Đề tài ứng dụng công nghệ thông tin trong việc xây dựng hệ thống lưu trữ và truyền tải hình ảnh phục vụ chuẩn đoán và tra cứu tai bệnh viện đa khoa tỉnh bình dương chuyên đề 2 4 xây dựng modlue thu nhập dữ liệu giữa hệ thống

CHAN DOAN VA TRA CUU PACS TAI BENH VIEN DA KHOA TINH BINH DUONG CHUYEN DE 2.4: XÂY DỰNG MODULE THU NHẬN ĐỮ LIỆU GIỮA HE THONG VÀ CÁC THIẾT BỊ CHỤP ANH X-QUANG _ NGƯỜI THỰC HIỆN: Bùi Hồng

VIEN CO HOC VA TIN HOC UNG DUNG

o0o

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THONG TIN TRONG VIEC XÂY DỰNG

HE THONG LUU TRU VA TRUYEN TAI HINH ANH PHUC VU CHAN DOAN VA TRA CUU (PACS) TAI BENH VIEN DA KHOA

TINH BINH DUONG

CHUYEN DE 2.4:

XÂY DỰNG MODULE THU NHẬN ĐỮ LIỆU GIỮA

HE THONG VÀ CÁC THIẾT BỊ CHỤP ANH X-QUANG

_ NGƯỜI THỰC HIỆN:

Bùi Hồng Phúc

Trần Anh Khoa

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 |

VIEN KHOA HQC VA CONG NGHE VIET NAM

VIEN CO HOC VA TIN HQC 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

TINH BINH DUONG

Cơ quan chủ trì: Vién Co hoc va 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

|

|

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 - - -

| THONG TIN CHUNG VE CHUYEN DE

1 Tên chuyên đề: Xây dựng module thu nhận dữ liệu giữa hệ thống và các thiết bị

chụp ảnh X-Quang

2 Chức năng:

Giao tiếp với các thiết bị chụp ảnh X-Quang của bệnh viện

3 Nội dung công việc: -

a Nhiệm vụ: nghiên cứu hoạt động và các chuẩn dữ liệu hỗ trợ của các máy

móc thiết bị của bệnh viện: Máy CT SCANNER; Hệ thống xử lý số FCS

PROFECT CS, cdc may X-Quang; may UNIVERSAL, máy chụp răng; các máy chụp toàn hàm

b Nghiên cứu về chuẩn giao tiếp (các công ïn - out, các chuẩn định dạng dữ liệu đầu ra)

c Viết code chương trình nhận và đọc dữ liệu giao tiếp với các thiết bị trên

d Cài đặt, kiểm tra, chạy thử

1.1 Hiện trạng trang thiết bị máy móc . -+++rt*¬ "— 1

1.2 Sơ đồ kết nối các thiết bị trong khoa CĐHA: eceeeeeeeererrrrenerreee 2

13 Thông số kỹ thuật của một số thiết bị tạo ảnh: -+++trerrttn seeeseeeee 2

1.4 Quy trình hoạt động: -sereentrrrrrrrtrtrtrtrrttrttttstrr111 7

PHAN 2 — CHUAN ANH DICOM -+tnnnnhnhh ccesesssesestussssassnsneeeeseusoss I

2.1 Tổng quan ";89)(09) 101 "— 1

2.2 Phạm vi và lĩnh vực ứng dụng của DICOM: 5c S2ssehhnhhttrettttttdrdttg 2

23 Thích nghi DICOM: -eetrhhtntrhtnh ¬ 3

2.4 Mục tiêu của ảnh DICOM: -errhetrtrrrrrrtrtrrrrtrrrnrrnnrn 4

2.6 Ứng dụng phân tán DICOM +cttrrrrrrrrrrrtrrtrrrtrrrrrrrrrrrr 11

27 Các khái niệm mạng DICOM — DICOM Network Concepts C40154 425 19 k4 13

28 DCM4CHE: -c:>snnnnnhhthtttttttrttrdtrtrrnrrerr TH Hy ri tiệt 19

Tố ẽẽ ‹ ae oe 22

PHÀN 3 - NGHIÊN CỨU, HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH -+++s+tsehhttth 23

