Với sự ra đời của máy tạo ảnh chân đoán vào những năm 1270, cũng như việc sử dụng ngày càng nhiều hệ thống máy tính và ảnh số trong y tế VỚI Các định dạng khác nhau thì nhu cầu cần phải
Trang 12010
NA CN nh NA ÔNG án S ng hả Oe 1 TT đan vo va GEMS SEATED Ng gtd ae oll gah had tae Bae TaN ee Att tì CN HH ta het Dat eee a BE Se we les TR TYRE gang EOL I Regt
sss crsnn iis ats nhs Sees anette demerenaeeen se SSSR a nin caren nessa Roan ema cin EAA aA toe eo 30M1 i erica aE TO tt
VIEN KHOA HOC VA CONG NGHE VIET NAM VIEN CO HOC VA TIN HOC UNG DUNG
UNG DUNG CONG NGHE THONG TIN TRONG VIEC XAY DUNG
HE THONG LUU TRU VA TRUYEN TAI HINH ANH PHUC VU CHAN DOAN VA TRA CUU (PACS) TAI BENH VIEN DA KHOA
XAY DUNG CHUONG TRINH CHUYEN ĐÔI 4
DU LIEU ANH CUA BENH VIEN SANG
ae Cơ quan chủ trì: Viện Cơ học va Tin hoc img dụng q
Chú nhiệm đề tài: Th.S Đào Văn Tuyết
Trang 2VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CƠ HỌC VÀ TIN HỌC ỨNG DỤNG
o0o
610 295,
DE TAI:
UNG DUNG CONG NGHE THONG TIN TRONG VIEC XAY DUNG
HE THONG LUU TRU VA TRUYEN TAI HINH ANH PHUC VU CHAN DOAN VA TRA CUU (PACS) TAI BENH VIEN DA KHOA
TỈNH BÌNH DƯƠNG
CHUYÊN ĐÈ 2.6:
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH CHUYÊN ĐÔI
DỮ LIỆU ẢNH CỦA BỆNH VIỆN SANG
CHUAN DICOM
NGƯỜI THỰC HIỆN:
Ngô Anh Tuấn
Trân Anh Khoa
Bùi Hồng Phúc
Cơ quan chủ trì: Viện Cơ học và Tin học ứng dụng
Địa chỉ: 291 Điện Biên Phủ, Quận 3, thành phố Hồ Chí Minh
_ Chủ nhiệm dé tai: Th.S Dao Van Tuyết
Trang 3
I._ TỎNG QUAN CHUẢN ẢNH DICOM DÙNG TRONG Y TẾ 4
I2 Phạm vi và lĩnh vực ứng dụng của DICOM: -«cS‡sằhhrhetee 5
1.5 Cấu trúc của chuẩn ảnh DICOM cccccccceeeeeerrrrrrrrrrrrrrrriee se 7
L5.2 Định dạng file DICOM: -222-2-2222222ttrecertrrrrrrrirrrrerrrriee §
1.6 - Các lớp đối tượng va dịch vụ trong DICOM: -+cccceerrerrrrie 10
1.7 Khu6n dang file DICOM aầáầả 13
IL ỨNG DỤNG PHÂN TÁN DICOM - "¬ Ô 15
I1 Xử lý phân tán DICOM (Distributed Processing) -+-ccse „15
H2 Các khái niệm mang DICOM -~ DICOM Network Concepts - - 17
I.2.2 Địa chỉ lớp trình diễn (Presentation Address) - "mm 18
II2.4.- Ngữ cảnh thể hiện (Presentation Contex†) cccccccccrrrrrrerrree 19
11.2.5 Các giao thức mạng (Network Protocols) G4901 11 11011 511 KH vn g3 198 19
11.2.6 Chồng giao thức TCP/IP -c ccccrerrree ¬ 20
I3 DICOM Storage Media — Các khái niệm phương tiện lưu trữ DICOM 21
11.3.1 Lớp dịch vụ phương tiện lưu tri (Media Storage Service Class) 21
11.3.2 Định dạng thư mục DICOM (DICOM Directory Format) 23
H.3.3 Môi trường vật lý (Physical Medium)) - ‹- ccScsseerrsreerrrrirre 23-
I UNG DUNG XU LY ANH DICOM SỬ DỤNG DCM4CHE - 24
III.1 Môt số gói chính của dcm4che: . -:-c-5-scscseceterrererrre tre 24
_HL2 Thao tác với ảnh DICOM thông qua thư viện: .- escsseeceesnsaneeteeeees 24
HI.3 Các thao tác cơ bản với ảnh DICOM -. -scesnnhhdrrrrrrrrrrrrr 25
Trang 2
Trang 4
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — ‹ 7::-:: ue he
IV KET QUA THU NGHIEM VA TRIEN KHAL cssssscsscssssessssssssssssssssccesssneseeess 28
IV.1 Két qua chuyển đổi anh Siéu 4m tir chuén JPEG sang chuan DICOM 28
IV.1.1 Chuyển đổi định dạng ảnh JPEG sang DICOM - 28
IV.1.2 Truyền file DICOM lên Server và lưu trữ trong hệ thống PACS 32
_IV.13 Kết quả tạo file DICOM từ phần mềm Siêu âm 33
