图像注释保存与重现功能需求.md 14 KB
图像注释保存与重现功能需求文档
文档信息
- 文档版本: 1.0
- 创建日期: 2025-12-16
- 最后更新: 2025-12-16
- 相关实现文档: 保存注释功能实现文档
1. 功能概述
1.1 功能简介
为医学影像工作站提供图像注释的持久化功能，允许用户在图像上添加各种测量和标注，并在后续打开同一图像时自动重现这些注释。
1.2 业务价值
- 提高工作效率: 医生的测量和标注结果可以保存，避免重复操作
- 支持协作: 多个医生可以查看和参考之前的注释
- 临床决策支持: 历史测量数据为诊断提供参考依据
- 合规性: 满足医疗影像归档和审计要求
1.3 适用场景
- 放射科医生进行影像测量和标注
- 多个医生协作诊断同一患者
- 复查患者历史影像
- 影像报告撰写和审核
2. 用户角色
| 角色 | 描述 | 主要需求 |
|---|---|---|
| 放射科医生 | 进行影像诊断的主要用户 | 添加测量、标注，查看历史注释 |
| 技师 | 进行图像质量检查 | 添加质量标记，测量参数 |
| 科室主任 | 审核报告 | 查看和验证注释数据 |
3. 功能需求
3.1 注释创建
FR-01: 支持多种注释类型
需求描述: 系统应支持多种类型的图像注释工具
注释类型:
- ✅ 测量工具
- 长度测量（直线距离）
- 角度测量
- 面积测量
- 圆形/椭圆测量
- ✅ 标注工具
- 文本标签（自由文本）
- 预定义标记（L/R、时间戳等）
- 箭头指示
- ✅ 专业测量工具
- 髋关节角度测量（HipNHAAngleMeasurementTool）
- 其他临床专用测量工具
优先级: P0（核心功能）
FR-02: 实时注释反馈
需求描述: 用户创建注释时，应实时显示测量结果
交互要求:
- 绘制过程中实时显示测量值
- 完成后显示最终测量结果
- 测量值自动标注在注释旁边
- 支持测量单位显示（mm、度等）
优先级: P0
3.2 注释保存
FR-03: 自动保存机制
需求描述: 用户创建或修改注释后，系统应自动保存到后端
功能要求:
- ✅ 创建注释后立即触发保存
- ✅ 修改注释后延迟保存（防抖机制）
- ✅ 删除注释后同步删除
- ✅ 批量保存优化（避免频繁API调用）
用户体验:
- 保存过程不阻塞用户操作
- 显示保存状态指示（可选）
- 保存失败时提示用户
优先级: P0
FR-04: 离线支持（可选）
需求描述: 网络不可用时，注释应暂存本地，待网络恢复后同步
功能要求:
- 检测网络状态
- 本地缓存未保存的注释
- 网络恢复后自动同步
- 同步失败时提示用户
优先级: P2（增强功能）
3.3 注释加载与重现
FR-05: 自动加载注释
需求描述: 打开图像时，自动加载并显示该图像的所有注释
功能要求:
- ✅ 图像加载完成后立即获取注释数据
- ✅ 支持多个注释同时显示
- ✅ 注释位置和测量结果准确还原
- ✅ 注释样式和颜色保持一致
性能要求:
- 注释数量 < 50 时，加载时间 < 1秒
- 注释数量 > 50 时，分批加载或虚拟化渲染
优先级: P0
FR-06: 注释可见性控制
需求描述: 用户可以控制注释的显示和隐藏
功能要求:
- 全局显示/隐藏所有注释
- 按类型筛选显示（仅测量、仅标注等）
- 单个注释的显示/隐藏
- 注释列表管理界面
优先级: P1
3.4 注释管理
FR-07: 注释编辑
需求描述: 用户可以编辑已有的注释
功能要求:
- ✅ 选择注释进行编辑
- ✅ 拖拽调整注释位置和形状
- ✅ 修改文本内容
- ✅ 修改后自动保存
优先级: P0
FR-08: 注释删除
需求描述: 用户可以删除不需要的注释
功能要求:
- ✅ 单个注释删除
- ✅ 批量删除（可选）
- ✅ 删除确认提示（可配置）
- ✅ 删除后同步到后端
优先级: P0
FR-09: 注释导出（可选）
需求描述: 支持将注释数据导出为结构化格式
功能要求:
- 导出为JSON格式
- 导出为PDF报告（包含图像和注释）
- 导出为DICOM SR（结构化报告）
优先级: P3（未来增强）
4. 用户交互流程
4.1 创建和保存注释流程
sequenceDiagram
participant 用户
participant 工作站UI
participant 后端API
participant 数据库
用户->>工作站UI: 1. 选择注释工具
工作站UI->>工作站UI: 2. 激活工具
用户->>工作站UI: 3. 在图像上绘制注释
工作站UI->>工作站UI: 4. 实时显示测量结果
用户->>工作站UI: 5. 完成绘制
工作站UI->>后端API: 6. 自动保存注释数据
后端API->>数据库: 7. 存储注释
数据库-->>后端API: 8. 保存成功
