对医院信息管理系统中影像文件的使用研究

对医院信息管理系统中影像文件的使用研究

张玥

苏州市吴江区第二人民医院，苏州市吴江区中医医院

摘要

本文讨论了医院信息管理系统中医学影像文件的存储、传输、安全及与数据库技术结合使用的相关技术问题。首先描述了医学影像文件在医院信息管理系统中的使用场景，然后分析医学影像文件存储、传输、安全及与数据库结合使用时的问题和解决方案。希望通过此论文的论述可以为相关实践提供有益的思路和信息，提供参考。

关键词：医院信息系统；医学影像文件存储检索；数据安全；数据库；

1. 使用场景分析

当前医院诊疗中使用到的影像资料越来越多，如：各种摄片、生物切片影像、内镜照片等医学影像资料需要在医院信息管理系统中存储、传输、查阅。

医院信息管理系统中对医学影像资料的处理有其特有的要求，如影像文件要求清晰度高，在服务器和客户端之间要求传输迅速，涉及病患个人隐私，有较高的安全性要求等，因此医院信息管理系统中影像资料相关模块的设计需要考虑到上述特有要求。

2. 技术方案

1.医学影像资料存储影像文件

当前医院信息管理系统中存储医学影像文件比较常用的方案有如下三种

1.1文件服务器中存储影像文件

这是最常用的一种存储方式，影像文件存储在文件系统中，数据库中存储文件名称等影像文件信息，当客户端程序调用影像文件时，系统根据关键字检索数据库记录获取影像文件的路径信息，然后从文件系统中读取影像文件后提供给客户端程序。

这种方案的优点是数据库不会随着影像文件的增多迅速变大，数据库的存取、备份都会比较快。缺点是影像文件的存取是基于操作系统的文件系统，性能优化比较困难，不同操作系统的文件系统性能也不一样，影像文件写入量比较大时，需要考虑文件系统的检索性能，设计比较细粒度的文件目录结构来保障文件读写性能，另外需要单独考虑文件的存取安全问题。

1.2数据库服务器中存储影像文件

现代关系数据库都支持直接在数据库中存取二进制大尺寸对象，如 MS SQL Sever 中的 blob、MySQL中的 blob、Oracle 中的blob、bfile等数据字段类型。

在此类数据库字段中存储影像文件时类似于普通数据库字段，只是在提取到客户端后需要客户端程序对此字段的内容进行转换，将其内容转换为图像显示程序可以识别的文件格式。

这种方式的优点是设计一致，不用再单独考虑数据库系统和操作系统的文件系统两种存取方案的匹配问题，可以使用数据库优化技术来优化影像资料的存取，也可以使用数据库集成的安全机制和授权体系来实现影像资料存取方面的安全问题。另外在备份数据库时不需要再单独处理影像文件的备份了。但这方案的缺点是医学影像文件尺寸较大，会导致数据库随着存储的影像资料增多而迅速变大，数据库备份文件变大，备份时间变长，并且因为写入影像资料时文件大，写入数据库时锁定数据记录的时间也会较长，如果选择的数据库系统没有比较细粒度的写入锁（比如行锁）而只有大粒度锁（如表锁）那么会降低数据库的吞吐量，系统性能比较低。在程序开发方面也导致要存取这些影像资料需要穿过应用层和数据访问层，程序设计和实现会更复杂。

1.3网络分布式文件系统中存储影像资料

当影像文件需要在远距离的多个场所的服务器中同步共享的时候，上述两个方案就比较难实现，需要使用联机事务的数据库来完成，配置和使用都比较复杂，此时可以考虑使用分布式文件系统来存取影像文件，在分布式数据库系统中存取影像文件的检索信息。

比较常见的分布式文件系统如谷歌的Bigtable，Amazon的S3存储服务，阿里云的对象存储OSS服务等，这些公共云上的分布式文件系统提供了统一的API接口来存取二进制大对象，这样在系统读写这些影像文件时可以不用自己实现远程异地文件的访问同步问题，由这些分布式文件系统处理这些技术问题。

2、影像文件的高效使用

医学影像文件通常都较大，客户端程序访问时需要消耗服务器端较多的资源，也对网络有较大的流量压力，因此在设计医院信息系统的时候，对这些大尺寸的医学影像文件的使用要尽量减少传输。设计系统时候可以考虑如下方案。

2.1提供多种尺寸的医学影像文件

存储影像文件时，除了尺寸比较大的原始高清晰度影像文件外，提供一个小尺寸的小缩略图和一个尺寸稍大的大缩略图。这样在客户端检索医学影像资料信息时，可以先访问查看缩略图，需要查看高清晰细节时才读取高清晰度的原始影像文件。以此降低对大尺寸文件的需求，减小对服务器和网络的压力。

2.2客户端缓存影像文件

为影像文件提供时间戳，当从数据库读取到影像文件的信息后，按一定的策略来检索本地缓存文件并核对时间戳判断缓存文件是否与服务器端一致，如果一致则直接使用本地缓存文件，这样将大幅减少从服务器读取大尺寸影像文件的需求，从而大幅降低对服务器和网络的压力。

3、影像文件的安全使用

医学影像资料通常涉及到病患的个人隐私，所以对这些文件的使用需要有安全方面的考虑。

3.1影像文件的加密

影像文件在服务器端的存储应该是加密存储，这样医学影像文件将不能被直接查看，即使被非法获取也无法查看其中的内容。

3.2客户端缓存的加密

客户端的缓存文件也同样是加密后存储的状态，达到与服务器端加密后存储相同的效果，所有影像文件的显示都必须通过客户端程序解密，这样较好的防止医学影像文件被非法查看。

3.3统一文件存取API及日志

设计系统的时候，应该提供一个影像文件存取模块，所有对影像文件的读写都通过这个模块提供的API完成，而不能让其他的模块随意读取影像文件，这样所有对影像文件的读写都可以被记录到日志，并且读写模块中可以执行对存取申请的权限审核，进一步防止非法访问影像文件等情况出现。

3. 总结

医院信息管理系统中对医学影像资料的存储、检索、传输、显示及安全都有其特定的场景及需求，在使用现有技术时需要充分考虑这些使用场景及需求特点，这样才能设计出贴合这些需要的技术方案。

笔者认为在设计系统时要充分考虑到当前大数据存储检索的技术及云技术地快速发展，才能为医院信息管理系统中的大尺寸医学影像文件的存储和使用提供更多样更优秀的技术方案。

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