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PACS系统在医学影像管理中的应用和前景

计算机和通信技术的广泛应用,数字化技术的飞速发展,在影像数字化管理中使用计算机取代胶片保存,PASS正是这种思想趋势的结果。PASS系统的建设使医院降低了经营成本,提供工作效率和提高医院的医疗水平。

近年来,计算机和通信技术的广泛应用,数字化的信息已经渗透到了与人们生活密切相关的各个领域。随着数字化技术的飞速发展,在影像数字化管理中使用计算机取代胶片保存,PASS正是这种思想趋势的结果。PASS的产生使医院医学影像管理发生了质的飞跃,同时它也对放射传统胶片的处理以及诊断报告时间的实现产生了很大的冲击。

1.定义

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的缩写,意思为影像归档和通信系统,PACS是近年来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的、主旨在于全面解决医学图像的获取、显示、存贮、传送和管理的功能的综合系统,是医院管理信息化和医学影像网络化密切相关的系统工程,是多学科交叉、计算机网络技术与医学临床相结合的产物。PACS系统主要利用计算机辅助诊断和存储方式替代传统的胶片手段,通过计算机及其外围设备对胶片进行数字化处理,生成某种格式的数字图像,利用先进的存储介质保存图像,并且借助计算机图像处理技术,对图像进行增强变换、局部放缩、旋转平移以及各种滤波分析,得出更为清晰的图像和有关的量化数据,为医疗诊断提供了更客观的依据,在很大程度上减小了主观的因素。

2  工作原理、接口技术、结构特点和功能

2.1 PACS系统的工作原理  :成像设备(获取图像的计算机)得到图像文件后,通过文本信息的描述进入数据库系统、进行图像文件归档与控制,最后数据图像在显示工作站自由显示。图像显示工作站是PACS系统的窗口,也是医学影像诊断的基础,它为用户提供良好操作界面,实施图像(组织、测量、文档处理等)多种操作。网络是PACS系统信息流动的通路。

2.2 PACS系统的结构特点:PACS系统包括以下子系统:直观、友好、美观、吸引人的漂亮用户界面;计算机辅助诊断和报告自动生成系统;三维重建可视化系统;医院信息管理系统接口。PACS的基本结构包括成像设备(图像获取计算机)、PACS控制器、图像显示工作站和网络。

按PACS的规模又可分为:放射科内PACS、全医院PACS、全医院PACS与远程放射学系统。放射科内部的PACS系统,实现相对容易,利用以太网在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和软拷贝显示功能。全院的PACS系统,涵盖全放射科或医学影像学科范围,包括所有医学成像设备、有独立的影像存储及管理亚系统、足够量的软拷贝显示和硬拷贝输出设备,以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务,但是全医院范围的PACS还要涉及到与HIS系统的集成问题,必须考虑到HIS的发展情况,两者的接口的实现有一定的难度,HIS和PACS的共同建设需要很高的经济成本,目前只限于在大型医院推广。全医院PACS与远程放射学系统,包括常规X-线影像以外的所有数字影像设备(如CT、MRI、DSA等),常规X线影像可经胶片数字化仪进入PACS。具备独立的影像存储及管理亚系统和必要的软、硬拷贝输出设备。

2.3 PACS系统的接口技术:由于接口标准日新月异,接口技术也不断发展。在接口方面主要有一下几种:(1)视频接口:分为标准视频和非标准视频(连接视频信号的时候一定要注意接地) 标准视频:彩色主要有PAL(768×576)和NTSC(640×480),黑白两种制式对应于PAL和NTSC有CCIR和RS170两种 。非标准视频:对应于CT,MRI主要是512×512。

(2) 网络接口:可以通过网络协议(比如FTP)访问文件,通过解码,可以得到图像 。

(3) DICOM接口:DICOM (Digital Imaging and Communicationsin Medicine:医疗数字成像和通信),一种国际标准的接口,通过DICOM接口可以访问DICOM服务。DICOM服务多种多样,主要使用的有存储服务,查询/回送服务,胶片打印服务。DICOM标准是设备互联的基础,完全兼容DICOM标准的产品是PACS发展的必然趋势。

(4)激光相机接口: 一般来说激光相机都有两种接口,3M952协议和DICOM协议。3M952主要是通过串口(命令口)和并口(数据口)协同工作来实现影像。DICOM打印则通过访问DICOM打印服务实现打印。

2.4 PACS系统的性能:病人信息检索, 采用多级存储和分层管理技术,快速、准确、实时传输高质量图像信息,保证医生在最快时间内阅读。图像处理, 对图像可进行灰度/对比度调节,单幅/多幅显示,放大/缩小,定量测量(灰度值,面积和统计等),色彩对比,图像对比,图像打印,各种图像标注和电影播放等。诊断报告书写, 提供标准的诊断报告格式,帮助医生书写规范的诊断报告,医师可针对不同的疾病书写诊断报告,并可将常见疾病的表现及特征存入数据库内,使之自动生成在诊断报告中。光盘存档,将图像数据存入CD-R光盘,实现病人图像数据及病历信息的永久存档。打印输出,对处理后的图像及诊断报告可直接通过打印机输出。远程会诊,以电话线为通信介质,实现医院与医院之间的图像与病人信息的传递。PACS系统具有良好的兼容性能,能与所有DICOM标准的设备联接,保证用户投资的延续使用。能连接到多种大型数据库服务器,从而能利用医院现有投资(数据库服务器)和保证用户的选择权。在保密方面,采用多级保护方式,并提供鉴别、授权、保密、完整性和确认等服务,以满足医疗信息系统所必需的法律和保护隐私的要求。