3.1 Vị trí của chương trình trong hệ thống PACS: -: SH ng rrrriee 23

3.2 Vai trò Pacs Gateway của chương trình trong hệ thống lamiPACS: - 23

3.3 Tên chương trình: -+:rrttrrrerttttttttrtttnttrftftftffft17117777 25

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

PHÀN 1 - NGHIÊN CỨU TRANG THIẾT BỊ MÁY MÓC CỦA

KHOA CHAN ĐOÁN HÌNH ẢNH

1.1 Hién trang trang thiết bị máy móc

FCS PROFECT CS may chup CT cắt lớp -

Siemens Emotion

May in phim Fuji Dry Pix 7000

May in phim kết nỗi đến máy

tính điều khiển máy chụp CT

Các BS đang nhập dit liệu ảnh BS đang xử ý ảnh X- Quang X-Quang vào máy tính trước khi in và lưu vào may

Trang !

Viện Cơ học và Tin hoc tmg dungBao cao đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

SN|Tên máy Thông số kỹ thuật

Máy chụp o_ Phần mềm: Somaris/5 VB10B

lớp o OS: WinNT 5.1, Service pack 1

o Copy right:©Siemens AG, Berlin und Munchen 1997-

2004

o_ Tốc độ xoay khung: 0.8s, 1s, 1.55 o_ Độ mở khung 70 em

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—

Phương pháp chụp X-Quang - Độ day lát cắt 1, 2, 3,

o_ Hiển thị CINE

o_ DICOM3, Care Dose, SureView Reconstruction System, Syngo :

02 May tinh o_ 2 máy co hostname lần lượt là: CA77223487 và

chứa phân CA77223486 |

mềm xử lý o_ ĐC IP của 2 máy tương Ứng: 192.168.1.21 và 192.168.1.22

ảnh X-Quang o2 máy có cấu hình giống nhau, cài phần mềm chuyên dụng

kỹ thuật số - giếng nhau và có chức năng như nhau trong quá trình xử lý

ảnh X-Quang số của các BS Phần mềm đã hỗ trợ chuẩn ảnh

May tinh o_ Có chức năng tự động tập hợp các ảnh X-Quang dưới dạng

Server lưu trữ chuẩn DICOM từ máy chụp ảnh CT cắt lớp và 2 máy tính kết

ảnh nối với máy Profect CS

o_ Cài phần mém Efilm phién bản 9.0 để thực hiện chức năng tự

Trang `

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Binh Dương 07/2010 —

động tập hợp ảnh y khoa từ các máy trên

o_ Tình trạng hiện tại: không được sử dụng (mới cài lại Window

XP, chưa cài phân mêm, các dữ liệu cũ không còn)

Phim SỐ, đầu đọc Mã vạch _Máy xử lý số Máy in phim

và CR console FCS PROFECT CS Fuji Dry Pix 7000

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010— -

a Kiểu C với kích thước khung mã vạch: 8”x10”, 10”x12”, 14”x 14”, 14”x17”, 18x24em, 24x30cm

b Kiểu CM với khung mã vạch: 18x24cm, 24x30cm

c Kiểu DM với mã vạch trên hộp phim: 18x24cm,

24x30cm

Thời gian yêu cầu để đọc và load ảnh:

Kiểu phôi ảnh | Thời gian yêu cau 24x30cm (HR-BD) 85s

18x24cm (HR-BD) 75s 14°x17” (35x43cm) 60s

14”x14”(5x35cm) 54s

24x30cm (ST-VD) Sis 18°x24cm (ST-VI) 42s 24x30cm (HR-V) 65s 18x24cm (HR-V) 55s

Năng lực xử lý:

