CN1829985A - Ndma套接字传输协议 - Google Patents

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CN1829985A CNA200480021698XA CN200480021698A CN1829985A CN 1829985 A CN1829985 A CN 1829985A CN A200480021698X A CNA200480021698X A CN A200480021698XA CN 200480021698 A CN200480021698 A CN 200480021698A CN 1829985 A CN1829985 A CN 1829985A
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弗兰克·保罗·哈米特
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Abstract

在位于医院或者诊所的DICOM设备与外部存储和检索系统之间传送的数据根据四层协议进行格式化。第一层包括NDMA套接字协议。第二层包括NDMA头部，并且嵌套在所述第一层内。第三层包括XML文本，并且嵌套在所述第二层内，以及第四层包括DICOM，或其它二进制数据，并且嵌套在第三层内。该多层数据结构向DICOM提供与医院安全网内的医疗设备的交互，所述医院安全网与能够获取或者存储NDMA内容同时维护医院/诊所网络安全的完整性并合并强大的防火墙之类的保护的外部通信机制相耦合。

Description

NDMA套接字传输协议
相关申请的交叉引用
本申请要求了于2003年6月4日提交的名为“NDMA SOCKETTRANSPORT PROTOCOL”的美国临时申请No.60/475,940的优先权，将该篇申请中所公开的内容全部引入于此以供参考。在此所公开的主题涉及了与此同一日期提交的名为“CROSS-ENTERPRISEWALLPLUG FOR CONNECTING INTERNAL HOSPITAL/CLINICIMAGING MEDICAL SYSTEMS TO EXTERNAL STORAGE ANDRETRIEVAL SYSTEMS”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4380/P3179)中所公开的主题，将该篇申请公开的内容全部引入于此以供参考。在此所公开的主题还涉及了与此同一日期提交的名为“NDMA SCALABLE ARCHIVE HARDWARE/SOFTWAREARCHITECTURE FOR LOAD BALANCING，INDEPENDENTPROCESSING，AND QUERYING OF RECORDS”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4382/P3189)所公开的主题，将该篇申请中所公开的内容全部引入于此以供参考。在此所公开的主题进一步涉及了与此同一日期提交的名为“NDMA DATABASE SCHEMA，DICOM TORELATIONAL SCHEMA TRANSLATION，AND XML TO SQLQUERY TRANSLATION”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4383/P3190)中所公开的主题，将该篇申请所公开的内容全部引入于此以供参考。
技术领域
本发明通常涉及一种用于在医疗设施与外部服务之间传输数据的多层数据结构，尤其涉及一种用于在DICOM或HL7兼容成像系统与NDMA兼容存储系统之间传输数据的四层嵌套结构。
背景技术
用于存储数字乳房造影数据的现有系统包括产生该数字数据的胶片复本，存储该复本，以及销毁原始数据。信息的分发基本上相当于提供所复制的X光的复本。往往由于难以存储和传输数字数据本身而选择这种方法。数字医学图像源的引入以及在获取这些图像之后处理它们的过程中计算机的使用已经引起对创建用于传输医学图像及其相关信息的标准方法的尝试。所建立的标准被称为医学数字成像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM)标准。与DICOM标准的兼容性对于需要多供应商支持以与其它医院或诊所常驻设备相连的医疗设备而言是关键性的。
