专利名称：一种基于多线程技术的医学影像优化调阅方法
技术领域：
本发明涉及医学影像通信与传输技木。
背景技术：
PACS (Picture Archiving and Communication System)影像归档与通讯系统，是目前医院医技科室在放射、超声、内窥、病理、核医学等影像检查中适用的计算机和网络技术，是医院用于替代传统业务方式的技术手段和业务模式。现有的影像调阅方法是1、编码方式。将图像流封装为多个PDV文件，封装数据时，需要将图像流按照固定的PDV长度，逐个封装PDV数据块，每个PDV都包括项目长度、表示层句法ID以及数据流；2、单线程解析图像数据。在发送图像之前，先解析，然后再发送图像，接着发送第 ニ张图像，順序解析，解析时间较长；3、一个图像一次握手。一个图像建立一次连接，即一次握手，握手次数多，消耗时间长；4、客户端采用单线程发送数据。根据检查号，建立单个线程，检查中的图像不做等分，只和服务器建立ー个通道，用于图像传输；5、客户端接收采用单线程。接收到ー个C-More命令，解析命令中的数据流，保存文件到本地文件夹，然后接收第二个命令，以此类推，直到图像接收完毕；第一个图像必须接收完毕，才能接收下ー个图像，因此会浪费I/O的效率。随着PACS系统的完善，医院的PACS系统可与学校的PACS相连，这样可以将医院 PACS系统的图像以及手术影像直接传送到学校教师或者实验室，让学生能够有身临其境的感觉，这样不但减少了工作人员的来回奔波，而且能保证教学质量。现有技术是使用一个图像一次握手，一个图像数据会分解为多个数据段，握手和图像元素分解形成了严重的瓶颈，同吋，服务器端和客户端皆采用同步技术，难于并发，上述各项因素制约着PACS的发展。但是，随着影像设备的发展，检查图像的数量越来越多，ー个CT检查都在1000张以上，医生从影像中心调阅图像，通常需要几分钟时间，严重影响了诊断的效率。
发明内容
本发明的目的在干，克服现有技术的不足，提供一种减少解析次数，提高影像调阅速度的影像优化调阅方法。本发明是这样实现的本发明的创新之处在于1、改变了编码的编码方式。本发明将图像流封装在ー个PDV文件中，即只包含一个项目长度、表示层句法I D和数据流，减少了解析PDV的时间；2、多线程解析图像数据。本发明采用多线程，并发解析图像数据，减少了解析时间；3、ー个序列建立一次握手。本发明根据相同序列图像具有相同的传输模式的特点，采用ー个序列建立一次连接，因为ー个序列包含多个图像，因此大大减少了握手次数， 节省了通信时间；4、客户端采用多线程发送请求。本发明将ー个检查图像数据等分，然后采用“CALL MODE-ThreadCount-ThreadIndex ”的调阅模式多线程发送请求；5、客户端采用多线程接收图像。服务器发送图像，为多线程解析，发送图像时需要多线程解析才能发送；客户端接收图像，是多线程接收。本发明采用多线程接收图像的技木，由于服务器端采用多线程解析图像数据，并且减少了握手次数，因此客户端接收图像的速度将加快，如果还是串行解析到本地，那么服务器端将会浪费大量的时间等待客户端的应答，所以采用多线程接收将有助于整个传图流程的性能优化，最终减少接收图像的时间。本发明客户端采用多线程调阅，每个线程发送ー个(c-move 专用于图像调阅)请求，该请求包含需要访问的图像类型以及调阅的检查号。服务器接受请求后，判断是否能提供请求的图像，如果可以接受，服务器端根据线程数量，采用多线程解析图像数据头，提取出供PACS通信握手的通信语法和传输语法，根据检查中图像多、序列少以及每个序列中各图像的通信语法和传输语法相同的特点，摒弃ー个检查ー个连接的老方法，采取ー个序列 ー个连接，因此减少了通信握手的次数，可以节省时间来发送图像； 发送图像时，需先解析图像，如果依照将图像分解到多个PDV(Prensentation Data Value)的老方法，无疑会増加CPU的负担，降低性能，为了减少解析时间，现将图像数据封装为单个PDV，开始发送；客户端收到图像后，开启多线程下载图像，线程直接截取服务端封装的单个PDV， 不需要多次解析PDV，提高了 CPU性能，从而充分利用硬盘1/0，提高了下载速度，客户端的显示速度会得到很大提高。本发明充分利用多线程和点到点可以建立无限连接的成熟技木。多线程解析文件，就是让CPU在用户需要的时候，充分的运作起来；将单个图像建立一次连接改为ー个序列建立ー个连接，减少了过多的握手，一次握手多次使用；客户端多线程下载图像，充分利用I/O性能。从发送请求到服务器端发送图像，整个过程的各个关节点都相应地做了改进， 从而解决了当前医学影像调阅基础方法中遇到的瓶颈。本发明特别适用检查图像数量大、 协商次数多、传输速度慢的影像教学系统；如CT、MR类型的图像，明显地减少了协商次数， 提高了传输速度。
图1数据编码方式的构成示意2多线程实现过程示意图
