基于Web的中小型PACS系统的设计与实现

摘要：PACS（Picture Archiving and Communication System，影像存档及通讯系统）系统是一个专业化的医学信息管理系统。由于C/S架构的PACS系统存在成本过高、异地数据共享困难以及系统维护困难等原因，该文提出采用B/S架构来构建PACS系统。在基于Web的中小型PACS系统的设计与实现过程中，采用JAVA技术设计PACS客户端，采用开源免费的Tomcat Web浏览器，并采用JSP访问方式实现对数据库的访问。基于Web的中小型PACS系统的实现，降低了系统的成本开销、有助于系统的维护以及安全性的提高，更有利于远程医疗技术的不断发展。

关键词：Web；PACS系统；B/S

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）30-0251-02

1 背景

随着计算机技术发展以及医学数字化成像设备的广泛应用，PACS系统的需求更加广泛。PACS[1]（Picture Archiving and Communication System，影像存档及通讯系统）系统实际上是一个专业化的医学信息管理系统，它代表了构成一个现代数字化放射科最基本的成分和系统单元的集成化体系和过程，主要包括影像采集系统、影像存储管理系统、影像工作站以及连接所有设备和系统并提供影像数据传输和交换平台的计算机网络系统等。目前，PACS系统主要采用的结构是C/S（Client/Server，客户端/服务器）结构，这样的结构要求在PACS的每一个客户端必须安装PACS客户端，这样一来不仅增加了系统的成本，而且数据共享困难。为了弥补C/S架构的PACS的缺点，基于Web的中小型PACS系统的开发非常有必要，B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）结构在客户端无需安装专门的软件，在处理模式、数据共享、系统维护、系统安全以及系统成本开销等方面都优于C/S结构。

2 基于Web的中小型PACS系统体系结构的设计

2.1 系统的网络拓扑结构

PACS系统包括医学影像采集设备、影像存储管理系统（PACS服务器）、影像工作站、DICOM标准、影像硬拷贝输出系统以及网络基础结构。基于Web的中小型PACS系统采用的网络拓扑结构如图1系统网络拓扑结构图所示。

2.2 B/S模式的三层体系结构

B/S模式的三层体系结构[2]指的是PACS系统客户端、Web服务器以及PACS数据库服务器。

其中PACS客户端属于表示层，它的主要职责是通过浏览器向Web服务器发送需要执行的命令请求并通过浏览器查看执行命令的结果；Web服务器属于业务逻辑层，作为PACS系统客户端和PACS数据库服务器的中间件，其主要职责是接收PACS客户端的命令请求，并将请求发送给PACS数据库服务器，另外还需要接收PACS数据库服务器执行的数据结果并将数据结果处理后反馈给PACS客户端；PACS数据库服务器属于数据存储层，其主要责是接收Web服务器的数据并将处理后的数据返回给Web服务器。其中PACS客户端和Web服务器之间的通讯是在广域网中，而Web服务器和PACS数据库服务器之间的通讯则是在局域网中。

3 基于Web的中小型PACS系统的设计与实现

3.1 基于Web的中小型PACS系统客户端的设计与实现

基于Web的中小型PACS系统不需要在客户端安装专门的PACS客户端软件，只需要借助IE浏览器来完成对PACS系统的访问即可。因此，基于Web的中小型PACS系统中最主要的就是PACS Web客户端软件的设计。其总体的设计如图3 基于Web的中小型PACS系统客户端总体设计所示：

该系统主要包括六个模块：

1）系统登录模块：该系统通过浏览器来访问数据，系统登录模块主要的功能就是用户通过登录模块进入系统，可以实现注册用户等。

2）数据查询模块：该模块主要是用来查询病人的相关信息，查看病人的图像是否已经采集好以及病人的其他的一些信息。

3）图像采集模块：该模块主要是用来采集设备的图像，通过与CT、MR和超声等设备的连接，采集相关的数据。

4）图像处理模块：该模块主要是对采集好的图像数据进行处理，包括旋转、缩放以及灰度变化等。

5）打印输出模块：该模块的主要功能是对已采集并处理好的数据进行打印输出。

6）系统退出模块：该模块的功能就是控制系统的退出。

基于Web的中小型PACS系统客户端的六个模块的实现主要采用Java技术，由于Web浏览器不能直接解析DCIOM格式的文件，因此采用Java Applet技术来实现对DICOM文件的解析。Java程序的开发软件比较多，包括JBuilder、Eclipse以及MyEclipse等软件。为实现PACS系统客户端软件的功能，结合实际的情况，该系统的开发采用Eclipse软件并结合MyEclipse插件对系统客户端的进行开发。

3.2 基于Web的中小型PACS系统服务器的设计

基于Web的中小型PACS系统服务器的设计主要是Web服务器的设计以及数据访问的实现。Web服务器的功能主要是接收PACS客户端的信息并将数据信息反馈给PACS数据库服务器，然后接收PACS数据库服务器处理后的数据并将该信息在客户端显示。基于PACS系统的功能，该系统采用Apache Tomcat Web服务器来实现。Tomcat服务器是基于Web的免费并且开源的服务器，该服务器是一种轻量级的服务器，应用于中小型PACS系统还是非常合适的。选择服务器后，还需要对该Web服务器进行配置，包括JDK（Java Development Kit）环境变量的配置以及Tomcat环境变量的配置。

基于Web技术的PACS系统数据访问方式主要有三种：公共网关接口CGI（Common Gateway Interface，公共网关接口）技术、ASP（Active Server Page）技术以及JSP（Java Server Page）[3] 技术。该系统的数据访问方式采用的是JSP技术，JSP技术主要采用JDBC（Java Data Base Connectivity， java数据库连接）技术来实现，JDBC与ODBC（（Open Database Connectivity，开放数据库互连）非常类似，JDBC作为数据连接的中间件其主要的功能就是发送请求、连接数据以及返回数据信息等。由于PACS数据库服务器采用的软件是SQL Server软件，JDBC与SQL语句处理以及各种数据库的操作都无关，是独立于SQL数据库的，所以采用JDBC的优势很明显。但通过JDBC来读取数据库，需要使用JDBC driver，用此技术来连接SQL数据库与JDBC API，实现对数据库的访问。

4 结束语

PACS系统近几年发展迅速，技术不断成熟，应用范围也不断扩大。基于Web的中小型PACS系统是为适应用户的需求而设计的，其主要的目的是减少客户端安装带来的成本过高、维护困难等现状。基于Web的中小型PACS系统的开发，系统的客户端无需安装专门的软件，只需要借助IE浏览器即可实现对PACS系统的操作，这样一来不仅降低了系统的成本开销、有助于系统的维护以及安全性的提高，更有利于远程医疗技术的不断发展。

参考文献：

[1] 曹奕雯， 陶蔷. PACS关键技术及国内应用[J]. 医疗卫生装备， 2011，32（1）：77-78.

[2] 孟勋. 基于Web服务的PACS系统研究[J]. 科技创新与应用， 2016（1）：64-66.

[3] 罗在文. JSP技术访问SQL Server数据库的设计与实现[J]. 长沙理工大学学报：自然科学版， 2010，33（3）：145-148.