PACS系統(tǒng)在醫(yī)學影像管理中的應用和前景

吳德貽 江門市開平中醫(yī)院信息科 (開平 529300)

PACS系統(tǒng)在醫(yī)學影像管理中的應用和前景

吳德貽 江門市開平中醫(yī)院信息科 (開平 529300)

計算機和通信技術(shù)的廣泛應用，數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，在影像數(shù)字化管理中使用計算機取代膠片保存，PACS正是這種思想趨勢的結(jié)果。PACS系統(tǒng)的建設(shè)使醫(yī)院降低了經(jīng)營成本，提高工作效率和提高醫(yī)院的醫(yī)療水平。

PACS 數(shù)字化 技術(shù)接口 DICOM 醫(yī)學影像管理

Abstract:The computer and communication technologies is widely applicable, the digitization techniques is growing rapidly, Using computer replace the motion picture in the medical imaging management ,PACS is the ensue from the thinking development .Using PACS development is to cut down the hospital’s operational cost ,to improve the work ef fi ciency and to improve the medical level.

Key words:PACS, digitization, interface techniques, DICOM, medical imaging management

近年來，計算機和通信技術(shù)的廣泛應用，數(shù)字化的信息已經(jīng)滲透到了與人們生活密切相關(guān)的各個領(lǐng)域。隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，在影像數(shù)字化管理中使用計算機取代膠片保存，PACS正是這種思想趨勢的結(jié)果。PACS的產(chǎn)生使醫(yī)院醫(yī)學影像管理發(fā)生了質(zhì)的飛躍，同時它也對放射科傳統(tǒng)膠片的處理以及診斷報告時間的實現(xiàn)產(chǎn)生了很大的沖擊。

1 定義

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意思為影像歸檔和通信系統(tǒng)，PACS是近年來隨著數(shù)字成像技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步而迅速發(fā)展起來的、主旨在于全面解決醫(yī)學圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的功能的綜合系統(tǒng)，是醫(yī)院管理信息化和醫(yī)學影像網(wǎng)絡(luò)化密切相關(guān)的系統(tǒng)工程，是多學科交叉、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與醫(yī)學臨床相結(jié)合的產(chǎn)物。PACS系統(tǒng)主要利用計算機輔助診斷和存儲方式替代傳統(tǒng)的膠片手段，通過計算機及其外圍設(shè)備對膠片進行數(shù)字化處理，生成某種格式的數(shù)字圖像，利用先進的存儲介質(zhì)保存圖像，并且借助計算機圖像處理技術(shù)，對圖像進行增強變換、局部放縮、旋轉(zhuǎn)平移以及各種濾波分析，得出更為清晰的圖像和有關(guān)的量化數(shù)據(jù)，為醫(yī)療診斷提供了更客觀的依據(jù)，在很大程度上減小了主觀的因素。

2 工作原理、接口技術(shù)、結(jié)構(gòu)特點和功能

2.1 PACS系統(tǒng)的工作原理 ：成像設(shè)備(獲取圖像的計算機)得到圖像文件后，通過文本信息的描述進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、進行圖像文件歸檔與控制，最后數(shù)據(jù)圖像在顯示工作站自由顯示。圖像顯示工作站是PACS系統(tǒng)的窗口，也是醫(yī)學影像診斷的基礎(chǔ)，它為用戶提供良好操作界面，實施圖像(組織、測量、文檔處理等)多種操作。網(wǎng)絡(luò)是PACS系統(tǒng)信息流動的通路。

2.2 PACS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點：PACS系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)：直觀、友好、美觀、吸引人的漂亮用戶界面；計算機輔助診斷和報告自動生成系統(tǒng)；三維重建可視化系統(tǒng)；醫(yī)院信息管理系統(tǒng)接口。PACS的基本結(jié)構(gòu)包括成像設(shè)備(圖像獲取計算機)、PACS控制器、圖像顯示工作站和網(wǎng)絡(luò)。

