《基于dicom实现数字医疗设备与计算机的通讯》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于dicom实现数字医疗设备与计算机的通讯（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、瘟用( o m m u n i t a t i o na n df l a t w o r kA p p | i c a U 日r n s 基于D I C O M 实现数字医疗 设备与计算机的通讯 贵州大学蒋宏晖王翰虎陈梅 引言 嵌八式技术日新月肆的发展引发r 各个领域的变革，医学领域的变革尤为明显，主要表 现任数宁图像医疗设备的变革：数字医疗设备日盏发展，正逐渐取代传统的医疗设备。这种变 * 愈蹀矛盾愈明显：方面，数字医疗没备I 益摹新数字图像的计算机处理能力和共享程 度已成为衡量医院现代化程度的重要参数；另方面。对数字图像的处理仍然采用过去人工处 理的方式，而且几乎不存住共晕。 豫始的处理
2、方式和信息的低共享程度已成为制约医院现代化进程的主要因素。为r 解决这 个矛盾，影像存档及通讯系统( P i c t u r eA r c h i v i n ga n dC o m m u n i c a t i o nS y s t e m ，P A C S ) 的规划和 ，实现顺理成章的提上日程。P A C S 的目的住干充分利用H 益成熟的计算机技术处理数字医疗信 息；利用十分成熟的计算机网路技术实现信息的共享。P A C S 的优势在于它最大程度上实现了 数字医疗信。f l , 的计算机处理和信息共享。我们知道计算机的通讯技术已很成熟计算机之间 的通讯小存在问题，而如何从数字医疗设备
3、中获取信息，或者i 兑，如何将数字医疗设备上的信 息传送剑计算机上还是值得和需要探讨的问题。 日前，我们正从事“微小病变的计算机识别”的研究上= 作，其中- 个关键技术就是如何从 C T 机中获得病人的C T 检查信息。本文在J 实际工作的基础L ，探讨了如何在医学数字成像与 通讯标准( D i g i t a lI m a g i n ga n dC O m m u n i c a t i o ni nM e d i c i n e ，D I C O M ) 的基础上实现数字医疗 没备与计算机的通讯，给出- r 通讯网络的体系结构，并征此基础上提出了实现策略。 D I C o M 瓷旧坡身学
4、会( A C R ) 和美国电气制造商协会( N E M A ) 往1 9 9 3 年推出的医学数字成像与通讯 杌准f D i g i t a l1 m a g i n ga n dC O m m u n i c a t i o ni nM e d i c i n e ，D I C O M ) 可大夫简化了各类型的医学 刚像的J F 发和应用，已经成为医学影像学界普遍的共识，成为事实上的行业标准，大多数数字 陕，r 瞪备部遵循该标准，也是目前国际国内研究开发的热点。 往奉丈的阐述中，将用到D I C O M 标准中的一些基本概念，首先，将一些与通讯有关的基 一7 0 虢竹嵌A 式论文集 C o
5、 m m u n i c a t i o na 1 1 吐N e ：t 谢o r kA p p l i c a t i o n s 谴二稻E 奉概念的定义加以介绍。A p p l i c a t i o nE n t i t y ( A E ，应用实体) 是一个O S l 应用层功能，它包括 应用程序实现网络信息交换所需的各个部分。更简单的蜕，一个A E 是一个具有通讯功能的程 序。I n f o m a t i o nO b j e c tD e f i n i t i o n ( I O D ) 是用来定义抽象数据对象( 用来交换的信息) 的详细描 述，其目的是为一系列的信息提供个明确的详
6、细描述。需要指出的是，l O D s 代表的不是某 个数据对象的特定实例。而是一类具有相同属性的相似数据对象。I O D s 提供机理来描述譬如 闭墩的数据对象以及与图像相关的数据对象，如：曲线，层等信息。 D I C O MM e s s a g eS e r v i c eE l e m e n t ( D I M S E ) S e r v i c e 。指明一个I O D 是通讯的关键，但还 不够。作用于l O D s 的服务( 方法) 需要规范化。D I C O M 定义了一个作用于I O D s 实例的服务( 例 如：仔储，创建，剿除，获取) 的集合，这些服务称为D I M S E
7、 。 S e r v i c eO b j e c tP a i r ( S O P ) C l a s s 。一个或多个D I M S E 服务与一个特定的I O D 的组合便构 成个S O P 类，一个S O P 类的描述包含应用于D I M S E 服务的规则和相关的I O D 。一个S O P 粪等价于面向对象模型( 数据加方法) 中的一个对象粪。 S O P 实例( S O Pi n s t a n c e ) 。D I C O M 模型是基于面向对象模型的，用抽象数据来表示某类现 实世界的对象，也定义一些作用于数据对象的方法，如：存储，删除，创建，获取等。 存一次连接时，两个同级A
8、 E 所用的某个方法和某个数据对象的结合就构成了一个通讯实 例。在为成功的完成两个A E 之间的通讯做准备时，S O P 类的详细描述起着关键作用。但是， 正如I O D 一样，S O P 类并不代表通讯的某个特定实例。当通讯的某个特定实例发生作用时。他 被定义为个S O P 实例。S O P 实例用来代表实现世界事件( 图像，检查，病人) 的各个部分。 町以用对语句的语祛分析来描述一个S O P 类。I O D 相当于名词( 例如：图像) ，D I M S E 服 务相当于动词( 例如：存储) ，S O P 类类似于一条普通的语句( 存储图像) ，S O P 实例类似于条 特定的语句( 存储
