基于電子膠片的PACS系統(tǒng)的構(gòu)建

朱海明，王耀偉

1.上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院 信息科，上海 200030；2.上海金仕達(dá)衛(wèi)寧軟件股份有限公司，上海 200072

基于電子膠片的PACS系統(tǒng)的構(gòu)建

朱海明1，王耀偉2

1.上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院 信息科，上海 200030；2.上海金仕達(dá)衛(wèi)寧軟件股份有限公司，上海 200072

本文論述了PACS系統(tǒng)的不足以及基于電子膠片的PACS系統(tǒng)的構(gòu)建，分析了系統(tǒng)的整體架構(gòu)，詳細(xì)描述了電子膠片系統(tǒng)中核心模塊虛擬膠片打印機(jī)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院PACS系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)化轉(zhuǎn)型。

電子膠片；PACS；虛擬膠片打印機(jī)；醫(yī)院信息系統(tǒng)

1 PACS系統(tǒng)的不足

醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication System，PACS）的快速發(fā)展，解決了醫(yī)院影像無膠片存儲(chǔ)的問題，使得放射科醫(yī)生可以通過影像工作站進(jìn)行無膠片影像閱讀和報(bào)告書寫，臨床科室醫(yī)生也可以通過PACS進(jìn)行病人影像的調(diào)閱[1]。

隨著影像檢查設(shè)備的發(fā)展，使得影像檢查信息量激增。在臨床工作中，海量的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，一方面通過PACS / RIS為臨床提供更豐富、更及時(shí)的影像信息；另一方面，也使服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、臨床醫(yī)生的閱片負(fù)擔(dān)越來越重[2]。而病人在進(jìn)行復(fù)診、轉(zhuǎn)院檢查等情況下，仍然希望醫(yī)院能夠提供具有攜帶方便、觀看直接的傳統(tǒng)（實(shí)物）膠片。由于這些需要，仍然會(huì)產(chǎn)生大量的傳統(tǒng)膠片，而傳統(tǒng)的膠片打印和管理方式勢(shì)必產(chǎn)生一系列問題：① 醫(yī)院要付出大量的人力物力進(jìn)行膠片的打印、核對(duì)、分發(fā)等煩瑣的手工處理工作；② 實(shí)物膠片不易保存、容易損壞。如果病人的膠片損壞、丟失或者出現(xiàn)醫(yī)療糾紛，醫(yī)院難以提供與原膠片攜帶相同影像信息的膠片。質(zhì)控中心也無法對(duì)膠片的打印質(zhì)量進(jìn)行測(cè)評(píng)；③ 部分病人（特別是急診陰性病人）可能會(huì)放棄獲取膠片，這將使得膠片的浪費(fèi)和保管成本增加。

即使不再產(chǎn)生傳統(tǒng)膠片，由于PACS自身的特點(diǎn)和現(xiàn)代醫(yī)療影像設(shè)備的發(fā)展，也會(huì)出現(xiàn)一些實(shí)際問題：① 醫(yī)療影像信息量巨大，臨床醫(yī)生調(diào)閱病人信息時(shí)需要查看近百幅相關(guān)圖片，加大了臨床醫(yī)生工作量、檢查效率變低、診斷準(zhǔn)確率下降；② 臨床醫(yī)生反復(fù)調(diào)閱成百上千幅影像信息，也增加了PACS服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，使得系統(tǒng)面臨各種風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性降低。

為了解決以上問題，我院著手建立電子膠片系統(tǒng)，電子膠片是指經(jīng)膠片打印技師（或醫(yī)生）處理完成的（已排版、已調(diào)整窗寬窗位）、需打印給病人的實(shí)物膠片的電子版。電子膠片系統(tǒng)使得上述困擾有了切實(shí)的改進(jìn)。

2 系統(tǒng)需求

（1）實(shí)現(xiàn)院內(nèi)影像信息無片化。在醫(yī)院內(nèi)，臨床醫(yī)生可以通過PACS終端進(jìn)行電子膠片調(diào)閱，方式如同觀看傳統(tǒng)影像膠片。同PACS調(diào)閱病人全部影像相比可以大大減少服務(wù)器負(fù)擔(dān)，減少網(wǎng)絡(luò)擁堵；同時(shí)減少臨床醫(yī)生閱片量，提高工作效率和檢查準(zhǔn)確性。

（2）實(shí)現(xiàn)膠片按需打印。在病人取影像診斷報(bào)告時(shí)，可根據(jù)病人實(shí)際需求，將電子膠片進(jìn)行打印輸出，減少不必要的打印，杜絕無人認(rèn)領(lǐng)膠片的現(xiàn)象。

（3）實(shí)現(xiàn)膠片系統(tǒng)管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)膠片的打印過程進(jìn)行監(jiān)控、記錄和管理，杜絕漏片和人情片的出現(xiàn)。并可以保存與實(shí)際膠片效果一致的電子膠片，以備病人補(bǔ)片。

