寧鵬飛 鄭 冰

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)計(jì)算機(jī)信息學(xué)院 呼和浩特 010059) (內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院呼和浩特 010050)

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基于B/S架構(gòu)的醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

寧鵬飛 鄭 冰

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)計(jì)算機(jī)信息學(xué)院 呼和浩特 010059) (內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院呼和浩特 010050)

從教與學(xué)中對(duì)醫(yī)學(xué)圖片的實(shí)際需求出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)，介紹平臺(tái)的功能需求與整體架構(gòu)，具體闡述該平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖片資源的存儲(chǔ)、檢索與再利用以及教學(xué)圖片資源的共建、共享，對(duì)教師備課與授課、學(xué)生課程學(xué)習(xí)提供全面支持。

B/S架構(gòu)；醫(yī)學(xué)圖片管理；Ajax

1 引言

多媒體教學(xué)作為現(xiàn)代化教學(xué)的一種手段在優(yōu)化教學(xué)效果中具有重要作用。尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，多媒體教學(xué)可以通過(guò)圖片、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等手段向?qū)W生展示大量生動(dòng)、直觀的醫(yī)學(xué)知識(shí)，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的洞察力，有效地實(shí)施素質(zhì)教育，而其中圖片是多媒體教學(xué)中最基本的媒體，在醫(yī)學(xué)教學(xué)中有較重要的示教作用。目前，很多教師已經(jīng)可以較好地將多媒體技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中，但是教學(xué)中需要的醫(yī)學(xué)圖片資源很多時(shí)候仍然局限于教師個(gè)體的搜集與整理，沒(méi)有一個(gè)共享平臺(tái)來(lái)整合這些資源。這樣一方面會(huì)產(chǎn)生很多重復(fù)工作，極大地降低教學(xué)工作效率;另一方面，學(xué)生在課后復(fù)習(xí)和強(qiáng)化環(huán)節(jié)中無(wú)法使用教師提供的醫(yī)學(xué)圖片資源。因此本文從教與學(xué)中對(duì)醫(yī)學(xué)圖片的實(shí)際需求出發(fā)，試圖構(gòu)建一個(gè)醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的醫(yī)學(xué)圖片資源的存儲(chǔ)、檢索與再利用，實(shí)現(xiàn)教師之間醫(yī)學(xué)教學(xué)圖片資源的共建、共享，同時(shí)給學(xué)生課外學(xué)習(xí)提供一個(gè)平臺(tái)，為教師備課與授課、學(xué)生課程學(xué)習(xí)提供全面支持。

2 醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)功能需求與整體架構(gòu)

2.1 平臺(tái)功能需求分析

通過(guò)對(duì)醫(yī)學(xué)各學(xué)科教與學(xué)一般過(guò)程的分析，提出醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)的功能需求：學(xué)生用戶通過(guò)身份認(rèn)證以后，可以檢索、下載、在線瀏覽醫(yī)學(xué)圖片；二級(jí)教師用戶(以教研室為單位的普通教師)除具備學(xué)生用戶的權(quán)限之外，還可以完成圖片的上傳，建立新的圖片分類、修改與管理圖片分類，同時(shí)完成學(xué)生用戶的建立與管理；一級(jí)教師用戶(以教研室為單位的教研室主任或權(quán)威教授)對(duì)于新上傳的圖片進(jìn)行審核，只有一級(jí)教師用戶審核通過(guò)的圖片才能真正進(jìn)入醫(yī)學(xué)圖片資源庫(kù)中，否則上傳的圖片將在待審區(qū)保留一定時(shí)間(例如7天)后被自動(dòng)刪除，同時(shí)一級(jí)教師用戶還可以添加、刪除二級(jí)教師用戶和學(xué)生用戶，修改已有系統(tǒng)中用戶的權(quán)限及所屬部門(mén)；系統(tǒng)管理員擁有最高權(quán)限，管理整個(gè)資源平臺(tái)。按照以上功能需求，本文將系統(tǒng)劃分為平臺(tái)用戶子系統(tǒng)與平臺(tái)管理子系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

圖1 平臺(tái)功能模塊的劃分

2.2 平臺(tái)整體架構(gòu)