DICOM标准描述了一些协议，用于允许多供应商环境中的医学图像传送，以及用于简化图像存档和通信系统的开发与扩展并且与医学信息系统进行接口。可以预期的是：许多(如果不是所有的话)主要的诊断医学成像供应商将会把DICOM标准结合到它们的产品设计中。还可以预期的是：保健行业内利用图像的几乎每个医疗职业都将使用DICOM。实例包括：心脏病学、牙科、内窥镜检查、乳房造影、眼科、整形外科、病理学、儿科、放射治疗、放射学、外科和兽医医学成像应用。因此，DICOM标准的使用将简化来自于除乳房造影外的这些领域中的记录的通信和存档。因此，希望有一种用于在医院内部的仪器与通过网络获取的外部服务之间进行连接并提供服务以及信息传送的通用方法。还希望这种方法能够允许以具有对所访问记录的适当追踪的形式对记录进行安全的跨企业访问，以便支持流动人口在不同时间从不同提供者获取医疗护理。
为了使成像数据可以为大量用户所获得，最好进行存档(使用档案是合适的)。已经开发的档案是用于存储数字乳房造影数据的国家数字乳房造影档案(National Digital Mammography Archive，NDMA)。NDMA作为与患者的健康和医疗记录相联系的图像、报告以及所有其它相关信息的动态资源。同样，NDMA是目前和早先研究的知识库并且为临床使用和研究使用都提供服务和应用。这种国家胸部成像档案的开发可以很好地彻底改革北美的乳癌筛选程序。患者的隐私是所关注的事情。因此，NDMA保证患者的隐私和保密性，并且遵守所有相关联邦法规兼容。
为了简化这种成像数据的分发以及对其的访问，NDMA应该与DICOM兼容系统相连。为了到达大量用户，因特网看起来是可取的；然而，因特网并没有被设计成能够处理DICOM中所使用的协议。因此，尽管NDMA支持记录的DICOM格式并且支持医院内的特定DICOM交互，但是NDMA使用它自己的协议和程序来进行文件传送和操作。
因此，需要有一种机制，以一种提供隐私和安全性的方式将DICOM兼容系统耦合于NDMA，这种体系结构不妨碍在DICOM方的操作，其提供在外部网络(NDMA)方的加密，提供强大的验证和外部管理，并且该体系结构能够有效地在DICOM系统和NDMA之间传输大量数据。
发明内容
位于医院或者诊所的DICOM兼容设备与外部NDMA兼容存储和检索系统之间的传输的数据根据四层套接字协议(数据结构)而格式化的。该多层数据结构的第一层包括NDMA套接字协议。第二层嵌套在所述第一层内，并包括NDMA头部。第三层嵌套在第二层内，并包括XML文本。第四层嵌套在第三层内，并包括DICOM，或者其它二进制相关数据。该多层数据结构向DICOM提供与医院安全网内的医疗设备的交互，所述医院安全网与能够获取或者存储NDMA内容的外部通信装置相耦合，同时维护医院/诊所网络安全的完整性并合并强大的类似于防火墙的保护。
该多层套接字协议支持所有外部通信量的加密以保护病人隐私，包括对通过外部网络传输的医疗记录的加密。为了保持医院专用网内的安全，所有行政功能和与通信设备的连接都是受保护的。这是通过安全的、受保护的web接口来完成的。Web接口支持通过智能卡和安全证书的强大的认证。
在本发明的示例性实施例中，用于在产生二进制图像数据的设备与用于存储二进制数据的远程NDMA档案系统之间传送二进制图像数据的多层数据结构包括四层。第一层包括套接字协议。第二层嵌套在所述第一层内并且包括国家数字乳房造影档案(NDMA)头部。第三层嵌套在第二层内并包括可扩展标记语言(XML)文本。第四层嵌套在第三层内并包括二进制图像数据。
本发明还包括一种用于在医学数字成像和通信(DICOM)兼容设备和存储设备之间(沿任一方向)传输二进制图像数据的方法。在示例性实施例中，所述二进制图像数据包含DICOM相关数据或者二进制有效载荷。根据本发明的所述方法包含以下步骤：
打开套接字并且发送表示跟随的字节总数的套接字协议头部；
发送用于内容类型XML的第一NDMA头部，各个NDMA头部包含版本和长度说明符；
发送包含消息标识符、请求动作、以及发送器和接收器详细说明的XML消息；
发送用于内容类型二进制图像数据的第二NDMA头部；以及
发送包含所述二进制图像数据的二进制有效载荷。
从下列详细描述中本发明的其他特征和优点将会更加清楚。
附图说明
图1是根据实现本发明的系统的示例性实施例的经由DICOM兼容网络耦合至具有防火墙的医院系统、以及经由虚拟专用网耦合至WallPlug的档案的框图；
图2是根据实现本发明的系统的示例性实施例的显示WallPlug的框图，所述WallPlug包含耦合至DICOM兼容网络的第一入口(portal)和耦合至虚拟专用网的第二入口，并且这两个入口经由专用安全网耦合在一起；
图3是根据实现本发明的系统的示例性实施例的显示软件和硬件组件的WallPlug的更详细的框图；
图4是根据本发明的示例性实施例的国家数字乳房造影档案(NDMA)套接字传输协议的四个嵌套的层；
图5是根据实现本发明的系统的示例性实施例的用于向WallPlug传输数据和从WallPlug传输数据所使用的国家数字乳房造影档案(NDMA)中的软件组件的框图；以及
