CN111415726A - 医疗数据信息数字影像数据云存储方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗数据信息数字影像数据云存储方法，包括1）数据识别；2）数据筛选；3）数据获取；4）数据上传；5）数据发布；6）患者数据匹配；7）数据推送；本发明通过全新数字影像数据云存储技术，具有低延时，低成本，不遗失的特点，并且可以长期保有，反复利用实时更新，患者系统了解自身疾病的详细情况；医生通过此方式更加便捷的获取规范完整病历数据，更加客观清晰的了解相关患者的情况，提高医疗沟通效率，实时追踪患者疾病发展情况，提供准确的诊疗意见，还可以汇集各级别医院专家给与远程多方会诊。医疗企业通过此方式获得脱敏患者隐私信息后的完整医疗数据及平台数据分析结果，更加及时精确地了解相关市场信息，为更多的用户提供个性化的优质产品及服务。

Description

医疗数据信息数字影像数据云存储方法

技术领域

本发明涉及医疗信息领域，尤其是一种医疗数据信息数字影像数据云存储方法。

背景技术

目前各大医院对于患者的病历信息等均采用的是手工填写病历本，对于CT、核磁影像(MR)、DSA等影像均以胶片为介质进行流通；患者进行转诊时，须携带病历本、影像胶片等诸多必要信息，才可以被收诊大夫完整查阅。

在医疗环境中，各种角色(医生、患者、第三人等)之间的沟通多数都基于某一疾病或者某一病历来进行。病历文件对于医生、患者是十分重要的信息载体。无论是1.医患沟通；2.医生之间沟通；3.读者与作者之间的学术交流； 4.医学生与教师之间的沟通；5.医生与医疗厂商之间的沟通；6.讲者与听者之间的沟通。无不基于此。一份完整的病历应包括文字、图片、视频、语音信息，除此之外，还有一类特别的医疗数据，就是DICOM格式的数据信息，它来自于 X-Ray，CT，MR，PET-CT/MR，超声，DSA，口腔CT等医院内一切以影像检查及治疗为基础的设备。

而现阶段，患者就医期间，产生的影像检查数据如何交给患者，目前有两种形式：1)打印胶片；2)拷贝光盘。这两种方式的操作时间较长，材料成本较高，并且容易遗失。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种医疗数据信息数字影像数据云存储方法，该方法通过全新数字影像数据云存储技术，具有低延时，低成本，不遗失的特点。

为实现上述目的，本发明医疗数据信息数字影像数据云存储方法，包括以下步骤：

1)数据识别：

DICOM上传客户端实时监控计算机存储设备，当发现有新的数据产生，则执行识别指令；根据DICOM文件格式标准，识别出DICOM数据目录；

2)数据筛选：

过滤影像设备在产生DICOM数据时，附加产生的设备专用的数据或者程序；留下有效的DICOM数据；

3)数据获取：

将有效的DICOM数据，复制到程序工作目录，并将将多个文件合并成一个文件包；

4)数据上传：

通过文件解压、断点续传技术，实现数据的快速稳定传输；

5)数据发布：

服务器端在解析DICOM数据后，将数据格式化存储在云端，可以随时检索和调取；

6)患者数据匹配：

收集并统计患者数据信息，形成患者数据库，据从DICOM数据中解析出的数据，与患者数据库匹配，进而将DICOM数据和患者绑定；

7)数据推送：

向患者推送信息，患者通过患者客户端收到DICOM数据，并可以在线查看。

进一步，所述DICOM数据包括文件头和数据元素，数据元素包括标签、 VR数据、数据长度、数值，其中文件头包含了标识数据集合的相应信息，文件头之后是DICOM前缀，内容是字符串“DICM”，同过该字段可以确定某个文件是否为DICOM文件。

进一步，所述文件包采用tar格式，单个tar文件包含多个记录，单个记录包含512个字节。

进一步，所述记录代表单个归档的文件，记录后紧接着为0或者文件内。

进一步，所述文件解压为DICOM上传客户端将数据压缩为gzip格式，gzip 格式包括：

10字节的头：包含幻数、版本号以及时间戳；

可选的扩展头：包含原文件名；

文件体：包括DEFLATE压缩的数据；

8字节的尾注：包括CRC-32校验和以及未压缩的原始数据长度。

进一步，所述步骤4)中，数据压缩完成后，数据被切割成1MB的文件片段，采用HTTP协议向服务器端传输数据，服务器端接收数据。

进一步，所述DICOM上传客户端实时监听存储设备的情况，如果有数据读取、存储，则查看数据中是否有DICOM数据，如果存在DICOM数据，则将数据复制到工作目录，然后按以下步骤操作：