IV.2 Kết quả chuyển đổi ảnh DICOM sang JPEG trong hội chân -s-: 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO s s2ee< LH eeerrerrre 38
Trang 3
Trang 5
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Duong 07/2010 — 6 fescue °
I TONG QUAN CHUAN ANH DICOM DUNG TRONG Y TE
I1 Tổng quan về chuẩn ảnh DICOM:
DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) là chuẩn định nghĩa
Ta Các qui tắc định dạng và trao đổi hình ảnh y tế cũng như thông tin liên quan Hình ảnh
y tế được nhận từ các thiết bị thu nhận hình ảnh số khác nhau như máy CT (compited
Tomography), MR (Magnetic Resonance), US (UltraSound), NM (Nuclear Medicine)
Nó tạo ra một ngôn ngữ chung cho phép giao, tiếp hình ảnh và các thông tin y tế liên quan
giữa các thiết bị và hệ thống trong mạng thông tin y tẾ
Với sự ra đời của máy tạo ảnh chân đoán vào những năm 1270, cũng như việc sử
dụng ngày càng nhiều hệ thống máy tính và ảnh số trong y tế VỚI Các định dạng khác
nhau thì nhu cầu cần phải có một chuẩn chung cho quá trình truyền ảnh số và các thông
tin liên quan ngày càng lớn
Trước nhu cầu đó, American College of Radiology (ACR) va The National
Electrical Manufacturers Association (NEMA) đã thiết lập thành một ủy ban chung vào
năm 1983 để phát triển một chuẩn gọi là chuẩn ACR-NEMA
Chuân ACR-NEMA (American College of Radiology va The National Electrical
Manufacturers Association) ra đời nhằm mục dich dé cho các thiết bị tạo ảnh của các nhà -
sản xuất khác nhau có thể trao đổi và chia sẻ thông tin trong môi trường thông tin ảnh y
tế, đặc biệt là trong môi trường PACS Chuẩn này trung vào trao đổi,kết nối và truyền
thông giữa các hệ thống y tế Phiên bản 1 của ACRNEMA ra đời năm 1985 xác định việc
truyền bản tin điểm tới điểm,khuôn dạng đữ liệu và một số lệnh Phiên bản thứ 2 ra đời
năm 1988 định nghĩa phần cứng và giao thức phần mềm cũng như từ điển đữ liệu chuẩn
Nhưng vấn đề kết nối mạng chưa rõ ràng qua hai phiên bản này vì thế mà phiên bản thứ 3
ra đời và lẫy tên là DICOM
Vì sự ra đời của các chuẩn là khác nhau nên với các thiết bị không tuân theo tiêu
chuẩn DICOM mà thực hiện theo tiêu chuẩn CR-NEMA hoặc tiêu chuẩn riêng của nhà
sản xuất cần thì thích ứng sang DICOM Để thích ứng với chuẩn ACR — NEMA thi cần
- một chuyên đổi từ ACR-NEMA sang DICOM, còn để thích ứng với các chuẩn riêng của
nhà sản xuất thì cần phải chuyên déi các đặc tính của nhà sản xuất sang ACR-NEMA
hoặc DICOM Để giải quyết các yêu cầu này cần tập hợp các mođun phần mềm tạo nên
thư viện mã hóa Thư viện mã hóa ưu việt cân có các đặc tính sau:
e Sir dung chung cho các thiết bị tạo ảnh của các nhà sản xuất khác nhau
Trang 6Hình I: Các thiết bị tạo,lưu trữ và truyén anh DICOM
DICOM hd tro nhiéu loai ảnh nén khác nhau để tối ưu cho việc lưu trữ và việc
thuyền thônh ảnh DICOM trên mạng Dưới đây là một số so sánh giữa các loại ảnh mà
DICOM hỗ trợ
-Kiểu ¿ ảnh ' "“ " : Kich thước (byte):
8-bit Uncompressed Gray.dcm 179,640
24-bit J2K Lossy Color.dcm 100,348 ©
24-bit JPEG Lossy Color.dem 1,620,038
24-bit RunLength Color.dem - 14,040.714
Hinh 2: So sánh các dung lượng các ảnh của một số chuẩn DICOM hỗ trợ
1.2 Pham vi và lĩnh vực ứng dụng của DICOM:
Chuẩn DICOM gắn liền với thông tin y tế Với lĩnh vực này, nó định ra sự trao đổi
thông tin số gitta cac thiét bi tao anh va hé thống mạng thông tin Do các thiết bị tạo ảnh
