數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像、科研及教學(xué)實踐中的應(yīng)用

許翠麗　朱向明　趙峰

摘要：目的 應(yīng)用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)及其一系列后處理技術(shù)，滿足教學(xué)、診斷及科研等多方面的臨床需求。方法 基于C-MOVE的三方通訊機制及所有影像數(shù)據(jù)均遵從DICOM3.0格式，使用我院自主研發(fā)的PACS系統(tǒng)，將我院設(shè)備、工作站或PACS服務(wù)器組中的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸及回傳，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也可經(jīng)過一系列的針對操作者所需要的要求進(jìn)行后處理，然后在回傳到設(shè)備、工作站或PACS服務(wù)器組中。結(jié)果 經(jīng)過后處理后回傳的影像數(shù)據(jù)，能夠滿足醫(yī)學(xué)影像診斷、科研及教學(xué)實踐對影像數(shù)據(jù)及影像圖像的要求。結(jié)論 數(shù)據(jù)回傳技術(shù)對提高影像診斷的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)教學(xué)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和保證科研的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性起到了極大的幫助。

關(guān)鍵詞：PACS；數(shù)據(jù)回傳；后處理技術(shù)

Abstract：Objective Use the data transmission technology and a series of post processing technology to meet the need of the clinical practice in teaching，diagnosis、scientific research and so on .Methods Based on C-MOVE's tripartite communication mechanism，and all image data obey the form of DICOM3.0，use the PACS that is research and development by ourselves，take the image data in the facility，workstation and PACS sever group to transmission and back.According to our need，the data also can have a series of post processing then back to the facility、workstation and PACS sever group.Results The back image data that after post processing can meet the need of the medical imaging diagnosis，research and teaching to the image data and image pictures.Conclusion The data transmission technology have a great help in improving the accuracy of medical imaging diagnosis 、realizing the networking，digitizing of teaching and ensuring the scientificalness、conscientiousness of research .

Key words：PACS；Data transmission；Technology of post processing

醫(yī)學(xué)影像歸檔與通信系統(tǒng)（Pictures Achieving and Communication System，PACS）是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)，遵循DICOM唯一標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)字化顯示，存儲和傳輸?shù)木C合性系統(tǒng)[1]。圖像回傳后處理技術(shù)是PACS系統(tǒng)在編輯患者影像圖像是常用的技術(shù)，由于圖像后工作站的存儲容量有限，隨著時間推移，早期患者的影像資料就會從工作站上被自動刪除，因此，想要重新后處理這個患者的圖像就變得不可能了。數(shù)據(jù)回傳技術(shù)是PACS系統(tǒng)的一項新技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)連接將保存在影像服務(wù)器中的數(shù)據(jù)回傳給設(shè)備后處理工作站，從而實現(xiàn)無時間限制的后處理能力。本研究基于數(shù)據(jù)傳輸與回傳技術(shù)，通過PACS系統(tǒng)平臺，利用計算機軟、硬件技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，以研究數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在臨床中的應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1一般資料 研究材料為我院影像中心荷蘭飛利浦、德國西門子，美國GE、日本東芝等多家公司多種型號檢查設(shè)備，以PHILIPS Brilliance 64排CT做典型代表分析。PC應(yīng)用環(huán)境采用Microsoft Windows 7中文版或Windows XPx Professional操作系統(tǒng)。圖像采集與傳輸采用醫(yī)學(xué)數(shù)字影像通訊標(biāo)準(zhǔn)DIC0M 3.0，影像數(shù)據(jù)庫采用SQL Server Rv5數(shù)據(jù)庫。

醫(yī)院局域以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)是微軟WINDOWS7專業(yè)版，服務(wù)器操作系統(tǒng)是Windows Enterprise Server 2008，數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)是Sql Enterprise server2008，程序設(shè)計開發(fā)工具是Microsoft visual studio 2010專業(yè)版。

1.2方法 PACS系統(tǒng)的核心是PACS服務(wù)器組，它接收影像檢查設(shè)備傳來的DICOM3.0格式的影像數(shù)據(jù)并存儲，將影像數(shù)據(jù)文件頭中包含的患者信息與HIS系統(tǒng)中的患者信息進(jìn)行匹配，完成圖像信息與患者信息的關(guān)聯(lián)，借助數(shù)據(jù)庫對圖像進(jìn)行管理，同時為多個用戶和圖像使用設(shè)備提供影像數(shù)據(jù)的查詢和發(fā)送[2]。

