基于Wed的医学影像数据库建设及教学应用课件.ppt
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- 基于 Wed 医学影像 数据库 建设 教学 应用 课件
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1、基于Web的医学影像数据库建设及在 教学中的应用医学影像数据库简介医学影像数据库简介1目目 录录教学应用教学应用32基于基于web的医学影像数据库探讨的医学影像数据库探讨1 医学影像数据库医学影像数据库简介简介1、医学影像数据库的产生2、医学影像数据库的内涵3、国外的几种医学影像数据库 近年来,医学成像技术取得了非常巨大的进步,医学近年来,医学成像技术取得了非常巨大的进步,医学图像越来越趋向数字化和多样化。主要技术包括图像越来越趋向数字化和多样化。主要技术包括诊断超声、诊断超声、X射线射线、计算机断层摄影计算机断层摄影(CT)、核磁共振成像、核磁共振成像(MRI)、数、数字血管减影字血管减影(
2、DSADSA)、正电子发射断层摄影、正电子发射断层摄影(PET)、单光子、单光子发射体层成像发射体层成像 (SPECT)等等。等等。伴随着计算机技术日新月伴随着计算机技术日新月异的发展,这些成像技术所产生的医学信息将经过数字化异的发展,这些成像技术所产生的医学信息将经过数字化处理而转换为数字信息。处理而转换为数字信息。1、医学影像数据库的产生、医学影像数据库的产生1、医学影像数据库的产生、医学影像数据库的产生 这些数字信息主要包括B超扫描图像、彩色多普勒超声图像、磁共振(MRI)图像、CT图像、PET图像、SPECT图像、数字x光机(Dx)图像、各种电子内窥镜图像,显微镜下的病理切片图像等等。
3、同时更清晰、更有诊断价值的高质量医学图像正在不断研究和发展中。1、医学影像数据库的产生、医学影像数据库的产生影像图像 随着大量的医学影像数据的产生,如何方便而有效的利用这些数据,提高信息处理效率,成为目前人们关注的话题。为解决上述问题,科学工作者把先进的数据库技术、交互技术、网络技术等结合起来,将各种医学影像数据,在屏幕上显示,用户进行交互操作,并通过网络使信息在全球内共享。由于各种医学影像数据的积累不仅可以极大地提高医学临床诊断水平,而且能为医学培训、医学研究与教学以及影像医学的研究与发展提供坚实基础。故而医学医学影影像数据库像数据库在大量医学图像的产生后也随之逐步发展起来。1、医学影像数据
4、库的产生、医学影像数据库的产生1、医学影像数据库的产生、医学影像数据库的产生影像数据库2、医学影像数据库的内涵、医学影像数据库的内涵 (1 1)医学影像数据库是医疗信息系统中的医学影像数据库是医疗信息系统中的数数据存储中心据存储中心,是,是 PACS 系统以及其它涉及医学图系统以及其它涉及医学图像的各种医疗信息系统的重要内容。医学影像数像的各种医疗信息系统的重要内容。医学影像数据库是据库是建立在图像数据库、图像处理、计算机网建立在图像数据库、图像处理、计算机网络技术及医学领域知识基础上,支持医学图像数络技术及医学领域知识基础上,支持医学图像数据有效存储、传输、检索和管理的数据库技术据有效存储、
5、传输、检索和管理的数据库技术。2、医学影像数据库内涵、医学影像数据库内涵医学影像数据库网络结构2、医学影像数据库的内涵、医学影像数据库的内涵 (2)医学图像数据库医学图像数据库本质本质上是一个多媒体数据上是一个多媒体数据库,但从形式上看,又是一个基于库,但从形式上看,又是一个基于web的数据库。的数据库。医学图像数据库医学图像数据库包含多种多媒体数据类型包含多种多媒体数据类型,其图像,其图像内容上属于医学范畴内容上属于医学范畴。医学图像数据库的。医学图像数据库的功能功能包括包括对多媒体数据的组织、存储、查询、展示和将数据对多媒体数据的组织、存储、查询、展示和将数据发布到发布到We eb上两个方
6、面上两个方面。2、医学影像数据库的内涵、医学影像数据库的内涵数据导入2、医学影像数据库的内涵、医学影像数据库的内涵数据查询显显示示调调阅阅图图片片2、医学影像数据库的内涵、医学影像数据库的内涵3、国外的医学影像数据库、国外的医学影像数据库(1)美国国家医学图书馆(National Library of Medicine)的可视化人体项目The visible Human Project);(2)美国EMBBs医学图像数据库(3)美国Johns HoPkins医学研究所先进医学影像实验(AML)创建的螺旋式CT和3D影像数据库;3、国外的医学影像数据库、国外的医学影像数据库(4)Florida的