có thể hoạt động tương tác với các thiết bị y tế khác, phạm vi của chuẩn cần thiết phải
chồng lệ lên các khu vực khác trong thông tin y tế
` Trang :
Trang 7
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — : -: ¥ tàn
Chuan tăng cường khả năng hoạt động tương tác của các thiết bị tạo ảnh y tế bằng
2
e Với việc truyền thông tin qua mạng, chuẩn đưa ra một bộ giao thức được tuân theo
bởi các thiệt bị thích nghi chuân có
e Cú pháp và ngữ nghĩa của lệnh và các thông tin liên quan được trao đổi sử dụng
các giao thức nay
lưu trữ trung gian, cũng như khuôn dạng file và câu trú thư mục y tê, tạo điêu kiện
cho việc truy nhập thông tin lưu trữ trên phương tiện trung gian
e_ Thông tin được sử dụng trong ứng dụng tuân theo chuẩn
L3 Thich nghi DICOM:
Một thành phần quan trọng của bất cú một chuẩn nào là phải định nghĩa tính thích
nghỉ với nó, hay nói cách khác là tính tuân thủ những điều mà chuẩn đề ra Trong nhiều
trường hợp khác như chuẩn DICOM chẳng hạn, sự thích nghi là hoàn toàn tự nguyện Ủy
ban của chuẩn DICOM không tạo ra bắt cú sự áp đặt nào Mặc dau vay, DICOM van có
một phần dành riêng để quy định sự thích nghỉ
Mọi nhà sản xuất muốn chứng minh thiết bị hay phần mềm của họ thích nghỉ với
chuẩn đều phải đưa ra một báo cáo thích nghĩ miêu tả một cách cụ thể sản phẩm của họ
thích nghi với chuẩn như thế nào Một báo cáo thích nghỉ được tham khảo với một khuôn
dạng do DICOM đề ra, do vậy mà việc đối chiếu các trình bày về thích nghi trở nên đơn
giản và khoa học Người sử dụng và nhà sản xuất có thể xác định xem tài liệu hai thiết bị
tuân theo DICOM có thể giao tiếp ăn khớp với nhau hay không bằng cách đối chiêu bản
báo cáo thích nghỉ của hai thiết bị với nhau Những người làm DICOM có thể xác định
được chính xác khả năng đồng loạt hoạt động của hai ứng dụng
e Mô hình thực thi ứng dụng: Mô hình thực thi (Implementation Model) của ứng
dụng là một lược đồ đơn giản thể hiện cách mà một ứng dụng liên kết với phạm vi
cục bộ trong một thiết bị được đưa ra và từ xa thông qua giao diện DICOM Vi du,
hoạt đông cục bộ có thể tao ra một đối tượng thông tin ảnh DICOM, còn hoạt
động từ xa là hiển thị đối tượng đó
e Ngữ cảnh thể hiện được sử dụng: Bao gồm cú pháp trừu tượng và cú pháp chuyển
đổi tương ứng Thuật ngữ cú pháp trừu tượng được sử dụng trong phần này vì nó
được định nghĩa trong một chuẩn quốc tế khác mà DICOM tham chiếu đến Một
bản báo cáo thích nghỉ -
e DICOM sẽ liệt kê cả ngữ cảnh cả ngữ cảnh thể hiện mà ứng dụng đưa ra trong
thỏa thuận cũng như khi đã được châp thuận
Trang 6 |
Trang 8
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo để tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010— 00120 có ve
° Cách liên kết thực hiện: Bản báo cáo thích nghi phải miêu tả sử thực hiện liên kết (
ví dụ như là khi nào tạo các liên kết và chấp nhận nhiều liên két) cho từng hoạt
động trong mô hình Một sé thiết bị như thiết bị lưu trữ trong hệ ệ thông PACS phải
được hồ trợ nhiều liên kết nếu 1 ching duge chap nhận
-1.4 Mục tiêu của việc xây dựng và tạo ảnh DICOM:
e Dinh ra ngit nghia cua dich vu file, khuôn dạng file và các thư mục thông tin cần
thiết cho truyền tin ngoại tuyến
° Định rõ các yêu cầu thích nghỉ của ứng dụng thực hiện chuẩn, cụ thé một bản báo