Kiểu phôi ảnh - ˆ_ Khi kết nỗi với máy

DRYPIX 7000 24x30cm (HR-BD) 60 IPs/h

18x24cm (HR-BD) 80 IPs/h

14°x17” (35x43cm) 103 IPs/h 14”x14”(35x35cm) 120 IPs/h _

.24x30cm (ST-V] 128IPs⁄h 18°x24cm (ST-VI) 165 IPs/h 24x30cm (HR-V) 90 IPs/h 18x24cm (HR-V) 110 IPs/h

Thời gian để i in trên máy DRYPIX 7000 qua mạng với CR Console: 130 s

Thời gian hiển thị trên CR Console:

o 14”x17”:39s

o 18x24cm HR-BD: 50s Doc anh ( anh xuat ra qua CR Console)

| Trang "

Đọc ảnh Mật độ Pixel chuẩn Mật độ Pixel cao

Độ phân giải Số pixels Độ phân giải Số pixels (pixels/mm) (pixels/mm)

Tartr TRIT ANH | | PHIM NHITA

lưuảnh —- in anh

ĐINH DANG FILE ANH FILM NHỰA

ảnh X-Quang kỹ thuật số tại phòng Chẩn đoán hình ảnh

Sơ đồ quá trình tạo

Bệnh viện Đa khoa tỉnh Bình Dương

làm mã số Các máy tạo ảnh bao

Các máy tạo ảnh chụp ra phim, mỗi phim có mã vạch , máy chụp răng, máy chụp toàn

gồm: máy chụp CT cắt lớp, máy X-Quang kỹ thuật sô

hàm và thiết bị UNITVERSAL

_e@ Nhập thông số bệnh nhân (Họ tên) và cho máy quét mã vạch đọc mã số của phim

vào form của phân mêm trên máy tính kết nôi với thiệt bị

Trang 7

Vién Co hoc va Tin hoc ung dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 — ` .-

e Gắn phim số đã chụp vào máy xử lý ảnh X-Quang kỹ thuật số Profect CT để đọc

ảnh từ phim

e Dung phan mém chuyén dung duge cai trén 2 may tinh kết nối đến máy xử lý ảnh

X-Quang Phần mềm này cho phép đọc ảnh được lưu trong phim từ máy Profect

CT, đồng thời cho thực hiên các thao tác xử lý ảnh X-Quang Phần mềm cũng cho

xuất ảnh ra định dạng DICOM

e Sau khi xử lý ảnh xong, các BS có thé cho in phim qua may Fuji Dry Pix 7000

Ảnh được lưu vào máy tính xử lý

e Ảnh sau khiin xong được chuyên cho BS chan đoán hình ảnh dé xem xét và ghi

các chấn đoán trong một biên bản kết quả phiếu chụp

e_ Sơ đồ quá trình tạo ảnh và lưu trữ ảnh X-Quang được mô tả trong sơ đồ trên

Trang *

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

PHAN 2 —- CHUAN ANH DICOM

2.1 Téng quan về DICOM:

DICOM (The Digital Image and Communication in Medicine) là chuẩn định nghĩa ra

các qui tắc định đạng và trao đổi hình ảnh y tế cũng như thông tin liên quan Hình ảnh y

tê 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 thiệt bị và hệ thống trong mạng thông tin y tễ

Với sự ra đời của máy tạo ảnh chân đoán vào những năm 1970, 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 câu đó, American College of Radiology (ACR) và The National Electrical

Manufacturers Association (NEMA) da thiết lập thành một ủy ban chung vào năm 1983

để phát triển một chuẩn gọi là chuẩn ACR-NEMA "¬

Chuẩn ACR-NEMA (American College of Radiology và The National Electrical

Manufacturers Association) ra ddi nham muc dich để 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 1285 xác định việc

truyền bản tin điểm tới điểm,khuôn dạng dữ 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 dữ liệu chuẩn

Nhưng vấn đề kết nối mạng chưa rõ ràng qua hai phiên bản nảy vì thế mà phiên bản thứ 3

ra đời và lấy tên là DICOM |

Vì sự ra đời của các chuân 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 2

