bs架构的影像阅片系统的设计与实现
摘 要 现今基于 CS 架构的 PACS--影像归档和通信系统，能够实现对医学影像用数字化存储，同时实现快速调阅。然而基于 CS 架构的 PACS 系统要求各医生客户机安装客户端，且医生想要查看病患图片必须在办公室内，受地域限制较大，跨平台性差，若系统更新则维护成本很高。 目前 HTML5 的发展使得新的机会出现，推动整个移动平台的发展，同时也推动医院了信息化的发展。最初，许多设备制造商强烈抵制开放式网络连接。因为他们认为它没有多大意义并且与他们的利益相冲突，更深层次的问题是他们没有意识到他们已经落后于信息技术的发展，并且不知道医学影像产业在通信技术的带动下会有什么样的发展，随着医学技术的发展需求，PACS在计算机技术和多媒体技术的飞速发展下不断演进。本系统旨在实现一个基于Web的PACS系统。其实现的重点在于DICOM影像数据读取，借助CornerStone前端组件进行图像处理并渲染在浏览器页面上。本系统将主要实现医生浏览患者影像功能，以及图像反相、移动、缩放、界面布局、序列布局、直线测量、角度测量、矩形测量、CT 值测量、窗宽窗位调整等简单的图像处理功能。
目 录
绪论 6
1.1课题研究背景 6
1.2研究意义 6
1.3文章内容安排 7
开发环境及相关技术介绍 7
2.1 开发环境及工具 7
2.1.1开发环境 7
2.1.2 Orthanc 7
2.1.3 CornerStone 8
2.1.4 MYSQL 8
2.2 DICOM 简介 9
系统分析 10
3.1功能分析 10
3.1.1 从服务器加载图像 11
3.1.2 角度测量工具 13
3.1.3 矩形感兴趣区域测量 14
3.1.4 医学影像播放 17
3.2 服务器分级体系架构分析 18
3.3 系统非功能需求 19
系统设计 19
4.1 系统实现方式设计 19
4.2 主要算法设计 21
4.2.1 DICOM 文件读取 21
4.2.2 灰度 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
值变化（点运算） 23
4.2.3 几何运算 25
4.2.4医学图像播放 27
4.2.5定位线 28
系统实现 30
5.1影像阅片实现说明 30
5.2基本图像处理实现说明 36
5.3图像保存实现说明 43
总结与展望 44
6.1 系统研究总结 44
6.2存在的问题和后续开发 44
参考文献 45
致谢语 46
绪论
1.1课题研究背景
基于 BS 架构的影像阅片系统，是基于 WEB 的 PACS 系统中的子模块。
PACS 系统出现在 90 年代初期，实现它的关键因素有：医学影像数字化的影像设备，如通过 CT 等设备获取影像；计算机的发展也将海量数字信息存储和显示出来。
早期医学影像的数字图像格式，因设备生产厂商而异，无法做到数据共享。这个问题使得 PACS 发展受到了影响。第一套数字化医学影像格式标准（ACRNEMA 1.0标准）于1985年美国放射协会和电器制造协会协商制定出来，之后在1988 年时更新为 ACRNEMA 2.0版本。相当重要且具有关键作用的是 1993 年制定的DICOM3.0 标准。目前该标准已经被全球主要的医学设备生产商接受。进一步促进了 PACS 系统的发展。
目前我国的 PACS 系统主要是基于 C/S 架构。C/S 架构可以合理的分担服务器的压力，但是要求所有的客户机必须安装客户端，并且医生工作站在安装客户端后还不得不编写连接串来达到和 PACS 服务器通信的目的。同时 C/S 架构的 PACS 系统对客户端操作人员的要求十分高，需要经过大量培训，尤其是当产品进行更新时，这个弊端尤为突出。
随着 HTML5 的出现以及移动终端的不断发展，PACS 系统逐渐向 WPACS 方向发展，即医生能够随时通过支持 HTML5浏览器在原始海量医学影像图像中直接调用数据，基于 DICOM 标准的医学影像，HTML5 的浏览器直接通过使用和处理。
未来 WPACS 系统的发展优势将会更加突出：无插件、零安装、轻松部署、安全可靠、接口丰富并且可以根据不同的医院需要进行 DIY 等。
1.2研究意义
WPACS 系统的出现，可以推动数字化医院环境的建立，提高医务工作者的工作效率。
WPACS 可以使得医生随时随地调取病人的医学图像，进行图像分析、诊断、研究，实现影像共享.将所有影像信息统一储存、管理，可以让医生在诊断时随时调取以往影像资料和病例，提高诊断效率；另外，基于 B/S 架构的阅片系统为远程会诊的实现和普及提供了可能。
1.3文章内容安排
论文共分为六个部分，绪论是全文的第一部分。主要介绍了本系统背景的产生、研究的意义和全文组织结构；第二部分介绍实现本系统的理论知识（如 DICOM），开发平台，工具和可能性分析；第三部分针对课题进行系统需求分析；课题的系统设计作为本文的第四部分；系统的具体实现作为本文的第五部分。着重讲述 DICOM 影像读取、显示、旋转、播放等。第六部分是系统的总结与展望。
开发环境及相关技术介绍
2.1 开发环境及工具
2.1.1开发环境
1.软件开发环境
操作系统：win10
系统类型：64 位操作系统
开发工具：MyEclipse，tomcat 8.0，MYSQL，Sublime Text3. 前端组件：CornerStone
外部服务器：Orthanc
