XP系统下利用DCMTK工具包实现DICOM网关的具体方法,并进行了对比测试和结果分析。关键词:PACS；DICOM；网关1.DICOM网关总体设计1.1图像存储方案PACS图像有两个特点:①数据量大;②访问频率高。由于关系数据库支持海量图像数据的高频率访问能力差,直接在关系数据库中存储DICOM图像,无法满足以上两点要求。本文采用
2、如下图像存储方案:将DICOM图像相关信息存储在关系数据库,将图像主体数据以文件的形式存储在图像存档服务器(PictureArchivingServer,简称PAS)中,通过DICOM图像所包含的病人、检查等信息为数据库和PAS建立对应关系。1.2图像传输流程PACS中DICOM图像流程如下:①在数据库中建立电子病历®②病人信息登记到医疗设备中并检查®③DICOM网关从设备获取图像®④DICO网关将图像转发到PAS®⑤DICOM网关将图像在PAS的存储目录写入电子病历®⑥诊断工作站访问电子病历,获取DICOM图像在PAS中的存储位置®⑦诊断工作站根据存储位置以FTP方式获取PAS上的图
3、像。1.3DICOM网关工作流程根据PACS中图像传输流程,自行设计的DICOM网关用于实现图像采集和图像存储功能。DICOM网关负责完成前述③④⑤步工作,需要实现的功能包括:①与医疗设备实现DICOM通讯并存储DICOM图像;②转发DICOM图像到PAS;③访问数据库。2 DICOM网关详细设计2.1图像采集机制设计连接的双方通过应用实体(ApplicationEntity,简称AE)进行通讯,AE必须拥有物理网络中唯一的网络地址,即表示层地址。由于DICOM采用TCP/IP作为底层协议,AE映射到表示层地址就是IP地址和TCP端口号。在进行实际的DICOM设备连接时,必须设置AET
4、itle、IP和端口号这三个参数,才能接收DICOM图像。2.2图像存储机制设计DICOM网关按照分级目录进行图像存储。各级目录的命名由对应的DICOM图像中与病人、医疗设备相关的信息确定。这些信息包括检查号(ExamNo)、设备类型(Modality)、检查日期(StudyDate)、病人ID(PatientID)、病人姓名拼音(PatientName)、检查序列号(SeriesNumber)、传输语法(TransferSyntaxUID)等。目录结构需要便于查找、备份、导出等日常文件操作。为了保证文件操作的效率,目录结构设计为四级:①图像类型;②采集时间;③病人信息;④图像序列号。
5、其中第一级目录命名为图像中Modality的属性值;第二级目录命名为图像中StudyDate的属性值;第三级目录命名为图像中PatientID属性值和PatientName属性值的组合,从而保证病人信息的唯一性;第四级目录命名为图像中SeriesNumber的属性值。2.3图像转发机制设计DICOM网关负责转发DICOM图像到PAS上。首先网关将接收到的图像按照四级目录结构存储在本地,然后再转发到PAS,并按照相同的四级目录结构存储。另外,在三甲医院中,还需要在不同的科室建立多个科室PAS作为中央PAS在科室的备份。科室内部的诊断工作站可以直接访问科室PAS中的图像而不必直接访问中央P
6、AS,从而减少主干网络访问量,提高检索速率。因此DICOM网关还必须能够同时向多个PAS发送图像,即实现“预分配”机制。2.4数据库访问机制设计首先DICOM图像中含有的检查号信息访问数据库,然后把从DICOM图像中获得的设备类型、检查日期、图像序列号三项信息填写到该检查号对应的数据库记录中。诊断工作站在访问数据库后,可以根据这些信息构成对应的图像在PAS上的存储目录。3 DICOM网关实现网关由三个模块组成:接收模块;发送模块;数据库模块。接收模块实现图像采集和图像存储机制,采用DICOM协议与医疗设备进行通讯,接收DICOM图像,并在网关本地按照四级目录结构存储。发送模块实现图像转
7、发机制并支持“预分配”机制,采用FTP协议转发DICOM图像并存储在PAS。数据库模块实现数据库访问机制,把从DICOM图像中获得的信息填入数据库记录中相应字段。3.1接收模块实现根据DICOM标准和PACS设计要求,医疗设备对应为C－STORE存储服务类的服务类使用者(ServiceClassProvider,简称SCU),DICOM网关接收模块对应为C－STORE存储服务类的服务类提供者(ServiceClassProvider,简称SCP
