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.. 1.1.4 Ngũ cữnh thñ hiñn Presentation Context Ứng với mỗi
Trang 1201810001
Trang 3
_ bà
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
DE TAI:
UNG DUNG CONG NGHE THONG TIN TRONG VIEC XÂY DỰNG
HE THONG LUU TRU VA TRUYEN TAI HÌNH ANH PHUC VU CHAN DOAN VA TRA CUU (PACS) TAI BENH VIEN DA KHOA
TINH BINH DUONG
CHUYEN DE 2.7:
XÂY DỰNG CHUONG TRINH QUAN LY
ANH DICOM (DICOM SERVER)
NGƯỜI THỰC HIỆN:
Trần Anh Khoa Ngô Anh Tuan
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 đề tài: Th.S Đào Văn Tuyết
Trang 4
Villn CB hic va Tin hic Bing dling ` Báo cáo đũ tài Sñ KH&CN Bình DðBng ~ Chuyên đã 2.7
THONG TIN CHUNG VE CHUYEN DE
1 Tên chuyên đề: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ ẢNH DICOM
c Phân phối ảnh DICOM cho các ứng dụng khác
3 Nội dung công việc:
a Chuẩn giao tiếp của các thiết bị thu nhận ảnh DICOM và giao tiếp của
Trang 5
ViPIn C8 hữ\c và Tin hữc Png đồng Báo cáo đũi tài Sñ KH&CN Bình DØlầng — Chuyên đã 2.7
MỤC LỤC
PHAN 1: CHUAN GIAO TIEP CUA CAC THIET B] TAO ẢNH DICOM VÀ
ASQUITION GATEWAY .ccccecseceeererseseseeeseseeneneennenesenensnce TH ng K11 Hy kiếng 1
1.1 Các khái niệm mạng DICOM - DICOM Network Concepts - 1
1.1.1 Thực thể ứng dụng -csnnhhhhthttrrrdrrrrrrtrttrtrtrrrrrrrrrtrr 1
1.1.2 Địa chỉ lớp trình diễn (Presentation Address) -ceierrerrrrrerrrne 1
1.1.3 Thỏa thuận kết hợp (Association Negotlation) -. -cceererrrrrrrrree 2 1.14 Ngữ cảnh thể hiện (Presentation Context) ¬ 2 1.2 Các giao thức mạng (Network Protocols) eeeererrrrrrrrrrrrrtrrrrrre 3
DICOM Storage Media — Các khái niệm phương tiện lưu trữ DICOM 4 1.2.2 Lớp dịch vụ phương tiện lưu trữ (Media Storage Service Class) 4 12.3 Dinh dang thư mục DICOM (DICOM Directory Format) - 5 1.2.4 Môi trường vật lý (Physical Medium) -+srrrrrrrrrrrrrrrrrtre 6
PHẦN 2: GIẢI PHÁP LƯU TRỮ FILE DICOM -tttttthhheeeteerrreeh 7
PHÂN 3: MÔ HÌNH LÀM VIỆC VỚI CAC UNG DỤNG KHÁC - 13
PHẦN 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM TRA -+°+s+strntttrttrtttrrtrrrrrtrrrrrrrie 16
Trang 6
Vilin Cel hile va Tin hc Png đồng Báo cáo đũ tai SA KH&CN Bình DðBing — Chuyên đã 2.7
PHAN 1: CHUAN GIAO TIEP CUA CÁC THIET BI TAO ANH
DICOM VA ASQUITION GATEWAY Một số thiết bị tạo ảnh của bệnh viện Bình Dương hỗ trợ chuẩn DICOM như
máy X-Quang, máy CT Tuy nhiên một số thiết bị không hỗ trợ DICOM như máy
siêu âm Thiết bị này cần đến Asquition Gateway để chuyên đổi về định dạng dữ liệu
DICOM Trong hệ thống PACS của Bệnh viện Bình Dương tất cả các thiết bị sẽ -
truyền đữ liệu ảnh về Asquition Gateway sau đó từ Asquition Gateway chuyển lên
DICOM Server đề lưu trữ
1.1 Các khái niñm mữing DICOM - DICOM Network Concepts
Khi một mạng được sử dụng cho việc trao đổi thông tin, miễn trao đôi sẽ chứa các
hàm được yêu cầu cho việc truyền thông: miên truyện thông
1.1.1 Thic thi Ang ding
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
dung (Application Entities) Một Thực thể ứng dụng là một phân của tiên trình thực
hiện truyền thông Nó bao gồm Người sử dụng dịch vu (Service User) cua tiến trình
(chứa các hàm để thiết lập các kết nối và truyền thông tin) Một Thực thể ứng dụng có
một tên (Tiêu đề ứng dụng — Application Tide) phải dùng khi thiết lập việc truyền
thông
1.1.2 Đña chñ lữp trình diñn (Presentation Address)
Các Tiêu đề Ứng dụng (Application Title) là các tên tượng trưng cho các tiền trình