7、病理学者 Dr.John Minarcik首先开创的肿瘤图像数据库(TumorBoard);(5)瑞士的网上健康 (Health ont he Net Foundation,HoN)数据库;(6)美国卡耐基梅隆大学的图像数据库(Carnegie Melon Image Database)3、国外的医学影像数据库、国外的医学影像数据库数字人计划2 基于基于web的医学影像数据库探的医学影像数据库探讨讨1、web介绍2、web数据库内涵3、web_医学影像数据库建设意义4、体系结构5、数据库选型6、应用语言及技术7、服务系统8、安全管理1、web介绍介绍1、Internet的信息组织方式的信息组织
8、方式 Internet采用超文本和超媒体的信息组织方式,将信息的链接扩展到整个Internet上。(1)超文本(hypertext):一种全局性的信息结构,它将文档中的不同部分通过关键字建立链接,使信息得以用交互方式搜索。它是超级文本的简称。1、web介绍介绍 (2)超媒体(hypermedia):超媒体是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合。它是超级媒体的简称。用户不仅能从一个文本跳到另一个文本,而且可以激活一段声音,显示一个图形,甚至可以播放一段动画。1、Internet的信息组织方式的信息组织方式1、web介绍介绍2、web概念概念 Web就是一种就是一种超文本信息系统超文本信息系统,W
9、eb的一个主的一个主要的概念就是要的概念就是超文本连接超文本连接,它使得文本不再,它使得文本不再像像一本一本书一样是固定的线性的。而是可以从一个位置跳到书一样是固定的线性的。而是可以从一个位置跳到另外的位置。你可以从中获取更多的信息。可以转另外的位置。你可以从中获取更多的信息。可以转到别的主题上。想要了解某一个主题的内容只要在到别的主题上。想要了解某一个主题的内容只要在这个主题上点一下,就可以跳转到包含这一主题的这个主题上点一下,就可以跳转到包含这一主题的文档上。正是这种文档上。正是这种多连接性多连接性我们才把它称为我们才把它称为Web。1、web介绍介绍3、web的特点的特点一、一、Web是
10、图形化的和易于导航的是图形化的和易于导航的(navigate)Web 非常流行的一个很重要的原因就在于它可以非常流行的一个很重要的原因就在于它可以在一在一页上同时显示色彩丰富的图形和文本的性能页上同时显示色彩丰富的图形和文本的性能。在。在Web之前之前Internet上的信息只有文本形式。上的信息只有文本形式。Web可以提供可以提供将图形、将图形、音频、视频信息集合于一体的特性音频、视频信息集合于一体的特性。同时,。同时,Web是非常易是非常易于导航的于导航的,只需要从一个连接跳到另一个连接,就可以在只需要从一个连接跳到另一个连接,就可以在各页各站点之间进行浏览了。各页各站点之间进行浏览了。1
11、、web介绍介绍 3、web的特点的特点二、二、Web与平台无关与平台无关 无论你的系统平台是什么,你都可以通过无论你的系统平台是什么,你都可以通过Internet访访问问WWW。浏览。浏览WWW对你的系统平台没有什么限制。对你的系统平台没有什么限制。无无论从论从Windows平台、平台、UNIX平台、平台、Macintosh还是别的什还是别的什么平台我们都可以访问么平台我们都可以访问WWW。对。对WWW的访问是通过一的访问是通过一种叫做浏览器(种叫做浏览器(browser)的软件实现的。)的软件实现的。如如Netscape 的的Navigator、NCSA的的Mosaic、Microsoft
12、的的Explorer等。等。1、web介绍介绍三、三、Web是分布式的是分布式的 大量的图形、音频和视频信息会占用相当大的磁盘大量的图形、音频和视频信息会占用相当大的磁盘空间,我们甚至无法预知信息的多少。对于空间,我们甚至无法预知信息的多少。对于Web没有必没有必要把所有信息都放在一起,要把所有信息都放在一起,信息可以放在不同的站点上。信息可以放在不同的站点上。只需要在浏览器中指明这个站点就可以了只需要在浏览器中指明这个站点就可以了。使在物理上使在物理上并不一定在一个站点的信息在逻辑上一体化,从用户来并不一定在一个站点的信息在逻辑上一体化,从用户来看这些信息是一体的。看这些信息是一体的。3、w
13、eb的特点的特点1、web介绍介绍 四、四、Web 是动态的是动态的 由于各由于各Web站点的信息包含站点本身的信息,站点的信息包含站点本身的信息,信息提供信息提供者者可以经常可以经常对站上的信息对站上的信息进行进行动态更新动态更新。Web动态的特性还动态的特性还表现在表现在Web是交互是交互的。的。Web的的交互性交互性首先表现在它的首先表现在它的超连接超连接上,上,用户的浏览顺序和所到站点完全由他自己决定用户的浏览顺序和所到站点完全由他自己决定。另外通。另外通过过FORM的形式可以从服务器方获得动态的信息。用户通过的形式可以从服务器方获得动态的信息。用户通过填写填写FORM可以向服务器可以
