一种基于数据完整性校验及修复的医学图像认证保全方法
【技术领域】
[0001]本发明属于远程医疗技术领域，涉及一种基于数据完整性校验及修复的医学图像认证保全方法。
【背景技术】
[0002]随着DICOM3.0标准(3.0版医学数字影像和通信标准)的推出与实现，以及国际主流医学影像设备厂商对该标准协议的支持，医学数字影像在各医院之间的远程数据传输技术得以发展运用，基于医学影像信息的远程医疗得以实现。
[0003]DICOM3.0协议已经实现了医学数字图像的通信传输标准化，并在此基础上建立了医学图像储存与传输系统(PACS:Picture Archiving and Communicat1n System)，S卩每个患者每次拍片后都会生成一个数字影像数据可供存储和跨院传输。也就是说，患者拍片后只需个人携带或网络传输数字信息给医生，再通过相应程序即可还原为医学影像。但实际情况是，每位患者拍片后取走的依然是胶片，而跨院就诊时另一方医生常以胶片不清晰而要求患者重新拍照。出现这种现象的原因除了经济利益外，还有就是数据在医院间远程传输或患者个人存储时，现有协议不能防止原始数据被人为修改或部分丢失。一旦数据被破坏或更改，就不能确保医学图像作为病情诊断依据的真实完整性。
[0004]DIC0M3.0标准第十五章安全与系统管理规范中仅提供了用在两个通信的应用程序之间交换信息时应遵守的安全规则，但没有在其他地方列出或者讨论有关安全政策方面的问题，在PACS传输中缺乏数据完整性的认证机制。致使远程医疗中，虽然可以实现图像数据的传输，却得不到远程医院对数据真实性的信任。
[0005]数据的认证保全核心在于保证所取得数据是真实完整、未经修改变化的。对于医学数字图像的认证保全，其功能应该满足以下几点要求:1、经过远程传输或传递后，可以防止被人为修改或破坏的医学图像数据再被投入诊断使用；2、经过远程传输或传递后，可以防止发生了数据丢失的医学图像数据再被投入诊断使用；3、对未被修改或破坏以及未发生数据丢失的医学图像数据给予真实完整性鉴定，使其得到医院医生的认可，放心投入诊断使用；4、对未通过的不完整医学图像数据可进行网络在线修复，使得修复后的图像数据真实完整。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于数据完整性校验及修复的医学图像认证保全方法，该方法采用数据保全处理机制、数据认证处理机制和不完整数据在线修复机制，对患者的医学图像数据进行保全处理，当患者转院或更换医生进行远程会诊时，无需再重复拍摄医学图像，所转医院或远程医生将被授权得到患者经过保全处理的医学影像，使其能充分相信该图像数据是真实完整的，从而实现高效安全的远程医疗。
[0007]本发明提供如下技术方案:
[0008]一种基于数据完整性校验及修复的医学图像认证保全方法，在本方法中，采用数据保全系统和数据认证系统实现对患者医学图像数据的保全和认证；数据保全系统用于实现DICOM数字图像信息读取、图像数据保全处理；数据认证系统用于实现数据识别、图像数据认证处理、不完整数据在线修复、图像数据还原为DICOM标准格式；具体包括以下步骤:
[0009]步骤一:通过数据保全系统的成像设备拍摄DICOM图像，并直接输入该系统；
[0010]步骤二:数据保全系统对DICOM数字图像数据进行提取并作保全处理，生成保全数据包；
[0011]步骤三:根据用户请求，将保全数据包传送至远程的数据认证系统；
[0012]步骤四:数据认证系统对数据进行识别，对未保全的图像数据直接转换为DICOM标准格式，对已保全数据即保全数据包作认证处理；
[0013]步骤五:保全数据包认证处理中有误差的数据段通过与数据保全系统的网络连接，进行在线数据修复；
[0014]步骤六:数据认证系统将通过认证处理的完整数据或经在线修复后的完整数据还原为DICOM标准格式。
[0015]进一步，在步骤二中，所述的DICOM数字图像信息提取，即为将DICOM标准格式图像转换为DAT格式图像数据，将其中包含的图像信息与医疗相关信息以数据流的形式提取出来，用于后续的认证保全处理。
[0016]进一步，在步骤二中，所述的图像数据保全处理，需要将DAT格式的图像数据以分段算法分为η个数据段，其主要目的是为了实现网络传输模式中的数据在线修复功能；使用数据暂存器，分段图像数据存放于数据暂存器中，用于后续的不完整数据在线修复；图像数据保全处理，需要将分段图像数据分别做Hash运算，得到η个与数据段对应的Hash摘要，组成Hash摘要集A，并对Hash摘要集A私密性处理，其目的是以Hash摘要验证各段数据完整性，实现数据保全。