liên quan đến việc truyền thông Trong một mạng thực tế, một địa chỉ mạng phải được
cung cấp 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 địch (service user) là lớp Application (trong mô hình OS]), và nhà cung cấp dịch
application đến các lớp mạng Mỗi điểm truy cập trong một mạng có một địa chỉ duy
nhât
Trang 7
ViBin Cð hữc vò Tin hữIc Bing đồng Báo cáo đỡ tài Sũ KH&CN Bình DBfng ~ Chuyên đã 2.7
Ánh xạ Application Title đến Presentation Address không 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 diện 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 thông 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 chéng giao thtrc OSI, mét OSI Presentation Service Access Point
(PSAP) phù hợp phải được dung
1.1.3 Thia thun kt hip (Association Negotiation)
Kết nối để trao đổi thông tin giữa hai thực thể ứng dụng được gọi là liên kết
(Associarion) 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 tmg dung — Application
Context) được định nghĩa trong chuẩn DICOM và cả hai bên phải thống nhất cách xử
lý dựa theo định nghĩa ngữ cảnh này
hợp, UID này được truyền đến bên tham gia Bằng việc so sánh UID này của ngữ
cảnh 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 kiên 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 trình thỏa thuận này, cả hai 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
1.1.4 Ngũ cữnh thñ hiñn (Presentation Context)
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
Thé hién (Presentation Context) tmg voi mỗi lớp SOP da được chấp nhận được thiết
lập : -
Một Ngữ cảnh Thể hiện (Presentation Context) được nhận dạng bởi một con số
được thống nhất giữa cả hai bên tham gia Trong một liên kết, có thể có nhiều Ngữ
cảnh Thể hiện tổn tại Số của Ngữ cảnh Thể hiện xác định thông tin được trao đổi cho
Trang 8
ViBin C8 hữic va Tin hc Bing dieing Báo cáo đũ tài S0 KH&CN Bình DBBũng — Chuyên đã 2.7
1.2 Các giao thfic mfing (Network Protocols)
Giao thức mạng thực tế phải tuân theo các địch vụ chuẩn được định nghĩa ứng với
chông giao thức OSI Trừ chồng giao thức OSI hầu 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 cac dich vu 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
: ee me mm wt 7 Wala, aah one Tie per Bee ` v 7
LOAN Spat eer .ˆ _ tan TH ho HÀ VY Hy kÉ + a? — Poe he th đu : ị { baba Le
định nghĩa các lớp cao hơn, chức năng của lớp application, presentation và session
được yêu cầu cho DICOM được mô tả trong chuẩn DICOM Chức năng được kết hợp
trong một lớp: Lớp cao hơn DICOM (DICOM Ủpper Layer - DUL)
DUL sử dụng cùng interface DICOM ứng với stack giao thức TCP/IP cũng như ứng với stack giao thức OSI Ở mức thấp hơn, DUL có một interface đến lớp TCP Sự
thỏa thuận DICOM giữa các Thực thể ứng dụng được ánh xạ đến một kết nối TCP
Presentation Address duoc ánh xạ đến một số port TCP, được kết nói với số IP hoặc
tên Host Sự kết nối số port TCP với số IP được gọi là địa chỉ socket Trong một mạng
thì kết nối này là duy nhất
Một kết nối TCP được định nghĩa bởi sự kêt hợp của Địa chỉ socket nội (local
Socket
Address) và Địa chỉ socket ở xa (Remote Socket Address) Bang việc giữ cho các địa
chỉ IP là duy nhât trong toàn mạng và địa chỉ công TCP là duy nhật trong một hệ
thống, mỗi kết nối TCP được nhận đạng duy nhật khi kết hợp hai yêu tô này Việc
Trang 9
Villn Cữ hữc va Tin hc Ang ding Báo cáo đũ tời Sä KH&CN Binh Dling — Chuyén da 2.7