按PACS的規(guī)模又可分為：放射科內(nèi)PACS、全醫(yī)院PACS、全醫(yī)院PACS與遠程放射學系統(tǒng)。放射科內(nèi)部的PACS系統(tǒng)，實現(xiàn)相對容易，利用以太網(wǎng)在醫(yī)學影像學科內(nèi)部分地實現(xiàn)影像的數(shù)字化傳輸、存儲和軟拷貝顯示功能。全院的PACS系統(tǒng)，涵蓋全放射科或醫(yī)學影像學科范圍，包括所有醫(yī)學成像設(shè)備、有獨立的影像存儲及管理亞系統(tǒng)、足夠量的軟拷貝顯示和硬拷貝輸出設(shè)備，以及臨床影像瀏覽、會診系統(tǒng)和遠程放射學服務(wù)，但是全醫(yī)院范圍的PACS還要涉及到與HIS系統(tǒng)的集成問題，必須考慮到HIS的發(fā)展情況，兩者的接口的實現(xiàn)有一定的難度，HIS和PACS的共同建設(shè)需要很高的經(jīng)濟成本，目前只限于在大型醫(yī)院推廣。全醫(yī)院PACS與遠程放射學系統(tǒng)，包括常規(guī)X-線影像以外的所有數(shù)字影像設(shè)備(如CT、MRI、DSA等)，常規(guī)X線影像可經(jīng)膠片數(shù)字化儀進入PACS。具備獨立的影像存儲及管理亞系統(tǒng)和必要的軟、硬拷貝輸出設(shè)備。

2.3 PACS系統(tǒng)的接口技術(shù) ：由于接口標準日新月異，接口技術(shù)也不斷發(fā)展。在接口方面主要有一下幾種：

(1)視頻接口：分為標準視頻和非標準視頻(連接視頻信號的時候一定要注意接地) 標準視頻：彩色主要有PAL(768×576)和NTSC(640×480)，黑白兩種制式對應于PAL和NTSC有CCIR和RS170兩種 。非標準視頻：對應于CT，MRI主要是512×512。

(2) 網(wǎng)絡(luò)接口：可以通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(比如FTP)訪問文件，通過解碼，可以得到圖像 。

(3) DICOM接口：DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine：醫(yī)療數(shù)字成像和通信)，一種國際標準的接口，通過DICOM接口可以訪問DICOM服務(wù)。DICOM服務(wù)多種多樣，主要使用的有存儲服務(wù)，查詢/回送服務(wù)，膠片打印服務(wù)。DICOM標準是設(shè)備互聯(lián)的基礎(chǔ)，完全兼容DICOM標準的產(chǎn)品是PACS發(fā)展的必然趨勢。

(4)激光相機接口： 一般來說激光相機都有兩種接口，3M952協(xié)議和DICOM協(xié)議。3M952主要是通過串口(命令口)和并口(數(shù)據(jù)口)協(xié)同工作來實現(xiàn)影像。DICOM打印則通過訪問DICOM打印服務(wù)實現(xiàn)打印。

2.4 PACS系統(tǒng)的性能

病人信息檢索, 采用多級存儲和分層管理技術(shù)，快速、準確、實時傳輸高質(zhì)量圖像信息，保證醫(yī)生在最快時間內(nèi)閱讀。圖像處理, 對圖像可進行灰度/對比度調(diào)節(jié)，單幅/多幅顯示，放大/縮小，定量測量(灰度值，面積和統(tǒng)計等)，色彩對比，圖像對比，圖像打印，各種圖像標注和電影播放等。診斷報告書寫,提供標準的診斷報告格式，幫助醫(yī)生書寫規(guī)范的診斷報告，醫(yī)師可針對不同的疾病書寫診斷報告，并可將常見疾病的表現(xiàn)及特征存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，使之自動生成在診斷報告中。光盤存檔，將圖像數(shù)據(jù)存入CD-R光盤，實現(xiàn)病人圖像數(shù)據(jù)及病歷信息的永久存檔。打印輸出,對處理后的圖像及診斷報告可直接通過打印機輸出。遠程會診,以電話線為通信介質(zhì)，實現(xiàn)醫(yī)院與醫(yī)院之間的圖像與病人信息的傳遞。PACS系統(tǒng)具有良好的兼容性能，能與所有DICOM標準的設(shè)備聯(lián)接，保證用戶投資的延續(xù)使用。能連接到多種大型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，從而能利用醫(yī)院現(xiàn)有投資(數(shù)據(jù)庫服務(wù)器)和保證用戶的選擇權(quán)。在保密方面，采用多級保護方式，并提供鑒別、授權(quán)、保密、完整性和確認等服務(wù)，以滿足醫(yī)療信息系統(tǒng)所必需的法律和保護隱私的要求。