图6是根据实现本发明的系统的示例性实施例的NDMA系统的框图。
具体实施例
图1说明了根据本发明的用于实现多层套接字协议的系统。根据本发明，多层套接字协议用于在WallPlug 12和NDMA 16之间传送信息。NDMA 16使用在发送器进程(MAQ)和接收器进程(MAQRec)之间的套接字协议来传送医学图像和记录文件的队列。两个进程都是多线程的并且提供广泛的错误处理和恢复。发送器进程处理其输入队列中的文件的调度和批处理。每个发送器具有特定的输入队列、套接字端口号和目的地IP地址。接收器具有套接字端口号，和输出队列目录。在一个实施例中，多层套接字协议可与WINDOWS和LINUX/UN1X两个操作系统兼容使用，提供机器操作系统独立的信息传送。
图1是根据实现本发明的协议的系统的示例性实施例的耦合至具有防火墙的医院系统14并且耦合至档案和检索系统16的档案前端22的WallPlug 12的简化框图。该多层套接字协议用于经由虚拟专用网(VPN)20或24在WallPlug 12与NDMA 16之间传送信息。WallPlug12经由TCPIP兼容网络18耦合至具有防火墙的医院系统14。网络18可以是任何适当的TCPIP兼容网络诸如DICOM兼容网络、HL7兼容网络、因特网或Web兼容网络，等等。VPN兼容网络20或24可以是任何适当的VPN。
网络18通过WallPlug 12中的服务器的组合提供来自使能的医院/诊所医疗设备、智能卡，或证书使能的系统的虚拟安全访问，如DICOM、HL7、和/或web访问。WallPlug 12提供对测试记录、病人记录、行政控制或其组合的安全访问。WallPlug 12在医院方展示安全网络用户接口和DICOM医院仪器接口，并在VPN方展示与档案的安全连接。WallPlug 12不对所连接的医院系统14的外部连接性做出假设并且能够无需除VPN 20以外的任何连接而进行操作。在一个实施例中，WallPlug 12包含到第二VPN 24的外部连接以便在故障时提供通信冗余、硬件测试、和/或管理。
图2是根据实现本发明的协议的系统的示例性实施例的WallPlug12的框图，所述WallPlug 12包含耦合至DICOM兼容网络14的第一入口系统(入口)28和耦合至虚拟专用网20的第二入口30。多层套接字协议在除了WallPlug入口28与医院系统14之间以外的任何地方实现，除非医院设备是NDMA兼容的。多层套接字协议用于WallPlug12的入口28与入口30之间的所有通信。这两个入口28，30经由专用安全网32耦合在一起。WallPlug 12提供到外部服务和系统的现场医院/诊所医疗接口。通常，WallPlug 12可以由任何一对服务器或者带有两个隔离的处理器单元的特殊硬件构成。在示例性配置中，每个入口可以包含IBM服务器；每个入口具有两个CPU、两个冗余电源，以及管理接口。这两个管理接口可以链接在一起到ASM(系统管理设备)，所述ASM可用于外部地监控这两个系统。入口28，30不必在相同操作系统下操作。例如，图2所示的示例性描述显示入口28在WINDOWS2000下操作而入口30在LINUX下操作。可以理解，入口28、30可以在操作系统的其它组合(包括相同的操作系统)下进行操作，并且将不局限于图2所示的示例性操作系统。入口28、30是在医院系统14与分布式存储和检索服务系统16之间的单独硬件接口。入口28、30很容易配置和维护，并且在医院系统14与档案系统16之间提供安全的加密链接。
图3是根据实现本发明的协议的系统的示例性实施例的WallPlug12的框图，显示了用于测试记录和病人记录的软件和硬件组件。该多层套接字协议用于在图3所示的各种软件组件之间内部地传送信息。数据在医院14和档案16之间流动并且返回。实施方案使用通用发送器和接收器以及MAP 46，所述MAP 46是初级通信量管理器、记录器和调度器。MAQ 52是从工作列表中取文件，并将文件发送到接收器的发送器。另一方面，MAQRec 54是接收文件并将文件放入队列中的接收器。两个进程将全部的动作记录在例如，审计日志57中，并且使用NDMA协议。
如图3所示，医院方的入口软件负责运行DICOM服务器38，并且负责将文件从DICOM服务器38传送到链接WallPlug 12的两部分的专用网32。进行此操作的软件包括与DICOM服务器38接口的称作MAP的软件，还包括DICOM测试和诊断软件、监视输入MASend目录44中的新文件的队列管理器，以及经由套接字在交叉电缆32上将文件传送至后端入口30的机制。在每个端口28，30上移动或操作文件的所有行为都登记在两个数据库中，一个数据库用于操作的消息，一个数据库审计所有文件的移动。后一数据库是HIPAA(健康保险携带及责任法案)兼容所需要的，而且两个数据库都被周期性地转发到档案16并且被输入主数据库。数据库61代表入口28的所有数据库，而数据库57代表入口30的所有数据库。队列软件检测错误，并且根据需要将重试到下一阶段的传输。可以在该系统上实现充足的本地高速缓存以在下游元件暂时不能操作时允许自治操作多天。
