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第四章 图像存储和通信系统(PACS)

第四章聽 图像存储和通信系统(PACS)


US、CT、MRI以及单光子CT(SPECT)、正电子CT(PET)等医学成像技术的发展为医学诊断、临床治疗、医学研究提供了日益丰富、详细而精确的信息和医学图像资源。而医学图像信息的数字化及其计算机处理从根本上改变了医学图像采集、显示、存储、传输和管理的手段。为解决以往胶片归档、存储的弊端,一种以计算机为基础的医学图像存储和通信系统(Picture Archiving and Communication System,简称PACS)应运而生。
一、PACS的定义和构成
(一)PACS的定义
到目前为止,PACS尚无统一严格的定义,但从其形成发展的根据来看,PACS是这样一种技术和系统,它将数字电子学技术应用于医学图像成像系统,从而充分利用有限的图像资源。它可将图像变换成数字图像信息用数据文件的形式保存起来,供以后反复调阅;并可通过各种公用或专用通信网络、计算机局部网或电话网在医院各科室,城市各医院,地区、国家以至全世界各医疗机构之间实时传送医学图像。PACS将从根本上改变传统的,以胶片等硬拷贝为介质的医学图像手工管理和交换方式,克服时间上和地域上的限制,使得各类医务人员能为各类病人提供及时和高质量的诊断和治疗,减少胶片及其冲洗材料的消耗;减少胶片保存管理设施和人员;减少病员在医院的滞留时间;降低病人的辐照时间和辐射损伤。
由于计算机软硬件技术、多媒体技术和通信技术的高速发展以及医学发展需求的不断增长,PACS所包含的内容和能力已超越这一名词原来的含义。在医学图像成像和采集环节上,除US、CT、MRI、PEC、SPECT等数字图像外,还将常规X光片等模拟图像信息的数字化采集和存储管理纳入PACS。此外,计算机X线成像(Computer Radiology,简称CR)和数字胃肠成像技术的发展使得传统X线诊断技术有了飞跃性的进步,并可直接与PACS接轨。
(二)PACS构成
PACS基本系统由成像采集设备、远近程显示设备、存储设备和远近程通信设备等四部分组成。其中,成像采集设备包括各类断层扫描成像系统和各种射线照相技术形成的胶片等硬拷贝数字化扫描采集设备;图像显示设备包括各种图像终端、图像工作站;图像存储设备包括软硬磁盘、磁带和光盘(只读或读写)等计算机存储设备;通信设备包括调制解调器、传真机、网卡、电话交换系统、计算机局部网、广域网、公用数据网等及有关软硬件通信模块和设备。
二、PACS主要功能
(一)以数字方式存储和管理医学影像数据,从而使医生可以高速存取病人的图像和病历信息,从而提高诊断的效率和质量。
(二)无胶片化节省了原来硬拷贝和与其相关的管理所需的时间和费用。
(三)采用大容量、无失真光盘存储技术,低价可靠地管理所有的数据。
(四)利用先进的网络共享技术使多台(种)影像设备得以集群使用,并共享输出设备,节省了大量昂贵设备的投资和管理费用。
(五)使多种影像设备的图像数据可方便而快速地传送到所需科室供诊断、研究使用。
(六)实现远程诊断,进一步扩大了影像设备的服务范围。
(七)多种多样的信息后处理手段(如图像处理、三维重建等)大大丰富了设备的功能。
(八)规范而先进的诊断体系在整体上改善了医院的运行效率和诊断质量。
三、PACS的应用
目前PACS的主要应用方向为:
(一)设备集群使用聽 综合发挥所有影像设备的功能,包括从各种数字设备存取数据,建立影像中心,进行及时的多设备会诊等。
(二)多种输出设备的共用和选择聽 将输出设备集群使用,按照诊断要求输出各种符合诊断质量的图像。
(三)院内图像分配系统聽 利用网络技术在院内各科室和影像科室之间快速传送图像数据,省去胶片和有关处理的时间和费用。
(四)远程放射诊断服务聽 让在异地的专家能迅速得到所需的图像数据,从而高效率和高质量地进行诊断。
四、PACS的发展趋势
(一)应用范围不断扩大聽 PACS最初是从处理影像科的数学图像发展起来的。然而随着PACS标准化的进程,尤其是美国放射学会(American Collage of Radiology)和美国电器制造商学会(National Electrical Manufactures’ Association) DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine,医学数字成像和通信标准)3.0标准的普遍采用,目前的PACS已扩展到所有的医学图像领域,如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学等。
(二)多媒体技术逐步引入聽 多媒体技术是指计算机交互式综合处理文本、图形、图像和声音等多种媒体信息的技术。被誉为本世纪90年代计算机发展的时代特征。近年来,多媒体技术在教育中已广泛应用,也开始应用于医疗卫生部门。可以预料,将来的PACS将包含多媒体功能。
(三)多系统的融合聽 RIS(Radiology Information System,放射科信息系统)是计算机刚进入放射科时建立的信息系统,也包括病人的基本数据。RIS曾经是放射科有关信息管理的基本工作。由于DICOM3.0允许RIS数据库镶入其中,它实际上已与PACS融合了。HIS(Hospital Information System,医院信息系统)是运行在医院范围的信息管理系统,为全院提供诸如病人基本情况、治疗计划及检查结果之类的信息服务。而PACS也是以局域网为基础的。因此,只要提供一定的接口,PACS就可以从HIS获得信息;反过来,它也可以给HIS提供数据。PACS和RIS及HIS的有机结合,对于提高PACS的利用效率非常有益。
(四)采用最先进的存储技术聽 一般来说,放射科的图像档案需保存10年以上,而一张数字化的X线片将产生上百万字节(Mb)的信息量,这就是要求PACS的归档存储器不仅要有巨大的存储容量,还要求它无“挥发性”,即能长期可靠的保护数据。光盘存储技术的发展,给医学图像的长期保存带来了曙光。
(五)远程放射学中的PACS聽 远程放射学(Teleradiology)的出现使传统的舆论观念发生了根本的变化,即放射学专家可以在千里之外的放射医学影像中心、办公室甚至家中观看通过通讯网络传来的影像资料,从而为一些小医院、边远地区的诊断提供服务。根据PACS的覆盖范围,可将其分为小、中、大三种类型。小型PACS是影像学科范围内的图像传递网络;中型PACS指面向全院的系统,即除了影像科外,还给相关科室提供影像服务;院际或城市间的PACS称为大型系统,它的特点是图像传输要借助公用通讯网在所谓的广域网上运行。远程放射学正是在大型PACS的基础上发展起来的。
(六)与PACS相关项目聽 出版数字杂志、数字图书、数字教材等,互联网络的计算机用户可以直接订阅这些出版物。图书馆的数字化,可用计算机管理图书,并可直接在计算机上检索与阅读。
聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽 (李聽 澄)


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