醫(yī)學(xué)影像PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：在醫(yī)院信息中醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)是一個(gè)重要部分，由于其數(shù)據(jù)量巨大，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和存儲(chǔ)等都帶來(lái)了許多問(wèn)題。從而產(chǎn)生了許多應(yīng)用技術(shù)，遠(yuǎn)程查看圖像、圖像壓縮技術(shù)等。從醫(yī)學(xué)影像PACS系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)、組成模塊、功能實(shí)現(xiàn)三方面來(lái)闡述醫(yī)學(xué)影像PACS系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：影像；PACS；系統(tǒng)

以DICOM，HL7等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，利用IHE定義的技術(shù)框架，以提高醫(yī)院工作效率，增強(qiáng)醫(yī)療服務(wù)的安全性，服務(wù)臨床為根本目標(biāo)，覆蓋全院范圍的全院級(jí)PACS系統(tǒng)（涵蓋放射科和醫(yī)技科室）。并與醫(yī)院HIS系統(tǒng)做全面集成，實(shí)現(xiàn)以病人為基本單位的全醫(yī)學(xué)影像信息的電子檔案管理。全院各臨床科室和檢查科室信息共享，可以隨時(shí)調(diào)取相關(guān)病人的影像信息，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部的影像信息管理系統(tǒng)建設(shè)。建立數(shù)字影像的遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)，逐步向社區(qū)醫(yī)院提供醫(yī)學(xué)影像的區(qū)域調(diào)用。

1 PACS系統(tǒng)建設(shè)具體目標(biāo)

通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)手段優(yōu)化檢查工作流程，將醫(yī)院的影像設(shè)備（CT、DR/CR、DSA、超聲、內(nèi)鏡、病理等）接入PACS（醫(yī)學(xué)影像歸檔與通信系統(tǒng)）系統(tǒng)平臺(tái)；實(shí)現(xiàn)影像和信息的集中歸檔、存儲(chǔ)與管理。組建數(shù)字化閱片室和教學(xué)/會(huì)診中心，實(shí)現(xiàn)影像診斷數(shù)字化，膠片打印共享網(wǎng)絡(luò)化。配置影像科室PACS（醫(yī)學(xué)影像歸檔與通信系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)影像科病人登記、檢查、診斷報(bào)告等流程的數(shù)字化管理。其次，實(shí)現(xiàn)HIS與PACS系統(tǒng)的無(wú)縫集成，即實(shí)現(xiàn)病人電子檢查申請(qǐng)單和檢查報(bào)告的互通，減少重復(fù)登記的工作強(qiáng)度和不必要的人為失誤，為門診、住院、急診、體檢等部門提供瀏覽PACS影像和報(bào)告服務(wù)，連接全院臨床科室，將醫(yī)院的各類信息系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和整合，最終建成真正的數(shù)字化醫(yī)院。

2 PACS系統(tǒng)的組成模塊

PACS系統(tǒng)（如圖1）主要包括：圖像采集、傳輸存儲(chǔ)、處理、顯示以及打印。硬件主要有接口設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和顯示系統(tǒng)。軟件的功能包括通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、存儲(chǔ)管理、任務(wù)調(diào)度、錯(cuò)誤處理和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等。

圖1 PACS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 PACS項(xiàng)目聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及數(shù)據(jù)量

醫(yī)院影像設(shè)備清單如表1所示。

表1

備注： DICOM接口至少包括Store，MWL這兩類服務(wù)，具體情況以醫(yī)院提供的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，表格中標(biāo)記Y的項(xiàng)目表示是，N表示否，U表示未知。若影像設(shè)備未開(kāi)放MWL接口，則由醫(yī)院協(xié)調(diào)設(shè)備廠家協(xié)助解決。

日在線數(shù)據(jù)量：10.0GB（2.5：1無(wú)損壓縮）；在線數(shù)據(jù)量：>=1.5TB/Y；Web數(shù)據(jù)量：>=0.5TB/6M；合計(jì)年在線數(shù)據(jù)量：>=2TB/Y；1年歸檔數(shù)據(jù)量：>=2.0TB；3年歸檔數(shù)據(jù)量：>=8.0TB（10%年增長(zhǎng)率）

