淺談PACS的應(yīng)用集成

陳吳南

漳州市醫(yī)院 網(wǎng)絡(luò)中心, 福建 漳州363000

淺談PACS的應(yīng)用集成

陳吳南

漳州市醫(yī)院 網(wǎng)絡(luò)中心, 福建 漳州363000

醫(yī)學(xué)影像歸檔與傳輸處理系統(tǒng)（PACS）是現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)院的重要應(yīng)用系統(tǒng)。PACS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的集成是醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的重要問題。可以將PACS應(yīng)用集成分為從“無集成”到“API集成”的7個不同級別的集成，所有級別的集成均有其優(yōu)點和缺點。本文對這7個級別進(jìn)行了對比，并給出了建議的集成方向。

PACS；系統(tǒng)集成；HIS

人們通常將PACS系統(tǒng)集成與IHE（Integrating the Healthcare Enterprise，醫(yī)療健康信息集成）所包含的類型聯(lián)系在一起。集成意味著不同的事情將分別由不同的角色來處理。 不少廠商聲稱他們的系統(tǒng)無縫集成，而仔細(xì)檢查后不難發(fā)現(xiàn)，他們在系統(tǒng)之間使用了定制開發(fā)的接口，并不具備通用性。事實上，幾乎所有的PACS廠家都宣稱支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)，但并不意味著這些PACS之間一定可以做到無縫集成。本文討論了不同級別的PACS集成和它們的優(yōu)缺點，以及使用標(biāo)準(zhǔn)的作用、當(dāng)前的趨勢。

1 系統(tǒng)集成的級別

國外目前把PACS應(yīng)用集成分為七個級別：

1級：API集成（API Level Integration）。

2級：調(diào)用集成（Procedure-Call Integration）。

3級：消息集成（Messaging Integration）。

4級：框架集成（Integration Profiles）。5級：現(xiàn)場集成（Context Integration）。

6級：物理集成（Physical Integration）。

7級：無集成（No Integration）。

1.1 級別1：API集成

這種類型的集成駐留在一臺電腦，并連接兩個應(yīng)用軟件。這就是所謂的API（Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口）級集成接口，這些接口包含在具有很好說明文檔的軟件庫中。

這個接口的一個很好的例子是調(diào)用應(yīng)用程序/數(shù)據(jù)庫的DICOM工具軟件包，它提供DICOM中的“設(shè)備工作列表服務(wù)”，該服務(wù)是包含有特定設(shè)備的服務(wù)。

1.2 級別2：調(diào)用集成

在這種情況下，設(shè)備上的應(yīng)用程序，發(fā)出遠(yuǎn)程過程調(diào)用或標(biāo)準(zhǔn)的命令，如SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）到另一個應(yīng)用程序。舉例來說，一個PACS工作站，它發(fā)出一個SQL查詢到含有Oracle數(shù)據(jù)庫的PACS歸檔系統(tǒng)，請求獲取指定病人的一系列檢查，這些檢查包含了檢查日期、設(shè)備類型、圖像數(shù)量等信息，這些信息顯示在一個小圖像窗口供醫(yī)師使用。

這是一個相當(dāng)緊密的集成，因為工作站必須知道確切的數(shù)據(jù)庫模式，并支持記錄才能查詢成功。除此之外，用戶必須知道大量軟件產(chǎn)品的有關(guān)信息，并對供應(yīng)商的各種參數(shù)規(guī)格了如指掌。

舉例：SQL是一個ANSI認(rèn)可的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫語言，那么在該級別的集成上，用戶必須知道SQL的有關(guān)信息，并對規(guī)格參數(shù)十分熟悉。

1.3 級別3：消息集成

這一級別是通過使用標(biāo)準(zhǔn)的消息和應(yīng)用程序之間的協(xié)議，如DICOM影像的標(biāo)準(zhǔn)，或用于病人的人口統(tǒng)計學(xué)資料、申請單、診斷結(jié)果的HL7標(biāo)準(zhǔn)來完成集成的。

舉例：使用HL7標(biāo)準(zhǔn)的命令消息從“申請單入口程序”發(fā)送到“日程計劃調(diào)度系統(tǒng)”中。原則上，供應(yīng)商A申請單入口軟件，并不需要知道由廠商B提供的日程計劃調(diào)度系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)，但必須詳細(xì)了解它支持什么類型的HL7標(biāo)準(zhǔn)消息。不過HL7協(xié)議太過復(fù)雜，盡管HL7 V3.0版已經(jīng)對HL7標(biāo)準(zhǔn)有了嚴(yán)格的定義，廠家（尤其是國內(nèi)應(yīng)用供應(yīng)商）的遵循還是存在滯后。