quan ly cac kết nối được thực hiện bởi phương tiện được gọi là Socket Interface cung
cấp các chức năng đề thiết lập các kết nối, truyền các luồng byte
Port TCP của bên tham gia được gọi trong suốt quá trình khởi tạo kết nối phải
được biết trước Nó có thể là địa chỉ port được thỏa thuận giữa hai ứng dụng, hoặc là
địa chỉ port (gọi là địa chỉ port phô biến) được dành riêng cho các chương trình
DICOM (port 104)
DICOM Storage Media - Các khái niñm phññng tiữn lu trữ DICOM
Khi phương tiện lưu trữ được dùng để thực hiện việc xử lý phân tán dựa trên
DICOM, cách mà các tiến trình làm việc với nhau sẽ khác với các tiến trình phân tán
mạng Loại đầu tiên không có liên kết trực tiếp có sẵn: đữ liệu được lưu trữ và được
sử dụng vào thời điểm khác do các tiến trình khác Không có Presentation Context
được thỏa thuận trước, cách biểu diễn thông tin phải được xử lý theo cách khác Thứ
hai, không có điều khiển dựa trên khả năng của cả hai bên như định nghĩa trong các
lớp dịch vụ (Service Class) và được thống nhất bởi lớp SOP trong suốt liên kết
~ ceed ‘Well Known | - bmn gre
co Transfert." "Transfer Ð — it~, 3
_ Semice- | Syntax is Tu eared DB } mm ‘Syntax | Í Service! wo " a
1.2.2 Lũp dñIch vñ phữñng tiữñn lñu trữ (Media Storage Service Class) |
Media Storage Sevice Class định nghĩa một tập các dịch vụ cho phép trao đôi dữ
liệu sử dụng phương tiện lưu trữ Phương tiện lưu trữ được sử dụng bởi hai lý do sau:
o Các hình ảnh được lưu trữ trên thiết bị để trao đổi giữa hai tiến trình mà không cần thiết lập để xử lý thêm, mà chỉ cần truyền thông tin 2 z 2
o Các hình ảnh được lưu trữ để in ân được tô chức thành các Film Session Tién
trình nhận phải quản lý thông tin Quan ly in 4n (Print Management) trên thiét bi, va
duy trì thông tin trang thái của việc in ân trên thiệt bị
Vai trò của một tiến trình trong lớp dịch vụ này không liên quan đến vai trò của bên tham giađối với mạng, nhưng có liên quan đên các hoạt động trên media Có ba
Trang 10ViBin CQ) Alc va Tin hc Bing ding Báo cúo đồi tài S KH&CN Bình Diling — Chuyên đã 2.7
vai tro duoc dinh nghia: File-set Creator (FSC), File-set Reader (FSR) va File-set
Updater ( FSU)
Các thành phần dịch vụ được dùng trong các lớp SOP của lớp dịch vụ nay định rõ
các hoạt động trên các thể hiện của các lớp SOP như một tập file hoặc sự quản lý của
một tập file hoàn chỉnh Các IOD được dùng với các dịch vụ này định nghĩa thông tin
để lưu trữ trong một file Thông tin này có thể gồm cả các đối tượng tiêu chuẩn và tổ
hợp
Lớp dịch vụ chỉ xử lý việc lưu trữ thông tin trong một file, không chú ý đến nội :
dung Tuy nhiên có một lớp SOP dac biét (Media Storage Directory Storage) quản lý
thông tin về tập file và thư mục (DICOMDIR)
Các lớp SOP khác của Media Storage Service Class thì giống như các lớp SOP
được dùng với Network Storage Service Class cho đữ liệu hình ảnh, Detached Patient
Management, Detached Study Management, Detached Result Management va Print
Management Service Classes Cac instance SOP trong cac file có thể được sử dụng
trực tiếp bởi lớp dịch vụ của các lớp SOP đáp ứng sau khi truy cập sử dụng các dịch
vụ của Media Storage Service Class
Same Gbiect Qetmion
a“
: Media Stcrage mm cm _— ins'ance _— pe! wok
SOP instance
stctecin fe
L
Hình 4: Định nghĩa đối tượng chia sẻ với lớp dịch vụ phương tiện lưu trữ
_ Các tiến trình trên cả hai bên phải chấp nhận thông tin gì được trao đổi qua media
