基于Web服务的PACS系统研究

基于Web服务的PACS系统研究
传统的PACS（picture archiving and communication systems）系统逐渐从数字化医院向局域化、全局性的PACS系统发展，开发出基于Web服务的PACS系统，其具有很大的优势，在医疗信息化过程中占有重要位置和现实意义。

文章从简介、系统的Web服务、基于Web服务的PACS系统的特点，基于Web服务的PACS系统需要解决的问题等方面，对基于Web的PACS系统进行了研究探讨，是一份重要的研究文献。

标签：Web服务；PACS；数字化医院；全局性；远程医疗
1 简介
1.1 什么是PACS
PACS是Picture Archiving and Communication Systems的缩写，中文意为影像归档和通信系统。

PACS是应用在医院影像科室的系统，主要功能和任务就是把日常产生的各种医学影像（MRI、CT、超声、X光机、各种红外仪、显微仪等设备产生的图像）通过各种接口（模拟、DICOM、网络）以数字化的方式将图像和信息数据海量保存起来，在一定的授权下，需要的时候能够很快地调回使用，同时增加一些辅助诊断管理功能，在各种影像设备间传输数据和组织存储数据具有重要作用。

[1]
1.2 Web服务的引入
1.2.1 Web服务引入的历史背景
传统的PACS在体系结构上大多是封闭式集中式的2层C/S结构，在负载均衡、扩展集成以及升级维护方面存在着很大的局限性，分布式对象技术的引入，Web服務的应用使PACS系统设计大大得到简化，应用该技术进行PACS的设计屏蔽了对象通信的细节，将PACS系统中的各种服务从PACS系统功能中剥离出来以服务对象的形式进行封装，使得PACS系统具有更高的运行效率、更大的灵活性和可扩展性。

在体系结构方面的特征是浏览器/服务器（B/S）结构取代2层的C/S结构，包括客户层、中间层和数据层。

客户层表现逻辑用户接口，中间层为事务处理逻辑和数据存取逻辑，数据层实现数据的存储和管理。

与传统的2层客户服务器体系结构相比，B/S结构将侧重点从关注数据转向关注服务，是PACS系统应用功能的一大进步。

大型PACS分布式应用开发的复杂度得到了简化，Web服务的应用的结构得到了优化，PACS应用的开发和服务质量得到了提高，应用的升级和动态伸缩灵活性增强。

1.2.2 Web服务的一般逻辑结构
基于Web服务的PACS系统的一般逻辑结构如图1所示。

Web服务是PACS 系统信息和数据交互的中心环节，客户应用通过Web服务与系统的数据与信息服务中心进行数据与信息交互。

1.3 基于Web服务的PACS系统
基于Web服务的PACS系统就是利用现有的网络资源和计算机网络技术、数据库技术等，有效地利用现有的Web资源，开发使用的PACS系统。

在PACS 系统从数字化医院向局域性，全局性的PACS系统发展中具有重要的优势，在远程医疗发展中具有重要地位。

2 系统的Web服务
2.1 Web服务架构
使用Web服务的PACS系统一般架构如图2所示。

2.2 Web服务
Web服务是可被描述、发布和定位的自包含的模块化应用并可通过网络被调用执行的技术和应用内容。

Web服务技术是为解决在网络环境下松散耦合的客户程序（客户端）与Web服务（服务器）间、Web服务（Web服务器）之间进行互相调用、互相集成而设计的技术模式和框架。

在Web服务的体系结构中有三种角色：服务提供者、服务注册中心（Service registry）和服务请求者，构成PACS系统的Web服务的体系结构。

系统服务器等服务提供者实现并发布Web服务，并提供标准的接口功能（以太网）供服务请求者调用Web服务提取PACS系统数据；服务注册中心提供一类方法使服务请求者发现Web服务；服务请求者通过服务注册中心访问PACS系统的服务提供者（数据库服务器等）得到所需的Web服务的接口，利用接口中提供的Web 服务启动参数和返回结果的描述信息，直接调用得到服务请求者访问PACS系统的Web服务执行结果。

3 基于Web服务的PACS系统的特点
3.1 开放式
基于Web服务的PACS系统是一个开放式的系统，与HIS等信息系统有接口相连接融合，信息的，传输，组织，存储，回调是一个相对开放的过程。