1)查找全部DICOM数据，复制到临时目录；

2)将存有DICOM的临时目录打包，并且压缩；

3)将压缩包分片；

4)顺序上传分片，并结合异常检测，如果发现上传失败，则重新上传该分片，直到成功为止。

进一步，所述服务器端接收处理DICOM上传客户端的请求，记录患者数据、处理DICOM数据；

对于患者数据，服务器端接收到请求后，在做逻辑计算后，直接存储于数据库中；

对于DICOM数据，服务器端提供了分片上传接口，并且配合DICOM上传客户端的异常检测实现高效率的端点续传功能，具体步骤如下：

1)DICOM上传客户端调用预上传接口告知服务器端将要上传一个文件，并且分为N片来上传，服务器端收到请求，为其分配一个唯一的上传id，和存储位置，并且返回给DICOM上传客户端；

2)DICOM上传客户端调用分片上传接口，并且带上步骤1)中返回的id，以及分片的编号，服务器端收到上传请求后，将数据存储到步骤1)中分配的位置，并且根据编号，采用文件流写入技术，将数据存储到对应的offset；

3)在接收到最后一个分片后，服务器端接收的文件已经是一个完整的压缩文件；

4)服务器端对压缩文件进行解压，扫描其中的DICOM文件，并解析出 DICOM数据，数据包括:患者id、序列、图像，图像数量信息，然后将图像存储于文件服务器，将解析出的格式化数据存储于数据库。

进一步，所述患者客户端采用DICOM解析引擎，来还原DICOM图像，进行测量、调窗、调色操作，并且对DICOM进行三维重建和对比。

进一步，所述DICOM解析引擎工作过程为：所述患者客户端从服务器调取某一组DICOM数据，每组DICOM数据里包含若干系列，每个序列由若干图像组成，图像采用jpeg格式；每个序列会包含元数据：部位、方向、厚度、数量信息，

在所述患者客户端，每组DICOM按序列展示给客户，并在每个序列的位置，显示该序列的信息，点击某个序列，即可以查看改序列全部图像；在浏览一个序列的若干图像时，可以选择手动播放和自动播放的方式，并且可以直接调整播放进度查看某个特定的图像；在查看某个图像时，患者客户端提供了：调整大小、亮度、灰度、窗宽、窗位的功能，并且由于DICOM本身有方向和厚度的信息，所以一系列图像可以在三维空间顺序展示，以实现三维重建功能。

本发明可以使用户快速获得规范完整的影像检查数据，并且可以长期保有，反复利用，实时更新，提高医疗沟通效率，使得医生和病人都能够及时的获取医疗数据。

附图说明

图1为本发明方法框架示意图；

图2为dicom文件结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1、图2所示，本发明医疗数据信息数字影像数据云存储方法，包括：

1)数据识别：

DICOM上传客户端实时监控计算机存储设备(比如光驱)，当发现有新的数据产生，则执行识别指令。根据DICOM文件格式标准，识别出DICOM数据目录。

DICOM数据包括文件头和数据元素，数据元素包括标签、VR数据、数据长度、数值，其中，文件头包含了标识数据集合的相应信息，有128字节的文字导言构成。文件头之后是DICOM前缀，内容是字符串“DICM”，同过该字段可以确定某个文件是否为DICOM文件。

