基于對等網(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標準的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)濟效益，還減少了病人的開支，同時也有助于醫(yī)學(xué)影像教學(xué)和科研的開展。隨著DICOM標準的普及，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、瀏覽、檢索、會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，從而滿足動態(tài)變化的社會

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，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)量達到GB級，這么大的數(shù)據(jù)量，給存儲服務(wù)器和傳輸網(wǎng)絡(luò)都帶來極大的壓力，嚴重地影響了網(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)影像計算機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算量，有些甚至無法在普通的計算機上運行，這大大的限制了醫(yī)學(xué)影像服務(wù)功能的擴展。 傳輸速度問題和計算速度問題一直以來都是計算機研究的基礎(chǔ)內(nèi)容，多年來，國際上出現(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；通過研究計算算法，減少計算量，從而提高計算速度。在硬件方面，人們通過改進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而提高傳

4、輸速度；通過更新計算設(shè)備，提高計算機性能，從而提高計算速度。顯然這些方法已經(jīng)解決了現(xiàn)實中的大部分問題，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網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是升級計算機設(shè)備，都會增加人們在硬件方面的開支，特別是高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和高性能計算機設(shè)備的投資，會給人們帶來巨大的經(jīng)濟負擔；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)傳輸和計算

5、并非時時刻刻處于高峰期，也不是每一個位置都需要大量傳輸和計算，于是全面的升級設(shè)備顯得有點浪費硬件資源?？梢姡瑔渭円揽寇浖惴ǜ倪M和硬件升級不能完全解決系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題。 近年來，對等網(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，已經(jīng)在分布式存儲、共享計算、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算機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、建立了一個醫(yī)學(xué)影像對等網(wǎng)絡(luò)通訊平臺，解決對等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理問題和點對點直接通訊問題，為其他醫(yī)學(xué)影像的對等應(yīng)用的研究提供一個基礎(chǔ)平臺。 2、提出了一種基于對等網(wǎng)絡(luò)的DICOM影像傳輸方法，采用分布式冗余存儲和對等傳輸?shù)姆椒ㄟM行傳輸管理，實驗表明，