3 PACS系統(tǒng)的應用和作用

醫(yī)學圖像診斷在現(xiàn)代醫(yī)療活動中占有極為重要的地位。它是應用在醫(yī)院影像科室的系統(tǒng)，主要的任務(wù)就是把日常產(chǎn)生的各種醫(yī)學影像，通過各種接口以數(shù)字化的方式海量保存起來，當需要的時候在一定的授權(quán)下能夠很快的調(diào)回使用，同時增加一些輔助診斷管理功能。

醫(yī)院應用PACS將可為患者節(jié)約大量時間；可方便診斷，減少誤診；圖像均采用數(shù)字化存儲減少了膠片使用量和管理，降低了經(jīng)營成本；可進行圖像的再處理，以便于對照和比較；提高工作效率； 提高醫(yī)院的醫(yī)療水平； 為醫(yī)院提供資源積累；充分利用本院資源和其他醫(yī)院資源；有助于計算機輔助教學，能夠進一步提高教學質(zhì)量。

PACS系統(tǒng)目前已經(jīng)覆蓋放射科、超聲科、核醫(yī)學科、窺鏡科、病理科、介入治療室等多個檢查科室，通過系統(tǒng)本身的醫(yī)學圖像獲取、大容量數(shù)據(jù)存貯、圖像顯示和處理、數(shù)據(jù)庫管理、影像傳輸?shù)木钟蚧驈V域網(wǎng)絡(luò)等功能，基本實現(xiàn)了醫(yī)學圖像報告網(wǎng)上傳輸調(diào)用，即在任一個醫(yī)生站都可調(diào)用查看醫(yī)學圖像報告。

在使用PACS系統(tǒng)方面，目前國內(nèi)外均有許多成功的案例。在國外，特別是發(fā)達國家，大型的PACS系統(tǒng)應用越來越廣泛。美國海軍的醫(yī)療系統(tǒng)(DIN-PACS)，采用WAN、LAN、衛(wèi)星系統(tǒng)、無線系統(tǒng)和Internet連接，達到無膠片化、遠程會診和全面 的醫(yī)療影像信息資源共享。韓國的三星醫(yī)院，采用GE的PACS系統(tǒng)，整個醫(yī)院實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，無膠片化，整體效率得到了相當大的提高。

4 目前建設(shè)PASC系統(tǒng)考慮的問題

國內(nèi)由于對PACS的研究還處于初級階段，在構(gòu)建PACS時會遇到各種各樣的技術(shù)問題：研究和開發(fā)經(jīng)費少；多數(shù)醫(yī)院的醫(yī)療圖像設(shè)備較為陳舊，很少有標準數(shù)字接口，尤其是能夠利用網(wǎng)絡(luò)傳輸醫(yī)學圖像的設(shè)備更為少見；醫(yī)院的信息基礎(chǔ)機構(gòu)建設(shè)落后，多數(shù)醫(yī)務(wù)人員對計算機應用環(huán)境不熟悉；以往開發(fā)的HIS/RIS系統(tǒng)往往忽略了標準化問題，難以進行與PACS系統(tǒng)的集成；多數(shù)影像設(shè)備是從國外引進的，在這樣的環(huán)境下，PACS開發(fā)和應用過程中需要考慮中文化的問題。

從國內(nèi)形式上看，PACS系統(tǒng)并沒有在各個醫(yī)院廣泛推廣，資金和技術(shù)是兩個主要的問題，目前國內(nèi)從事PACS系統(tǒng)的開發(fā)的廠商不多，國外的很多廠商也主要采用高性能的工作站實現(xiàn)PACS系統(tǒng)，價格很高，妨礙PACS系統(tǒng)的在醫(yī)療系統(tǒng)的廣泛推廣和使用。