2.硬件开发环境
处理器：Intel(R)Core(TM)177700HQ CPU@2.80GHz 2.80 GHz
已安装内存（RAM）：8.00GB
硬盘：128G(SSD)
2.1.2 Orthanc
Orthanc 旨在提供一个简单但功能强大的独立 DICOM 服务器，它很好的改善了医院DICOM 流程，能够支持医学图像自动分析的研究。其简单性主要变现在它可以让用户专注 DICOM 文件内容，忽略 DICOM 繁琐的格式和其协议的复杂性。
目 录
绪论 6
1.1课题研究背景 6
1.2研究意义 6
1.3文章内容安排 7
开发环境及相关技术介绍 7
2.1 开发环境及工具 7
2.1.1开发环境 7
2.1.2 Orthanc 7
2.1.3 CornerStone 8
2.1.4 MYSQL 8
2.2 DICOM 简介 9
系统分析 10
3.1功能分析 10
3.1.1 从服务器加载图像 11
3.1.2 角度测量工具 13
3.1.3 矩形感兴趣区域测量 14
3.1.4 医学影像播放 17
3.2 服务器分级体系架构分析 18
3.3 系统非功能需求 19
系统设计 19
4.1 系统实现方式设计 19
4.2 主要算法设计 21
4.2.1 DICOM 文件读取 21
4.2.2 灰度 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
值变化（点运算） 23
4.2.3 几何运算 25
4.2.4医学图像播放 27
4.2.5定位线 28
系统实现 30
5.1影像阅片实现说明 30
5.2基本图像处理实现说明 36
5.3图像保存实现说明 43
总结与展望 44
6.1 系统研究总结 44
6.2存在的问题和后续开发 44
参考文献 45
致谢语 46
绪论
1.1课题研究背景
基于 BS 架构的影像阅片系统，是基于 WEB 的 PACS 系统中的子模块。
PACS 系统出现在 90 年代初期，实现它的关键因素有：医学影像数字化的影像设备，如通过 CT 等设备获取影像；计算机的发展也将海量数字信息存储和显示出来。
早期医学影像的数字图像格式，因设备生产厂商而异，无法做到数据共享。这个问题使得 PACS 发展受到了影响。第一套数字化医学影像格式标准（ACRNEMA 1.0标准）于1985年美国放射协会和电器制造协会协商制定出来，之后在1988 年时更新为 ACRNEMA 2.0版本。相当重要且具有关键作用的是 1993 年制定的DICOM3.0 标准。目前该标准已经被全球主要的医学设备生产商接受。进一步促进了 PACS 系统的发展。
目前我国的 PACS 系统主要是基于 C/S 架构。C/S 架构可以合理的分担服务器的压力，但是要求所有的客户机必须安装客户端，并且医生工作站在安装客户端后还不得不编写连接串来达到和 PACS 服务器通信的目的。同时 C/S 架构的 PACS 系统对客户端操作人员的要求十分高，需要经过大量培训，尤其是当产品进行更新时，这个弊端尤为突出。
随着 HTML5 的出现以及移动终端的不断发展，PACS 系统逐渐向 WPACS 方向发展，即医生能够随时通过支持 HTML5浏览器在原始海量医学影像图像中直接调用数据，基于 DICOM 标准的医学影像，HTML5 的浏览器直接通过使用和处理。
未来 WPACS 系统的发展优势将会更加突出：无插件、零安装、轻松部署、安全可靠、接口丰富并且可以根据不同的医院需要进行 DIY 等。
1.2研究意义
WPACS 系统的出现，可以推动数字化医院环境的建立，提高医务工作者的工作效率。
WPACS 可以使得医生随时随地调取病人的医学图像，进行图像分析、诊断、研究，实现影像共享.将所有影像信息统一储存、管理，可以让医生在诊断时随时调取以往影像资料和病例，提高诊断效率；另外，基于 B/S 架构的阅片系统为远程会诊的实现和普及提供了可能。
1.3文章内容安排
论文共分为六个部分，绪论是全文的第一部分。主要介绍了本系统背景的产生、研究的意义和全文组织结构；第二部分介绍实现本系统的理论知识（如 DICOM），开发平台，工具和可能性分析；第三部分针对课题进行系统需求分析；课题的系统设计作为本文的第四部分；系统的具体实现作为本文的第五部分。着重讲述 DICOM 影像读取、显示、旋转、播放等。第六部分是系统的总结与展望。
开发环境及相关技术介绍
2.1 开发环境及工具
2.1.1开发环境
1.软件开发环境
操作系统：win10
系统类型：64 位操作系统
开发工具：MyEclipse，tomcat 8.0，MYSQL，Sublime Text3. 前端组件：CornerStone
外部服务器：Orthanc
2.硬件开发环境
处理器：Intel(R)Core(TM)177700HQ CPU@2.80GHz 2.80 GHz
已安装内存（RAM）：8.00GB
硬盘：128G(SSD)
2.1.2 Orthanc
Orthanc 旨在提供一个简单但功能强大的独立 DICOM 服务器，它很好的改善了医院DICOM 流程，能够支持医学图像自动分析的研究。其简单性主要变现在它可以让用户专注 DICOM 文件内容，忽略 DICOM 繁琐的格式和其协议的复杂性。
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