宣城市中心醫(yī)院PACS/RIS系統(tǒng)的構(gòu)建與解決方案

程志偉，王振華

（1.安徽省宣城市中心醫(yī)院 安徽 宣城 242000；2.安徽省星靈信息科技有限公司 安徽 合肥 230000）

數(shù)字化醫(yī)院是我國(guó)現(xiàn)代醫(yī)療發(fā)展的新趨勢(shì)，數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)是醫(yī)院業(yè)務(wù)軟件、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)所組成的三位一體的綜合信息系統(tǒng)，數(shù)字化醫(yī)院工程有助于醫(yī)院實(shí)現(xiàn)資源整合、流程優(yōu)化，降低運(yùn)行成本，提高服務(wù)質(zhì)量、工作效率和管理水平。

PACS系統(tǒng)[1]是數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)的重要組成部分，PACS系統(tǒng)[3]是 Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意為影像歸檔和通信系統(tǒng)。它是應(yīng)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(xué)影像（包括核磁，CT，超聲，各種X光機(jī)，各種紅外儀、顯微儀等設(shè)備產(chǎn)生的圖像）通過各種接口（模擬，DICOM，網(wǎng)絡(luò)）以數(shù)字化的方式海量保存起來，當(dāng)需要的時(shí)候在一定的授權(quán)下能夠很快的調(diào)回使用，同時(shí)增加一些輔助診斷管理功能。它在各種影像設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)和組織存儲(chǔ)數(shù)據(jù)具有重要作用。放射科信息管理系統(tǒng)RIS(Radiology Information System)是放射科的登記、分診、影像診斷報(bào)告以及放射科的各項(xiàng)信息查詢、統(tǒng)計(jì)等工作的管理系統(tǒng)，RIS系統(tǒng)與PACS系統(tǒng)緊密相連，構(gòu)成醫(yī)院數(shù)字醫(yī)療設(shè)備、影像及報(bào)告管理的解決方案。

我院是一所集醫(yī)療、預(yù)防、教學(xué)、科研于一體的大型三級(jí)綜合性公立醫(yī)院，現(xiàn)有開放床位600多張，影像醫(yī)學(xué)部包括放射科、CT室、超聲室等多個(gè)科室。目前已擁有飛利浦核磁、螺旋ct、dr、直線加速器、彩色多普勒超聲診斷儀等一大批大型醫(yī)療影像檢查設(shè)備[4]。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像處理一般是膠片記錄，膠片的處理與存檔需要消耗醫(yī)院大量的時(shí)間、空間、人力物力財(cái)力，圖像調(diào)取速度慢，多個(gè)科室醫(yī)生不能同時(shí)調(diào)閱同一個(gè)病人的膠片，無法遠(yuǎn)程會(huì)診，還存在膠片變質(zhì)損壞問題。我院引進(jìn)安徽省星靈信息科技有限公司的PACS/RIS系統(tǒng)后，影像科室工作效率有了明顯的提高。

1 PACS/RIS的框架與系統(tǒng)架構(gòu)

目前 PACS 是由醫(yī)療設(shè)備[2](CT、DR、DSA、MRI等)、醫(yī)生工作站(Review Station)、交換設(shè)備(Switch)、服務(wù)器(Server)、數(shù)據(jù)庫(kù)(Date Base)等主要部分組成?；诔墒斓钠髽I(yè)級(jí)技術(shù)架構(gòu)J2EE，采用插件化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及分層設(shè)計(jì)，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

2 PACS系統(tǒng)前期準(zhǔn)備

醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)組建：我院目前已建成千兆光纖網(wǎng)絡(luò)，所有的影像科室設(shè)備與電腦都已聯(lián)網(wǎng)完畢。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2所示。

圖1 醫(yī)院PACS/RIS系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 PACS/RIS system architecture diagram of hospital

圖2 宣城中心醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接示意圖Fig.2 Schematic diagram of Xuancheng central hospital internal network PACS/RIS

服務(wù)器：使用基于J2EE技術(shù)，支持跨平臺(tái)運(yùn)行，系統(tǒng)可以運(yùn)行在Linux平臺(tái)，從安全性和穩(wěn)定性上來比較，LINUX系統(tǒng)的不停機(jī)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于windows系統(tǒng)，LINUX環(huán)境系統(tǒng)漏洞極少，因此，從根本上杜絕了病毒泛濫，從源頭上保證系統(tǒng)能提供持續(xù)的，穩(wěn)定的服務(wù)，目前對(duì)國(guó)家重點(diǎn)安全部門，如金融，信息，電力等部門，使用LINUX和UNIX環(huán)境占主要地位；LINUX環(huán)境的服務(wù)器，長(zhǎng)期運(yùn)行沒有任何問題，而windows環(huán)境服務(wù)器，即使頻繁升級(jí)殺毒軟件，仍然三天兩頭受到攻擊，運(yùn)行受到影響。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器使用的是MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。存檔DICOM服務(wù)器遵循DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于各種規(guī)模的PACS系統(tǒng)。

