基于WADO的医学影像服务中间件研究

发布时间：2017-04-01 14:02

  本文关键词：基于WADO的医学影像服务中间件研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着医学影像技术、区域医疗、移动医疗以及无线网络技术的发展,医学影像已经成为临床诊断的主要依据之一,作为医学影像归档和通信系统的PACS向着跨区域协同方向发展,其服务范围、服务对象及使用口的扩大,导致用户使用的数量剧增,医学影像呈现爆炸式增长,缓存就呈现出其重要性。传统的单一缓存机制的耗时与占用空间过多,在WADO的服务性能关键点分析与实时可视化监控方面尚未发现相关研究,在医学影像缓存性能优化、命中率分析等方面有待进一步提高。本文基于WADO标准构建了一个医疗影像缓存服务中间件(SmartWADO),以支持区域医学影像的共享与利用,分别从WADO服务及扩展、影像缓存以及实时性能监控三个方而来增强WADO的服务能力。首先,分析WADO服务参数并进行扩展,提出一种基于路由表的WADO服务扩展方法,以支持WADO服务同时连接多个PACS系统的场景,满足互联网环境下多用户同时访问不同PACS系统的需求。其次,根据各类服务请求类型,提出面向医学影像对象的二级动态缓存的压缩存储结构、缓存索引与检索方法,以减少DICOM对象下载与解析的频度。最后,针对WADO服务过程中的性能关键点无法实时监控观测的问题,提出一种基于内存的实时监控方法与Web动态展示系统,通过性能关键点的监控与分析,可及时发现性能瓶颈以及优化关键点。论文最终实现了基于WADO的医学影像服务中间件原型系统,建立了实验环境,对其服务功能与性能进行验证与评价,实验结果表明中间件可有效减少下载DICOM对象的频度,提高医学影像的综合服务性能,同时可直接应用于医疗机构内部,为医务人员提供WADO服务,也可以应用于区域PACS系统,为互联网用户提供跨区域医学影像的访问与处理功能。
【关键词】：DICOM WADO 医学影像 缓存 中间件
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 论文主要研究内容13-14
• 1.4 论文组织结构14-15
• 1.5 论文主要创新点15
• 1.6 本章小结15-17
• 第二章 相关技术标准简介17-31
• 2.1 医学数字图像与通信标准(DICOM)17-21
• 2.1.1 DICOM信息模型17-18
• 2.1.2 DICOM文件格式18-20
• 2.1.3 DICOM通讯模型20-21
• 2.1.4 DICOM核心服务类21
• 2.2 WADO标准及原理分析21-27
• 2.2.1 体系结构23
• 2.2.2 通讯模式23-24
• 2.2.3 服务对象类型24-25
• 2.2.4 服务参数25-26
• 2.2.5 请求格式26-27
• 2.2.6 WADO请求样式27
• 2.3 医学影像调窗技术27-28
• 2.4 开源DICOM工具包28
• 2.5 开源PACS系统28-29
• 2.6 本章小结29-31
• 第三章 医学影像中间件及其关键技术31-47
• 3.1 医学影像中间件概述31-33
• 3.1.1 系统体系结构31-32
• 3.1.2 具体处理流程32-33
• 3.2 WADO参数扩展方法33-34
• 3.3 WADO服务分类响应34-37
• 3.3.1 图像类型请求处理流程35-37
• 3.3.2 文本类型请求处理流程37
• 3.3.3 视频类型请求处理流程37
• 3.3.4 DICOM对象请求下载处理流程37
• 3.4 医学影像缓存对象的二级动态缓存机制37-43
• 3.4.1 缓存对象二级存储与索引38-41
• 3.4.2 缓存对象综合索引结构41-42
• 3.4.3 缓存对象分级检索方法42-43
• 3.4.4 缓存对象动态替换策略43
• 3.5 Web服务实时监控方法43-45
• 3.5.1 实时监控处理流程43-44
• 3.5.2 监控数据的计算方法44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 医学影像中间件开发与实现47-61
• 4.1 医学影像中间件的核心功能与配置47-49
• 4.2 医学影像中间件核心服务的实现49-55
• 4.2.1 DICOM对象获取的实现51-52
• 4.2.2 DICOM对象解析与转化的实现52-53
• 4.2.3 医学影像中间件分类响应的实现53-55
• 4.3 二级动态缓存的实现55-59
• 4.3.1 缓存对象组织方式55-56
• 4.3.2 缓存对象存储56-57
• 4.3.3 缓存对象反向检索57-59
• 4.3.4 缓存对象替换59
• 4.4 医学影像中间件实时监控的实现59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 原型系统测试与评价61-69
• 5.1 测试环境与测试方法61-62
• 5.1.1 测试环境搭建61
• 5.1.2 基本测试方法61
• 5.1.3 多用户并发测试61-62
• 5.2 功能测试与评价62-65
• 5.3 性能测试与评价65-68
• 5.3.1 实时响应关键点性能分析65-66
• 5.3.2 缓存对象命中率分析66-67
• 5.3.3 原型系统的综合性能分析67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 论文工作总结69
• 6.2 论文工作不足与展望69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 附录A：攻读硕士学位期间发表的论文77-79
• 附录B：攻读硕士学位期间参与完成的科研成果79

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