[0017]进一步，在步骤三中，所述分段图像数据和Hash摘要集A组成保全数据包，并根据用户的请求，通过网络发送至数据认证系统。
[0018]进一步，在步骤四中，数据认证系统对数据进行识别，识别数据是通过鉴别数据包中是否含有Hash摘要集A来实现的，若含有Hash摘要集A，则所接受到的数据包为保全数据包，进而对保全数据包作认证处理；若不包含Hash摘要集A，则直接将所接受到分段数据重组，并转换为DICOM标准格式图像。
[0019]进一步，步骤四中，图像数据认证处理即为对数据认证系统所接收到的分段图像数据的完整性进行校验，其流程是先对接收到的Hash摘要集A解私密性处理，同时将保全数据包中分段图像数据作Hash运算，得出Hash摘要集B，然后将Hash摘要集A与B中相对应摘要值依次对比，判断是否完全吻合；若完全吻合，则表示该分段图像数据是真实完整的；若不完全吻合，则可选择对误差数据段进行在线修复，也可直接放弃数据。
[0020]进一步，在步骤五中，不完整数据的在线修复是指在数据认证系统对保全数据包中分段图像数据作完整性检验以后，若有误差数据段，则生成误差分析报告，发送至数据保全系统的数据暂存器，由数据暂存器将所保存的误差数据段对应的原始数据作为数据补丁发送至数据认证系统，认证系统接收该补丁数据段以后仍需对其作数据完整性检验，若补丁数据段数据完整，则将其替换保全数据包中的误差数据段，若不完整，则可以选择继续修复。
[0021]进一步，所述补丁数据段的完整性检验是指，对补丁数据段作Hash运算，得出Hash摘要值，将该值与误差数据段对应于Hash摘要集A中的Hash摘要值对比，若完全吻合，则该补丁数据段是完整的。
[0022]进一步，在步骤六中，所述图像数据还原为DICOM标准格式分为两种途径:其一是在数据认证系统对未保全处理的图像数据直接转换为DICOM标准格式；其二是在数据认证系统对分段图像数据通过数据完整性检验后重组并转换为DICOM标准格式。
[0023]本发明的有益效果在于:通过本发明所述的方法，患者的医学图像数据将通过保全机制和认证机制的数据完整性认证，当患者转院或更换医生进行远程会诊时，无需再重复拍摄医学图像，所转医院或远程医生将被授权得到患者经过保全处理的医学影像，使其能充分相信该图像数据是真实完整的，可以作为患者的诊断依据。对医学数字图像的认证保全处理，就是使患者的医学图像在远程医疗和跨院就诊中得到数据完整性认证，可以保证图像数据的真实性和可靠性，为打破医院之间的信息封闭，实现数据共享提供技术支持。这既为患者节约开销，也可降低成像设备多次拍摄对患者身体带来的副作用。
【附图说明】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0025]图1为本发明技术方案的工作原理图；
[0026]图2为本发明技术方案的系统流程图；
[0027]图3为保全处理流程图；
[0028]图4为图像数据分段运算流程图；
[0029]图5为系统认证处理流程图；
[0030]图6为Hash对比示意图；
[0031]图7为图像数据在线修复流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0033]本发明提供了一种基于数据完整性校验及修复的医学图像认证保全方法，在本方法中，采用数据保全系统和数据认证系统实现对患者医学图像数据的保全和认证，图1为本发明技术方案的工作原理图，图2为本发明技术方案的系统流程图，数据保全处理流程如图3所示，其中各主要模块功能如下:
[0034]数据转换:对未被保全处理的DICOM标准数字图像，通过数据转换，得到DAT格式的图像数据，其目的是解读图像数据，以实现对数据的认证保全处理；
[0035]数据分段:将DAT格式的图像数据以合适的分段算法分为η个数据段，对数据分段处理主要目的是为了实现网络传输模式中的数据在线修复功能；
[0036]Hash运算:将分段后的η个数据段分别做Hash运算，得到η个与数据段对应的Hash摘要，组成Hash摘要集A，其目的是以Hash摘要实现数据保全；
[0037]数据暂存器:将分段后的数据存储至该部分，在网络传输模式中，就是利用保存到该部分的数据段来实现在线修复的；
[0038]私密性处理:可采取加密编码等操作实现Hash摘要的私密化，确保Hash摘要在远程传输或传递过程中，不会被人为修改或破坏；
[0039]数据打包:将分段后的图像数据和私密性处理后的Hash摘要集A封装为一个数据包，便于远程传输或传递。
[0040]其中图像数据分段及Hash运算流程如图4所示。
[0041]数据认证处理流程如图5所示，在数据认证端，对接收