'sản xuất cần thì thích ứng sang DICOM Đê thích ứng với chuẩn ACR — NEMA thi can 2

một chuyển đổi từ ACR-NEMA sang DICOM, còn để thích ứng với các chuẩn riêng của z #

- nhà sản xuất thì cần phải chuyên đổi các đặc tính của nhà sản xuât sang ACR-NEMA

hoặc DICOM Để giải quyết các yêu cầu này cần tập hợp các mođun phần mêm tạo nên

thư viện mã hóa Thư viện mã hóa ưu việt cần có các đặc tính sau:

e Str dung chung cho các thiết bị tạo ảnh của các nhà sản xuất khác nhau .-

e Thích ứng với các nên phần cứng khác nhau

e Kiến trúc phần mềm dựa theo hướng tiếp cận top — down

e Ngôn ngữ lập trình chuẩn

1 Trang |

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—: -

King Rertd &Convert

Digitize & Spit

Các thiết bị tạo, lưu trữ và truyén anh DICOM

DICOM hỗ trợ nhiều loại ảnh nén khác nhau để tối ưu cho việc lưu trữ và việc truyền

thông ảnh DICOM trên mạng Dưới đây là một số so sánh giữa các loại ảnh mà DICOM

8-bit Uncompressed Gray.dem 179,640

16-bit J20K Lossy Gray.dcm - 305,856 |

16-bit JPEG Lossless Gray.dem _ 561,292 16-bit Uncompressed Gray.dcm 610,394 24-bit J2K Lossy Color.dcm 100,348 24-bit JPEG Lossless Color.dcm 6,830,920

24-bit RunLength Color.dem 14,040,714

24-bit Uncompressed Color.dcm — 18,875,660

- 8o sánh các dụng lượng các ảnh của một số chuẩn DICOM hỗ trợ

2.2 Phạm vỉ 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 giữa các thiết bị tạo ảnh và hệ 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 lên các khu vực khác trong thông tin y tế _

Chuẩn tăng cường khả năng hoạt động tương tác của các thiết bị tạo ảnh y tế băng

cách định ra:

| Trang 3

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

e_ Với việc truyền thông tin qua mạng, chuẩn đưa ra một bộ giao thức được tuân theo

bởi các thiết bị thích nghỉ chuẩn

e Cú pháp và ngữ nghĩa của lệnh và các thông tin liên quan được trao đổi sử dụng

các giao thức này

e Với VIỆC truyền tin bằng phương tiện trung gian, chuẩn đưa ra một bộ các dịch vụ

lưu trữ trung gian, cũng như khuôn dạng file và cấu trú thư mục y tế, tạo điều 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

2.3 Thích nghỉ DICOM:

Một thành phần quan trọng của bất cứ 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 nghỉ là hoàn toàn tự nguyện Ủy

ban của chuẩn DICOM không tạo ra bắt cứ sự áp đặt nào Mặc dầu vậy, DICOM vẫn có

một phần dành riêng để quy định sự thích nghi |

Mọi nhà sản xuất muốn chứng minh thiết bị hay phần mềm của họ thích nghi với

chuẩn đều phải đưa ra một báo cáo thích nghỉ 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

dang do DICOM để ra, do vay mà việc đối chiếu các trình bày về thích nghỉ 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 chiếu 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

Các nội dung cơ bản trong báo cáo thích nghỉ DICOM gồm:

