基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的高性能醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的PACS系統(tǒng)在過去的幾年得到了成功的應(yīng)用，給醫(yī)學(xué)影像檢查和診斷帶來了極大的方便，不僅提高了醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)效益，還減少了病人的開支，同時(shí)也有助于醫(yī)學(xué)影像教學(xué)和科研的開展。隨著DICOM標(biāo)準(zhǔn)的普及，原來PACS系統(tǒng)的功能和性能已經(jīng)不能滿足人們的要求，有人提出要在PACS的基礎(chǔ)上建立醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)，以服務(wù)中間件的方式提供包括醫(yī)學(xué)影像的存儲(chǔ)、瀏覽、檢索、會(huì)診和三維重建等基本服務(wù)，并能不斷的增加服務(wù)中間件，從而滿足動(dòng)態(tài)變化的社會(huì)

2、需求。 然而，目前在醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中，仍然存在著許多技術(shù)問題，最關(guān)鍵的是在提高系統(tǒng)性能上，主要在提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和計(jì)算速度兩方面：1、在網(wǎng)絡(luò)傳輸速度方面，由于檢查設(shè)備不斷改進(jìn)，產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)影像檢查數(shù)據(jù)不斷增多，特別是多排螺旋CT的出現(xiàn)，可以讓一例檢查產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)量達(dá)到GB級(jí)，這么大的數(shù)據(jù)量，給存儲(chǔ)服務(wù)器和傳輸網(wǎng)絡(luò)都帶來極大的壓力，嚴(yán)重地影響了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和醫(yī)生的工作效率；2、在計(jì)算速度方面，斷層影像三維重建、基于內(nèi)容的醫(yī)

3、學(xué)圖像檢索、醫(yī)學(xué)影像計(jì)算機(jī)輔助診斷等很多方面的醫(yī)學(xué)影像的應(yīng)用都存在的大量的計(jì)算量，有些甚至無法在普通的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，這大大的限制了醫(yī)學(xué)影像服務(wù)功能的擴(kuò)展。 傳輸速度問題和計(jì)算速度問題一直以來都是計(jì)算機(jī)研究的基礎(chǔ)內(nèi)容，多年來，國(guó)際上出現(xiàn)了許多解決的方法。在軟件方面，人們通過研究數(shù)據(jù)壓縮的算法，減少數(shù)據(jù)傳輸量，從而提高傳輸速度；通過研究計(jì)算算法，減少計(jì)算量，從而提高計(jì)算速度。在硬件方面，人們通過改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而提高傳

4、輸速度；通過更新計(jì)算設(shè)備，提高計(jì)算機(jī)性能，從而提高計(jì)算速度。顯然這些方法已經(jīng)解決了現(xiàn)實(shí)中的大部分問題，但在醫(yī)學(xué)影像方面，仍存在許多局限性。在軟件方面，各種算法通常都以犧牲一定精度為代價(jià)而提高速度，但這是醫(yī)學(xué)影像所不允許的。在硬件方面，一方面無論是過升級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是升級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)備，都會(huì)增加人們?cè)谟布矫娴拈_支，特別是高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和高性能計(jì)算機(jī)設(shè)備的投資，會(huì)給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；另一方面，由于在醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)中，醫(yī)學(xué)影像網(wǎng)絡(luò)傳輸和計(jì)算

5、并非時(shí)時(shí)刻刻處于高峰期，也不是每一個(gè)位置都需要大量傳輸和計(jì)算，于是全面的升級(jí)設(shè)備顯得有點(diǎn)浪費(fèi)硬件資源。可見，單純依靠軟件算法改進(jìn)和硬件升級(jí)不能完全解決系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題。 近年來，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(P2P)技術(shù)得到了較快的發(fā)展，由于它能夠合理調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中閑置資源的特點(diǎn)，已經(jīng)在分布式存儲(chǔ)、共享計(jì)算、搜索引擎、協(xié)同工作和視頻直播等方面得到了很好的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題與普通的計(jì)算機(jī)問題有很多相似的地方，醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)與Intern

6、et一樣存在著很多閑置的資源，因此，作者思考了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的方法，通過合理調(diào)度醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的閑置資源，解決醫(yī)學(xué)影像服務(wù)系統(tǒng)的傳輸問題和計(jì)算問題。在本文中，作者主要做了以下幾方面的工作： 1、建立了一個(gè)醫(yī)學(xué)影像對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)，解決對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理問題和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接通訊問題，為其他醫(yī)學(xué)影像的對(duì)等應(yīng)用的研究提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。 2、提出了一種基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的DICOM影像傳輸方法，采用分布式冗余存儲(chǔ)和對(duì)等傳輸?shù)姆椒ㄟM(jìn)行傳輸管理，實(shí)驗(yàn)表明，