pacs系统结构

pacs系统结构

2008年09月10日 星期三 11:39

[推荐][原创]pacs系统结构

<DIV class=t_msgfont id=postmessage_32478>PACS系统是通过计算机网络来实现医学图像的获取、存储、传送和管理的综合系统。它基本上替代了传统上对影像胶片的各种繁复操作。该系统在国外于80年代开始起步，在90年代初趋于成熟，目前已在临床中广泛应用。  
一、简   介
PACS系统分为八个部分：影像实时采集，影像分析，影像查询、管理、存储，图文编辑及打印、会诊中心、远程会诊和系统管理。其中以影像实时采集最为关键，目前国外产品在影像采集方面基本上都是采用基于国际标准的DICOM3接口的医疗设备或者CR设备，而我国大部分医院的现状是仅有相当少的一部分设备具有DICOM3接口，其余绝大部分都是模拟信号设备或者照相设备。基于这种情况，力争能使现有的设备尽可能多地上网。我们的PACS系统制定如下的方案：对于具有DICOM3接口的采用数字方式无损采集：对于非DICOM3接口的模拟设备，采用模拟视频的方式采集：对于X光照相设备以及外来胶片、历史胶片，采用扫描的方式采集，将这三种方式综合在整个系统中。这样在有效地支持DICOM3的同时覆盖所有医学影像设备。
二、系统方案
本系统包括七个子系统，分别如下：
1．影像实时采集子系统
该系统把各种医疗设备中的图像信息采集到计算机中。根据系统设计，我院采用数字（DICOM3、Ethernet）、模拟视频和扫描三种采集方式。在数字方式下，本系统实现了不用人工操作的情况下实时自动采集的功能，采集到的基于DICOM3图像没有任何损失，图像的显方式、操作方式也与医疗设备中的一致。在模拟视频采集方式下，电脑实时捕获的影像视频信号，经过转换将医疗设备的模拟图像转换成统一格式的电脑数字图像。
在扫描方式下，我们发现扫描仪本身的应用程序并不能很好地适合医疗影像的操作，为此我院与北京化元技术有限公司合作设计专门针对医疗影像的扫描应用，使得扫描操作完全嵌入整个系统，不用人工分别操作；对一张胶片多张图像的情况能够通过计算机自动切图；对于尺寸超过扫描仪幅面的胶片，能够在计算机中自动拼接，不会产生缝隙。这样有效地减少了扫描操作的工作量。
2．影像分析处理子系统
这个子系统是对计算机采集到的图像（包括三种方式），根据需要进行分析和处理，帮助医生诊断，功能包括灰度/对比度调节、窗宽/窗位调节、单幅/多幅显示、放大/缩小、局部放大、定量测量（CT值、长度、角度和任意曲线面积等）、图像比例尺测量、图像旋转、图像打印和各种图像标注等，其中窗宽/窗位调节、CT值的测量与CT机的操作完全一样。
3．影像的查询、管理和存储子系统
这一子系统是对计算机采集到的医疗图像建立数据库存储管理，这样无论是放射科还是临床大夫都可以通过网络随时对病人的诊断信息和图像进行调用，为各级医务人员提供较好的诊断、科研工作学习条件。系统提供多种关键字对病人影像信息进行综合检索，关键字包括姓名、年龄、性别、检查号、门诊号、诊断医生和就诊时间等，检索过程和方式设计得非常灵活，便于医生操作。在存储方面则采用先进的无损压缩算法，实时压缩存储。
4．图文编辑及打印子系统
本系统可以通过字典帮助医生输入病人资料，如姓名、年龄、性别、检查号、门诊号、住院号、诊断工医师、就诊时间和诊断结果等，若病人做过放射科检查（不分类型），则可直接调出不必重新录入；资料录入后提供标准的诊断报告，进行图文编辑，并通过激光或彩喷打印机输出。除诊断报告外，本系统还可以帮助临床医生编辑科研教学文章。
5．数字图像回写子系统
本系统不仅能够从医疗设备中采集图像，而且在需要时还能够将计算机中的图像数据写回CT和MRI这样的数字影像设备，供照相或做进一步图像后处理使用。回写功能分两部分操作，效果与原设备直接出片时一样，对于模拟视频和扫描的图像在本系统中经过程序的特殊处理，也可以回写，效果也比较理想。
6．会诊中心子系统
本系统由高亮、高清晰度集合显示设备、投影仪和特种扫描设备组成。其主要的功能在将各种检查的数据和图像根据诊断的需求进行有机的组合以帮助医生进行对比分析。有效的突破了以往PACS系统由于显示能力不足，不能充分显示诊断图像和数据的瓶颈。从而有效的提高了PACS系统在诊断方面的使用效果。
7．远程会诊子系统
本系统以医院局域网和外部的Internet网、电话线为通信介质，实现医院之间的原始图像数据和病人其他信息的传递，能够为病人方便地提供远程会诊服务，使远在异地的病人可享受到高水平专家的诊断。
8．系统管理子系统
三、总 结
由这8个子系统构成的PACS系统主体，能够有效地提高各级医生使用医疗影像的效率，对手术病人的术前准备、临床诊断以及医生的科研教学非常有帮助；通过加强系统管理力度以及在符合医疗法规的前提下，可以逐步做到减少出胶片的数量，从而降低出胶片所耗费的大量人工和财力，实现较好的经济效益；通过使用电子存档不存在胶片老化和原始信息损失问题，提高了医疗影像的持续运行它将为医院带来更多的效益。
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PACS的影像存储及传递形式·