cáo phải định ra đầy đủ thông tin để xác định các chức năng có thể đáp ứng
e Tạo thuận lợi cho hoạt động trong môi trường mạng thông tin
_e_ Có cấu trúc thuận lợi cho phép đáp ứng với các dịch vụ mới, vì thế có thể hỗ trợ
các ứng dụng hình ảnh y tế trong tương lai
L5 Cấu trúc của chuẩn ảnh DICOM
1.5.1 Cac thanh phan của định dạng ảnh DICOM:
e Thích nghỉ: Định nghĩa các nguyên tắc thực thi chuẩn gồm các yêu cầu thích nghi
và báo cáo thích nghi CS (Conformance Statement)
e Định nghĩa đối tượng thông tin IOD (Information Object Definition)
¢ Dinh nghĩa lớp dịch vy SC (Service Classes)
e Ngữ nghĩa và cầu trúc dot liéu
« Từ điển dữ liệu
e Trao đổi bản tin
e _ Hỗ trợ truyền thông mạng cho việc trao đổi bản tin
e_ Khuôn dạng file và lưu trữ trung gian |
e So lược ứng dụng lưu trữ trung gian
° Chức năng lưu trữ và khuôn dạng trung gian cho trao đổi dữ liệu
-.- e_ Chức năng hiển thị chuẩn mức xám
e Sơ lược an toàn
e Nguôn ánh xạ nội dung
Trang 7
Trang 9
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng _ Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010-—:.-›::.-::
File Transfer E-mail HTTP
Hinh 3: | DICOM va mé hinh tham chiéu OSI
Anh DICOM bao gỗm 2 phân là header, dữ liệu ảnh
Columns: Ot Bit= stored: 3
Trang 8
Trang 10Viện Cơ học và Tin học ứng dụng - Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Duong 07/2010 — 6 fencer eke 28
Hinh trén chi ra rang: 794 bytes dau ding dé dinh dang Header DICOM, mô tả kích
thước ảnh và các thông tin ảnh Kích thước của ảnh trén : 109x91x2 =19838 bytes
JFirst 128 bytes: unused bp ICOM format Followed by the characters 'D' I 0C! bạ!
This preamble is followed by extra information e.a.:
‘qOON2 0000 File Meta Elements Group Ler 13
00020001 File Meta Info Versior: 256
0002001 0 Transfer Suntax JID: 1.2.840.10008 1.2.1
008.0000 Identitving Group Lenath: 152
00038 0060 _Modalitt: MR
ĐÖÖS 170, hf ere tachuner: t4Ricra
001 80000 Acquisition Group Lerigth: 28 D01 D050,S lice Thickness 2.00
0015,15920_S oftware Version: 46.64.57 U6 UYU Irnage Presentation Group Lenath: 1438
u22 Luu4, PE'itOrrrefric Interpret abhor MUNLILIHAUME 22
0928, ,0008 PMurber of Frances: 2
O28, oo1o, Fiowes: 103
ou oS ‘C130 Fixel S pacing: 2.002.050 0028.01 DOLE its Sihocated: &
0023.01 01 Bits Stored &
NNS3,01 02 High Ba 7
0023,0103.Pisea Fiepresertatiun: O
O025,1052 Riescahe Iriterceut COG 0020,1052.Mescale Glape: 0.00992157
fF CO,0000_Pixel Date Group Lenath: 1 905
FFE O,0CN1 BLP ixel OD ota: 190: J
e Dữ liệu ảnh:
Ảnh nén (bitmap) hoặc ảnh chưa nén từ Gpeg, gif )
Dinh nghia đối tuong thong tin IOD (Information Object Definition)
Sơ lược ứng dụng lưu trữ trung gian
Chức năng lưu trữ và khuôn dạng trung gian cho trao đổi dữ liệu
Trang 11
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — (ave ne
I6 Các lớp đối tượng va dich vu trong DICOM: |
DICOM có 2 lớp thông tin: lớp đối tượng và lớp dịch vụ SOP (Service Object Pair)
Hinh 6: Lớp dich vụ và lớp đối tượng
Lớp đối tượng của DICOM định ra hai lớp nhỏ là lớp tiêu chuẩn và lớp tổ hợp Mỗi
lớp tiêu chuẩn bao gồm các đặc tính vốn có của thực thể hiện diện trong thế giới thực
Lớp tổ hợp là do ACR-NEMA định nghĩa từ các thông tín tổ hợp của các thiết bị ảnh tạo
o Anh CR (Computed Radiography)
o Anh CT (Computed Tomography)