后端API-->>工作站UI: 9. 返回确认
工作站UI-->>用户: 10. 显示保存状态（可选）
4.2 打开图像并重现注释流程
sequenceDiagram
participant 用户
participant 工作站UI
participant 后端API
participant 数据库
用户->>工作站UI: 1. 打开图像
工作站UI->>工作站UI: 2. 加载图像
工作站UI->>后端API: 3. 请求注释数据
后端API->>数据库: 4. 查询注释
数据库-->>后端API: 5. 返回注释数据
后端API-->>工作站UI: 6. 返回JSON数据
工作站UI->>工作站UI: 7. 解析并重现注释
工作站UI-->>用户: 8. 显示图像和注释
5. 数据要求
5.1 注释数据结构
每个注释应包含以下信息：
| 字段 | 类型 | 必需 | 说明 |
|---|---|---|---|
| id | String | ✅ | 注释唯一标识符 |
| toolName | String | ✅ | 工具类型（LengthTool、AngleTool等） |
| sopInstanceUid | String | ✅ | 关联的图像标识 |
| handles | Object | ✅ | 几何数据（坐标点、文本框位置等） |
| metadata | Object | ✅ | 元数据（视图平面、参考帧等） |
| cachedStats | Object | ❌ | 测量结果（长度、角度、面积等） |
| label | String | ❌ | 显示标签 |
| createdAt | DateTime | ✅ | 创建时间 |
| updatedAt | DateTime | ✅ | 更新时间 |
| userId | String | ❌ | 创建用户 |
5.2 数据存储格式
- 格式: JSON
- 编码: UTF-8
- 大小限制: 单个注释 < 100KB，单张图像所有注释 < 5MB
6. 性能要求
6.1 响应时间
| 操作 | 目标时间 | 最大时间 |
|---|---|---|
| 创建注释并保存 | < 500ms | < 1s |
| 加载注释（< 50个） | < 500ms | < 1s |
| 加载注释（> 50个） | < 2s | < 5s |
| 编辑注释 | 即时 | < 100ms |
| 删除注释 | < 300ms | < 1s |
6.2 并发支持
- 支持多用户同时查看同一图像
- 检测并发编辑冲突
- 提供冲突解决机制（后保存覆盖/提示用户选择）
7. 非功能性需求
7.1 可用性
- 易用性: 注释操作应直观，无需培训即可使用
- 一致性: 注释交互与其他图像操作保持一致
- 反馈: 所有操作应有明确的视觉反馈
7.2 可靠性
- 数据完整性: 确保注释数据不丢失
- 容错性: 网络错误时自动重试（最多3次）
- 数据验证: 保存前验证数据完整性和有效性
7.3 兼容性
- 浏览器: Chrome 90+, Edge 90+, Firefox 88+
- 设备: 桌面端优先，支持触摸屏操作
- DICOM标准: 兼容DICOM Structured Report（未来）
7.4 安全性
- 访问控制: 仅授权用户可查看和编辑注释
- 数据加密: 传输过程使用HTTPS加密
- 审计日志: 记录注释的创建、修改、删除操作（可选）
8. 用例场景
8.1 用例1: 肺部结节测量
场景: 放射科医生在胸部CT图像上测量肺部结节大小
前置条件:
- 用户已登录系统
- 已打开患者的胸部CT图像
操作步骤:
- 医生选择"长度测量"工具
- 在结节上绘制测量线，获得直径12.5mm
- 选择"文本标注"工具，添加备注"疑似恶性结节"
- 系统自动保存测量和标注
- 医生关闭图像，继续诊断其他患者
- 第二天复查时，打开同一图像，自动显示昨天的测量和标注
预期结果:
- ✅ 测量值准确显示为12.5mm
- ✅ 文本标注正确显示
- ✅ 注释位置与原始位置一致
8.2 用例2: 髋关节角度评估
场景: 骨科医生测量髋关节角度以评估发育异常
前置条件:
- 用户已登录系统
- 已打开患者的髋关节X光图像
操作步骤:
- 医生选择"髋关节角度测量"工具（HipNHAAngleMeasurementTool）
- 按照工具要求标记关键解剖点
- 工具自动计算并显示角度值：135°
- 医生添加文本标注："角度正常范围"
- 系统自动保存测量结果
- 打印报告时，测量数据自动包含在报告中
预期结果:
- ✅ 角度值自动计算准确
- ✅ 关键点位置准确保存
- ✅ 可在报告中引用测量数据
8.3 用例3: 多医生协作诊断