本平臺(tái)基于B/S模式的3層結(jié)構(gòu)，邏輯結(jié)構(gòu)分為3層：數(shù)據(jù)庫(kù)層、中間層以及面向用戶的頁(yè)面層。底層數(shù)據(jù)層采用SQL Server關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)平臺(tái)的需求創(chuàng)建存放用戶信息、圖片路徑信息、分類信息等數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)表；中間層Web服務(wù)，安裝IIS作為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，配置ASP的運(yùn)行環(huán)境，利用ASP為該系統(tǒng)編寫(xiě)腳本、連接SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。B/S架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：(1)只需開(kāi)發(fā)服務(wù)器端程序。(2)均采用統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，便于維護(hù)。(3)可擴(kuò)充性強(qiáng)，完全滿足醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)的需求[1]。

3 醫(yī)學(xué)圖片資源管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模型設(shè)計(jì)

3.1.1 實(shí)體屬性 數(shù)據(jù)庫(kù)在圖片管理平臺(tái)中占有非常重要的地位，合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率，保證數(shù)據(jù)的完整、一致。經(jīng)過(guò)逐步抽象、分析，可以得出系統(tǒng)中的兩個(gè)主要實(shí)體。首先由于系統(tǒng)中涉及幾萬(wàn)張甚至更多圖片，很多圖片文件都很大，將圖片直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)勢(shì)必嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的效率，所以為了保證圖片的清晰度，將圖片存儲(chǔ)于服務(wù)器的一個(gè)指定文件夾中，而平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中只保存圖片的存儲(chǔ)路徑，這就是數(shù)據(jù)庫(kù)中抽象的圖片路徑實(shí)體，其實(shí)體屬性，見(jiàn)圖2。 其次是系統(tǒng)中的用戶實(shí)體。

圖2 圖片路徑實(shí)體屬性

3.1.2 具體實(shí)現(xiàn) 在實(shí)現(xiàn)時(shí)，將兩個(gè)主要實(shí)體平臺(tái)對(duì)應(yīng)為4張數(shù)據(jù)庫(kù)表，具體描述如下。(1)圖片路徑信息數(shù)據(jù)表/Mi_Imgbook與圖片標(biāo)題信息表/ Mi_Title。將圖片信息分為圖片路徑信息與圖片標(biāo)題信息，分別存放于Mi _Imgbook與Mi _Title數(shù)據(jù)表中，兩個(gè)數(shù)據(jù)表通過(guò)“titleID”字段關(guān)聯(lián)，Mi_Title數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)的圖片標(biāo)題信息，見(jiàn)圖3。(2)用戶信息表/Mi_User與用戶權(quán)限分類信息表/ Mi_UserGroup。對(duì)于用戶實(shí)體，需要存儲(chǔ)所有平臺(tái)注冊(cè)的用戶信息，本文創(chuàng)建了Mi_User數(shù)據(jù)表，包括用戶名、密碼等信息，同時(shí)為了系統(tǒng)的規(guī)范、安全管理，將平臺(tái)用戶的權(quán)限進(jìn)行分類，平臺(tái)管理員具有最高權(quán)限，可以對(duì)平臺(tái)進(jìn)行管理；創(chuàng)建了用戶權(quán)限數(shù)據(jù)表Mi_UserGroup，劃分幾類用戶權(quán)限，見(jiàn)圖4。