2)数据筛选：

影像设备在产生DICOM数据时候，会附加一些设备专用的数据或者程序在DICOM数据目录，数据筛选指令会过滤掉这个部分无效的数据，留下有效的DICOM数据。

3)数据获取

将有效的DICOM数据，复制到程序工作目录，由于DICOM一般是分散在多个小文件中存储，所以这里采用了打包文件的技术，将多个文件合并成一个文件包。

打包文件采用tar格式，单个tar文件包含多个记录，单个记录包含512个字节。一个头记录代表单个归档的文件，记录后紧接着为0或者文件内容。

4)数据上传

由于DICOM数据一般比较大，几百MB到几个GB不等，DICOM上传客户端和服务器端采用了文件压缩技术、文件解压技术、断点续传技术、文件分割与合并技术。

采用压缩技术提高了数据传输效率，采用断点续传技术有效解决了在网络不稳定情况下造成的传输中断问题。

DICOM上传客户端将压缩数据采用gzip格式。gzip格式如下：

10字节的头：包含幻数、版本号以及时间戳；

可选的扩展头：如原文件名；

文件体：包括DEFLATE压缩的数据；

8字节的尾注：包括CRC-32校验和以及未压缩的原始数据长度。

压缩完成后，数据被切割成1MB的文件片段，采用HTTP协议向服务器端传输数据，服务器端接收数据。

DICOM上传客户端调用服务器【预备上传】接口，告知服务器需要上传文件，服务器返回一个文件唯一标识给DICOM上传客户端。DICOM上传客户端调用服务器的【上传】接口，依次上传文件片段，而且在上传过程附加文件标识作为参数，服务器端接收到上传数据，根据文件标识参数，定位到文件存储位置，并将数据追加的文件文件尾部(合并文件)。DICOM上传客户端数据上传完成后，会调用服务器的【上传完成】接口，服务器端开始解压文件，进而解析DICOM数据。

每次调用【上传】接口，都会验证是否成功，如果没有成功则重试。

所述DICOM上传客户端为：

基于.NET开发，DICOM上传客户端随系统启动，以系统服务的方式运行。 DICOM上传客户端实时监听光驱(或者其他存储设备，可配置)的情况，如果有光盘插入，则查看光盘中是否有DICOM数据，如果存在DICOM数据，则将光盘数据复制到工作目录，然后按以下步骤操作：

1)查找全部DICOM数据，复制到临时目录；

2)将存有DICOM的临时目录打包，并且压缩；

3)将压缩包分片(每片1MB)；

4)顺序上传(调用服务器端接口)分片，并结合异常检测，如果发现上传失败(比如网络问题导致的失败)则重新上传该分片，直到成功为止。

分片上传的意义：DICOM数据通常是几百MB甚至超过1GB，如果采用整体上传的方式，一旦传输过程中出现错误，那么需要再次重新开始上传，比如，某个1GB的DICOM数据包，采用整体上传的方式，上传到900MB后，突然连接断开(网络不稳定)，那么如果重新上传，已经传了的900MB还需要再传一遍。采用分片技术，将大的数据划分为1MB的小数据，如果某个分片传输失败，则只需要再次重传该分片即可，已经成功上传的分片不需要再次上传，大大提高了上传效率，尤其在网络不稳定的情况下尤为重要。

5)数据发布

服务器端在解析DICOM后，将数据格式化存储在云端，可以随时检索和调取。

所述服务器端为：

服务器端基于J2EE技术开发。

服务器端接收处理DICOM上传客户端的请求，记录患者数据、处理 DICOM数据。

对于患者数据，服务器端接收到请求后，在做逻辑计算后，直接存储于数据库中。

对于DICOM数据，服务器端提供了分片上传接口，并且配合客户端的异常检测实现高效率的端点续传功能，具体步骤如下：

1)DICOM上传客户端调用预上传接口告知服务器端将要上传一个文件，并且分为N片来上传，服务器端收到请求，为其分配一个唯一的上传id，和存储位置，并且返回给DICOM上传客户端。

2)DICOM上传客户端调用分片上传接口，并且带上步骤1)中返回的id，以及分片的编号，服务器端收到上传请求后，将数据存储到步骤1)中分配的位置，并且根据编号，采用文件流写入技术，将数据存储到对应的offset。

3)在接收到最后一个分片后，服务器端接收的文件已经是一个完整的压缩文件。

4)服务器端对压缩文件进行解压，扫描其中的DICOM文件，并解析出 DICOM数据，数据包括:患者id(住院号)、序列、图像，图像数量等信息，然后将图像按照一定规律存储于文件服务器，将解析出的格式化数据存储于数据库。

服务器端采用定时扫描的方式匹配患者和DICOM数据，具体步骤：

1)扫描全部未匹配到患者的DICOM数据

2)遍历步骤1)中的结果，根据DICOM的住院号，在患者数据库中查找对应患者

3)如果步骤2)中查找到了对应的患者，则推送消息给患者。如果患者绑定了第三方平台(如微信、支付宝)，则才用第三方的消息方式，如果患者没有绑定第三方平台，则才用手机短信的方式(患者在完善信息步骤必须绑定手机)

