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PACS系统设计及其关键技术研究

作　者: 蔡岭
导　师: 董方敏
学　校: 三峡大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 影像存档与通讯系统伽马分布马尔可波链边缘检测解析器
分类号: TP399-C8
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 208次
引　用: 1次
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内容摘要

影像存档与通讯系统PACS(Picture Archiving and Communication System)是影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通讯技术结合的融合体。它在各种物理通信平台上构建了一个多类型、多种类影像设备的交互平台,集中统一管理各种影像数据,向用户提供统一的操作交互界面。近年来,PACS系统和HIS系统已经逐渐成为新一代数字化医院的两大支撑系统,前者管理病人诊断所需的影像资料,后者管理病人个人方面的文本资料。然而,目前众多的PACS系统大都只具有数据管理功能,在较复杂的影像后期处理功能上或多或少地存在着一些不足。本文在PACS系统开发过程中,对其影像后期处理功能的实现进行了探索,在传统数字图像处理的基础上,根据医学图像自身所具有特点,设计出了基于图像梯度场分布模型的马尔可夫链边缘检测算法,并在实际测试中取得较好效果;在系统开发方面,设计出了可定制化的DICOM标准解析器,应用CallBack触发机制来提高解析速度,采用基于标准接口的系统架构体系降低了组件耦合度,增强了系统的稳定性。主要研究内容包括以下几个方面:首先介绍了PACS系统的研究背景、现状、应用领域,以及新的发展方向—数字医学图像处理,提出了研究医学图像处理的必要性和重要性。论文的第二部分简要描述了PACS工程实现方面的设计规划,包括PACS系统的网络拓扑结构、DICOM数据结构和基于标准接口的软件系统架构等。对数字图像处理的研究内容、热点,及其在PACS系统的应用范围和作用等进行了探讨。在对图像梯度场统计直方图形状特点进行分析后,提出了图像梯度场的Gamma混合分布模型假设,由EM算法推导出Gamma混合分布模型的求解公式。并经过一系列实例测试,验证了该模型在各种噪音强度下的正确性和有效性。根据医学图像边缘路径特点,应用梯度场的混合Gamma分布模型,结合边缘转移概率的马尔可夫链模型,设计出了适用于医学图像边缘检测的图像处理算法。研究了基于DICOM3.0(Digital Imaging and Communication in MedicineⅢ))协议的PACS平台数据交换处理技术,设计实现了可定制的DICOM标准快速解析器组件。最后根据本文的理论和方法,实现了所提出的医学图像边缘检测算法,设计并开发了一个基于DICOM协议的PACS应用系统,其中包括前端的数据解析、图像显示、图像处理和后端的数据存储、数据检索等功能。

全文目录

内容摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题研究的背景  10-11
  1.2 PACS 系统发展的现状  11-12
  1.3 DICOM 通讯标准  12-13
  1.4 PACS 与图像处理  13-14
  1.5 本文所做的工作  14-16
2 PACS 系统结构  16-23
  2.1 系统网络拓扑结构  16-18
  2.2 DICOM 数据结构  18-21
  2.3 基于标准接口的软件架构  21-23
3 PACS 中的图像处理技术  23-28
  3.1 数字图像处理现状  23-25
  3.2 PACS 中的图像处理  25-26
  3.3 医学图像处理技术的发展方向  26-28
4 图像梯度场数学模型  28-38
  4.1 GAMMA混合分布模型  28-30
  4.2 EM 算法的模型求解  30-33
  4.3 模型验证  33-36
  4.4 模型评价  36-38
5 医学图像边缘检测算法  38-48
  5.1 图像边缘与马尔可夫链  38-40
  5.2 梯度场的链式边缘连接算法  40-41
  5.3 算法实现  41-43
  5.4 实验结果与分析  43-48
6 PACS 系统的设计与实现  48-66
  6.1 整体架构设计  48-50
  6.2 DICOM 解析器设计  50-54
  6.3 图像处理组件设计  54-57
  6.4 数据库组件设计  57-61
  6.5 系统整合与运行  61-66
7 结束语  66-67
参考文献  67-71
后记  71-72
附录:攻读硕士学位期间发表的部分学术论著  72

PACS系统设计及其关键技术研究

内容摘要

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