o Anh sé héa film DF (Digital Fluorography) Anh MR (Magnetic Resonance)
Trang ¡9
Trang 12_ Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — Chiat de 28
_= Ảnh y hoc hat nhan NM (Nuclear Medicine)
° Ảnh siêu âm US (Ultrasound)
Ngày sinh 1986.1.1
Gig nghién cwu 11: 32:
Hình 7: Minh họa đối tượng ảnh
Lớp dich vu cua DICOM dinh nghia cac dich vu như lưu trữ, in chất vấn và truy
vấn Mỗi lớp đều có một từ điển định nghĩa các thuộc tính để mã hoá đữ liệu một cách
chính xác
Trang il
Trang 13Viện Cơ học và Tin học tng dung Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—::5:::2;.7- °:
[.ưu anh Cung cập dịch vụ tu lrữ các lập dữ
Truy vẫn | Cung cấp việc tìm ảnh từ thiết bị hiển
Xét nghiễm = Cưng cap việc quản lý xét nghiệm
Các dich vu DICOM được sử dung để truyền đối tượng bên trong thiết bị và cho
thiết bị thực hiện một dịch vụ cho đối tượng ví dụ như dịch vụ lưu trữ, dịch vụ hiển thị
Một lớp dịch vụ được xây dựng trên một tập các địch vụ truyền thông DICOM được ¿ gọi
là DIMSE (DICOM Message Sevice Elements) Các DIMSEs là các chương trình phần
mềm thực hiện chức năng xác định Có hai loại DIMSEs là một cho đối tượng tổ hợp và
một cho đối tượng tiêu chuẩn Một DIMSE tổ hợp được một cặp thiết bị gồm một thiết bị
gồm thiết bị đưa ra yêu cầu và thiết bị nhận yêu cầu Vì trong môi trường hướng đối
tượng nên dịch vụ của DICOM được coi là một lớp dịch vụ Nếu một thiết bị cung cấp
dịch vụ thì được gọi là SCU (Service Class User) Chẳng hạn như đĩa từ là SCP để cho
PACS controller lưu trữ dữ liệu còn CT scanner là SCU để cho đĩa từ trong PACS
controller lưu ảnh Tuy nhiên, có thể 1 thiết bị vừ là SCP, vừa là SCU như PACS
controller, nó gửi ảnh tới trạm hién thị bằng các đưa ra các yêu cầu dịch vụ thì nó là SCU
Nếu nó nhận ảnh từ các thiết bị tạo ảnh bằng cách cung cấp dịch vụ lưu trữ thì nó lai 1a
C-FIND | Tìm kiếm đôi trọng thông tin
Trang 14N-EVENT-REPORT Khai báo sự kiện liên quan tới đôi
{ưng (hôn? (in
- | thũng tỉn
N-ACTION Xác định huạt động có liên quan tới đãi
trong thong tin
Hình 1 0: Các dịch vu DIMSEs tiêu chuẩn
Service Class User / Provider
Hình II: Ví du céc lớp đối tượng và lớp dịch vụ được truyền giữa SCU và SCP
L7 Khuôn dạng file DICOM:
Thông tin đầu file: bao gồm các định danh bộ dữ liệu được đưa vào file Nó bắt đầu
bởi 128 byte file Preamble (tất cả được đưa về 00H) Sau đó 4 byte kí tự “DICM”, Tiép
theo là các thành phần dữ liệu đầu file Các thành phần dữ liệu đầu file này là bắt buộc
đối với mọi file DICOM Các thành phần dữ liệu đầu file này là bắt buộc đối với mọi file
DICOM Các thành phần dữ liệu này có nhãn dạng (0002, xxxx), được mã hóa theo cú
Bộ đữ liệu: Mỗi file chỉ chứa một bộ dữ liệu thể hiện một SOP cụ thê và duy nhất liên
quan đến một lớp SOP don va IOD tương ứng Một file có thể chứa nhiều hình ảnh khi
các IOD được xác định mang nhiều khung Cú pháp chuyển đổi được sử dụng để mã hóa
Trang 13
Trang 15Thong tin quan ly file: Khuôn dạng file DICOM không bao gồm thông tin quản lí file
để tránh sự trùng lặp với chức năng liên quan ở lớp khuôn dạng trung gian Nếu cần thiết
với một sơ lược ứng dụn DICOM cho trước, các thông tin sau sẽ được đưa ra bởi một lớp
- khuôn dạng trung gian:
Định danh sở hữu nội dung file
Thông tin truy cập (ngày giờ tạo)
e_ Điều khiển truy cập phương tiện trung gian vật lý (bảo vệ ghi )