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 Ví dụ,

hoạt đông cục bộ có thể tao ra mot đối tượng thông tin ảnh DICOM, còn hoạt

động từ xa là hiển thị đối tượng đó -

e Ngữ cảnh thê 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 nay vi no

được định nghĩa trong một chuẩn quốc tế khác mà DICOM tham chiếu đến Một

bản báo cáo thích nghi

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 chấp thuận

e` Cách liên kết thực hiện: Bản báo cáo thích nghỉ phải miêu tả sử thực hiện liên kết (

ví dụ như là khi nào tạo các liên kết và chap nhận nhiều liên kết) cho từng hoạt

động trong mô hình Một sô thiết bị như thiết bị lưu trữ trong hệ thống PACS phải

được hỗ trợ nhiêu liên kêt nêu chúng được châp nhận

7 Trang 3

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

2.4 Mục tiêu của ảnh DICOM:

e_ Định ra ngữ nghĩa của lệnh và các dữ liệu liên quan, đưa ra các chuẩn cho các thiết

bị tương tác lệnh và đữ liệu với nhau

° Định ra ngữ nghĩa của dịch vụ file, khuôn dạng file và các thư mục thông tin cần

thiết cho truyền tin ngoại tuyến

e Định rõ các yêu cầu thích nghi của ứng dụng thực hiện chuẩn, cụ thể một bản bảo

cáo thích nghi 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

2.5 Cấu trúc của chuẩn DICOM:

2.5.1.1 Các thành phần của định dạng ảnh DICOM:

e Thích nghỉ: Định nghĩa các nguyên tắc thực thi chuẩn gồm các > yeu cau thich nghi

và báo cáo thích nghi CS (Conformance Statement)

Định nghĩa đối tượng thông tin IOD (nformation Object Definition)

Dinh nghia lép dich vu SC (Service Classes)

Ngữ nghĩa và cấu trúc dữ liệu

Từ điển dữ liệu

Trao đổi ban tin

Hỗ trợ truyền thông mạng cho việc trao đổi bản tin

Khuôn dạng file và lưu trữ trung gian

Sơ lược ứng dụng lưu trữ trung gian

Chức năng lưu trữ và khuôn đạng trung gian cho trao đổi dữ liệu

Chức năng hiển thị chuẩn mức xám

Sơ lược an toàn

Nguồn ánh xạ nội dung

Trang -!

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

File Transfer E-mail, HTTP

Upper Lavers Data Formatting Compression.Eneryption

(DICOM)

synchronization.cCamm Management End-to-End communis ation

DICOM va mé hinh tham chiéu OSI

2.5.1.2 Dinh dang file DICOM: gồm 2 phần là header, dữ liệu ảnh

e Header:

co_ Tên và ID của bệnh nhân

o_ Loại ảnh y khoa ( CT,MR,Audio Recording, )

Hình trên chỉ ra rằng: 794 bytes đầu dùng để định dạng Header DICOM, mô tả kích

thước ảnh và các thông tin ảnh Kích thước của ảnh trén : 109x91x2 =19838 bytes

Trang 5

iat Toe bytes: unused by DICOM format

Follomed by the characters TCC RA ius preamble is tollowed by extra infercmahon €.Q.:

UU UUUL bile Meta Elements larcup Lem: Tad OU02 O01 Fite Meta info Version: 256

oud2 00910.Transfer Syntax WID: 1.2.940.10008 1.2.1

C00s.0000 | dentitying Group Lenath: 152

0008 0060_.Moadaility: MR O008 O70 tt anuiacturen hRloro

0018 0000 Acquisition Group Length: <8

001 6_,G1510.5 li Thickness 2.00 : G1 5,1 120,5 cí Lư y2 X11 1 46'.64437 C028 C800 hnage Preseritativn Group Ler wath 14 O23 C0025 amples Pes Pixeck 1 ,

NN28_0004 Protorrstric Interpretation, MONOCH ROME a

D-Z2G O08 Murmber af Frarnes: 2

0028 00910.Riows 109

2Ð, 1 ,olurrras: ST

C028 0030 Pixc! Spacing: 2.0042.00 CO23.01 00 Bits Alocated: &

0023,0101 Bits Sterad 8

00230102 High Bi: 7 O22 0103,F ise Representation: 0

00221052 Rescale Intercept: 0.00 0029.1053.Rescale Slope: 0.00392157 7FEO.0000.Pixel Ciata Groug Length: 1 9850 FFEO.001 0 Pivel Data: 19938