DICOM的通訊標(biāo)準(zhǔn)定義的比較好，而且與DICOM兼容的設(shè)備都需要有一個一致性聲明，這個聲明文件，以一種提前描述的格式精確定義了服務(wù)和信息內(nèi)容。

1.4 級別4：框架集成

“框架（Profile）”是指一個標(biāo)準(zhǔn)集合，一般是指一組設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，遵循這一組規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)無縫集成。

這種集成的一個例子就是DICOM設(shè)備的工作列表（Modality Worklist）服務(wù)，設(shè)備與PACS遵循這個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病人資料的相互交流，安排檢查信息從PACS系統(tǒng)到成像設(shè)備間的相互交流。

IHE框架（IHE Profile）嚴(yán)格定義了哪些屬性即信息應(yīng)該用來相互交換，嚴(yán)格定義了與其它DICOM服務(wù)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)時間，甚至定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)即DICOM和HL7之間的消息映射。如果沒有信息和框架集成，信息系統(tǒng)和設(shè)備之間通訊、工作站和其他PACS系統(tǒng)的組件間的通信都將是私有的，完全依賴廠家實現(xiàn)。

1.5 級別5：現(xiàn)場集成

級別5與級別4很接近，都是在兩個程序間交換信息，只是耦合性更低，基本可以認(rèn)為是脫節(jié)的。

舉例：一臺技師工作站上，可以運行很多程序，如圖片瀏覽器、心電圖儀的顯示程序、顯示診斷結(jié)果程序。這些應(yīng)用程序之間交換的信息只限于它們的現(xiàn)場信息。

在某些應(yīng)用環(huán)境中，有一個現(xiàn)場管理程序，比如說HIS的醫(yī)生工作站。只要醫(yī)生在醫(yī)生工作站中將當(dāng)前病人從甲病人切換到乙病人，那么醫(yī)生工作站程序就發(fā)出現(xiàn)場改變的信號傳遞給其他應(yīng)用程序，這樣一來，其他程序也將相關(guān)資料改成乙病人的，這一模式在早期的HIS系統(tǒng)與單機(jī)應(yīng)用程序的對接中比較常見。

1.6 級別6：物理集成

這個級別的集成是物理硬件的集成，通常只有在共享的操作系統(tǒng)上運行應(yīng)用程序。這一集成在早期硬件成本比較高的時候，比較常見。目前隨著虛擬化（Virtualization）技術(shù)的逐漸成熟，物理集成開始以一種新的方式來實現(xiàn)。

2 簡單對比

不同級別集成的優(yōu)缺點包括如下幾個方面：

2.1 可靠性比較

商貿(mào)活動作為流動性最大的民間活動，在封建社會追求穩(wěn)定的統(tǒng)治時期，無法形成巨大的影響。但隨著明清時期的資本主義萌芽以及社會發(fā)展的影響，商人團(tuán)體逐漸成為一個難以忽略的社會影響因素。

作為通用的原則，更緊密的集成意味著更高的可靠性。例如，比較以下兩種集成方式：

(1) 放射信息系統(tǒng)（RIS）將一個按照HL7標(biāo)準(zhǔn)格式整理的病人信息傳遞給某個集成網(wǎng)關(guān)程序，網(wǎng)關(guān)程序再通過Worklist服務(wù)傳遞給設(shè)備，用于病人資料的傳遞。

(2) RIS直接支持工作列表服務(wù)，將病人信息直接傳給設(shè)備，不使用額外的HL7到DICOM的映射就可以進(jìn)行集成。

毫無疑問，這種情況下第二種集成方式更可靠，因為前者存在一個轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，故障發(fā)生的機(jī)會無疑是增加了。

2.2 單點失效

一個由相對較少組件組成的而又緊密集成的系統(tǒng)是存在風(fēng)險的，因為如果一個部分出現(xiàn)故障，系統(tǒng)的多個特性及功能將都會受到影響。