入口28的入口软件还帮助将记录传送回该医院。使用运行在专用电缆上的套接字协议(WMAQRec 60)的应用程序接收来自后端端口30的文件并将它们存储在MArecv目录62中。MAP 46软件接收器组件通过DICOM服务器38、使用CMOVE 76将这些文件传送并且记录到批准的位置。同样，文件的所有移动通过协议记录并且这些日志被周期性地转发到档案16。
全部的发送器和接收器提供所有事务、错误和文件移动的广泛的日志。日志文件位置可以被外部指定。所有日志文件具有控制功能，可用于启动/禁止从0级(仅仅摘要和错误登记)到提供更详细信息的更高整数值的多级输出。错误输出被标准化以包含调试级、时间戳、进程标识符、摘要状态指示器以及错误细节消息。所有错误和状态日志被格式化为带有定界符的平面文件，所述定界符使得易于将该平面文件引入数据库中。
发送器和接收器由可以在具体实例中外部指定的队列、端口和输入/输出目的地来控制。因此能为多个端口/目的地定义多个发送器/接收器。使用相同的发送器-接收器对将信息从机器传送到机器，在单个机器内将信息从队列传送到队列，或者将信息从一个机器集合传送到另一个机器集合。通过这种方式，本发明的多层套接字协议支持内部或者外部网络上的机器之间或机器的集群之间的内部通信以及外部通信。为所有进程采集日志。为庞大的二进制记录优化每个传送套接字。通过套接字协议发送的信息包含关于所包含的记录的XML信息和头部以提高效率。
多层套接字协议提供XML流内的二进制和文本对象的同时传送、XML的使用来指定消息参数，并且选择性地包含二进制内容项的摘要、版本标识的头部(指示协议的版本)、消息类型指示(用于应用程序路由)、消息长度指示符以及状态信息的响应分组。全部处理都在为大记录和大延迟带宽的产品而优化的标准TCP/IP套接字上执行。多层的套接字协议还提供灵活机制用于将信息队列从一个位置传送到另一个位置，包括携带认证终点的安全性令牌的能力。
图4是根据本发明的示例性实施例的描述多层NDMA套接字传输数据结构(协议)的四个层66、68、70、72的图。多层套接字协议实现通过套接字连接的发送器和接收器对。所有进程都是多线程的(即，可以同时处理多个记录)。所有进程创建容易被引入数据库中的标准日志。多层套接字协议提供用于携带认证发送器和接收器的安全性令牌。
如所举例说明的，多层套接字协议包含四个层：套接字层66、NDMA头部层68、XML层70以及二进制记录传输层72。套接字层66支持向后兼容(backward compatibility)的版本、用于跟踪的消息ID以及用于发送/接收状态验证的响应。套接字层66还提供消息类型指示符以便快速路由消息类型和内容。NDMA头部层68支持消息内的文本和二进制组件两者的传输。每个消息内包含一个带有文本头部和二进制有效载荷的类似MIME的结构。XML层70携带发送器和接收器信息以及授权、长度信息和时间戳。XML层70包含构造在WallPlug 12上的来自二进制有效载荷的未打包的关键数据。这个信息允许数据更加快速的使用，避免时间消耗和/或重复解包大量复杂的二进制有效载荷，如在DICOM有效载荷72中发现的。头部的结构可以用于检测机器字节顺序(endian-ness)(即，传输的最高有效位是第一位还是最后一位)。XML消息结构支持广泛的功能并且是可扩展的。XML消息结构支持可用于验证其他消息功能的执行的答复结构。
如图4所示，传输协议的结构包括嵌套层。在顶层66使用带有从防火墙规则允许的端口的预批准集合中所选择的端口的标准TCPIP套接字。标准TCPIP套接字携带NDMA头部68。NDMA头部68指定要跟随的消息的长度和消息类型。消息类型表示消息是否包含DICOM相关数据或者二进制有效载荷。通过引入消息类型指示符，DICOM数据可以被发送以代替XML的二进制有效载荷。接收后，检查消息类型指示符以确定有效载荷是否包含DICOM或者其他的二进制图像数据或者常规的文本有效载荷。依据有效载荷的类型，NDMA头部68还可以包含用于NDMA头部68的各个小节的长度指示符，指示嵌套在各自的小节中的内容的长度，包括嵌套的DICOM或者二进制图像数据或者文本数据的大小。消息类型用于无需分解完整的消息来识别内容类型，并用于快速路由应用程序内的消息。NDMA头部68还指定协议的版本号以提供向后兼容。NDMA头部68还包含消息参考序号。所述消息参考序号可用于将当前消息与前一消息、或者多个消息相关联。例如，这可以用于指示当前消息是否是前一消息的响应或者确认。NDMA头部68是可扩展的。例如，NDMA头部68可以扩展以增加和/或更新长度指示符、消息类型、和/或版本指示符。