（4）節(jié)約醫(yī)院運(yùn)行成本。放射科避免了無效的膠片消耗，窗口不再出現(xiàn)膠片廢棄、積壓,節(jié)省了支出成本，創(chuàng)造了直接的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)能環(huán)保的舉措之一[3-4]。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

基于電子膠片的PACS系統(tǒng)由設(shè)備后處理打印工作站、排版打印模塊、虛擬膠片打印服務(wù)器、手工匹配模塊、打印功能等模塊組成，見圖1。

圖1 基于電子膠片的PACS系統(tǒng)模塊示意圖

（1）設(shè)備后處理打印工作站與虛擬膠片打印服務(wù)器（①）。虛擬膠片打印服務(wù)器（SCU）截獲設(shè)備后處理打印工作站（SCP）傳入的膠片。兩者間通過DICOM標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信。

（2）排版打印模塊與虛擬膠片打印服務(wù)器（②）。排版打印模塊把經(jīng)排版后的膠片信息保存入虛擬膠片打印服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，把入庫(kù)到PACS中的電子膠片信息注冊(cè)到虛擬膠片打印服務(wù)器。

（3）排版打印模塊與PACS（③）。排版打印模塊從PACS中獲取待打印圖像,通過DICOM標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議從PACS獲取圖像。經(jīng)排版打印模塊排版后的膠片形成電子膠片后并入庫(kù)到PACS中。

（4）虛擬膠片打印服務(wù)器與手工匹配模塊（④）。手工匹配模塊從虛擬膠片打印服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取匹配失敗的膠片信息。

（5）手工匹配模塊與PACS （⑤）。經(jīng)手工匹配后的膠片形成電子膠片后入庫(kù)到PACS中。

（6）虛擬膠片打印服務(wù)器與PACS（⑥）。虛擬膠片打印服務(wù)器把經(jīng)匹配后形成的電子膠片入庫(kù)到PACS中。

（7）虛擬膠片打印服務(wù)器與打印功能模塊（⑦）。打印功能模塊從虛擬膠片打印服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取膠片排版格式及膠片注冊(cè)信息。

（8）打印功能模塊與PACS（⑧）。打印功能模塊從PACS獲取電子膠片及原始圖像。

（9）RIS、自助機(jī)與打印功能模塊（⑨）。RIS驅(qū)動(dòng)打印功能模塊實(shí)現(xiàn)按需打印或集中打印。自助機(jī)驅(qū)動(dòng)打印功能模塊實(shí)現(xiàn)自助打印。

（10）打印功能模塊、排版打印模塊與膠片打印機(jī)（⑩）。支持 DICOM 的服務(wù)類 Print SCU/SCP，這樣可以虛擬為1臺(tái)DICOM 打印機(jī)接收打印的圖像，同時(shí)還可以將圖像發(fā)送到DICOM 打印機(jī)去打印[5]。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于電子膠片的PACS系統(tǒng)的核心模塊是虛擬膠片打印服務(wù)器，它是一個(gè)可提供膠片打印服務(wù)功能并產(chǎn)生電子膠片的軟件系統(tǒng)，可以替代真實(shí)的膠片相機(jī)來與膠片打印工作站進(jìn)行通信，并將膠片打印工作站打印的膠片以磁盤文件的形式保存到PACS系統(tǒng)中。虛擬膠片打印服務(wù)器由PrintSCP模塊、打印轉(zhuǎn)發(fā)模塊、本地磁盤存儲(chǔ)、膠片識(shí)別模塊以及DB模塊組成。“手工匹配模塊”則是作為虛擬膠片打印服務(wù)器的一個(gè)補(bǔ)充模塊而存在，用來對(duì)那些膠片識(shí)別模塊沒能識(shí)別出的膠片進(jìn)行手工匹配，見圖2。虛擬膠片打印服務(wù)器各組成模塊詳述如下。

圖2 虛擬膠片打印服務(wù)器

4.1 PrintSCP模塊

DICOM Print SCP模塊相當(dāng)于一個(gè)虛擬DICOM相機(jī)，它接收并存儲(chǔ)各個(gè)設(shè)備的打印工作站輸出的打印膠片任務(wù)[6-7]。PrintSCP模塊會(huì)將接收到的數(shù)字膠片像素?cái)?shù)據(jù)保存為一個(gè)文件，存儲(chǔ)在本地，供膠片識(shí)別模塊進(jìn)行相關(guān)處理，邏輯流程，見圖3。

4.2 打印轉(zhuǎn)發(fā)模塊

本模塊把由PrintSCP模塊接收到的打印請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給真實(shí)的DICOM相機(jī)。之所以要轉(zhuǎn)發(fā)DICOM打印請(qǐng)求給DICOM相機(jī)，是因?yàn)槟壳搬t(yī)院的現(xiàn)有流程需要打印出物理膠片，如果沒有此模塊，將會(huì)引起放射科工作人員在打印膠片的時(shí)候既要向虛擬膠片打印服務(wù)器發(fā)送打印請(qǐng)求又要向真實(shí)DICOM相機(jī)發(fā)送打印請(qǐng)求，這無疑帶來了不便。而通過轉(zhuǎn)發(fā)模塊，可以把工作站發(fā)送給虛擬膠片打印服務(wù)器的打印請(qǐng)求通過此模塊轉(zhuǎn)發(fā)一份給DICOM相機(jī)，減輕技師的工作同時(shí)不影響醫(yī)院現(xiàn)有的打印流程[8]。