Khuôn dạng file DICOM an toàn: Một file DICOM an toàn là một file DICOM được
mã hóa với một cú pháp bản tin mật mã được định nghĩa trong RFC2630 Phu thudc vao
thuật toán mật mã sử dụng, một file DICOM an toàn có thể có các thuộc tính an toàn sau:
Thành phần đâu ĐICOMt TagiVRIV LIValue)
Thanh phan dau DICOM (TagiV RIV LiValue)
Thanh phan diu DICOM (TagiVRIV Li¥alue) Thanh phan dau DICOM (TaglVRIV LiVal ue) Thanh phan dau DICOM (Tagl¥ RIV Li¥alue)
Hình 12: Khuôn dạng file DICOM
Trang l4
Trang 16
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng — Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—: ;›::-:./: `“
II UNG DUNG PHAN TAN DICOM
IL1 Xirly phan tan DICOM (Distributed Processing)
Một mô hình đơn giản của Xử lý phân tán giải thích các kỹ thuật và các thuật ngữ
được sử dụng trong chuẩn DICOM
Một tiến trình được phân tán gồm ít nhất 2 tiến trình cùng chia xẻ thông tin, mỗi tiến
trình thực hiện việc xử lý của riêng nó nhưng dựa trên chức năng của tiến trình kia Nhiều
tiến trình phân tán hoạt động cùng nhau cung cấp các dịch vụ (services) cho các hệ thống
trong các môi trường như trong các bộ phận chân đoán hình ảnh (X- quang) Ví dụ, kho
lưu trữ và nơi làm việc (archive và workstation) cung cấp các dịch vụ như thu thập, lưu
trữ và xem dữ liệu hình ảnh
Trong: các trường - hợp mà tiến trình được phân tán ở mức cao nhất, các tiến trình
ứng dụng được tách biệt hẳn khỏi các tiến trình truyền thông mà những tiến trình truyền
thông này phối hợp truyền dữ liệu giữa các hệ thống và hỗ trợ bằng nhiều cách khác nhau
Trang is
Trang 17'Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo để tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010-— ¿/:: (27 3:
Hình 14: Sự tách biệt giữa tiễn trình ứng dụng và tiến trình truyền thông
Trước khi các tiến trình có thể tương tác với nhau thì phải xác định một số vấn đề
Chúng phải phù hợp với vai trò mà chúng sẽ thực hiện, có cách nhìn giông nhau về thông
tin và lựa chọn các thao tác ứng với môi thành phân
Trang 18Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo dé tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—: 2:2: 2.2
Đầu tiên, vai trò (role) của mỗi bên phải được định nghĩa như client và server Bên
nào sử dụng chức năng của các bên khác thì đóng vai tro 1a client Bên ngược lại hoạt
động dựa trên mô hình đã được thống nhất đóng vai trò là server Điều mà cả 2 bên cùng
trông đợi ở bên kia gọi là mối quan hệ (relationship) mà chúng chia sẻ Quan hệ định
_ nghĩa bên nào, trong điều kiện nhất định nào, giữ vai trò khởi tạo trong tiến trình Trong
hầu hết các trường hop, client tao ra tién trinh, nhung thinh thoang server ciing tham gia
khởi tạo
Ngoài các vai trò, cả 2 bên phải thống nhất về thông tin mà chúng sẽ trao đổi Ở
đây, chúng ta xét đến ngữ nghĩa của thông tin (semantics) chứ không phải cách mà nó
được thể hiện (cú pháp) Thông tin được xác định bởi ngữ cảnh (context) của dịch vụ mà
tiến trình phân tán đang thực thi Mỗi tiến trình riêng có thể có một cách nhìn nhất định
về thông tin này, nhưng cách nhìn này phải nhất quán trong toàn bộ ngữ cảnh (context)
Thao tác (operation) định nghĩa cách các Động tin trao đổi được xử lý như thế nào ở
bên kia, như việc lưu trữ thông tin, việc trả kết quả