建設(shè)PACS系統(tǒng)應依據(jù)醫(yī)院經(jīng)濟、設(shè)備條件、人員素質(zhì)，還需注意與HIS、CIS的銜接問題、PACS系統(tǒng)更新與升級問題、承建PACS系統(tǒng)商家的能力等。更重要的是DICOM標準3.0接口問題。DICOM標準是PACS系統(tǒng)對接成像設(shè)備的基礎(chǔ)，其標準化是實施PACS的關(guān)鍵。PACS穩(wěn)定性與安全性也是一個重要的問題。

關(guān)于信息整合，它的基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)的整合，如果數(shù)據(jù)不整合，就不可能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。而要保證數(shù)據(jù)整合的實現(xiàn)，詳細的信息結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理的信息流程設(shè)計是必要的。信息整合的門面是內(nèi)容的整合。系統(tǒng)的集成實現(xiàn)了應用的整合，數(shù)據(jù)的整合實現(xiàn)了信息的共享，這些都是從系統(tǒng)的角度來看問題。

5 我國的PACS系統(tǒng)發(fā)展和趨勢

目前醫(yī)學影像數(shù)字化及影像無膠片化是今后影像醫(yī)學發(fā)展的方向。數(shù)字影像處理技術(shù)不但可以有效的改善醫(yī)學圖像質(zhì)量，為臨床提供可靠數(shù)據(jù)，也為醫(yī)院建立PACS奠定基礎(chǔ)。根據(jù)我國國情及我院的實際情況如果在現(xiàn)在條件下建立PACS，必須進一步進行網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。

所以必須根據(jù)醫(yī)院具體的實際情況，在建立RIS網(wǎng)的基礎(chǔ)上或可以同時考慮發(fā)展PACS。目前可以通過3種方法建立PASC：一是依靠醫(yī)院自己的力量，組織隊伍開發(fā)自己的PACS系統(tǒng)；二是請PACS廠家做，三是尋找合適的合作伙伴，共同協(xié)作完成。目前僅有國外一些大的醫(yī)學研究機構(gòu)和軍隊醫(yī)院采用了第一種方式，第二種方式實際上是向廠家購買PACS的各種現(xiàn)成部件，根據(jù)醫(yī)院的要求加以組合安裝，這種方式對于國內(nèi)醫(yī)院來講，費用很高，國內(nèi)醫(yī)院的管理模式與國外醫(yī)院差別較大，這類PACS 系統(tǒng)可能不完全適合國內(nèi)的醫(yī)院。 第三種方式較適合國內(nèi)的大醫(yī)院，但是要注重合作伙伴的科技含量和經(jīng)濟實力，軟件是判斷PACS好壞的關(guān)鍵。因此，合作伙伴必須是軟件的開發(fā)者，這對今后軟件的升級換代和維護才有保障。

隨著計算機技術(shù)及通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)正經(jīng)歷著一場數(shù)字化信息革命。目前，國內(nèi)較多的醫(yī)院已建立了HIS網(wǎng)，有部分醫(yī)院正著手建立RIS(放射科信息管理系統(tǒng)Radiological Information System)及PACS (醫(yī)學影像存檔和通訊系統(tǒng)Picture Archiving And Communication System)。我國由于多種因素，PACS 的發(fā)展可能會緩慢一些，但是前景是十分樂觀的。

6 總結(jié)

21世紀是數(shù)字化，信息化時代，未來的醫(yī)院管理離不開PACS。醫(yī)院是一個社會經(jīng)濟實體，PACS系統(tǒng)是現(xiàn)代醫(yī)院的重要標志之一，是數(shù)字化醫(yī)院的核心業(yè)務(wù)軟件，它的順利運行將為電子病歷、醫(yī)療區(qū)域化、社會保險網(wǎng)絡(luò)化打下堅實基礎(chǔ)。醫(yī)學的進步尤其是診斷技術(shù)和方法的發(fā)展對PACS提出了更高的要求，醫(yī)療診斷新設(shè)備的不斷推出也要求PACS增添更多的功能。

Application of PACS in Medical Imaging Management

WU De-Yi The Information Department in Kaiping Hospital of Traditional Chinese Medicine (Kaiping 529300)

1006-6586(2010)06-0061-03

R197.324

B

2010-03-05

吳德貽，計算機技術(shù)員