4)如果步骤2)中未查找到对应的患者，则跳过，待下次定时任务启动时再次扫描

6)患者数据匹配：

收集并统计患者数据信息，形成患者数据库，据从DICOM数据中解析出的数据，与患者数据库匹配，进而将DICOM数据和患者绑定；其中，收集并统计患者数据信息，采用方法为：患者扫描医院二维码，关注其微信公众号。在公众号内，患者完善信息(包括：姓名、电话、住院号、等)，进而，医院患者数据库就有了患者微信的信息。

根据从DICOM中解析出的数据(比如patient id)，和医院的患者数据库匹配，进而将DICOM数据和患者绑定。

7)数据推送：

向患者推送信息，患者通过患者客户端收到DICOM数据，并可以在线查看。

通过经由患者所留的联系方式(比如微信)推送信息给患者，患者便可以收到DICOM数据，并可以在线查看。

本发明中，患者客户端研发了DICOM解析引擎，可以还原DICOM图像，进行测量、调窗、调色等等操作，并且对DICOM进行三维重建和对比。DICOM 解析引擎，采用跨平台技术，支持PC和移动平台。

所述DICOM解析引擎为：

患者客户端从服务器调取某一组DICOM数据(服务器端已经将原始 DICOM数据进行解析)，每组DICOM数据里包含若干系列，每个序列由若干图像组成，图像采用jpeg格式。每个序列会包含元数据：部位，方向，厚度，数量等(例如，头部CT扫描，会从头部某个方向，以1mm的厚度，依次扫描，扫描出200张图像)。

在患者客户端，每组DICOM按序列展示给客户，并在每个序列的位置，显示该序列的信息(部位，数量)，点击某个序列，即可以查看改序列全部图像。在浏览一个序列的若干图像时，可以选择手动播放和自动播放的方式，并且可以直接调整播放进度查看某个特定的图像。在查看某个图像时，患者客户端提供了：调整大小、亮度、灰度、窗宽、窗位等功能，并且由于DICOM本身有方向和厚度的信息，所以一系列图像可以在三维空间顺序展示，这样就实现了三维重建功能。

本发明中，还包括：

身份信息存储单元，用于存储用户填写、采集的身份识别信息；

医疗信息单元，用于存储患者的病情信息、诊断信息，形成患者档案；

身份识别单元，通过识别患者的身份识别信息，以确定相应的患者档案；

信息交互单元，用于患者、医生、第三人进行相互沟通，形成医疗建议；

云端服务器，用于控制上述数据的云端存储、调取、配置、管理。

患者信息及特征存储，包括：

1)身份信息存储单元1存储的信息包括患者姓名、性别、联系方式、身份证号、出生日期、地址、头像、指纹、声纹、身体特征。用户可在系统中建立患者档案，并填写患者信息。

2)用户上传患者头像时，可直接拍摄，或从相册中选择照片并上传。

3)用户录制患者指纹时，须将患者手指放在指纹识别处，放置并移开，重复此步骤至指纹录制成功。录制成功后，该指纹信息存入患者档案。

4)用户录制患者声纹时，须将长按录制按钮，并使患者说出对应的语句，录制成功后，该声纹信息存入患者档案。

5)用户录制患者身体特征时，选择患者侧身位置，点击录制按钮，软件将自动录制患者的侧身行走15秒视频，录制成功后，该身体特征将进行数据分析，并将分析结果数据及视频存入患者档案。

本发明通过全新数字影像数据云存储技术，具有低延时，低成本，不遗失的特点，并且可以长期保有，反复利用实时更新，系统了解自身疾病的详细情况；线上医生通过此方式更加便捷的获取规范完整病历数据，更加客观清晰的了解相关患者的情况，提高医疗沟通效率，实时追踪患者疾病发展情况，提供准确的诊疗意见。医疗企业通过此方式获得去除患者隐私信息后的完整医疗数据及我平台数据分析结果，更加及时精确地了解相关市场信息，为更多的用户提供个性化的优质产品及服务。

Claims (10)

