基于Web服務的PACS系統研究

摘 要：傳統的PACS（picture archiving and communication systems）系統逐漸從數字化醫院向局域化、全局性的PACS系統發展，開發出基于Web服務的PACS系統，其具有很大的優勢，在醫療信息化過程中占有重要位置和現實意義。文章從簡介、系統的Web服務、基于Web服務的PACS系統的特點，基于Web服務的PACS系統需要解決的問題等方面，對基于Web的PACS系統進行了研究探討，是一份重要的研究文獻。

關鍵詞：Web服務；PACS；數字化醫院；全局性；遠程醫療

1 簡介

1.1 什么是PACS

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，中文意為影像歸檔和通信系統。PACS是應用在醫院影像科室的系統，主要功能和任務就是把日常產生的各種醫學影像（MRI、CT、超聲、X光機、各種紅外儀、顯微儀等設備產生的圖像）通過各種接口（模擬、DICOM、網絡）以數字化的方式將圖像和信息數據海量保存起來，在一定的授權下，需要的時候能夠很快地調回使用，同時增加一些輔助診斷管理功能，在各種影像設備間傳輸數據和組織存儲數據具有重要作用。[1]

1.2 Web服務的引入

1.2.1 Web服務引入的歷史背景

傳統的PACS在體系結構上大多是封閉式集中式的2層C/S結構，在負載均衡、擴展集成以及升級維護方面存在著很大的局限性，分布式對象技術的引入，Web服務的應用使PACS系統設計大大得到簡化，應用該技術進行PACS的設計屏蔽了對象通信的細節，將PACS系統中的各種服務從PACS系統功能中剝離出來以服務對象的形式進行封裝，使得PACS系統具有更高的運行效率、更大的靈活性和可擴展性。在體系結構方面的特征是瀏覽器/服務器（B/S）結構取代2層的C/S結構，包括客戶層、中間層和數據層。客戶層表現邏輯用戶接口，中間層為事務處理邏輯和數據存取邏輯，數據層實現數據的存儲和管理。與傳統的2層客戶服務器體系結構相比，B/S結構將側重點從關注數據轉向關注服務，是PACS系統應用功能的一大進步。

大型PACS分布式應用開發的復雜度得到了簡化，Web服務的應用的結構得到了優化，PACS應用的開發和服務質量得到了提高，應用的升級和動態伸縮靈活性增強。

1.2.2 Web服務的一般邏輯結構

基于Web服務的PACS系統的一般邏輯結構如圖1所示。Web服務是PACS系統信息和數據交互的中心環節，客戶應用通過Web服務與系統的數據與信息服務中心進行數據與信息交互。

1.3 基于Web服務的PACS系統

基于Web服務的PACS系統就是利用現有的網絡資源和計算機網絡技術、數據庫技術等，有效地利用現有的Web資源，開發使用的PACS系統。在PACS系統從數字化醫院向局域性，全局性的PACS系統發展中具有重要的優勢，在遠程醫療發展中具有重要地位。

2 系統的Web服務

2.1 Web服務架構

使用Web服務的PACS系統一般架構如圖2所示。

2.2 Web服務

Web服務是可被描述、發布和定位的自包含的模塊化應用并可通過網絡被調用執行的技術和應用內容。Web服務技術是為解決在網絡環境下松散耦合的客戶程序（客戶端）與Web服務（服務器）間、Web服務（Web服務器）之間進行互相調用、互相集成而設計的技術模式和框架。

在Web服務的體系結構中有三種角色：服務提供者、服務注冊中心（Service registry）和服務請求者，構成PACS系統的Web服務的體系結構。系統服務器等服務提供者實現并發布Web服務，并提供標準的接口功能（以太網）供服務請求者調用Web服務提取PACS系統數據；服務注冊中心提供一類方法使服務請求者發現Web服務；服務請求者通過服務注冊中心訪問PACS系統的服務提供者（數據庫服務器等）得到所需的Web服務的接口，利用接口中提供的Web服務啟動參數和返回結果的描述信息，直接調用得到服務請求者訪問PACS系統的Web服務執行結果。

3 基于Web服務的PACS系統的特點

3.1 開放式

基于Web服務的PACS系統是一個開放式的系統，與HIS等信息系統有接口相連接融合，信息的，傳輸，組織，存儲，回調是一個相對開放的過程。利用Web技術，使遠程終端的實現變得容易起來，遠程診斷、遠程醫療的實現利用Web技術，通過原有的網絡技術手段，變得更實用化、便捷化。基于Web服務的PACS系統是一個開放式的系統，與外部遠程資源進行信息資源的交互[2]。