场景: 主治医生的初步诊断需要科室主任审核
前置条件:
- 主治医生已完成初步诊断并添加注释
- 科室主任有权限查看该患者图像
操作步骤:
- 主治医生完成测量和标注，保存后离开
- 科室主任打开同一图像
- 系统自动加载主治医生的所有注释
- 主任查看测量值和标注
- 主任添加新的注释表示审核意见
- 两组注释同时保存在系统中
预期结果:
- ✅ 主治医生的注释完整显示
- ✅ 主任的新注释也被保存
- ✅ 可区分不同医生的注释（通过用户ID）
9. 验收标准
9.1 功能验收
- FR-01: 所有列出的注释类型均可正常使用
- FR-02: 测量工具实时显示测量值，单位正确
- FR-03: 创建/编辑注释后自动保存，保存成功率 > 99%
- FR-05: 打开图像后3秒内加载并显示所有注释
- FR-07: 注释可正常编辑，修改后准确保存
- FR-08: 注释可正常删除，删除后不再显示
9.2 性能验收
- 保存注释响应时间 < 1秒（90%的情况）
- 加载50个注释的时间 < 1秒
- 加载200个注释的时间 < 5秒
- 编辑注释无明显延迟（< 100ms）
9.3 兼容性验收
- Chrome浏览器测试通过
- Edge浏览器测试通过
- Firefox浏览器测试通过
- 支持4K分辨率显示
9.4 稳定性验收
- 网络断开后，注释数据不丢失（本地缓存）
- 网络恢复后，自动同步成功
- API错误时，有友好的错误提示
- 长时间使用无内存泄漏
10. 边界条件和约束
10.1 数据量限制
| 限制项 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| 单张图像最大注释数 | 500 | 超过后性能可能下降 |
| 单个注释最大大小 | 100KB | JSON序列化后 |
| 单张图像注释总大小 | 5MB | 超过后需优化 |
| 文本标注最大字符数 | 1000 | 防止滥用 |
10.2 异常情况处理
| 异常情况 | 处理策略 |
|---|---|
| 网络断开 | 本地缓存，网络恢复后重试 |
| API超时 | 重试3次，失败后提示用户 |
| 数据格式错误 | 记录错误日志，跳过该注释，继续加载其他 |
| 并发编辑冲突 | 后保存覆盖（默认），或提示用户选择 |
| 存储空间不足 | 提示用户删除旧注释 |
10.3 权限控制
- 创建注释：需要图像查看权限
- 编辑注释：需要编辑权限（可配置为仅创建者可编辑）
- 删除注释：需要删除权限（可配置为仅创建者可删除）
- 查看注释：所有有图像查看权限的用户
11. 未来扩展
11.1 规划中的功能（P2-P3）
- 注释模板: 预定义常用测量组合
- 智能测量: AI辅助自动识别和测量
- DICOM SR支持: 导出为DICOM结构化报告
- 注释历史版本: 查看和恢复历史版本
- 注释协作: 多用户实时协作标注
- 注释统计: 生成测量数据的统计报告
- 语音标注: 语音输入文本标注
11.2 技术优化方向
- 性能优化: 虚拟化渲染大量注释
- 离线功能: 完整的离线支持和冲突解决
- 移动端适配: 支持平板和手机操作
- 3D注释: 支持3D影像（CT/MRI）的体积注释
12. 参考资料
- 保存注释功能实现文档 - 技术实现细节
- Cornerstone Tools文档 - 图像工具库
- DICOM PS3.11 - Media Storage and File Format for Media Interchange
- DICOM PS3.16 - Content Mapping Resource
附录
A. 术语表
| 术语 | 英文 | 说明 |
|---|---|---|
| 注释 | Annotation | 在图像上添加的测量、标记或文本 |
| 测量工具 | Measurement Tool | 用于测量长度、角度、面积等的工具 |
| 标注 | Label/Mark | 文本或图形标记 |
| 重现 | Restore/Render | 从存储的数据恢复显示注释 |
| 序列化 | Serialization | 将注释对象转换为JSON格式 |
| 反序列化 | Deserialization | 从JSON格式恢复注释对象 |
| SOP Instance UID | SOP Instance UID | DICOM图像唯一标识符 |
B. 变更历史
| 版本 | 日期 | 作者 | 变更说明 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2025-12-16 | Development Team | 初始版本，基于实现文档提炼 |
文档状态: ✅ 已完成
审核状态: ⏳ 待审核
批准状态: ⏳ 待批准