Từ điển dữ liệu

Trao đổi bản tin |

Hỗ trợ truyền thông mạng cho việc trao đổi ban tin

Khuôn dạng file và lưu trữ trung gian

Sơ lược ứng dụng lưu trữ trung gian Chức năng lưu trữ và khuôn đạng trung gian cho trao đổi dữ liệu Chức năng hiển thị chuân mức xám

Sơ lược an toàn Nguồn ánh xạ nội dung

Các lớp đối tượng và dịch vụ trong DICOM:

DICOM có hai lớp thông tin là lớp đối tượng và lớp dịch vụ SOP (Service Object

Trang 6

Lớp đối tượng của DICOM định ra hai lớp nhỏ là lớp tiêu chuẩn và lớp té hợp Mỗi

lớp tiêu chuẩn bao gồm các đặc tính vến có của thực thể hiện diện trong thể giới thực

Lớp tổ hợp là đo ACR-NEMA định nghĩa từ các thông tin tổ hợp của các thiết bị ảnh tạo

Ảnh y học hat nhan NM (Nuclear Medicine)

Anh siéu 4m US (Ultrasound)

Nghiên cứu Nghiên cửu Ngày nghiên cứu | 1999.027

: Gid nghitn cứu 11:32:46

Bac si Tom

Thiết bị Thiết bị Nhà sân xuất PUJI

Hình anh Thâng Hn chưng | Số hiệu anh (7421

Chất vẫn | Cung câp việc chải vẫn về tập dit lieu

Truy vần Cung cập việc tìm anh tử thiết bị hiến

thị

In ảnh Cung cấp việc in Ấn ảnh

Xét nghiệm _† Cưng cấp việc quan lý xét nghiệm

Tài nguyên lưu Irừ Cung cấp việc quân lí lài ngivén lưu

trừ dữ liệu

Cac dich vu cia DICOM

Các dịch vụ DICOM được sử dụng để truyền đối tượng bên trong thiết bị và cho thiết

bị thực hiện một dịch vụ cho đôi tượng ví dụ như dịch vụ lưu trữ, dịch vụ hiển thị Một

lớp dịch vụ được xây dựng trên một tập các dịch vụ truyền thông DICOM được gọi là

Trang *

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

DIMSE (DICOM Message Sevice Elements) Các DIMSEs là các chương trình phan

mềm thực hiện chức năng xác định Có hai loại DIMSEs là một cho đối tượng tô 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 địch vụ Nếu một thiết bị cung cấp

dịch vu thi duge goi 14 SCU (Service Class User) Chang han như đĩa từ là SCP để cho

PACS controller lưu trữ đữ liệu còn CT scanner là SCU để cho đĩa từ trong PACS

controller lưu ảnh Tuy nhiên, có thể 1 thiết bị vừa là SCP, vừa là SCU như PACS

controller, nó gửi ảnh tới trạm hiển thi 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 lại là

C-STORE Truyện dẫn đối tượng thong tin

C-FIND | Tìm kiêm đồi tượng thông tỉn

C-GET Truyền dân đổi tượng thủng tin cb XW

N-EVENT-REPORT Khai háo sự kiện liên quan tới đôi

tượng thônz (in, ` N-GET Tìm giá trị thuộc tính của đổi tượng

thông fin_

N-ACTION Xác định hoạt động có liên quan tới doi

tượng thông tín N-SET Xác định giá trị thuộc tính của đôi

| trong thông tin N-CREATE Tạo mới một đôi tượng thông tỉn

N-DELETE Nóa đổi tượng thông tỉn

Các địch vụ DIMSEs tiêu chuẩn

Trang 9

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010—: `-:

Service Class User / Provider | 4

[ wun sence oa COT Limase ta you 4

Thông tin đầu file: bao gồm các định danh bộ dữ liệu được đưa vào file Nó bắt đầu

bởi 128 byte file Preamble (tat ca dugc dua ve 00H) Sau đó 4 byte kí tự “DICM” Tiệp

theo là các thành phần đữ 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 đạng (0002, xxx), được mã hóa theo cú

pháp chuyển đổi VR ân và Little Endian |

Bộ dữ liệu: Mỗi file chỉ chứa một bộ đữ liệu thể hiện một SOP cụ thể và duy nhất liên

quan đến một lớp SOP đơn và IOD tương ứng Một file có thể chứa nhiều hình ảnh khi

các IOD được xác định mang nhiều khung Cú pháp chuyên đổi được sử dụng để mã hóa

bộ đữ liệu được xác định duy nhất thông qua UID cú pháp chuyển đổi trong thông tin đầu

file DICOM

Thông tin quan ly file: Khuén dang 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 Nêu cân thiệt

với một sơ lược ứng dụn DICOM cho trước, các thông tin sau sẽ được đưa ra bởi một lớp

khuôn dạng trung gian:

e_ Định danh sở hữu nội dung file

e Thông tin truy cập (ngày giờ tạo)

e_ Điều khiển truy cập file ứng dụng

e_ Điều khiển truy cập phương tiện trung gian vật lý (bảo vệ ghi )

Khuôn dang 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

REC2630 Phụ thuộc vào thuật toán mật mã sử dụng, một file DICOM an toàn

có thể có các thuộc tính an toàn sau:

_@ Bao mat dữ liệu

e Xác nhận nguồn gốc dữ liệu

Trang [0

Thanh phan dau DICOM (Tagl¥ RIV LIValue)

Thanh phin div DICOM(Tagl¥ RIV LIValue) Thanh phan dau DIC IM (TaglVRIV LIValue) Thanh phan dau DICOM (TagiVRIV Li¥alue)

Thành phần đữ liệu ảnh

Khuôn dạng file DICOM

2.6 Ứng dụng phân tán DICOM

2.6.1 Xử lý phân tán 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 chuân DICOM

Distributed Process

⁄ +

’ '

4 1 '

trình thực hiện việc xử lý của riêng nó nhưng dựa trên chức năng của tiên trình kia Nhiều

tiến trình phân tán hoạt động cùng nhau cung câp các dịch vụ (services) cho các hệ thông

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

Trang | i

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo để tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

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 để

các giá trị được thể hiện trên các hệ thống khác nhau

¬ Crverall C ommumeation ¿ Pree 2

Rm cent

Sự tách biệt giữa tiễn trình ứng dụng và tiễn trình truyền thông

ˆ Trước khi các tiến trình có thể tương tác với nhau thì phải xác định một sô vân đê

Chúng phải phù hợp với vai trò mà chúng sẽ thực hiện, có cách nhìn giống nhau về thông

tin và lựa chọn các thao tác ứng với môi thành phân

Vién Co hoc va Tin hoc tmg dungBao cao đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

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 trò là 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

hau hết các trường hợp, client tạo ra tiến trình, nhưng thỉnh thoảng server cũng tham gia

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 tac (operation) định nghĩa cách các thông tin trao đổi được xử lý như thế nao 6

bên kia, như việc lưu trữ thông tin, việc trả kết quả |

Sự phối hợp ngữ cảnh, mỗi quan hệ, các thao tác và thông tin chính là điểm mắấu chốt :

của xử lý phân tán và phải được xác định trước khi thực thi thành công Tất cả các vấn 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 miền trao đôi để thực hiện sự trao đổi này

Cả client và server đều 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 đấu đối với miền 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 thức- protocol) và có cùng giao diện

luận lý (định dạng yêu cầu) giữa service provider và service user

Cả 2 bên phải xác định thông tin nào được mô tả dưới các dạng bit/byte Service

proviser phải xác định định dạng thông tin nào được truyền và chuyền nó thành dạng biểu

diễn nào mà miền ứng dụng mong đợi Dạng biểu diễn 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 dụng thông tin bằng nhau ở cà 2 bên, không quan tâm nó được trao đổi như

thế nào

Sự trao đỗi vật lý giữa các service provider có thể thông qua network hoặc media (VD

