醫學影像數字化
北京醫院PACS系統簡介
走出應用孤島
建立PACS之前要解決的問題
PACS 如何規劃
SAN有沃土
醫學影像數字化
解放軍總醫院放射科 邱本勝
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---- 一些發達國家的大醫院里，早在20世紀80年代初就建成了完善的醫院管理信息系統 (HIS)，近幾年國內各醫院也都在爭先恐后地建立自己的HIS系統，但在整個信息化建設中，數字化成像技術一直是一個難題。目前，真正能夠建立起全院性的PACS(集成的醫學成像系統)的醫院還為數不多，這些問題很大程度上是由于PACS與HIS及其他系統沒有實現很好的集成。怎樣保證先進的PACS系統能夠在正確的地點、合適的時間最大限度地提高醫生的診斷質量和效率，是我們需要不斷探討的問題。
----醫學影像在醫學診斷和教學科研中占有極為重要的地位。然而，目前醫學影像的保存方式仍然是以膠片為主，這種保存方式存在著費用高、管理困難和影像資料共享困難等諸多問題。此外，隨著計算機在醫學臨床應用的日益增加，醫學影像作為電子病歷的一個重要組成部分，正在逐步走向數字化和網絡化。隨著計算機技術的發展以及大容量存儲介質和影像壓縮技術的應用，醫學影像的數字化存儲已成為可能。通信網絡技術的發展也使醫學影像可以迅速傳輸，可方便地實現影像資料共享和遠程會診等功能。
PACS來龍去脈
----PACS是醫學影像存檔和通信系統（Picture Archiving and Communication System）的英文縮寫。它以高速計算機設備為基礎，以高速網絡聯接各種影像設備和相關科室，利用大容量磁、光存儲技術，以數字化的方法存儲、管理、傳送和顯示醫學影像及其相關信息，具有影像質量高，存儲、傳輸和復制無失真、傳送迅速、影像資料可共享等突出的特點，是實現醫學影像信息管理的重要條件。
----PACS系統與起源于20世紀50年代的遠程醫學 (Telemedicine)有極其密切的聯系，可以說PACS是實現未來遠程醫學的基礎。遠程醫學可以分為三類：遠程醫學教育(Teleeducation)、遠程會診(Teleconsultation)和遠程診斷 (Telediagnosis)。
----國內的遠程醫療一般是使用視頻會議系統進行雙方的通信，病人信息和診斷影像通過視頻方式傳遞，影像質量得不到保證，與通過膠片觀察有明顯的差距。如果有PACS支持，則可以實時傳遞數字化的CT等醫學影像，影像質量幾乎沒有損失，再加上HIS的集成功能，就可以實現真正意義上的遠程診斷。
----PACS的發展是在20世紀80年代初，它對數據存儲容量、網絡技術和通信速率等方面都有很高的要求。當時的計算機和網絡技術還不能很好地解決這些問題，而且各種不同廠家的影像系統由于缺乏統一標準而在設備互聯、影像傳輸方面存在障礙。所以在最初幾年，過高的價格和有限的性能限制了PACS迅速發展和推廣應用。
網絡推動PACS的發展
----1990年后，大容量低成本光介質存儲技術、光纖和高速網絡通信技術趨于成熟，產品價格大幅度降低。計算機運行速度的提高，使得對影像的實時分析成為可能。此外，對醫學影像和信息進行計算機智能化處理后，可使影像診斷摒棄傳統的肉眼觀察和主觀判斷。借助計算機技術，可以對影像的像素點進行分析、計算和處理，得出相關的各類數據，為醫學診斷提供更客觀的信息。最新的計算機技術不但可以提供形態影像，還可以提供功能影像，使醫學影像診斷技術走向更深層次。再加上醫療界對“無膠片”診斷需求的不斷實現和具體化，PACS進入了一個高度發展的實用化階段。
----為解決不同廠商影像設備的互聯問題，美國放射學會ACR （American College of Radiology）和美國國家電器制造商協會NEMA（National Electrical Manufacturers Association）制訂了DICOM 3.0（Digital Imaging and Communications in Medicine，醫學數字影像通信）標準，用來規范不同廠商影像設備和PACS設備的互聯和通信。目前，越來越多的醫療設備廠商宣布支持DICOM標準。也就是說，這些廠商的醫學影像設備自身帶有計算機，可以通過符合DICOM規范的接口與其他醫學影像設備進行通信和交換影像數據。國際上大多數影像設備制造商已經認識到，只有讓自己的產品符合為公眾所認可的統一標準(即DICOM 3.0)，其產品才能具有生命力和發展前途。在美國，醫學影像設備如果不支持DICOM標準，將不允許投放市場。這個由ACRNEMA標準發展來的DICOM 3.0標準，使醫學影像及相關信息在計算機間的傳送有了一個統一的標準，也使醫學影像的數字化存儲和通信成為可能。通過數據接口與Internet接通，就可以進行醫學影像信息的遠程傳輸，實現異地會診等功能。
----目前在國外，主要醫療影像設備的生產廠商在研究設備的同時，也在大力研究PACS系統。在國內，醫院計算機應用水平還較低，基本上還處在建立醫院管理信息系統階段，而真正擁有大型PACS系統的醫院幾乎沒有。解放軍總醫院已經開始與國外知名的醫療影像設備和PACS廠商合作，以兼容性好、價格低廉、界面友好、功能強大、具有中文HIS系統接口、易于維護等特性為努力方向，積極建設真正符合中國國情的PACS系統。