9、这副图像) 。 S e r v i c e C l a s s 。一个服务类代表一个特定的功能，该功能被一个相关S O P 类的集合定义， 通过同阶A E 完成。例如，用来查询图像信息和返回实际周像数据的特征关联十分紧密，要实 现这蝗特征，需要两个S O P 类，一个用来搜集图像信息( Q u er y ) ，一个用来获取图像数据 ( R e t r i e v e ) ，Q u e r y ，R e tr i e v e 服务类将这些相关的S O P 类组合成个服务粪。服务类定义r A E 通讯所使用的两个角色，即S e r v i c eC l a s sU s e r ( S C UJ
10、和S e r v i c eC a s sP r o v i d e r ( S C P ) 。这两个 角色是基于C S 模型的S C U 相当于“C l i e n t ”，而S C P 相当于“S e r v e r ”。例如，对存储类而 ，i ，S C U 相当f 图像发送设备，S C P 相当于图像接收设备。 A s s o c i a t i o nN e g o t i a t i o n 。建立联合( A s s o c i a t i o ne s t a b l i s h m e n t ) 是同阶A E 通讯的第一步。 A E 使用联合来磋商如何对数据编码以及确定用来交换
11、的数据的类型。A b s t r a c tS y n t a x 是用来 标，RS O P 类的。在建立联合是披磋商决定。T r a n s f e rS y n t a x 表示同阶D I C O MA E 通讯是所 用的数据编码的类型，在建立联合时磋商决定。U p p e rL a y e r ( U L ) 是D I C O M 逻辑网络层的 部分，完成建立联和，对D I C O M 消息流编码和解码等功能。 实现篆略 体系结构 我们熟知的计算机通讯网络构建干O S I 参考模型之上，通用的通讯协议一般为T C P I P 协 议。O S I 爹考模型为通讯协议定义了七层分别勾：物理层
12、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层和应用层。 嵌入式论文集翻潮7 l 一 应用t 坍q 。“”d c t w 。非A p p l i c a t i o n s 事t 真；上，奉网络是根据O S I 参考模型构造的但是，庄馐次的划分上，我们考虑到，层次 的划分应该从逻辑上将功能分组，层次应该足够多，以使每一层小到易于管理，但是也不能太 多，否m J 订：集各格的处理开销太大。所以，侄本网络中，我们从实际出发，将七层组合成如下 图所示的二层分别是应用程序消息交换层( A p p l i c a t i o nM e s s a g eE x c h a n g e ) 、逻辑网络层(
13、L o g i c a lN e t w o r k i n g ) 和物理网络层( P h y s i c a lN e t w o r k i n g ) 。 麻“ | 程J F 消息交换H D I C O MJ - i 川蛮体成川珙 D I C O MU I 会话联和表示H 逻辑M 络妊 T C P 传输层 I PM 络从 E t h e r n e t 物理删络联F D D I 物理堪手数据链路接 本刚络和O S l 参学模型 我们的网络是一种将异构系统互联的分层结构提供r 控制互联系统交互规则的骨架，定 义r 一种抽象结构，而并非具体的实现的描述t 同系统。l ：的相同层的实体为同级
14、实体，同级实 体之间通信有该层的协议管理相邻层间的接口定义了原语操作和低屡向上层提供的服务，所提 供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务；直接的数据传送仪侄最底层即物理网络层进 行t 实现每层完成定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。 、- 【直简要介绍各层的功能和特性。 应用程序消息交换屡 网络 办议是计算机网络和分布系统中相H 通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则 的集合。应用程序消息交换层定义一致的协议和格式，竣格式支持例如图像传输、数据库查询 和图像或文本相奖信息、的返回等特征；通过前面的定义，该层允许不兼容的平台和应用程序相 H 通讯。 l l ：如前面所述，本网络是基
15、1 二O S I 参考模型构建的，在本网络中，通信协议实际上由两部 分构成：D I C O M 标准( D I C O Mu L 协议) 和T C P I P 协议，应崩程序消息交换层的操作基于这 陌部分的协议组合之I ：。对本网络而青，T C P ，I P 和E t h e r n e t 片不是特定的，但是，应用程序 消息交换联和逻辑网络层的D 1 C O Mu L 功能腠是特定的。 逻辑网络层 逻辑M 络层定义网络如何管理消息并保证信息分发的可靠性。逻辑网络层将应用消息交换 屡解蔽j ：物理网路技术之外，提高r 应用程序消息交换层的逻辑独立性。 D I C O M 标准仪限于给出网络通讯
16、功能以及支持这4 应用所必需的数据，并不指明设备内 部的数据格式。通讯时，数字医疗设备通过应用程序消息交换拦将数据包传输到逻辑网络层的 D C I O MU L 层，D C I O Mu L 层按照D I C O M 标准组织好数据，然后将数据传送到逻辑网络层 的T C P 、I P 屡，最后通过物理层将数据送出。 为r 更好的阐述本网络通信机理，我们不妨把本网络类比r 邮政系统。邮政系统是一个复 杂的系统，但是，对最终用户来说，这个复杂的系统是透明的，他们并不需要关心邮政系统如 何逗作。 假定个不懂法语的中国人要与一个不懂中文的法阉人通信，他们就需要一种两人都懂的 一7 2 嗣越嘲嵌人式沧文鬃 。i c ：j t l 。na n 。N e t w o r kA p ( a t 汹s通谊 双方在交换信息时都使用D I C O M 语言。具体的通信由逻辑网络层的T C P I P 功能层和物理网 络层实现。 物理网路层 物理网络层支持一系列的可选项，以有效的方式响应逻辑网络层多变的操作需求。在