NDMA头部68之后是XML层70。该XML层70包含有关特定消息的更加详细的信息，并且还可能包含从随后的DICOM或者其他二进制分组72提取的信息。进行该处理以从二进制有效载荷提取应用程序所需的关键信息，并且避免必须解包各个应用程序内的全部二进制结构。XML层70还携带发送器和接收器信息、初始点标识符、时间戳、以及证书。XML层70形成虚拟封装，可以灵活地增加该虚拟封装以提供对路由应用程序或者终点应用程序有用的信息。
XML层70以“有效载荷(PayLoad)”指示符结束。消息的其余部分假定为二进制。具有文本头部以及二进制有效载荷的类似MIME结构允许多层协议通过文本和二进制信息，而不必ASCII编码该二进制数据，对其编码将会低效并且会延长消息。该结构还允许二进制有效载荷72(通常是二进制DICOM图象格式或者二进制DICOM结构报告，但是更一般的是任何二进制有效载荷)逐位传送，如同它在医院/诊所内存在一样，而无需后端修改。本发明的多层套接字协议还可以包括无用数据(hash)，用于以后二进制分组未被修改的防止窜改的验证。协议接收器/发送器执行ASCII和二进制编码方法之间的自动切换。有效载荷部分72可以是零长度的，用于不带二进制分组的消息结构。为了方便起见，NDMA头部结构68在二进制信息之前重复。多层套接字协议中的长度指示符允许接收器有效地写入，并能够快速测试以完成传输的各个部分。
在示例性实施例中，本发明的多层套接字协议要求接收器发送12字节的响应，该响应指示发送的状态(成功/失败)和在接收端的存储。所使用的套接字端口号通常是5000-5010和6000-6010，但是该协议可以在任何允许的端口上使用。
套接字协议头部66的实例
2字节 版本号
2字节 消息类型
2字节 预留
4字节 内容长度
4字节 消息ID
NDMA头部结构68的实例
用于XML段的头部
NDMA/版本：1.0
内容-类型：XML
内容-长度：761
XML文本接在包括<有效载荷>标签的长度＝761字节的后面
NDMA/版本：1.0
内容-类型：图像
内容-长度：8788864
(二进制内容接在长度＝8788864字节后面)
图5和6是NDMA档案系统的后端系统的图，它们分别描述NDMA档案系统的概观和基本组件。多层套接字协议用在图5和图6中通过箭头指示的全部信息传送，所述信息传送通常在内部网络上的单独的机器之间。这里为了更好地理解图5和6，请参照与此同一日期提交的(代理案号UPN-4382/P3189)名为“NDMA SCALABLEARCHIVE HARDWARE/SOFTWARE ARCHITECTURE FOR LOADBALANCING，INDEPENDENT PROCESSING，AND QUERYING OFRECORDS”的相关申请，将该篇申请所公开的内容全部引入于此以供参考。
该多层套接字协议的三个特征允许后端系统迅速地和容易地将不同类型的信息路由至进程或者队列，以便处理特定数据类型。首先，专用套接字号可以用于任何协议，并且发送器和接收器可以用唯一的端口号连接到套接字。其次，协议中的消息类型指示符中的信息可以用于分离到达单个端口上的不同类型的通信量以触发某些记录类型的特定进程。最后，每当需要来自二进制对象的信息但是解包对象本身费时过长或者不方便时，可以使用从初始DICOM或者其他二进制对象72中提取的并被放入协议的XML段70中的XML内容。
在一示例性实施例中，类型指示符有下列功能。
类型0 查询临床记录
类型1 回复回答
类型2 存储图像请求
类型3 HIPPA审计存储请求
类型4 查询研究记录
类型5 将查询结果转发到图像所有者节点
类型9 取出研究图像并且去除标识(de-identify)
套接字实例包括：
5004 发送存储请求到后端
5005 发送查询到后端，路由转发请求到后端
5006 发送审计记录到后端
5007 从入口的接收器，到备份的发送器，用于回复的接收器
5008 接收来自查询的回复
6007-8 测试和心跳记录
XML结构的实例
<？xml version＝″1.0″encoding＝″UTF-8″？><Message type＝″StoreImage″>
<MessageID>
     <OriginalIP>130.91.51.20</OriginalIP>
     <Timestamp>5/12/20039:00:01AM</Timestamp>
     <MessageNum>-13432</MessageNum>
     </MessageID>
<Request action＝″Store″type＝″Image″>
     <ID>-13432</ID>
     <Priority>Routine</Priority>