2 結(jié)果

PACS系統(tǒng)有七個連續(xù)不斷的運行過程組成（圖1所示）。圖像回傳技術(shù)的運作也是基于這七個過程完成的。DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通訊標(biāo)準(zhǔn)[3]：DICOM應(yīng)用實體的運行與交互是基于客戶-服務(wù)器模型的。SCP（service class provider）服務(wù)提供者，相當(dāng)于客戶-服務(wù)器模型中的服務(wù)器，SCU（service class user）服務(wù)使用者，相當(dāng)于客戶-服務(wù)器模型中的客戶[4]。在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中，DIMSE-Service（DICOM message service elements），即DICOM消息服務(wù)單元與相關(guān)信息對象IOD結(jié)合成一個SOP類。

DIMSE服務(wù)組包括C-ECHO、C-FIND、C-MOVE、C-STORE。其中C-MOVE是基于兩個TCP連接的三方服務(wù)，關(guān)于C-MOVE的三方通訊機制如圖2所示。C-MOVE可以實現(xiàn)從一個AE將DICOM文件發(fā)送給另一個AE。關(guān)于C-MOVE SCP需要同時實現(xiàn)C-STORE SCP的問題，特此說明一下。并非一定要求C-MOVE SCP來實現(xiàn)C-STORE SCP服務(wù)，C-MOVE服務(wù)本身并未要求是雙方交互，有可能是多方交互。比如A作為C-MOVE SCU向B發(fā)出C-MOVE-RQ請求，此時作為C-MOVE SCP的B在查詢到結(jié)果后可以向C發(fā)出C-STORE-RQ請求，只要C提供了C-STORE SCP服務(wù)，就可以接收由B發(fā)送過來的圖像。因此C-MOVE服務(wù)可以使三方之間的交互。

數(shù)據(jù)回傳技術(shù)使用的是可以實現(xiàn)三方之間交互傳輸?shù)腄IMSE服務(wù)組中的C-MOVE服務(wù)。數(shù)據(jù)回傳技術(shù)是設(shè)備（Facility），工作站（work station）和PACS服務(wù)器三者之間相互的影像數(shù)據(jù)之間的傳輸和回傳，三者之間的影像數(shù)據(jù)均遵從DICOM3.0格式，設(shè)備、工作站及PACS服務(wù)器三者中任何一方可以為SCU，也可以是SCP。我院采用自主研發(fā)的PACS系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳時，首先啟動云PACS服務(wù)，在遠(yuǎn)程服務(wù)器中首先新建一個新的服務(wù)器（例如服務(wù)器名稱為MRI，既將指定患者的MRI圖像進(jìn)行回傳），找到需要處理的患者的信息，提取影像資料到本地服務(wù)器，提取之后打開編輯，對影像進(jìn)行一系列處理以達(dá)到想要實現(xiàn)的效果，例如進(jìn)行匿名化處理發(fā)送至學(xué)校的教學(xué)PACS系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行教學(xué)，從而保護(hù)患者隱私；進(jìn)行特殊標(biāo)記處理把想要突出說明的地方標(biāo)記出來用于科研、臨床病例討論等；對圖像進(jìn)行三維重建、多平面分析、局部放大、調(diào)整窗寬窗位等后處理，以協(xié)助影像科醫(yī)生更好的閱片和做出更準(zhǔn)確的診斷。最后把編輯好的圖像在發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器里一開始新建的服務(wù)器中去，這樣就完成了一次數(shù)據(jù)的回傳。見圖3。

PACS數(shù)據(jù)回傳系統(tǒng)的應(yīng)用，為醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生的分析及診斷提供了更加清晰的思路，提供了多平面圖像重建的可能，而且同意患者圖像可多次打印，提高了影像診斷的準(zhǔn)確率。