1.医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）数据识别：

DICOM上传客户端实时监控计算机存储设备，当发现有新的数据产生，则执行识别指令；根据DICOM文件格式标准，识别出DICOM数据目录；

2）数据筛选：

过滤影像设备在产生DICOM数据时，附加产生的设备专用的数据或者程序；留下有效的DICOM数据；

3）数据获取：

将有效的DICOM数据，复制到程序工作目录，并将将多个文件合并成一个文件包；

4）数据上传：

通过文件解压、断点续传技术，实现数据的快速稳定传输；

5）数据发布：

服务器端在解析DICOM数据后，将数据格式化存储在云端，可以随时检索和调取；

6）患者数据匹配：

收集并统计患者数据信息，形成患者数据库，据从DICOM数据中解析出的数据，与患者数据库匹配，进而将DICOM数据和患者绑定；

7）数据推送：

向患者推送信息，患者通过患者客户端收到DICOM数据，并可以在线查看。

2.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述DICOM数据包括文件头和数据元素，数据元素包括标签、VR数据、数据长度、数值，其中文件头包含了标识数据集合的相应信息，文件头之后是DICOM前缀，内容是字符串“DICM”，同过该字段可以确定某个文件是否为DICOM文件。

3.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述文件包采用tar格式，单个tar文件包含多个记录，单个记录包含512个字节。

4.如权利要求3所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述记录代表单个归档的文件，记录后紧接着为0或者文件内。

5.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述文件解压为DICOM上传客户端将数据压缩为gzip格式，gzip格式包括：

10字节的头：包含幻数、版本号以及时间戳；

可选的扩展头：包含原文件名；

文件体：包括DEFLATE压缩的数据；

8字节的尾注：包括CRC-32校验和以及未压缩的原始数据长度。

6.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述步骤4）中，数据压缩完成后，数据被切割成1MB的文件片段，采用HTTP协议向服务器端传输数据，服务器端接收数据。

7.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述DICOM上传客户端实时监听存储设备的情况，如果有数据读取、存储，则查看数据中是否有DICOM数据，如果存在DICOM数据，则将数据复制到工作目录，然后按以下步骤操作：

1）查找全部DICOM数据，复制到临时目录；

2）将存有DICOM的临时目录打包，并且压缩；

3）将压缩包分片；

4）顺序上传分片，并结合异常检测，如果发现上传失败，则重新上传该分片，直到成功为止。

8.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述服务器端接收处理DICOM上传客户端的请求，记录患者数据、处理DICOM数据；

对于患者数据，服务器端接收到请求后，在做逻辑计算后，直接存储于数据库中；

对于DICOM数据，服务器端提供了分片上传接口，并且配合DICOM上传客户端的异常检测实现高效率的端点续传功能，具体步骤如下：

1）DICOM上传客户端调用预上传接口告知服务器端将要上传一个文件，并且分为N片来上传，服务器端收到请求，为其分配一个唯一的上传id，和存储位置，并且返回给DICOM上传客户端；

2）DICOM上传客户端调用分片上传接口，并且带上步骤1）中返回的id，以及分片的编号，服务器端收到上传请求后，将数据存储到步骤1)中分配的位置，并且根据编号，采用文件流写入技术，将数据存储到对应的offset；

3）在接收到最后一个分片后，服务器端接收的文件已经是一个完整的压缩文件；

4）服务器端对压缩文件进行解压，扫描其中的DICOM文件，并解析出DICOM数据，数据包括:患者id、序列、图像，图像数量信息，然后将图像存储于文件服务器，将解析出的格式化数据存储于数据库。

9.如权利要求1所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述患者客户端采用DICOM解析引擎，来还原DICOM图像，进行测量、调窗、调色操作，并且对DICOM进行三维重建和对比。

10.如权利要求9所述的医疗数据信息数字影像数据云存储方法，其特征在于，所述DICOM解析引擎工作过程为：所述患者客户端从服务器调取某一组DICOM数据，每组DICOM数据里包含若干系列，每个序列由若干图像组成，图像采用jpeg格式；每个序列会包含元数据：部位、方向、厚度、数量信息，

在所述患者客户端，每组DICOM按序列展示给客户，并在每个序列的位置，显示该序列的信息，点击某个序列，即可以查看改序列全部图像；在浏览一个序列的若干图像时，可以选择手动播放和自动播放的方式，并且可以直接调整播放进度查看某个特定的图像；在查看某个图像时，患者客户端提供了：调整大小、亮度、灰度、窗宽、窗位的功能，并且由于DICOM本身有方向和厚度的信息，所以一系列图像可以在三维空间顺序展示，以实现三维重建功能。

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