     </Request>
<Sender>
     <Certificate>BB9118189xxxxxxxxx92D985DEB7C29</Certificate>
     <Requestor>
        <Facility>NSCP</Facility>
        <ID>NSCP-6007</ID>
     </Requestor>
  </Sender>
<Receiver>
  <Certificate>BB9118189xxxxxxxxx92D985DEB7C29</Certificate>
    <IP>130.91.51.20</IP>
  </Receiver>
<Payload>
    <Record type＝″Image″format＝″DICOM″>
      <Item>
        <Name>PatientID</Name>
        <Value>pid_745566</Value>
        </Item>
      <Item>
        <Name>NamePatientFull</Name>
        <Value>dummy_745566</Value>
      </Item>
    </Record>
  </Payload>
</Message>
带有NDMA头部，XML以及二进制数据的消息的实例
NDMA/版本：1.0
内容-类型：XML
内容-长度：761
<？xml version＝″1.0″encoding＝″UTF-8″？>
<Message type＝″StoreImage″>
<MessageID>
<OriginalIP>192.168.201.1</OriginalIP>
<Timestamp>1052162767</Timestamp>
<MessageNum>9953</MessageNum>
</MessageID>
<Sender>
<Certificate>F966175489xxxxxxxx38F37112E3</Certificate>
<Requestor>
<Facility>ORDEV</Facility>
<ID>IP134167143162</ID>
</Requestor>
</Sender>
<Receiver>
<Certificate>0CF4AD709xxxxxxxxxxxB0BF8C4</Certificate>
<Ip>130.91.50.151</Ip>
</Receiver>
<Request action＝″Store″type＝″Image″>
<ID>9953</ID>
<Priority>LOW</Priority>
</Request>
<Payload>
<Record type＝″Image″format＝″DICOM″>
<Item>
<Name>PatientID</Name>
<Value>99990032</Value>
</Item>
<Item>
<Name>NamePatientFull</Name>
<Value>xxxxx^xxxxx</Value>
</Item>
</Record>
</Payload>
</Message>
NDMA/版本：1.0
内容-类型：Image
内容-长度：8788864
(二进制内容接在长度＝8788864字节之后)
应用层头部
套接字头部66格式的实例
  元素   长度   描述
  版本   2字节   NDMA版本
  消息类型   2字节   消息类型
  长度   4字节   消息的字节长度
  请求(消息)ID   4字节   在入口创建的唯一标识符
套接字消息类型
查询临床(QueryClinical)                    0
回复(Reply)                                1
存储图像(StoreImage)                       2
存储审计(StoreAudit)                       3
查询研究(QueryResearch)                    4
请求CAD(RequestCAD)                        6
请求验证(RequestAuthentication)            7
存储审计列表(StoreAuthList)                8
确认(Acknowledgement)                      100
否定确认(Negative Acknowledgement)         101