14、向服务器提交请求提交请求,服务器可以根据用户的,服务器可以根据用户的请求返回相应信息请求返回相应信息3、web的特点的特点2、web数据库内涵数据库内涵(1)概念)概念 Web数据库属于深度Web(Deep Web)的一种资源形势,通常指在互联网中以Web查询接口方式访问的数据库资源,其结构是后台采用数据库管理系统存储数据信息,对外提供包含表单的Web页面作为访问接口,查询结果也以包含数据列表的Web页面形式返回给用户。网站上的后台数据库就是Web数据库。2、web数据库内涵数据库内涵(2)环境组成)环境组成 通常Web数据库的环境由硬件元素和软件元素组成。硬件元素包括Web服务器、客户机、数
15、据库服务器、网络。软件元素包括客户端必须有能够解释执行HTML代码的浏览器(如IE,Netscape等);在Web服务器中,必须具有能执行可以自动生成HTML代码的程序的功能,如ASP、CGI等;具有能自动完成数据操作指令的数据库系统,如Access、SQLServer等。2、web数据库内涵数据库内涵(3)融合趋势与作用)融合趋势与作用 随着因特网新技术发展,Web技术己成为新一代信息传播技术。但是早期的HTML技术越来越暴露出其功能上的局限性,这种静态的Web页面己越来越不能满足用户对信息的动态性、实时性和交互性的要求。当前数据库技术发展比较成熟,特别适用于对大量的数据进行组织管理,WEb
16、技术具有较佳的信息发布途径,这两种技术的互补性和相互融合是网络技术发展的必然趋势。将Web与数据库结合起来,不仅把Web与数据库的所有优点集中在一起,而且充分利用了大量己有的数据库信息资源,可以使用户在从WEb浏览器上方便地检索和浏览数据库的内容。3、web_医学影像数据库的建设意义医学影像数据库的建设意义 建立一个基于建立一个基于Web的的医学影像医学影像数据库数据库(以下简写为(以下简写为web_web_医学影像数据库)医学影像数据库),不仅可以提供大量的数据以,不仅可以提供大量的数据以供医供医学研究学研究的需要,而且在的需要,而且在教学教学上也有着很大的用处。这种新上也有着很大的用处。这
17、种新型的数据库可以提供型的数据库可以提供远程的管理和使用远程的管理和使用的功能,这样医学的功能,这样医学研究人员无论身处何处都可以利用计算机互联网进行研究人员无论身处何处都可以利用计算机互联网进行远程远程访问访问获取所需的数据。获取所需的数据。现代医学己越来越离不开医学图像的信息处理。3、web_医学影像数据库的建设意义医学影像数据库的建设意义 (1)医学图像数据在临床诊断、教学科研等方面正发挥着极其重要的作用。同样,各种病例的医学图像数据的积累不仅可以极大地提高医学临床诊断水平,而且能为医学培训、医学研究与教学以及影像医学的研究与发展提供坚实基础。多数医学图像数据库以支持教育、科研工作为宗旨
18、,为用户提供原始图像数据和图像浏览工具。3、web_医学影像数据库的建设意义医学影像数据库的建设意义 (2)医学图像数据的存储与远程访问无论是对于一个有着多个分散子项目的重大项目,还是对于医院之间、研究机构之间和医院与研究机构之间都有着非常重要的作用。一个完善的医学图像数据存储与远程访问系统将会更加密切的将各个分节点联系起来,并且可为此提供数据共享、信息共享、成果共享与经验交流。因此,建立一个基于互联网络平台的医学图像数据库建立一个基于互联网络平台的医学图像数据库是十分的必要的是十分的必要的。但是,医学图像数据库的数据资源本身具有信息量大、数据的非结构化(如视频、图像)、时间敏感性、不同媒体之
19、间的复杂关系、交互性等特点,这使基于web的医学图像数据库的开发难度比较大。下面将对基于web的医学影像数据库的建设进行一些探讨。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构 web医学影像数据库建设时可采用的体系结构主要有有两层结构和三层结构两种,两层C/S体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力,模型思想简单,易于被人们理解和接受。但随着医院规模及影像数据的日益扩大及增加,软件的复杂程度不断提高,传统的二层C/S结构存在以下几个局限局限:4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构二层C/S结构局限性:(1)二层C/S结构是单一服务器的,而且是以局域网为中心的,所以