1、 医学影像的类型可以分成8bit黑白12bit黑白24bit彩色等。 8bit黑白和 24bit彩色可以使用WINDOWS标准的存储格式，12bit黑白无法用任何现有的文件格式表达,也无法使用标准的图像浏览软件观看。即使打开也丢失很多的信息,例如,现在有的数字影像板能产生12位的TIFF文件格式的图像,尽管有的软件能打开,但是打开的图像仍然是8位的图像,在图像的信息量上丢失了很多的信息。

2、 说起医学影像的传递，不能不提到DICOM。DICOM规定了影像传递的标准，包括标准的存储介质和标准的网络通讯。标准的存储介质叫做DICOM STORAGE，是一种文件系统的结构标准。主要是用于在UNIX/MAC/WINDOWS等不同平台的PACS系统之间直接兼容存储介质。这种介质可以是CD、MO，也可以是DVD或者TAPE。DICOM网络通讯标准主要用于局域网内的通讯。在网络上，DICOM十分类似于TCP/IP，不管两端的机器和操作系统如何，都可以透明地进行影像传递，就如同两个国家之间用美元做生意一样。DICOM网络通讯有缺乏安全认证的缺点，所以只适用于局域网中。DICOM存储和通讯中的影像可以按约定的方式进行压缩，但不是所有的PACS系统都支持这些压缩，所以大部分DICOM存储和通讯中的影像数据都是完全展开的，占据很大的空间。

3、为了解决存储和节省空间，PACS系统内部通常使用自己独特的文件格式。这并不影响系统的兼容性，因为到了网上，大家都用DICOM协议通讯。就如同各个国家有自己的货币，但是作国际贸易时都使用美元一样。

4、支持PACS的数据库系统比较简单。只有病人—检查—序列和诊断、登记信息放在数据库中，大小不一的影像存储成文件交给文件系统去管理。为了保证图像的可浏览性，各PACS通常提供了独特的小程序，用于在自己的文件结构上进行影像检索、浏览和处理。

5、理想中的PACS影像信息全部存在SERVER上，进行集中备份和管理。但是海量存储设备和管理软件的费用太高，所以目前还不能进入普及阶段。替代方案是分布存储，即在每个采集工作站上进行光盘刻录，独立进行检索。当然，为了检索同一个病人的全部信息的代价要高于集中存储。

6、影像数据可能分布在不同的机器的不同的数据库中，不同的目录中，不同结构的文件中。PACS的用途就是屏蔽掉系统的复杂性，使得不同地方存储的影像在安全机制认可的前提下自由地流动。