存储DSRNMD(StoreDSRNMD)                    501
存储DSRMMM(StoreDSRMMM)                    502
存储DSRANNOT(StoreDSRANNOT)                503
取出研究(FetchResearch)                    901
取出临床(FetchClinical)                    902
NDMA头部68格式的实例
NDMA/版本：1.0
内容-类型：XML
内容-长度：nnnnn
NDMA XML 70，72消息结构的实例
下表列出了实例消息以及关于该消息的详细内容。
  消息   消息描述   详细内容   套接字消息类型
  医院Linux至档案
  L-A1  请求临床记录   仅仅XML   0
  L-A2  请求研究记录   仅仅XML   4
  L-A3  请求审计记录   仅仅XML
  L-A4  请求存储DICOM图像   XML+二进制   2
  L-A5  请求存储DICOMNMD SR   XML+二进制   501
  L-A6  请求存储DICOMMMM SR   XML+二进制   502
  L-A7  请求存储DICOM注释SR   XML+二进制   503
  L-A8  请求存储HIPPA审计   仅仅XML   3
 L-A9   请求存储MAP审计   XML+二进制   3
 L-A10   请求取出研究记录   仅仅XML   901
 L-A11   请求取出临床记录   仅仅XML   902
 档案至医院Linux
 A-L1a   带有请求临床记录的记录的回复   XML+二进制   1
 A-L1b   带有请求取出眼睛记录的记录的回复   XML+二进制   1
 A-L2   带有状态(请求存储)的回复   仅仅XML   1
 A-L3   带有状态(请求不返回数据的记录)的回复   仅仅XML
 A-L4   带有记录(请求审计数据)的回复   仅仅XML
 A-L5   对初始研究请求/查询的回复   XML+二进制   1？
 Windows至医院Linux
 W-L1   请求存储DICOM图   XML+二进制   2
  像
  W-L2   请求存储DICOMNMD SR  XML+二进制   501
  W-L3   请求存储DICOMMMM SR  XML+二进制   502
  W-L4   请求存储DICOM注释SR  XML+二进制   503
  W-L5   请求存储MAP审计  XML+二进制   3
  W-L6   带有状态的回复  仅仅XML(响应于请求移动记录至医院)   1
  W-L7   请求认证  仅仅XML   7
  W-L8   请求CAD  仅仅XML？   6
  医院Linux至Windows
  L-W1   请求移动记录至医院  XML+二进制
  L-W2   带有状态的回复  仅仅XML(响应于请求存储)   1
  L-W3  仅仅XML(响应于请求认证)   1
  L-W4   请求存储DICOM设  仅仅XML   8
  备认证列表
根据本发明的多层NDMA套接字传输协议使得企业内部和/或企业间的医院记录能够进行数据交换。多层NDMA套接字传输协议使得医院内相异的、多供应商的、地理上分布的并且异构的硬件系统能够交互，以便记录的传送、存储、搜索和处理。尤其是，多层NDMA套接字传输协议将WallPlug类型的设备链接到NDMA档案系统资源。
多层NDMA套接字传输协议还链接内部的档案通信。这样，档案操作可以是地理上分布的并且可以在异构的系统上实施，或者可以在单台电脑、或者在多台电脑的集合上实施。
虽然在此参考某些特定实施例进行了说明和描述，然而本发明并不意图局限于所示的细节。而是，在不脱离本发明的范围的情况下，在权利要求的等效范围内可以对细节做出各种修改。

Claims (23)

1.一种用于在产生二进制图像数据的设备和用于所述二进制图像数据的存储的远程NDMA档案系统之间传送所述二进制图像数据通信的多层数据结构，所述结构包括：
包含套接字协议的第一层；
嵌套在所述第一层内的第二层，所述第二层包含国家数字乳房造影档案(NDMA)头部；
嵌套在所述第二层内的第三层，所述第三层包含可扩展标记语言(XML)文本；以及
嵌套在所述第三层内的第四层，所述第四层包含所述二进制图像数据。
2.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述NDMA头部包含指示所述数据结构的版本的版本指示符、指示所述二进制图像数据的类型的类型指示符、指示所述第三和第四层的内容长度的内容长度、以及消息参考序号中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的数据结构，其中所述类型指示符指示所述二进制图像数据是否包含医学数字成像和通信(DICOM)相关数据、二进制有效载荷、或者文本。