北京醫院PACS系統簡介
北京醫院醫學工程科高工 李鐵
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---- 1997年北京醫院建立了相機網絡，將分別安裝在4座樓中的4臺Agfa 3300P相機連成網絡，使網上的設備可以在任何一臺相機上出片。MG3000相當于網關（Gateway），它可以通過接口板將設備要傳送的圖像送入局域網。每臺MG3000最多可連接三臺設備。MR1、 CT1、CT2、UFCT、DSA、X1和X2都采用這種方式連接。另外也可將一些設備的圖像直接通過發送接收器（transceiver）與MG3000的網絡口相連，從而進入局域網，實現在任何一臺相機上出片。MR2、WS1、WS2和CR即是用第二種方法連接的。采用第二種方式，由于不必購買硬件接口板，因而可節約大量的費用，且理論上可以連接多達256 臺設備。如果采用接口板方式連接一臺設備，在Agfa的相機上實現打印功能，大約需1.2 萬美元。
----1999年我們完成了PACS的一、二期工程，先將CT、 MRI、WS（工作站）、DSA和數字胃腸等6臺設備接入PACS，而后將5臺閱片臺（Viewer）接入系統，以中心存儲服務器實現集中存檔。每臺設備可將其圖像傳到中心服務器存儲，閱片臺可從中心服務器獲取圖像進行讀片。作為第三期工作計劃，我們準備讓系統工作一段時間，考驗其穩定性，而后再考慮與RIS（放射科信息系統）和HIS （醫院信息系統）的連接以及遠程診斷的問題，并將更多的設備接入系統。
走出應用孤島
GE醫療系統部 尹宏
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---- 醫學影像的成像技術從最初的X射線成像發展到現在的多種數字成像，經歷了百余年的歷史。隨著數字化信息時代的來臨，各種計算機技術和數字化影像技術已應用于先進的診斷成像設備中，并廣泛地應用于臨床，例如大家熟悉的CT和MR，其控制臺通常采用的是Unix系統。同時，各種成像設備的掃描結果——影像，也是遵循國際標準格式的數字化影像。但遺憾的是，由于國內醫療機構計算機網絡基礎薄弱加上傳統工作流程的沿襲，這些成像設備大多像一個個孤島一樣，而寶貴的數字化影像信息依然采用原始的膠片打印輸出，存放不方便，利用也不充分。
----一邊是投入巨資引進具有國際先進水平的高檔診斷設備，一邊卻是耗費大量人力物力的原始手工作業。如何解決這些矛盾，建立集成化的數字影像系統，真正改善原始的工作流程，使包括醫療影像在內的各種患者信息完全以電子化的方式在醫療機構中實現高效的管理和交流，這是一門集醫學、放射影像、數字化影像、計算機和網絡通信等多種技術的綜合性工程，更是一項包括實施和服務的系統工程。應用需求
----PACS的基本功能是幫助醫院簡化和加速醫學影像的顯示、歸檔和共享使用。現在的 PACS系統主要針對以下三種應用需求：
醫生通過系統的顯示和診斷模塊，對病人的醫學影像進行顯示、處理和診斷。這樣可以使醫生突破膠片的局限，對病人的影像進行全方位的處理和觀察，以便得出更準確的診斷結論。
多科室會診系統，使醫生們可以在各自的辦公室里對某個病人實施共同診斷。
醫院以外的病人或醫生可以通過 PACS系統的遠程醫療模塊對醫院內部允許訪問的病人影像資料進行遠程訪問，以便進行遠程會診和遠程教學。
----根據數據的流動和存儲，可對PACS作以下分類：
集中式歸檔系統：對數據采取集中化存儲管理，每個用戶可以在任何時間、任何地點訪問每一幀影像。這種結構要求系統具有很高的網絡傳輸速率。
分布式歸檔系統：將影像數據和其他病人數據分散存儲和管理，每個工作區有自己的局部數據存儲設備，采取自動預先提取(Pre-Fetch)算法將影像數據傳送給提出請求的地方。這種結構的安全性比較好，但比較復雜，實現比較困難。
多服務器系統：這種結構的特性介于上述兩者之間，采用2個通信網絡：一個是普通的局域網，用于傳送普通數據；另一個是高速寬帶網，用于傳輸數據量較大的影像數據。
相關標準
----實現醫療數字影像設備及網絡的集成化，標準是一個基礎性的關鍵問題，當前有兩個國際標準是我們必須遵守的：
----• 醫學數字影像通信標準（Digital Imaging and Communication in Medicine，DICOM 3.0)
----這是一種規定數字醫學影像和相關信息格式及信息交換方法的標準，由代表醫學影像設備使用者的美國放射學會ACR（American College of Radiology）和美國國家電器制造商協會 NEMA（National Electrical Manufacturers Association）共同制定。 DICOM 3.0公布于1992年，用來規范不同廠商的影像設備和PACS 設備的互聯和通信。DICOM 3.0規定了遵從這個標準的設備如何對命令和傳輸的數據作出反應。通過服務類(Service Class)的定義規定了命令和相關數據的語義。DICOM 3.0不僅為影像和圖形，而且為研究和報告等其他內容引
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