2.1提高醫(yī)學(xué)影像學(xué)的診斷水平 準(zhǔn)確性是所有診斷手段和工具的立身之本，影像科醫(yī)生或者臨床醫(yī)生診斷時常常需要結(jié)合患者的多種影像資料做出綜合診斷，需要看到患者的多種影像資料和報告結(jié)果，甚至需要看到患者以往的影像資料。 數(shù)據(jù)回傳技術(shù)的應(yīng)用改變了原有的診斷方式，提高了診斷準(zhǔn)確性。以往診斷科室和臨床科室醫(yī)生所接觸到的都是由技師調(diào)整好窗寬和窗位后的膠片，如果醫(yī)生認(rèn)為不能滿足需要，還要請醫(yī)技科醫(yī)生重新出片，這勢必會造成不必要的麻煩和浪費。

而應(yīng)用數(shù)據(jù)回傳給技術(shù)之后，傳送的圖像經(jīng)后處理工作站的一系列處理，如對比、標(biāo)注、測量、縮放、調(diào)整窗寬窗位、三維重建、多平面成像等，得到的圖像較原始圖像更加具體，更能突出問題，為醫(yī)生的診斷及教學(xué)提供更為準(zhǔn)確的證據(jù)和詳盡的資料，幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確的定位病灶，減少誤診率。由于存儲容量的限制，先前的影像后處理工作站對這種時間過去很久的患者是不能做任何后處理的，甚至是找不到相應(yīng)的影像資料的，利用圖像回傳技術(shù)，可以不受時間的限制，處理任何時間的患者的圖像。加之PACS系統(tǒng)可以將不同類型的設(shè)備所產(chǎn)生的影像，通過計算機以太網(wǎng)絡(luò)，按國際標(biāo)準(zhǔn)的DICOM協(xié)議，聯(lián)為一體，實現(xiàn)全醫(yī)院的影像資料的集中管理和資源共享[5]。結(jié)合PACS系統(tǒng)的這種資源共享性的特點，影像醫(yī)生和臨床醫(yī)生可以查看患者以往多種的影像檢查結(jié)果，并可以在同一界面分析比較。與HIS系統(tǒng)集成后，醫(yī)生還可以通過PACCS系統(tǒng)查看患者的醫(yī)囑、電子病歷以及檢查申請單等臨床信息，這就大大豐富了診斷依據(jù)[6]。

2.2使影像教學(xué)更加生動具體 醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門形態(tài)學(xué)科，其特點是通過對影像資料的觀察、對比和分析進(jìn)行疾病的診斷，從而完成由感性到理性的認(rèn)識，那種被動而傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)今高科技時代師生的需求。近年來，隨著計算機多媒體技術(shù)、可視化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像歸檔與通訊系統(tǒng)（pictures achieving and communication system，PACS）的普及與應(yīng)用為基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)的發(fā)展提供了廣闊的空間，數(shù)據(jù)回傳技術(shù)的應(yīng)用使這一教學(xué)方法更加人性化和形象化。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)模式基本上采用書本聯(lián)合影像膠片的方式進(jìn)行，但由于通過書本和膠片所獲得的影像圖像數(shù)據(jù)較為陳舊并難以及時更新。因此，這一傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)明顯落后于現(xiàn)代化教學(xué)的需求。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使用多媒體幻燈片形式來獲取所需的影像圖像的現(xiàn)代化教學(xué)模式日益成為當(dāng)前時代的主流選擇。雖然后者相較前者與較大的進(jìn)步，但由于工作量大而繁瑣及儲存空間不足等問題，因此一種新的快捷而高效的教學(xué)模式成為各大醫(yī)學(xué)院校教學(xué)追逐的焦點。