 基于PACS系统的一体化双屏显示器

3  PACS系统的应用和作用

医学图像诊断在现代医疗活动中占有极为重要的地位。它是应用在医院影像科室的系统,主要的任务就是把日常产生的各种医学影像,通过各种接口以数字化的方式海量保存起来,当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用,同时增加一些辅助诊断管理功能。医院应用PACS将可为患者节约大量时间;可方便诊断,减少误诊;图像均采用数字化存储减少了胶片使用量和管理,降低了经营成本;可进行图像的再处理,以便于对照和比较;提高工作效率; 提高医院的医疗水平; 为医院提供资源积累;充分利用本院资源和其他医院资源;有助于计算机辅助教学,能够进一步提高教学质量。PACS系统目前已经覆盖放射科、超声科、核医学科、窥镜科、病理科、介入治疗室等多个检查科室,通过系统本身的医学图像获取、大容量数据存贮、图像显示和处理、数据库管理、影像传输的局域或广域网络等功能,基本实现了医学图像报告网上传输调用,即在任一个医生站都可调用查看医学图像报告。在使用PACS系统方面,目前国内外均有许多成功的案例。在国外,特别是发达国家,大型的PACS系统应用越来越广泛。美国海军的医疗系统(DIN-PACS),采用WANLAN、卫星系统、无线系统和Internet连接,达到无胶片化、远程会诊和全面 的医疗影像信息资源共享。韩国的三星医院,采用GEPACS系统,整个医院实现了网络化,无胶片化,整体效率得到了相当大的提高。

4  目前建设PASC系统考虑的问题

国内由于对PACS的研究还处于初级阶段,在构建PACS时会遇到各种各样的技术问题:研究和开发经费少;多数医院的医疗图像设备较为陈旧,很少有标准数字接口,尤其是能够利用网络传输医学图像的设备更为少见;医院的信息基础机构建设落后,多数医务人员对计算机应用环境不熟悉;以往开发的HIS/RIS系统往往忽略了标准化问题,难以进行与PACS系统的集成;多数影像设备是从国外引进的,在这样的环境下,PACS开发和应用过程中需要考虑中文化的问题。从国内形式看,PACS系统并没有在各个医院广泛推广,资金和技术是两个主要的问题,目前国内从事PACS系统的开发的厂商不多,国外的很多厂商也主要采用高性能的工作站实现PACS系统,价格很高,妨碍PACS系统的在医疗系统的广泛推广和使用。建设PACS系统应依据医院经济、设备条件、人员素质,还需注意与HIS、CIS的衔接问题、PACS系统更新与升级问题、承建PACS系统商家的能力等。更重要的是DICOM标准3.14接口问题。DICOM标准是PACS系统对接成像设备的基础,其标准化是实施PACS的关键。PACS稳定性与安全性也是一个重要的问题。关于信息整合,它的基础在于数据的整合,如果数据不整合,就不可能实现数据共享。而要保证数据整合的实现,详细的信息结构设计和合理的信息流程设计是必要的。信息整合的门面是内容的整合。系统的集成实现了应用的整合,数据的整合实现了信息的共享,这些都是从系统的角度来看问题。

5  我国的PACS系统发展和趋势

目前医学影像数字化及影像无胶片化是今后影像医学发展的方向。数字影像处理技术不但可以有效的改善医学图像质量,为临床提供可靠数据,也为医院建立PACS奠定基础。根据我国国情及我院的实际情况,如果在现在条件下建立PACS,必须进一步进行网络化建设。所以必须根据医院具体的实际情况,在建立RIS网的基础上或可以同时考虑发展PACS。目前可以通过3种方法建立PASC:一是依靠医院自己的力量,组织队伍开发自己的PACS系统;二是请PACS厂家做,三是寻找合适的合作伙伴,共同协作完成。目前仅有国外一些大的医学研究机构和军队医院采用了第一种方式,第二种方式实际上是向厂家购买PACS的各种现成部件,根据医院的要求加以组合安装,这种方式对于国内医院来讲,费用很高,国内医院的管理模式与国外医院差别较大,这类PACS 系统可能不完全适合国内的医院。 第三种方式较适合国内的大医院,但是要注重合作伙伴的科技含量和经济实力,软件是判断PACS好坏的关键。因此,合作伙伴必须是软件的开发者,这对今后软件的升级换代和维护才有保障。随着计算机技术及通讯网络技术的迅速发展,世界范围内正经历着一场数字化信息革命。目前,国内较多的医院已建立了HIS网,有部分医院正着手建立RIS(放射科信息管理系统Radiological Information System)PACS (医学影像存档和通讯系统Picture Archiving AndCommunication System)我国由于多种因素,PACS 的发展可能会缓慢一些,但是前景是十分乐观的。

6  总结

21世纪是数字化,信息化时代,未来的医院管理离不开PACS。医院是一个社会经济实体,PACS系统是现代医院的重要标志之一,是数字化医院的核心业务软件,它的顺利运行将为电子病历、医疗区域化、社会保险网络化打下坚实基础。医学的进步尤其是诊断技术和方法的发展对PACS提出了更高的要求,医疗诊断新设备的不断推出也要求PACS增添更多的功能。    

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