4.根据权利要求2所述的数据结构，其中所述二进制图像数据是根据所述类型指示符来路由的。
5.根据权利要求2所述的数据结构，其中所述消息参考序号指示所述数据结构的内容是否是回复消息。
6.根据权利要求2所述的数据结构，其中所述NDMA头部可扩展到增加和更新中的至少一个，所述增加和更新是指增加和更新所述版本指示符、所述类型指示符、所述内容长度以及所述消息参考序号中的至少一个。
7.根据权利要求2所述的数据结构，其中所述数据结构经由所述版本指示符提供向后兼容，以便将来的数据协议修改。
8.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述NDMA头部包含表示嵌套在各自的小节内的内容长度的、所述NDMA头部的各个小节的长度指示符。
9.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述XML文本包含路由信息和应用程序特定信息中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述第四层包含非ASCII编码的二进制图像有效载荷。
11.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述第一层与传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)兼容。
12.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述第一层与包含至少一个头部和协议响应的传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)兼容。
13.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述NDMA头部包含表示如何处理所述数据结构以及如何路由所述数据结构中的至少一个的类型指示符。
14.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述NDMA头部包含所述XML文本的所选择的部分。
15.根据权利要求14所述的数据结构，其中所述选择的部分包含路由信息、定时信息、识别信息、提取的DICOM相关信息以及二进制数据中的至少一个。
16.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述二进制图像数据包含具有非编码文本以及二进制图像数据的消息。
17.根据权利要求1所述的数据结构，其中所述二进制图像数据包含医学数字成像和通信(DICOM)图像数据以及DICOM结构的报告数据中的至少一种。
18.一种用于在医学数字成像和通信(DICOM)兼容设备与存储设备之间传送二进制图像数据的方法，其中所述二进制图像数据包含DICOM相关数据以及二进制有效载荷中的一种，所述方法包含以下步骤：
打开套接字并且发送表示跟随的字节总数的套接字协议头部；
发送用于内容类型XML的第一NDMA头部，各个NDMA头部包含版本和长度说明符；
发送包含消息标识符、请求动作、以及发送器和接收器详细说明的XML消息；
发送用于内容类型二进制图像数据的第二NDMA头部；以及
发送包含所述二进制图像数据的二进制有效载荷。
19.根据权利要求18所述的方法，包含发送NDMA头部和相关内容直到已经发送了在所述套接字协议头部中指定的字节总数的步骤。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述发送器和接收器的说明包括用于认证所述二进制图像数据的发送器和接收器中的至少一个的认证数据。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述XML消息包括与跟随所述XML消息的二进制有效载荷中的二进制图像数据相关联的数据，包括软件应用程序处理与所述二进制图像数据相关联的所述数据的步骤。
22.根据权利要求18所述的方法，所述版本说明符使得能够向后兼容以便将来的数据协议修改。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括步骤：发送包含回复消息标识符、请求动作、以及发送器和接收器说明的、但是不包含用于回复确认的二进制有效载荷的XML消息。
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