Sự phối hợp ngữ cảnh, mối quan hệ, các thao tác và thông tin chính là điểm mẫu
chốt của xử lý phân tán và phải được xác định trước khi thực thi thành công Tất cả các
vẫn đề này thuộc về phạm vi áp dụng của các tiến trình phân tán Chúng không liên quan
đến cách mà thông tin thực sự được trao đổi, nhưng dựa trên các dịch vụ mức thấp hơn
(VD: TCP/IP) được cung cấp trong miễn trao đổi để thực hiện sự trao đổi này
Ca client va server déu phải có thể phát các yêu cầu đến các dịch vụ mức thấp hơn
Các dịch vụ mức độ thấp hơn điều khiển sự trao đổi và được che dấu đối với miễn ứng
_ dụng bộ phận của client hoặc server Bộ phận yêu cầu dịch vụ là service user Bộ phận
tương đương là service provider Cả 2 bên có thể có sự thực thi khác nhau, nhưng chúng
chia xẻ cùng kiến thức về cách trao đổi dữ liệu (giao thirc- protocol) và có cùng giao diện
luận lý (định dạng yêu cầu) giữa service provider va service user
Cả 2 bên phải xác định thông tin nào được mô tả dưới các dang bit/byte Service
proviser phải xác định định dạng thông tin nào được truyền và chuyển nó thành dạng biểu
diễn nào mà miền ứng dụng mong đợi Dạng biểu điễn được biết giữa các service user và
provider ở mỗi bên và các provider cả 2 bên Sau khi trao đổi, thông tin đưa cho các tiến
trình, việc sử dung thông tin bằng nhau ở cà 2 bên, không quan tâm nó được trao đổi như
Sự trao đổi vật lý giữa các service provider có thể thông qua network hoặc media
(VD DOR, Tape) Môi kỹ thuật có cách điêu khiên biêu diễn riêng
Khi một mạng được sử dụng cho việc trao đổi thông tin, miền trao adi sẽ chứa các
hàm được yêu câu: cho việc truyền thông: miền truyền thông
Trang ¡7
Trang 19Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010-— (0:22 22
11.2.1 Thực thể ứng dụng `
Một vấn đề chính trong các ứng dụng phân tán mạng là cách các ứng dụng có thể
tương tác với nhau Các thỏa thuận phải được lập để xác định các bên tham gia và thống
nhất về nhiều nội dung khác nhau trước khi có thể trao đổi các SOP Instance
Trong mạng DICOM các thành viên nhận ra đối tác thông qua các thực thể ứng
dụng (Application Entities) M6t Thuc thể ứng dụng là một phần của tiến trình thực hiện
truyền thông Nó bao gôm Người sử dụng dịch vụ (Service Dser) của tiến trình (chứa các
hàm để thiết lập các kết nối và truyền thông tin) Một Thực thể ứng dụng có một tên
H.2.2 Dia chỉ lớp trình diễn (Presentation Address)
Cac Tiéu dé Ung dung (Application Title) là các tên tượng trưng cho các tiến trình
liên quan đến việc truyền thông Trong một mạng thực tế, một địa chỉ mạng phải được
cung câp Nó được gọi là Địa chỉ Lớp Trình diễn (Presentation Address) và trỏ đến Thực
thể ứng dụng được đánh dấu Nó được gọi là Địa chỉ Lớp Trình diễn vì người sử dụng
dịch (service user) là lớp Application (trong mô hình OSI), va nha cung cấp dịch
vu(service provider) là lép Presentation (OST) (va cac lớp thấp hơn) Ranh giới giữa 2 lớp
là điểm truy cập mạng (network access poinf), nơi dữ liệu được truyền từ lớp application
đến các lớp mạng Mỗi điểm truy cập trong một mạng có một địa chí duy nhất
Ánh xa Application Title dén Presentation Address khong phải là duy nhất, bởi vì
Presentation Address được sử dụng cho việc khởi tạo kết nối Tuy nhiên tại mức ứng
dụng, Application Title thường được dùng để nhận điện một ứng dụng là nguồn hay đích