圖3 圖表路徑與圖表標(biāo)題數(shù)據(jù)表關(guān)系

圖4 用戶信息與用戶權(quán)限分類數(shù)據(jù)表關(guān)系

3.2 利用Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)組織圖片信息

網(wǎng)絡(luò)為大量醫(yī)學(xué)教學(xué)圖片資源的管理制造了相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，對(duì)資源的組織與管理提出了更高的要求，好的組織方式可以方便資源平臺(tái)的訪問(wèn)者快速地找到目標(biāo)資源。本文將醫(yī)學(xué)教學(xué)圖片資源按照部門(mén)分為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、影像醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、公共基礎(chǔ)7個(gè)大類，每大類下再根據(jù)需要?jiǎng)澐窒鄳?yīng)的子類，具體到每個(gè)學(xué)科，便于用戶按學(xué)科查找相應(yīng)的圖片。本文采用樹(shù)型目錄組織存儲(chǔ)圖片信息，根據(jù)系統(tǒng)拓展的需要利用Ajax技術(shù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的目錄樹(shù)。Ajax的工作原理相當(dāng)于在用戶和服務(wù)器之間加了一個(gè)中間層——Ajax引擎，使用戶的請(qǐng)求與服務(wù)器響應(yīng)異步化，并非所用的數(shù)據(jù)處理都交由服務(wù)器，部分?jǐn)?shù)據(jù)或校驗(yàn)由Ajax引擎處理，當(dāng)需要向服務(wù)器讀數(shù)據(jù)時(shí)，才向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。這樣在整個(gè)過(guò)程中，只需要交換少量的數(shù)據(jù)，既減輕了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，又加快了響應(yīng)速度，縮短了用戶的等待時(shí)間[2]。 具體實(shí)現(xiàn)中，所有關(guān)于目錄樹(shù)的代碼均存儲(chǔ)于一個(gè)特定的文件夾中，實(shí)現(xiàn)目錄樹(shù)的生成、變化等。在初始化頁(yè)面時(shí)只讀出根節(jié)點(diǎn)中的部門(mén)分類,在用戶展開(kāi)某一部門(mén)時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)表中child字段判斷是否有該子節(jié)點(diǎn)，如果有該子節(jié)點(diǎn)則通過(guò)XMLHTTPRequest 對(duì)象異步發(fā)送請(qǐng)求, 因?yàn)閷⑦B接服務(wù)器執(zhí)行SQL 語(yǔ)句讀取孩子節(jié)點(diǎn)信息，顯示下一級(jí)孩子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)[3]。由于使用了異步交互模式,在與服務(wù)器交互的同時(shí)用戶仍然可以繼續(xù)頁(yè)面的其他操作,并且每次只讀取子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù), 而不是加載所有的子節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),避免了更新頁(yè)面時(shí)重載全部?jī)?nèi)容[4]。

3.3 平臺(tái)關(guān)鍵功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.3.1 醫(yī)學(xué)圖片檢索功能 根據(jù)需求分析，需要查找不同的圖片分類或圖片，所以將圖片檢索類型分為按圖片分類搜索與按圖片名稱搜索，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表Mi_ClassName、Mi_Title和Mi_Imgbook查詢。系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的是模糊搜索，同時(shí)對(duì)于一次檢索的結(jié)果還可以進(jìn)行二次檢索。按照?qǐng)D片分類名檢索需要查詢Mi_ClassName數(shù)據(jù)表，按圖片名稱搜索需要搜索Mi_Title 數(shù)據(jù)表和與之相關(guān)聯(lián)的Mi_Imgbook數(shù)據(jù)表[5]。

3.3.2 醫(yī)學(xué)圖片分類管理功能 (1)添加圖片子分類，實(shí)現(xiàn)思想如下：得到此分類的父級(jí)分類路徑；得到與本分類同級(jí)的最后一個(gè)分類的OrderID；得到同一父分類但比本分類級(jí)數(shù)大的子分類的最大OrderID，如果比前一個(gè)值大，則改用這個(gè)值；插入新分類；更新與本分類同一父分類的上一個(gè)分類的NextID字段值；更新其父類的子分類數(shù)；更新該分類排序以及大于本需要和同在本分類下的分類排序序號(hào)[6]。(2)修改分類，只需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中找到該分類所屬的記錄，對(duì)該條記錄進(jìn)行修改即可。(3)刪除分類，需要注意的是為了防止誤操作，限定只能刪除子圖片分類為空的分類，所以每次執(zhí)行該操作前需要判斷該分類的子節(jié)點(diǎn)數(shù)是否為0，符合條件方可執(zhí)行。這一操作在程序中的實(shí)現(xiàn)思想與“添

加分類”操作類似，在此不再贅述。

3.3.3 上傳圖片審核功能 為了保證用戶瀏覽到的醫(yī)學(xué)圖片都是正確、規(guī)范的，系統(tǒng)中每次上傳圖片均需要進(jìn)行審核，并且只有一級(jí)教師用戶才具有這一權(quán)限[7]。沒(méi)有進(jìn)行審核的圖片在插入相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)后，該條記錄對(duì)學(xué)生用戶和二級(jí)教師用戶是不可見(jiàn)的，無(wú)法進(jìn)行瀏覽、查詢、下載等操作。在圖片審核操作中，如果通過(guò)審核，則系統(tǒng)通過(guò)程序使該記錄對(duì)普通用戶可見(jiàn)，否則系統(tǒng)直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除記錄，同時(shí)找到圖片的物理路徑將其從硬盤(pán)刪除，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流圖，見(jiàn)圖5[8]。

