基于sipXecs的远程影像会诊原型系统设计与实现

摘要

随着计算机网络、现代通信、多媒体技术的发展及与现代医学的结合，远程医疗逐步由理论研究变为现实应用。远程影像会诊系统是远程医疗的重要系统之一，可以广泛应用于放射科，超声科等众多科室。远程会诊对会诊客户端的移动性、接入的灵活性都提出了较高的要求。SIP(Session Intitialization Protocol)[1]协议作为下一代网络(NGN)中的核心协议之一，能够很好地满足这些要求。
　　sipXecs是一个基于SIP的企业级通信解决方案。本文基于sipXecs设计实现了一个远程影像会诊原型系统。首先介绍了远程医疗、远程会诊系统的概念及发展现状，分析了远程会诊的流程，用例。在深入地研究了SIP协议及其呼叫控制的特点后，结合其在视频会议，远程教学等领域的成功经验，提出了信令与媒体流分离的远程影像会诊系统模型和总体架构。通过对目前流行的SIP协议栈的认真比较，决定以sipXecs为基础实现会诊服务器，保证了系统的稳定性和成熟度。在会诊客户端实现过程中采用Java Swing、多线程编程完成了会诊界面的开发。采用JAIN SIP、Java网络编程技术实现了SIP协议请求、响应消息的处理，利用JMF结合RTP、RTCP完成了视音频数据的采集、处理、传输、播放。采用DICOM协议完成医疗影像的传输、显示。经过近一年的设计、开发，逐步摸索、解决了sipXecs安装后无法正常启动、SIP信令请求没有应答、视频设备检测不到等技术问题。同时在开发过程中注重面向接口编程的原则及多种设计模式的使用，减小了系统模块之间的耦合度，提高了系统的可扩展性。最终完成系统原型的开发。
　　本文对会诊系统中各个功能模块的功能、软件实现以及会诊的消息处理，都做了详细的描述，对每个具体的会诊事件都给出了详细的信令流程图。最后对整个会诊系统进行了功能测试。经过多次测试，远程会诊原型系统视音频效果清晰、流畅，信令控制流程与设计一致，实现了视音频会诊、医疗影像同步浏览、会诊报告共享的设计目标，为将来开发更加完善的远程会诊产品奠定了良好的基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外发展与现状

1．3 主要研究内容和工作

1．4 论文结构

第2章 系统相关技术

2．1 SIP及其相关协议

2．1．1 SIP概述

2．1．2 SIP消息分析

2．1．3 会话描述协议SDP

2．1．4 实时传输协议RTP

2．1．5 实时传输控制协议RTCP

2．2 sipXecs系统

2．2．1 SipXecs概述

2．2．2 sipXecs体系架构

2．3 JAIN SIP协议栈

2．4 DICOM医学图像

2．4．1 DICOM信息模型

2．4．2 DICOM文件结构

2．5 实时多媒体数据

2．5．1 视频数据的压缩格式

2．5．2 音频数据的压缩格式

2．6 Java媒体框架JMF

2．7 本章小结

第3章 系统需求分析与概要设计

3．1 需求分析

3．2 系统的模型选择

3．2．1 会议拓扑结构

3．2．2 基于SIP的会议模型分析

3．2．3 远程影像会诊系统模型

3．3 系统的架构设计

3．4 本章小结

第4章 系统详细设计与实现

4．1 系统信令详细设计

4．1．1 创建会诊服务

4．1．2 建立远程会诊通信

4．1．3 进入远程会诊

4．1．4 会诊状态通告机制

4．1．5 会诊控制机制

4．1．6 结束远程会诊

4．2 系统信令流程的实现

4．2．1 JAIN SIP协议栈的初始化

4．2．2 INVITE呼叫处理流程的实现

4．2．3 SUBSCRIBE订阅和NOTIFY通知流程实现

4．3 媒体通信系统的详细设计

4．4 媒体通信系统的实现

4．4．1 视音频设备的初始化

4．4．2 视音频数据的采集

4．4．3 视音频数据的传输

4．4．4 视音频数据的发送

4．4．5 视音频数据的接收

4．5 医疗影像的传输与显示

4．5．1 医疗影像的传输

4．5．2 医疗影像的显示

4．6 本章小结

第5章 系统测试

5．1 测试环境

5．1．1 sipXecs的安装

5．1．2 sipXecs会议创建及配置

5．1．3 会诊客户端环境设置

5．2 系统测试结果与评价

5．3 本章小结

第6章 结束语

参考文献

致谢