利用Web技术，使远程终端的实现变得容易起来，远程诊断、远程医疗的实现利用Web技术，通过原有的网络技术手段，变得更实用化、便捷化。

基于Web服务的PACS系统是一个开放式的系统，与外部远程资源进行信息资源的交互[2]。

3.2 分布式
2000年至今，在PACS应用逐步从数字化医院迈向开发局域化，全局性的PACS系统，以适应远程医疗服务的要求。

HL7标准的形成，推动了医院信息化的标准化。

面对处理速度，用户体验与处于不同位置和地域的大量复杂图像处理的要求，采用基于Web的分布式架构[3]的PACS系统成为一项现实要求。

3.3 组件化[4]
基于Web服务的PACS系统各功能组成部分相对独立，系统可以方便地拆分、升级，与外部信息系统方便地进行组合，以根据需要实现全部或部分功能要求，便捷地与外部信息系统实现连接融合，以最小的代价达到医疗资源充分共享的目的。

3.4 面向服务
基于Web服务的PACS系统是面向服务的。

系统建立数据库以满足外部客户端访问的要求，这种要求是通过Web服务来实现的。

Web技术的采用，在很大程度上是适应信息化的要求，使基于Web的PACS系统能更好服务于客户对相关医疗信息的要求。

4 基于Web服务的PACS系统需要解决的问题
4.1 与HIS接口
PACS系统作为医学影像存储、传输、管理的系统是一个完整的系统，同时不应孤立与HIS（医院信息系统）之外，这样PACS系统的很多功能特点才有意义。

与HIS的接口建设，是基于Web服务的PACS系统的一项基本业务要求。

4.2 标准化建设
由于影像在医院诊断中的重要地位，对医学影像的存档、通信和显示以及诊断在医院信息化的背景下，具有重要意义。

对PACS系统而言，兩个层次的标准化是必须的。

第一层标准是在PACS中的多发送站设备，涉及处理信息访问和系统之间通信的数据和图像标准。

第二层的标准化在医学和使用层面，为了医学需求和数据的使用。

基于Web服务的PACS系统中一层标准化遵循DICOM和HL7标准，另一层是网络通信的标准化。

另外，在数据的现实层面也要尽量做到标准化。

4.3 安全性
信息数据的安全性是基于Web服务的PACS系统必须重视的问题。

一般包括PACS系统内信息访问的安全性和与外部资源共享的安全性。

系统数据库的信息数据安全和利用Web技术进行与外部数据资源共享时网络通信的安全是必须考虑的。

系统服务器的安全防护，通讯安全在Web技术的使用下必须加强，可以设置权限、角色、防火墙等来实现。

在系统的设计中，由于Web技术的特点
和基于Web服务的PACS系统的特点，必须考虑来进行安全性的设计。

5 结束语
传统的PACS系统出现以来，随着信息技术、计算机网络技术的发展和信息化的进程，PACS系统逐渐从数字化医院，向局域化、全局性的PACS系统发展。

在这个过程中，PACS系统应具有分布式、开放式、组件化和面向服务等特点，利用现有的计算机技术、网络技术和网络资源，开发出的基于Web服务的PACS 系统具有很大的优势。

基于Web服务的PACS系统具有上述优势特点，在医疗信息化过程中占有重要位置和现实意义。

文章从Web服务和PACS系统的特点开始，先后从PACS的简介、Web服务的引入、Web服务的架构、基于Web服务的PACS系统的特点、基于Web服务的PACS系统需要解决的问题等方面，对基于Web的PACS系统进行了研究探讨，是一份重要的研究文献。

参考文献
[1]孟勋.基于分布式系统体系结构的PACS系统研究[J].科技传播，2014，11：236-237.
[2]王晓敏，谢晋东，王鹏程，等.基于web技术的医学图像远程诊断系统的设计与实现[J].中国医学物理学杂志，2008，25（5）：856-858.
[3]何鲲.基于Web的分布式PACS系统研究[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2002，25（2）：308-311.
[4]李建华，陈兴新.基于Web组件技术的PACS系统研究[J].中国医疗器械信息，2008，14（6）：27-29.
作者简介：孟勋（1975，4-），男，教师，资深软件工程师/架构师，职称：助教、助工，学历：硕士研究生，研究方向：生物医学工程，计算机软件与应用，信号处理。