設(shè)備的接入：我院CT、CR、MR、DSA等大型設(shè)備全部具有DICOM3.0接口,而且支持Worklist設(shè)備將直接接入網(wǎng)絡(luò)管理。而不具備DICOM3.0接口的彩超、內(nèi)窺鏡、病理等設(shè)備通過視頻采集技術(shù)將圖像轉(zhuǎn)換為DICOM3.0格式。

存儲(chǔ)：目前醫(yī)療PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)通常采用分級(jí)存儲(chǔ)，通常可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)存儲(chǔ)。一級(jí)存儲(chǔ)可以用于PACS短期、常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通常需要大容量、性能高，能滿足高頻率的訪問、讀取、寫入。二級(jí)存儲(chǔ)一般采用磁盤陣列，用于存儲(chǔ)不常用的歷史數(shù)據(jù)，并能安全、及時(shí)、準(zhǔn)確地提供數(shù)據(jù)訪問，通過數(shù)據(jù)遷移技術(shù)將一級(jí)存儲(chǔ)中不常用的數(shù)據(jù)遷移至二級(jí)存儲(chǔ)。三級(jí)存儲(chǔ)也常稱為離線存儲(chǔ)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期保存，在安全性、大容量等方面需要更高的要求。三級(jí)存儲(chǔ)一般可以采用磁帶庫(kù)、光盤庫(kù)、磁盤陣列等方式。我院目前使用的是二級(jí)存儲(chǔ)。使用磁盤陣列，總存儲(chǔ)量32Tb，預(yù)計(jì)可以維持5年。

膠片打印機(jī)：我院目前有膠片打印機(jī)4臺(tái)，支持網(wǎng)絡(luò)打印。

3 PACS/RIS系統(tǒng)工作流程

1)臨床醫(yī)生通過HIS醫(yī)生工作站提交檢查申請(qǐng)；

2)RIS登記工作站通過HIS接口獲取病人信息后預(yù)約登記（可以通過刷卡或掃描條碼等多種方式快速登記）；

3)大屏幕排隊(duì)語音叫號(hào)系統(tǒng)將顯示病人的等待檢查列表，并且自動(dòng)按照不同類別進(jìn)行分診；

4)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備通過Worklist獲取病人檢查列表；

5)設(shè)備完成圖像獲取后將圖像發(fā)往服務(wù)器；

6)診斷醫(yī)生在影像工作站瀏覽病人圖像、完成診斷報(bào)告；

7)由審核醫(yī)師審批后打印報(bào)告；

8)大屏幕排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)將顯示病人的檢查診斷已經(jīng)完成，提醒病人前往發(fā)片處領(lǐng)取膠片與報(bào)告；

9)臨床科室醫(yī)生在醫(yī)生工作站直接查看病人的影像與報(bào)告；

10)另外，管理人員可以通過科室管理軟件查看各種數(shù)據(jù)信息，了解科室影像工作的運(yùn)行情況，并且管理科室日常工作。

圖3 規(guī)范化影像科室業(yè)務(wù)流程Fig.3 Normalized image department of business process

4 PACS實(shí)施的相關(guān)技術(shù)

4.1 DICOM標(biāo)準(zhǔn)

DICOM[5]（Digital Imaging and Communications in Medicine）即醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信，是醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)信息的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 12052）。它定義了質(zhì)量能滿足臨床需要的可用于數(shù)據(jù)交換的醫(yī)學(xué)圖像格式。

DICOM標(biāo)準(zhǔn)中涵蓋了醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像的采集、歸檔、通信、顯示及查詢等幾乎所有信息交換的協(xié)議；以開放互聯(lián)的架構(gòu)和面向?qū)ο蟮姆椒ǘx了一套包含各種類型的醫(yī)學(xué)診斷圖像及其相關(guān)的分析、報(bào)告等信息的對(duì)象集；定義了用于信息傳遞、交換的服務(wù)類與命令集，以及消息的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)；詳述了唯一標(biāo)識(shí)各類信息對(duì)象的技術(shù)；提供了應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（OSI或TCP/IP）的服務(wù)支持；結(jié)構(gòu)化地定義了制造廠商的兼容性聲明（Conformance Statement）。

4.2 DICOM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流程

支持 DICOM 3.0工作列表功能的醫(yī)療影像設(shè)備，從PACS查詢與該設(shè)備相關(guān)的WORKLIST列表。檢查設(shè)備也可以通過手動(dòng)輸入病人信息、或者是磁卡掃描、條形碼掃描的輸入方式。

如果設(shè)備無法支持DICOM 3.0工作列表功能，用戶可以根據(jù)由影像科室分配的病人編號(hào)（唯一的），來標(biāo)識(shí)某個(gè)病人的記錄。PACS服務(wù)器一收到檢查圖像時(shí)，便完成病人登記信息和檢查圖像的自動(dòng)匹配。