具体实施例方式下面结合附图叙述一个实施例，对本发明做进ー步说明。图1显示的是ー个基本的数据编码块。服务器在解析图像时，会按照以上格式封装图像数据流；其中PDU类型代表是命令类型或者数据类型，PDU长度表示数据块的长度， 即数据流有多少位字节，此后的数据块是一个封装的PDV块，PDV块包含项目长度，S卩“表示层数据(PDV)-数据集信息”的长度，表示层句法ID即该图像采用的传输语法，传输语法主要包括从高字节开始读取和从低字节开始读取数据流。数据编码在旧有的编码格式上有所创新——将包含多个小PDV块设计为ー个大的PDV块。图2显示了客户端和服务器端的一个完整的多线程交互过程。图中标识的1-7代表客户端发起请求到接受到图像的步骤。该图包含两个线程池，服务器端的解析数据线程池和客户端的存储线程池，解析线程池将启动多个解析线程，并发解析图像数据，将数据以 {基本信息、数据流信息}的匹配对存储在内存队列中；存储线程池将启动多个存储线程， 并发读取单个PDV，保存到本地。该图包含两个DICOM标准命令C-M0VE和C-STORE，C-MOVE 命令是客户发送给服务器的请求命令，要求调阅检查图像；C-STORE命令是服务器发送给客户端的图像存储命令，在接受到C-MOVE命令后，服务器查询图像，将数据封装为PDV，采用C-STORE命令发送。该图中的分析请求參数，指的是分析请求中的“CALLMODE-ThreadCou nt-Threadlndex”，根据ThreadCoimt确定数据堆的数量，该图中因为总数为3，所以数据等分为3堆，ThreadIndex确定检查中图像的应存储在哪个堆中。客户端根据设置好的线程数，建立线程，发送C-MOVE请求，其中包含总线程数和当前线程，例如“CallMode-3-1”，CallMode是ー种专门的请求模式，3代表总线程数，1代表是第一个线程(图2中的1)；服务器端收到请求后，读取请求模式，取出总线程数和当前线程序列，根据请求的通信模式和传输模式建立连接；根据总线程数将PACS数据库中当前检查分解成等分数据堆(图2中的2)，数据堆以队列的形式存储；启动数据解析线程池，将数据堆中的图像文件解析为基本信息(包括病人基本信息和图像描述信息等)和数据流信息(图像像素信息)两部分(图2中的3)，基本信息的解析基于标准的DICOM图像解析算法，先读取元素(TAG)的长度，在读取元素的内容，然后循环读取，知道读出所以元素内容；而数据流信息解析则转换为另ー种视角，即从原来的将图像成小块转换到将图像像素当做一个整块，不做分解(见图1数据编码)，把整块像素转换为ー个数据流，记录数据流长度，解析后，将基本信息和数据流信息作为ー个匹配对存储在内存队列中(图2中的4)；启动发送图像线程池，从队列中取得解析后的基本信息和数据流信息对，依据基本信息中的SOPClassUID (图像类型唯一标识)和TransferUID (传输语法标识)与请求端建立连接，如果当前的SOPClassUID和"TransferUID与已建立连接的相应參数一致，表示发送的图像是ー个序列，则不再释放连接，直接使用现成的连接发送图像，如果參数不一致， 则重新创建连接，最后发送C-STORE命令(图2中的5、6)；客户端线程接收C-STORE请求后，解析请求中的PDU (协议数据单元)，并获取唯一的PDV，从PDV中取得图像数据的起始位置和数据流的长度，开始读取流文件，同时启动图像文件存储线程池，将内存流通过线程保存为本地文件(图2中的7)；客户端发送图像接收完毕命令，循环接收下ー个图像。
权利要求
1. 一种基于多线程技术的医学影像优化调阅方法，其特征在于a、其编码方式，是将图像流封装在ー个PDV文件中；b、线程解析图像数据采用多线程，并发解析图像数据；c、采用ー个序列建立一次连接，由于ー个序列包含多个图像；d、将ー个检查图像数据等分，然后采用“CALLMODE-ThreadCount-ThreadIndex ”的调阅模式多线程发送请求；e、服务器端采用多线程解析图像数据。
全文摘要
本发明涉及一种基于多线程技术的医学影像优化调阅方法。本发明利用多线程和点到点可以建立无限连接的成熟技术，让CPU在用户需要的时候，充分的运作起来；将单个图像建立一次连接改为一个序列建立一个连接，减少了过多的握手，一次握手多次使用；客户端多线程下载图像，充分利用I/O性能。本发明很好地解决了当前医学影像调阅基础方法中的难题，特别适用检查图像数量大、协商次数多、传输速度慢的影像教学系统；如CT、MR类型的图像，明显地减少了协商次数，提高了传输速度。
文档编号H04N21/643GK102572607SQ201110445768
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者李强, 王亚蓉, 王玮 申请人:中国人民解放军第四军医大学唐都医院