20、难以扩展至大型企业广域网或Internet;(2)更新每台客户机上的应用程序越来越困难,应用程序的分发与版本控制十分麻烦;4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构二层C/S结构局限性:(3)随着应用系统处理的内容越来越多,客户端应用程序不断地扩充而变得相当庞大,客户机本身的处理能力已显得跟不上要求;(4)数据安全性不好。因为客户机的授权用户需要拥有连接数据库的口令,个别授权用户有可能绕过系统中的客户端应用程序,利用自己安装在客户机上的其他数据库访问工具去直接操作数据库,从而可能访问到某些未授权的数据。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构 正是因为二层正是因为
21、二层C/S体系结构有很多缺点,因此,三体系结构有很多缺点,因此,三层体系结构应运而生。以下着重讨论三层体系结构和层体系结构应运而生。以下着重讨论三层体系结构和浏览器浏览器/服务器的风格。服务器的风格。与二层与二层C/S结构相比,在三层体系结构中增加了一结构相比,在三层体系结构中增加了一个个应用服务器应用服务器,即功能层,即功能层。可以将整个应用逻辑驻留在。可以将整个应用逻辑驻留在应用服务器上,而只有表示层存在于客户机上。这种结应用服务器上,而只有表示层存在于客户机上。这种结构被称为构被称为“瘦客户机瘦客户机”(thin client)client)。三层。三层C/S体系结构体系结构将应用功能分
22、成将应用功能分成表示层、功能层和数据层表示层、功能层和数据层三个部分三个部分。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构三三层层体体系系结结构构4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构(1 1)表示层表示层 表示层是应用的用户接口部分,它负担着用户与应用间表示层是应用的用户接口部分,它负担着用户与应用间的的对话对话功能。用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用功能。用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作,一般要使用图形输出的数据。为使用户能直观地进行操作,一般要使用图形用户界面用户界面(graphic user interfa
23、ce,简称,简称GUI),操作简单,易,操作简单,易学易用。在变更用户界面时,只需改写显示控制和数据检查学易用。在变更用户界面时,只需改写显示控制和数据检查程序,而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式程序,而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围,不包括有关业务本身的处理逻辑。和取值的范围,不包括有关业务本身的处理逻辑。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构(2 2)功能层功能层 功能层相当于应用的本体,它将具体的业务处理逻辑功能层相当于应用的本体,它将具体的业务处理逻辑编入程序中。例如,在制作订购合同时要计算合同金额,编入程序中。例如,在制作订购合
24、同时要计算合同金额,按照定好的格式配置数据、打印订购合同,而处理所需的按照定好的格式配置数据、打印订购合同,而处理所需的数据则要从表示层或数据层取得。数据则要从表示层或数据层取得。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构 表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简捷。例如,用户检索数据时,要设法将有关检索要求的信息一次性地传送给功能层,而由功能层处理过的检索结果数据也要一次性地传送给表示层。通常,在功能层中包含有确认用户对应用和数据库存取权限地功能,以及记录系统处理日志的功能。功能层的程序多半是用可视化编程工具开发的,也有使用COBOL和C语言的。4、web_医学影像数据库体系结构
25、医学影像数据库体系结构 (3)数据层 数据层就是数据库管理系统,负责管理对数据库数据的读写。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。现在的主流是关系型数据库管理系统(RDBMS),因此,一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。4、web_医学影像数据库体系结构医学影像数据库体系结构 这种三层设计方案的优点在于:客户端不存放数据与程序,直接通过应用服务器访问数据库,与传统C/S结构相比,可提高系统的安全性、稳定性,减少网络通讯流量,降低维护量。系统交由用户使用时先由管理员通过管理层注册用户,分配用户权限,用户方可使用表现层。系统运行时系统管理层拥有除用户个性化的数据(即用户的
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