圖3 PrintSCP模塊邏輯流程

4.3 膠片識(shí)別模塊

本模塊是一個(gè)獨(dú)立的線程，本線程在虛擬膠片打印服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)開始，在服務(wù)器退出時(shí)結(jié)束。模塊使用OCR識(shí)別引擎做為膠片文字識(shí)別的工具。模塊的重點(diǎn)是正確識(shí)別出膠片上的病人條碼號(hào)和影像號(hào)，并以這兩個(gè)號(hào)作為查詢條件到PACS系統(tǒng)中查詢病人某次檢查的基本信息（如病人姓名、生日、性別、檢查ID等信息），將這些信息寫入由PrintSCP模塊保存的膠片像素?cái)?shù)據(jù)中，形成電子膠片（DICOM文件），并保存到PACS系統(tǒng)中，邏輯流程，見圖4。

圖4 膠片識(shí)別模塊邏輯流程

4.4 DB模塊

本模塊主要是提供虛擬膠片打印服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口函數(shù)，用來向數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄識(shí)別成功與識(shí)別失敗的膠片信息。其中，識(shí)別失敗的膠片信息將會(huì)被手動(dòng)匹配模塊調(diào)用。

4.5 手動(dòng)匹配模塊

本模塊是一個(gè)獨(dú)立的可執(zhí)行程序，可在任意與虛擬膠片打印服務(wù)器聯(lián)通（網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通）的客戶端上運(yùn)行。主要用于手工處理虛擬膠片打印服務(wù)器識(shí)別病人條碼號(hào)和影像號(hào)失敗的膠片，可以通過與用戶交互的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別失敗的膠片進(jìn)行手工匹配并入庫(kù)電子膠片，邏輯流程，見圖5。

5 結(jié)論

放射科PACS系統(tǒng)轉(zhuǎn)向以電子膠片為基礎(chǔ)的PACS系統(tǒng)是隨著放射科信息化而產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)需求，通過上文的需求分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成功編程完成了醫(yī)院電子膠片打印系統(tǒng)。通過不斷調(diào)試OCR識(shí)別方式，CT截獲識(shí)別率已到達(dá)95%，而DR、RF等識(shí)別率較低的檢查建議使用手動(dòng)匹配模式來產(chǎn)生電子膠片，臨床對(duì)于膠片的調(diào)閱速度也顯著得到提高。下一步會(huì)進(jìn)行與自助機(jī)的接口調(diào)試，以期實(shí)現(xiàn)自助打印，按費(fèi)用限制補(bǔ)片次數(shù)，進(jìn)一步為醫(yī)療信息化的發(fā)展做努力。

[1] National Electrical Manufacturers Association．Digital Imaging Communications in Medicine (DICOM)[S]．2000．

[2] 樊樹峰,黃金標(biāo),李政,等．關(guān)鍵影像標(biāo)注和電子膠片在臨床工作中的應(yīng)用[J]．生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展,2009,30(3):163-168．

[3] 王伯胤,李懷峰,江新民．膠片按需打印、自助式取片在優(yōu)化放射檢查工作流程的應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)院,2012,(12):44-45．

[4] 賈斌．醫(yī)學(xué)影像按需打印系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．廣州:華南理工大學(xué),2013．

[5] 王志康,婁海芳,孫建忠．“DICOM 電子膠片”在醫(yī)院影像信息化中的應(yīng)用[J],中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27(2):41-43．

[6] 王小冬．DICOM自助膠片打印系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2013,37(5):345-347．

[7] 梁梁,王湘云,林家瑞．全自動(dòng)DICOM影像打印工作流的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2003,(6):400-404．

[8] 樊樹峰,曹武強(qiáng),謝英杰．PACS中網(wǎng)絡(luò)打印的DICOM遵循性研究及實(shí)現(xiàn)[J]．生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2007,13(6):471-473．

Establishment of PACS Based on Electronic Film

ZHU Hai-ming1, WANG Yao-wei2
1. Department of Information, Chest Hospital Aff i liated to Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China; 2.Shanghai Kingstar Winning Software Incorporated Company, Shanghai 200072, China

This paper discusses the shortcomings of traditional PACS and the establishment of PACS based on electronic fi lm, analyzes overall architecture of the later system, then describes in detail the design contents of virtual fi lm printer which is the core module of the system. As a consequence, the transformation of PACS system in hospital application is realized.

electronic fi lm; picture archiving and communication system; virtual fi lm printer; hospital information system

TN911.73；R197.324

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.030

1674-1633(2014)07-0085-03

2014-01-14

2014-03-24

作者郵箱：zhm017@163．com