假設(shè)一個單一的PACS服務(wù)器，它要服務(wù)于整個放射科室，也包括來自臨床的影像訪問。 如果由于某種原因這個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就沒有人可以訪問任何圖像。相反，如果為臨床準(zhǔn)備一個單獨的訪問服務(wù)器（緩存最近一個月的數(shù)據(jù)），那么即使主服務(wù)器暫時不可用，臨床還是能夠調(diào)用最近一個月的影像?；蛘呒词挂驗榕R床訪問出現(xiàn)突發(fā)流量很大的情況，最壞的情況也是臨床專用訪問服務(wù)器崩潰，不會影響影像科的工作流程。

很多IT廠家聲稱可以通過具有雙處理器、備份存儲、熱插拔驅(qū)動器等功能提高可靠性。但是，增加一個節(jié)點有時是最簡單可靠的選擇。在預(yù)算有限的情況下，雙節(jié)點獨立工作把不同區(qū)域的訪問隔離開是簡單而行之有效的選擇。

2.3 成本

成本很難評估，購買供應(yīng)商緊密集成的系統(tǒng)時似乎沒有增加的成本。對一個更松散的連接系統(tǒng)而言，它的優(yōu)勢之一就是允許使用像顯示器組件、不同廠商的工作站等。這可能會節(jié)約成本，但是，隨后還將花費一些測試費用，以及與外部各個部件進(jìn)行集成的費用。

3 結(jié)論

圖1 PACS的集成趨勢

當(dāng)前的趨勢如何呢？如圖1所示，集成化似乎被吸引到中心的級別，也就是說朝著信息和框架集成的級別（級別3和4）發(fā)展，同時物理集成正朝著現(xiàn)場集成的方向發(fā)展（級別6到級別5）。

向現(xiàn)場集成推動的原因是：目前各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)理解到了電子病歷（EMR）的重要性，用戶希望在一個界面上訪問完整的病人醫(yī)療記錄。今天是在一個典型的電腦上，明天可能會通過無線掌上設(shè)備來訪問。這將使醫(yī)生能夠從整體上對病人進(jìn)行評估，因為不僅可以獲得檢驗結(jié)果，而且可以獲取放射影像、檢查報告等一系列數(shù)據(jù)。醫(yī)生們也正在尋找一種整體的診斷分析方法，比如受感染的牙齒可能會導(dǎo)致病人頭痛，影響人的化驗結(jié)果，甚至影響視力和聽力，而這些正是符合發(fā)展趨勢的診斷分析方法。支持標(biāo)準(zhǔn)、支持不同級別集成的配置和融合是非常重要的，這也是使得這一目標(biāo)能夠逐漸實現(xiàn)的原因。

[1] 莊峻,蔣建榮.PACS和RIS系統(tǒng)集成實施和應(yīng)用[J].上海醫(yī)學(xué)影像雜志,2003(2):84-87.

[2] 鐘國康,陳星榮.醫(yī)療信息系統(tǒng)集成的進(jìn)展[J].中國醫(yī)學(xué)計算機(jī)成像雜志,2004(4):281-283.

[3] 狄幸波,濮俊輝.PACS系統(tǒng)的可靠性分析[J].中國醫(yī)療器械信息,2005(3):21-23.

[4] 辜麗川,尹家生,等.PACS與HIS/RIS集成網(wǎng)關(guān)的研究與設(shè)計[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005(11):35-36.

[5] 郭凌菱,常建國.醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成探討[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009(7):67-69.

[6] 邱明輝,劉海一,薛萬國,等.PACS與HIS/RIS集成方法的研究[J].計算機(jī)應(yīng)用研究,2004,21(12):38-40.

[7] 李貴祥,王放.HIS和PACS的融合方法[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2004,23(3):212-214.

[8] 林天毅,畢亞雷.PACS與HIS/RIS集成及其在我國實現(xiàn)的相關(guān)問題[J].中國醫(yī)療器械信息,2000,6(1):25-28.

[9] 劉長生,孟松.醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）和PACS[J].電腦知識與技術(shù),2004(5):94-96.

Discussion about the PACS Application Integration

CHEN Wu-nan
Network Center,Zhangzhou Municipal Hospital,Zhangzhou Fujian 363000,China

Medical Imaging Archiving and Communication System (PACS) is an important system in modern digital hospitals.The integration of PACS and other systems is an important problem in hospital digitallization construction.PACS application integration can be divided from the non-integration to the API integration of seven different levels of integration,every integration has its own advantages and disadvantages. In this paper,the 7 levels were compared, and the suggestions of direction of the proposed integration were given.

PACS;system integration;HIS

TP393.03

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.08.019

1674-1633(2010)08-0056-03

2009-11-11

作者郵箱：chenwn@zzfh.com