帶有DICOM 3.0存儲(chǔ)功能的影像設(shè)備直接將獲取圖像發(fā)送到PACS網(wǎng)絡(luò)中。不同的設(shè)備有不同的圖像傳輸方式。如果需要，用戶也可以選擇在設(shè)備控制臺(tái)完成需要的編輯后，檢查就可以上傳到PACS網(wǎng)絡(luò)（后處理）。

在影像設(shè)備完成圖像采集之后，這些影像數(shù)據(jù)以 10/100 M速率（取決于網(wǎng)絡(luò)連接）發(fā)送到PACS網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)有故障的情況下，影像可以存儲(chǔ)在影像設(shè)備的緩沖區(qū)中，直到網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)。一旦網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)，所有影像／檢查信息都可傳送到PACS系統(tǒng)。該應(yīng)用可以在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)發(fā)揮作用。

擁有后處理功能并支持有效 DICOM 3.0查詢／檢索的影像設(shè)備可以查詢PACS服務(wù)器并取回檢查進(jìn)行進(jìn)一步的處理。經(jīng)處理的檢查可以重新提交到PACS服務(wù)器并添加到響應(yīng)的檢查結(jié)果中。

4.3 非DICOM接口存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流程

PACS工作終端支持視頻轉(zhuǎn)換為DICOM圖像和DICOM傳輸功能。

用戶從預(yù)先安排的病人／檢查隊(duì)列中選擇病人，然后開始獲取影像，在此過程中，通常采用視頻采集的方式，采集工作站將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成DICOM格式后，發(fā)送至PACS服務(wù)器。

4.4 影像顯示和處理功能

圖像瀏覽：支持任意布局、多工作區(qū)瀏覽、按膠片比例瀏覽圖像、標(biāo)尺顯示。

同一窗口內(nèi)不同時(shí)段、不同檢查、多個(gè)序列和多個(gè)病人圖像對(duì)比。

基本功能：小圖標(biāo)、實(shí)時(shí)窗位窗寬調(diào)整、全選、反選、多幅顯示（1X1到 9X9）、標(biāo)注信息顯示、預(yù)定義窗位窗寬。

顯示功能：放大縮小、區(qū)域放大、圖像拖移、反轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、鏡像、倒置、拷貝、偽彩、灰值圖、濾鏡、Gamma校正等。

測(cè)量處理：距離測(cè)量、角度測(cè)量、橢圓測(cè)量、矩形測(cè)量、點(diǎn)值測(cè)量、文字注釋、文本注釋、以及相應(yīng)的長(zhǎng)度、面積、方差、容積的計(jì)算顯示

圖像銳化和加強(qiáng)邊界過濾功能

圖像電影回放

圖像覆蓋層顯示自定義

圖像拼圖模式下對(duì)比顯示

支持16/24/32 Bit VGA顯示模式、分辨率支持1024X768以上;橫屏 (Landscape)、豎屏 (Portrait)雙屏顯示支持

4.5 圖文報(bào)告功能

標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告打印格式模板 (用戶可以自定義和動(dòng)態(tài)修改，以適應(yīng)不同醫(yī)院不同科室的需求)并可以根據(jù)用戶要求定制需要的模板

結(jié)構(gòu)化的模板，癥狀和檢查所見數(shù)據(jù)字典(使用者可以添加和修改)

報(bào)告上包含圖像 （1x1到 9x9多頁(yè)打?。?/p>

報(bào)告的查詢檢索和編輯（報(bào)告跟患者一一對(duì)應(yīng)，可以根據(jù)報(bào)告查找到圖像也可以根據(jù)圖像查找診斷報(bào)告）

ACR Index查尋檢索系統(tǒng)

4.6 影像存檔和管理

數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)備份到硬盤其他位置

數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)分級(jí) (當(dāng)前庫(kù)、歷史庫(kù)、臨時(shí)庫(kù))，從而保證操作的快捷

保存到CD/DVD系統(tǒng)可以自動(dòng)打包、刻盤、并可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)閱圖像刻盤后數(shù)據(jù)庫(kù)保存相應(yīng)的所有原始圖像目錄資料和對(duì)應(yīng)光盤，可以隨時(shí)查詢檢索，保證所有光盤資料在線圖像光盤包含標(biāo)準(zhǔn)DICOMDIR

4.7 圖像輸入/輸出功能

根據(jù)DICOM查詢檢索直接獲取圖像

通過自帶的導(dǎo)入程序?qū)胗脖P上和CDR的圖像

無損壓縮輸出JPEG(Lossless)圖像

輸出到其他格式(BMP、JPEG、TIFF、DCM、Clipboard)

5 結(jié)論

作為醫(yī)院信息化系統(tǒng)的一部分[6]，PACS/RIS建設(shè)應(yīng)該充分考慮到醫(yī)院現(xiàn)有的資金，人員，需求，醫(yī)院未來的發(fā)展規(guī)劃及PACS技術(shù)發(fā)展的狀態(tài)，通過統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施，我院PACS安全可靠地實(shí)現(xiàn)了影像采集、影像處理、影像傳輸、影像管理、影像存儲(chǔ)、影像瀏覽、影像輸出、圖文報(bào)告編輯等功能。為數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)提供保證。

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