遠(yuǎn)程教學(xué)就是在醫(yī)院PACS服務(wù)器、醫(yī)院遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)器與學(xué)校遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)器之間鋪設(shè)光纜，構(gòu)建一條專用的遠(yuǎn)程教學(xué)數(shù)據(jù)通道，利用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，將醫(yī)院PACS服務(wù)器上經(jīng)過一些列處理的影像圖像，如比較人性化的保護(hù)患者隱私的匿名化處理，突出重點的標(biāo)注等等，傳輸?shù)綄W(xué)校遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)器上， 學(xué)生通過客戶端即可訪問遠(yuǎn)程實訓(xùn)系統(tǒng)點播視頻、瀏覽影像圖片、在線與老師互動交流學(xué)習(xí)。這一動態(tài)的教學(xué)模式有助于增強教學(xué)的直觀性與生動性，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，并且有利于學(xué)生思維能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.3使科研更加嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范 正如著名超聲學(xué)家應(yīng)崇福先生所說的："做科研不一定需要多高的智商，但一定需要有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，踏踏實實的干勁，一步一個腳印的樸實，戒絕浮躁之風(fēng)，科學(xué)容不得一點摻假"。嚴(yán)謹(jǐn)是科研的必要條件，做醫(yī)學(xué)科研更是應(yīng)該如此。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域的PACS/RIS的應(yīng)用進(jìn)入了高速發(fā)展的時代，并最終實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像資源的共享，這就為影像科室及臨床科室的讀片工作以及針對某一領(lǐng)域的科研工作的影像資料的獲取提供了非常便捷的方式，數(shù)據(jù)回傳技術(shù)則是保證了這些工作更加準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)規(guī)范。不論是平時科室內(nèi)部進(jìn)行的病例討論，對實習(xí)同學(xué)進(jìn)行的讀片教育工作還是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲泄ぷ?，都需要保證影像資料有代表性，圖像清晰，突出重點，這些在原始圖像上面很難全部反應(yīng)出來，而應(yīng)用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)則可以對圖像進(jìn)行一系列后處理，如調(diào)整圖像的密度和對比度，對病灶進(jìn)行標(biāo)注（大小、CT值等），局部放大，三維重建等等，這些是的病例圖像更加形象具體，突出重點，初學(xué)同學(xué)容易理解，標(biāo)注清晰，有理有據(jù)，科研更加具有說服力。

3 討論

PACS系統(tǒng)（圖像存檔和傳輸系統(tǒng)）是順應(yīng)著計算機技術(shù)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)運而生的，目的是解決醫(yī)學(xué)圖像的獲取，顯示，存儲，傳送和管理。它以高速計算機設(shè)備為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)連接各種影像設(shè)備和相關(guān)科室，利用高容量存儲技術(shù)，以數(shù)字化的方式存儲，管理，傳送和顯示醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息，具有影像質(zhì)量高，存儲，傳輸和復(fù)制無失真、傳送迅速、影像資料可共享等突出的特點，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像信息管理的重要條件。在我國，經(jīng)過近幾年的應(yīng)用及不斷創(chuàng)新，目前PACS系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，它為實現(xiàn)醫(yī)學(xué)資源共享提供了極大的幫助。

數(shù)據(jù)回傳技術(shù)是近幾年新型的一門圖像后處理及分析的新興交叉學(xué)科。通過網(wǎng)絡(luò)連接將保存在影像服務(wù)器中的數(shù)據(jù)回傳給設(shè)備后處理工作站，從而實現(xiàn)無時間限制的后處理能力。借助圖形、圖像技術(shù)等有利手段，醫(yī)學(xué)影像的質(zhì)量和顯示方法得到了極大的改善，從而借助于圖像處理和分析手段使得診療水平大大提高[7]。這不僅可以基于現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備來極大地提高醫(yī)學(xué)臨床診斷水平，而且能為醫(yī)學(xué)培訓(xùn)，醫(yī)學(xué)研究與教學(xué)，計算機輔助臨床外科手術(shù)提供數(shù)字實現(xiàn)手段，為醫(yī)學(xué)的研究與發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)，具有不可估量的價值[8]。

作為一門新興的交叉學(xué)科，數(shù)據(jù)回傳技術(shù)為影像的質(zhì)量及醫(yī)生的診斷都帶來了很大的幫助，同時也帶來了很多新的技術(shù)讓我們探索和學(xué)習(xí)。但作為一個新興的技術(shù)，其必定有其局限性，例如回傳工作站的指定性，回傳操作的相對復(fù)雜性等等，這些技術(shù)都有待于以后不斷的解決和創(chuàng)新，以建立一個更加科學(xué)、有效，實用的影像輔助技術(shù)。

4 結(jié)論

通過我們回傳回去的數(shù)據(jù)和圖像，能夠完全滿足影像科醫(yī)生更好的做出臨床診斷，為提高臨床診斷水平，提高圖像質(zhì)量等方面做出了極大的貢獻(xiàn)。

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編輯/周蕓霏