bằng việc ghi rõ một danh sách các lớp SOP và các vân đề khác Không có kỹ thuật
cũng như không có sự thỏa thuận kêt hợp nào tôn tại, phải có một sự sắp xếp thích
hợp với một Application Profile
1.2.3 D&nh ding th mũc DICOM (DICOM Directory Format)
Một tập dữ liệu đặc biệt chứa SOP Instance của Media Storage Directory Storage
SOP Class Định danh file này luôn cố định là “DICOMDIR” -
Với mỗi file được ghi bởi dịch vụ của Lớp Dịch vụ Thiết bị Lưu trữ (Media Storage Service Class) sẽ có một hay nhiều record được lưu trong thư mục này Một
record chứa thông tin của một thực thể thông tin của SOP Instance Một record luôn
có một kiểu record (Record Type) định rõ kiểu thông tin (thông tin bệnh nhân, thông
tin bệnh án, thông tin hình ảnh ) và một số khóa đặc biệt chứa các thuộc tính trích từ
SOP Instance được lưu trữ Các record được sắp xếp theo thứ bậc (hierachical)
Chúng liên kết với nhau tại cùng mức và kết nối với mức thấp hơn bằng việc trỏ đến một record kế tiếp Các khóa trong một record có thể được dùng để liệt kê thư
mục hoặc tìm kiếm một SOP Instance cụ thể, mà không phải đọc các tập dữ liệu
Trang 11
Vian Cal hile va Tin hic Bing ding Báo cáo đũ tài Sñ KH&CN Bình DPBng - Chuyên đã 2.7
1.2.4 Méi tring vit ly (Physical Medium)
Định nghĩa file DICOM va định dạng từ điển phụ thuộc vào sự thực thi của hệ
thống file và physical medium lưu trữ dữ liệu, chỉ cân các file luồng byte được hỗ trợ
Các file DICOM được chứa trong cấu trúc từ điển được duy trì bởi phương tiện định
nghĩa hệ thống file, các kỹ thuật truy cập file bình thường được sử dụng
Đối với mỗi phương tiện trao đổi vật lý DICOM được hỗ trợ chỉ rõ việc ánh xạ
nhan dang file, vitri của file từ dién (DICOMDIR), dinh dang vat ly, định dạng luận lý
và môi trường vật lý
Trang 12
Vilin Cll h@le và Tin hữc Bing ding Báo cáo đồ tài SB KH&CN Bình DữiBing — Chuyên đã 2.7
PHÀN2: GIẢI PHÁP LƯU TRỮ FILE DICOM
Sau khi thu nhận tập tin DICOM, DICOM Server sẽ tiến hành phân tích thông tin
về bệnh nhân trong tập tin DICOM để xác định nơi lưu trữ thích hợp Các thông tin
quan trọng trong tập tin DICOM:
- _ Thông tin về bệnh nhân (tên bệnh nhân, ID bệnh nhân)
- _ Thông tin về Study (study ID, study UID: study Unique Identifier)
- Thong tin vé Series (series UID: series Unique Identifier)
- Thông tin vé Instance (instance UID: instance Unique Identifier)
- Théng tin vé File
Mỗi bệnh nhân khi nhập viện có thể được yêu cầu đi chụp X-Quang, CT nhiễu lần:
mỗi lần đi như vậy là một Study Mỗi lần đi chụp bệnh nhân có thể được yêu cầu chụp
ở nhiễu vị trí khác nhau mỗi vị trí tương ứng với một Series Trong mỗi vị trí chụp có
thể tạo ra nhiều ảnh mỗi ảnh là một Instance, mỗi Instance được lưu trữ bằng một file
trong hệ thống
Trang 13
PK NUMBER(38,0) - Yes nul 1 null nul
MERGE_FK NUMBER (38,0) Yes -ˆ nụ 2 null nuÍ
PAT_ID VARCHAR2(255BYTE) Yes „ nul 3 null nui
PATIDISSUER YARCHAR2(25SBYTE) Yes null 4 null — null
PAT_NAME NVARCHAR2(255 CHAR) Yes nul 5 nul null
PAT_ILNAME NVARCHAR2(255CHAR) Yes - null 6 null nụi
PAT_P_NAME NVARCHAR2(Q255 CHAR) Yes nul 7 null nul
PAT_BIRTHDATE VARCHAR2(255BYTE) Yes null 8 null nul
PAT_SEX VARCHAR2(255 BYTE) Yes null 9 null nul
PAT_CUSTOM1 YARCHAR2(255 BYTE) Yes null 10 null — nul
PAT_CUSTOM2 VARCHAR2(255 BYTE) Yes nul it null null
PAT_CUSTOM3 VARCHAR 2(255 BYTE) Yes null 12 null null
UPDATED TIME TIMESTAMP&) Yes nul 14 null null
15 null nul PAT_ATTRS BLOB Yes null
Hinh 6: Bang PATIENT