của thông tin trong một thư mục hay một catalogue Nếu điều này không được đăng ký rõ
ràng, sự hợp tác của các hệ thống có thể có vấn đề
Định dạng của Presentation Address phụ thuộc vào giao thức mạng được dùng Các
mạng DICOM trong đa số các trường hợp sử dụng chồng giao thức TCP/IP Trong
trường hợp này, Presentation Address được ánh xạ đến một TCP/IP Socket Trong trường
hợp chồng giao thức OSI, một OSI Presentation Service Access Point (PSAP) phù hợp
.phải được dùng
H.2.3 Thỏa thuận két hop (Association Negotiation)
Kết nối để trao đổi thông tin giữa 2 Thực, thể ứng dụng được gọi là liên kết
(Association) Với một Liên kết, một số vấn đề về truyền thông là cố định trong trường
hợp thông tin có thể thay đổi Ngữ cảnh này (gọi là Ngữ cảnh ứng dụng — Application
Context) được định nghĩa trong chuẩn DICOM va cả 2 bên phải thống nhất cách xử lý
dựa theo định nghĩa ngữ cảnh này
Một ngữ cảnh được nhận dạng với một UID và trong suốt giai đoạn khởi tạo kết -
hợp, UID này được truyền đến bên tham gia Bằng việc so 9 sanh UID ‘nay của ngữ cảnh
Trang [8
Trang 20
Viện Cơ học và Tin học ứng dụng Báo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — (fede ok 7°
ứng dụng, bên tham gia có thể xác định liệu nó có khả năng xử lý yêu cầu này đối với
liên kết Nó sẽ chấp nhận thiết lập liên kết hoặc từ chối
Ngữ cảnh ứng dụng bao gồm toàn bộ chức năng ứng với viỆc trao đổi thông tin
Kiểu trao đổi thông tin nào được thực hiện thông qua liên kết được các lớp SOP và các
lớp dịch vụ của các lớp SOP đó định nghĩa Bên khởi tạo liên kết dự kiến các lớp SOP nó
sẽ sử dụng, vai trò SCU/ SCP ứng với mỗi lớp SOP và cách thể hiện thông tin Phụ thuộc
vào khả năng của bên kia, nó có thể chấp nhận hay từ chối từng lớp SOP riêng
Sau quá frình thỏa thuận này, cả 2 bên tham gia biết được khả năng và giới hạn của
bên kia Sự trao đổi thông tin thực sự có thể xảy ra tùy theo lớp dịch vụ và các quy tắc
của lớp SOP được định nghĩa ứng với các lớp này Khi liên kết không còn cần thiết nữa,
liên kết đó được hủy
Ứng với mỗi lớp SOP được đã thỏa thuận trong quá trình khởi tạo Liên kết, một
thỏa thuận đạt được giữa: các tiến trình về cú pháp truyền được sử dụng giữa các tiến
trình Bên khởi tạo đưa ra tất cả các cú pháp truyền mà nó có thể xử lý ứng với một lớp
SOP nào đó Bên kia lựa chọn một trong những cú pháp truyền, cố định Ngữ cảnh Thể
_ hiện (Presentation Context) ứng với lớp SOP này Sau khi thỏa thuận, Ngữ cảnh Thể hiện
(Presentation Context) ứng với mỗi lớp SOP đã được chấp nhận được thiết lập
Một Ngữ cảnh Thể hiện (Presentation Context) dugc nhận dạng bởi một con số
được thống nhất giữa cả 2 bên tham gia Trong một liên kết, có thể có nhiều Ngữ cảnh
Thể hiện tồn tại Số của Ngữ cảnh Thê hiện xác định thông tin được trao đổi cho lớp SƠP
nào
H.2.5 Các giao thức mạng (Network Protoeols)
Giao thức mạng thực tế phải tuân theo các dịch vụ chuẩn được định nghĩa ứng với
chồng giao thức OSI Trừ chồng, giao thirc OSI hau như không bao giờ được sử dụng, các
chồng giao thức khác đều có thể được sử dụng miễn là có thể được điều chỉnh phù hợp
với các dịch vụ OSI Phần bên trái của hình chỉ ra Thực thể ứng dụng ứng với một tiến
trình với việc truyền thông nói chung, bên phải là chức, năng DICOM của Thực thể ứng
dụng
Trang 19