圖5 上傳圖片審核的數(shù)據(jù)流

3.3.4 用戶管理 這一功能模塊可以進(jìn)行用戶的添加、用戶信息的修改和用戶組權(quán)限的管理等操作，二級(jí)教師可以管理學(xué)生用戶，一級(jí)教師用戶可以管理二級(jí)教師和學(xué)生用戶，管理員具有最高權(quán)限。本文重點(diǎn)對(duì)用戶權(quán)限的管理進(jìn)行說(shuō)明[9]?；谙到y(tǒng)安全性的考慮，不同的用戶具有不同的操作權(quán)限。各用戶類型所擁有的權(quán)限，見(jiàn)表1，表中各類用戶的權(quán)限由高到低，其中管理員具有最高權(quán)限，可以對(duì)其他類型用戶的權(quán)限進(jìn)行修改[10]。

表1 用戶權(quán)限列表

以上信息對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶權(quán)限分類信息表Mi_UserGroup，通過(guò)“Setting”字段設(shè)定不同用戶組的權(quán)限。用戶每做一次操作在程序代碼中都要驗(yàn)證該用戶是否具有相應(yīng)權(quán)限。

4 結(jié)語(yǔ)

文中探討醫(yī)學(xué)圖片管理平臺(tái)框架設(shè)計(jì)的可行性，提出具體的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案基于B/S架構(gòu)，利用傳統(tǒng)的ASP+SQL Server技術(shù)與Ajax相結(jié)合的方式完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本平臺(tái)對(duì)于其他多媒體資源管理平臺(tái)同樣具有借鑒意義。

1 Mili H, Mili A, Yacoub S, et al. 基于重用的軟件工程：技術(shù)、組織和控制[M]. 韓柯譯. 北京：電子工業(yè)出版社，2004.

2 Bill Evjenb, Matt Gibbs, Dan Wahlin, etal.ASP.NET 3.5 AJAX高級(jí)編程[M]. 杜靜譯. 北京：清華大學(xué)出版社，2010.

3 Bill Evjenb, Matt Gibbs, Dan Wahlin,etal. 基于B/S架構(gòu)的呼叫中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2008,8(8)：203-205,210.

4 周翔.基于B/S模式的政務(wù)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).[D].廈門(mén)：廈門(mén)大學(xué),2014：9-12.

5 高漢松,肖凌, 許德瑋,等. 基于云計(jì)算的醫(yī)療大數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2013，5(5)：7-12.

6 王波； 王志濤. 基于C#.NET與ASP.NET的醫(yī)院門(mén)戶網(wǎng)站平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2011，12(12)：29-31.

7 林曉東，辜曉燕，薛飛，等. 基于XML技術(shù)的電子病歷管理平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2010,2(2)：18-21.

8 王波.基于B/S模式醫(yī)院網(wǎng)上預(yù)約掛號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2011，32(9)：23-25.

9 古銳.基于Web服務(wù)的藥學(xué)信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2014，33(1)：29-32.

10 周錦程，張佳強(qiáng)，冷文浩.可擴(kuò)展系統(tǒng)中基于 RBAC 模型的訪問(wèn)控制[J].計(jì)算機(jī)工程，2009,7(14)：145-147.

Design and Realization of Medical Image Resources Management Platform Based on B/S Structure

NINGPeng-fei,

CollegeofComputerandInformation,InnerMongoliaMedicalUniversity,Hohhot010059,China;

ZHENGBing,

InnerMongoliaTechnicalCollegeofConstruction,Hohhot010050,China

Starting from the actual demand for medical image in teaching and learning process, a medical image resources management platform is constructed in the paper. It introduces the functional requirements and overall architecture of this platform, elaborates the design and realization of this platform. The storage, retrieval and re-utilization of digitalized medical image resources as well as co-construction and sharing of teaching materials are realized through this platform, providing comprehensive support for teachers to prepare lessons and lectures, the students course learning.

B/S structure; Medical image management; Ajax

2014-12-02

寧鵬飛，碩士，講師,發(fā)表論文4篇。

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)教學(xué)改革研究課題(項(xiàng)目編號(hào)：NYJGB201114)；內(nèi)蒙古自治區(qū)教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題(項(xiàng)目編號(hào)：NGJGH2014065)；內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：NJZC14349)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.03.007