DOR, Tape) Mỗi kỹ thuật có cách điều khiến biểu diễn riêng |

2.7 Các khái niệm mạng DICOM - DICOM Network Concepts

Khi một mang được sử dụng cho việc trao đổi thông tin, miền trao đổi sẽ chứa các

hàm được yêu cầu cho việc truyền thông: miễn truyền thông

2.7.1.1 Thực thể ứng dụng

Một vấn đề chính trong các ứng dụng phân tán mạng là cách các ứng dụng có the

tương tác với nhau Các thỏa thuận phải được lập để xác định các bên tham gia và thông

nhất về nhiều nội dung khác nhau trước khi có thể trao đổi các SOP Instance

Trang :-

Viện Cơ học và Tin học ứng dụngBáo cáo đề tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

Trong mạng DICOM các thành viên nhận ra đối tác thông qua các Thực thể Ứng dụng

(Application Entities) Một Thực thể ứng dụng là một phần của tiến trình thực hiện

truyền thông Nó bao gồm Người sử dụng dịch vụ (Service User) của 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 dung — Application Title) phải dùng khi thiết lập việc truyền thông

_ 2.7.1.2 Địa chỉ lớp trình diễn (Presentation Address)

Các Tiêu đề Ứng dụng (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 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

dịch (service user) là lớp Application (trong mô hình OST), và nhà cung cấp dịch

vụ(service provider) là lớp Presentation (OSI) (và các lớp thấp hơn) Ranh giới giữa 2 lớp

là điểm truy cập mạng (network access point), nơi đữ liệu được truyền từ lớp application

đến các lớp mạng Mỗi điểm truy cập trong một mạng có một địa chỉ duy nhất

Anh xa 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

dung, Application Title thuéng 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 thống có thể có vấn đề :

Định dạng của Presentatioh Address phụ thuộc vào giao thức mạng được dùng Các

mạng DICOM trong đa số các trường hợp sử dụng chồng giao thức TCP/TP 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

2.7.1.3 Thỏa thuận kết 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 kêt, một số vấn đề về truyền thông là cô định trong trường 2

hợp thông tin có thể thay đối Ngữ cảnh này (gọi là Ngữ cảnh ứng dụng — Application 2

_ Context) được định nghĩa trong chuẩn DICOM và 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 suôt giai đoạn khởi tạo kêt ` hợp,

UID nay được truyén đến bên tham gia Bằng việc so sánh UID này của ngữ cảnh ứng

dụng, bên tham gia có thê xác định liệu nó có khả năng xử lý yêu câu này đôi với liên két

Nó sẽ châp nhận thiệt lập liên ket hoặc từ chôi `

Ngữ cảnh ứng dụng bao gôm toàn bộ hức 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 2 bên tham gia biết được khả năng và giới hạn của

bên kia Sự trao đôi thông tin thực sự có thể xảy ra tùy theo lớp dịch vụ và các quy tac

ˆ Trang 4

Vién Co hoc va Tin hoc tng dụngBáo cao để tài Sở KH&CN Bình Dương 07/2010 —

của lớp SOP được định nghĩa ứng với các lớp này Khi liên kết không còn cần thiết nữa,

liên kết đó được hủy

2.7.1.4 Ngữ cảnh thé hién (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 Thể hiện

(Presentation Context) ứng với mỗi lớp SOP đã 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 2 bên tham gia Trong một liên kết, có thể có nhiều Ngữ cảnh Thể ` ,

hiện tôn tại Sô của Ngữ cảnh Thể hiện xác định thông tin được trao đổi cho lớp SOP nào

2.7.1.5 Các giao thức mang (Network Protocols)

Giao thức mạng thực tế phải tuân theo các dịch vụ chuẩn được định nghĩa ứng với

chồng 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 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

4+ 2 Be ter ị : £ ren ee đai oo U tee

— et : : tame att Pep wD La get : ị Tore th tare

techs ge aye ị i feta reine