4 PACS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

PACS項(xiàng)目軟件站點(diǎn)要求（表2）。

表2 PACS項(xiàng)目軟件站點(diǎn)要求

PACS主服務(wù)器軟件：PACS系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)常熟且領(lǐng)先的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，如：C/S、B/S或SOA三層架構(gòu)等；需要有利于減輕服務(wù)層的訪問(wèn)壓力和硬件成本，又便于各科室對(duì)醫(yī)學(xué)影像的訪問(wèn)進(jìn)行分流，支持集中部署和管理客戶端。PACS系統(tǒng)支持模塊化設(shè)計(jì)，如：數(shù)據(jù)庫(kù)、影像管理、影像歸檔等模塊即可根據(jù)各自承擔(dān)的工作量安裝于獨(dú)立的單臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器上，能有效避免單點(diǎn)故障，也便于擴(kuò)充。

PACS數(shù)據(jù)管理軟件：集中記錄所有PACS影像的儲(chǔ)存位置和狀態(tài)，主要記錄病人/檢查（Study）/影像序列（Image series）/影像（Image）的相關(guān)信息；PACS所有的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，比如：所有病人及檢查的相關(guān)文字資料，所有檢查影像的屬性資料，PACS系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等。提供病人信息和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)與管理，支持根據(jù)用戶的角色、工作組等參數(shù)，設(shè)定用戶的權(quán)限，可監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，可設(shè)置級(jí)別的日志記錄和查看工具。

PACS影像管理服務(wù)軟件：需要支持CR、DR、CT及未來(lái)擴(kuò)大發(fā)展所需要連接的相應(yīng)設(shè)備如：MRI、NM、PET、XA、US（含Multi-Frame）、SC比如內(nèi)鏡、病理等等影像設(shè)備的相關(guān)DICOM服務(wù)，支持DICOM圖像的有損/無(wú)損壓縮和解壓縮，且壓縮比可定制，支持JPEG系列壓縮算法或小波（Wavelet）壓縮算法等，可支持接收和分發(fā)病人信息、檢查信息和報(bào)告信息，可監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，可設(shè)置級(jí)別的日志記錄和查看工具，可配置和管理整個(gè)系統(tǒng)各種相關(guān)影像設(shè)備；所有圖像都可被設(shè)置為即時(shí)或延時(shí)調(diào)用。

PACS系統(tǒng)集成軟件：支持接收和分發(fā)病人信息、檢查信息和報(bào)告信息，對(duì)RIS/MIIS， PACS和影像設(shè)備之間的通信進(jìn)行優(yōu)化，影像設(shè)備DICOM Worklist， 在RIS系統(tǒng)輸入的病人信息和檢查信息可通過(guò)該模塊傳輸?shù)接跋裨O(shè)備，避免重復(fù)輸入。臨床Web影像發(fā)布軟件，系統(tǒng)可設(shè)定圖像壓縮比且支持JPEG2000或Wavelet（小波）等壓縮算法及格式，同時(shí)支持DICOM多幀影像顯示和DICOM真彩色影像顯示。

PACS應(yīng)用服務(wù)軟件：可以提供用戶的信息安全認(rèn)證，支持嚴(yán)格的用戶密碼和訪問(wèn)權(quán)限管理，PACS客戶端軟件的統(tǒng)一安裝、升級(jí)和維護(hù)；客戶端與PACS核心服務(wù)器的雙向通信等功能；支持128bit的SSL加密技術(shù)，病人基本信息可以得到充分的保護(hù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸途中的私密性；統(tǒng)一管理內(nèi)網(wǎng)（如大放射科）和外網(wǎng)（如臨床科室、外院）客戶端對(duì)服務(wù)器的訪問(wèn)；可以擴(kuò)充到全院臨床科室的訪問(wèn)負(fù)荷，可支持>=100個(gè)用戶的并發(fā)訪問(wèn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孟沖（1980-），男，江蘇徐州人，本科，工程師，主要研究方向：影像PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)，CT操作，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。