3.2 分布式

2000年至今，在PACS應用逐步從數字化醫院邁向開發局域化，全局性的PACS系統，以適應遠程醫療服務的要求。HL7標準的形成，推動了醫院信息化的標準化。面對處理速度，用戶體驗與處于不同位置和地域的大量復雜圖像處理的要求，采用基于Web的分布式架構[3]的PACS系統成為一項現實要求。

3.3 組件化[4]

基于Web服務的PACS系統各功能組成部分相對獨立，系統可以方便地拆分、升級，與外部信息系統方便地進行組合，以根據需要實現全部或部分功能要求，便捷地與外部信息系統實現連接融合，以最小的代價達到醫療資源充分共享的目的。

3.4 面向服務

基于Web服務的PACS系統是面向服務的。系統建立數據庫以滿足外部客戶端訪問的要求，這種要求是通過Web服務來實現的。Web技術的采用，在很大程度上是適應信息化的要求，使基于Web的PACS系統能更好服務于客戶對相關醫療信息的要求。

4 基于Web服務的PACS系統需要解決的問題

4.1 與HIS接口

PACS系統作為醫學影像存儲、傳輸、管理的系統是一個完整的系統，同時不應孤立與HIS（醫院信息系統）之外，這樣PACS系統的很多功能特點才有意義。與HIS的接口建設，是基于Web服務的PACS系統的一項基本業務要求。

4.2 標準化建設

由于影像在醫院診斷中的重要地位，對醫學影像的存檔、通信和顯示以及診斷在醫院信息化的背景下，具有重要意義。對PACS系統而言，兩個層次的標準化是必須的。第一層標準是在PACS中的多發送站設備，涉及處理信息訪問和系統之間通信的數據和圖像標準。第二層的標準化在醫學和使用層面，為了醫學需求和數據的使用。基于Web服務的PACS系統中一層標準化遵循DICOM和HL7標準，另一層是網絡通信的標準化。另外，在數據的現實層面也要盡量做到標準化。

4.3 安全性

信息數據的安全性是基于Web服務的PACS系統必須重視的問題。一般包括PACS系統內信息訪問的安全性和與外部資源共享的安全性。系統數據庫的信息數據安全和利用Web技術進行與外部數據資源共享時網絡通信的安全是必須考慮的。系統服務器的安全防護，通訊安全在Web技術的使用下必須加強，可以設置權限、角色、防火墻等來實現。在系統的設計中，由于Web技術的特點和基于Web服務的PACS系統的特點，必須考慮來進行安全性的設計。

5 結束語

傳統的PACS系統出現以來，隨著信息技術、計算機網絡技術的發展和信息化的進程，PACS系統逐漸從數字化醫院，向局域化、全局性的PACS系統發展。在這個過程中，PACS系統應具有分布式、開放式、組件化和面向服務等特點，利用現有的計算機技術、網絡技術和網絡資源，開發出的基于Web服務的PACS系統具有很大的優勢。基于Web服務的PACS系統具有上述優勢特點，在醫療信息化過程中占有重要位置和現實意義。文章從Web服務和PACS系統的特點開始，先后從PACS的簡介、Web服務的引入、Web服務的架構、基于Web服務的PACS系統的特點、基于Web服務的PACS系統需要解決的問題等方面，對基于Web的PACS系統進行了研究探討，是一份重要的研究文獻。

參考文獻

[1]孟勛.基于分布式系統體系結構的PACS系統研究[J].科技傳播，2014，11：236-237.

[2]王曉敏，謝晉東，王鵬程，等.基于web技術的醫學圖像遠程診斷系統的設計與實現[J].中國醫學物理學雜志，2008，25（5）：856-858.

[3]何鯤.基于Web的分布式PACS系統研究[J].合肥工業大學學報：自然科學版，2002，25（2）：308-311.

[4]李建華，陳興新.基于Web組件技術的PACS系統研究[J].中國醫療器械信息，2008，14（6）：27-29.

作者簡介：孟勛（1975，4-），男，教師，資深軟件工程師/架構師，職稱：助教、助工，學歷：碩士研究生，研究方向：生物醫學工程，計算機軟件與應用，信號處理。