PACS系统方案.docx
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PACS系统方案
要求：
行业背景情况及设计目标、设计思想、PACS/RIS系统概述，功能特点、存储解决方案、软硬件配置方案、实施方案（包括培训）
在HIS中写公司情况和售后服务。
正文：
一、行业背景情况
1.1PACS的发展历史
自从1895年发现X线以来，医学影像学已经经历了一个世纪的发展，医学影像学的发展是与医学信息学的发展密切相结合的。
医学信息学是一门新兴的边缘学科，它是计算机在医学中的应用，并致力于改进医学信息的通信。
其最终目的是将数据和知识结合起来，为作出医疗决策提供使用这些数据和知识的工具。
医学影像学关心的是根据影像作出关于病人的解剖和病变的诊断，而医学信息学则研究如何对影像进行加工和处理，从而使影像更方便医生作诊断。
PACS是医学信息学的一个研究课题，其原意是医学影像存档和通讯系统。
由于电子技术、计算机技术、因特网技术、数字成像技术、激光和光纤技术以及高性能材料技术的发展和融合，1992年一个集文字、图像于一体的病人电子病历系统在美国问世，这就是最早的医学影像计算机存档与通讯系统（PACS）。
用数学化处理技术淘汰传统的胶片诊断模式是近年来国际医学影像界的追求目标。
PACS的开发是从80年代开始的，那时是从放射科的需求出发，主要目标是将图像表达为计算机信息流，存储在计算机存储装置上，放射科医生对计算机屏幕上的图像进行诊断。
随着医学数字化影像设备的种类越来越多，计算机技术的突飞猛进，使得医学院影像直接取自检查设备、存储、通讯和显示都成为可能。
但同时由于各公司生产的影像设备的图像格式的不一致，使PACS进一步的发展遇到了很多困难。
1993年美国在多年探索的基础上制定了ACR一NEMADICOM3.0标准（DigitalImagingandCommunicationsinMedicine,version3.0），这个标准很快得到了世界各国的公认，这样便有了统一的图像数据存储和传输格式了。
现在，PACS将从医院甚至整个医学界的需求出发，是医院迈向数字化信息时代的重要标志之一。
PACS主要功能是提高影像保存质量，用计算机中存储的、信息丰富的“活”图像替代胶片上的“死”图像，节省胶片（无片化），产生经济效益。
具体来说，在病人进行检查登记的时候，由电脑记录下相关信息。
经相关的影像检查设备如CT、MR、DSA、DR、CR、US、内窥镜、PET、NM和病理电子显微镜等得到病人的医学影像，通过网络传送到PACS中来，自动与登记的相关信息融合。
要求图像必需遵循DICOM标准（可与任何DICOM兼容的医学影像设备连接），但目前国内很多医院既有带DICOM接口的医学影像设备，也有非DICOM接口的数字输出或视频输出的医学影像设备，后二者必需配以数据格式转换或相应的模数转换装置。
医生可以在PACS上进行图像处理（强大的后处理功能如冠矢状位重建、斜面重建、图像增强、图像滤波等），可以任意调节窗宽窗位；书写诊断报告时，由于有词库可轻松填写诸如检查方法、疾病表现、诊断结果等多个栏目，当然还可自定义新词组，可以插入相应的图像，最后打印签名后发给病人（这是一份图文并茂格式规范的诊断报告）。
上述工作过程组成了无胶片化工作流程，使得经济效益，临床工作和科室管理效率都得以提高。
通过网关还可与医院原来的HIS／RIS连通，实现影像共享；或通过MODEM拨号上网实现远程会诊。
1.2PACS研究现状
PACS系统主要跟影像成像设备打交道，为了实现各个设备之间有效的通讯，对标准的遵循是非常必要的。
因此支持影像成像设备之间通讯的DICOM标准成为了PACS系统的一个基础标准。
现在对PACS系统的要求，都是需要支持DICOM标准的，但是DICOM标准本身是一个纷繁复杂的庞大体系，包含了医疗图像存储和通讯的方方面面，各个PACS系统开发商对于DICOM标准的支持程度不一样，造成了各个PACS系统之间，以及PACS系统和医疗影像成像设备之间的交互不顺畅。
既然DICOM标准已经成为了医疗影像数字化的事实标准，就需要在PACS中加强对于DICOM标准的支持，除了简单的支持DICOM存储，打印，检索等之外，还需要支持DICOMMPPS，DICOMWorkList，DICOMStructureReport等进一步的应用，同时DICOM标准还在不断的修改完善之中，对于一些新增的标准，也需要得到必要的支持。
除了DICOM标准，还存在跟HIS之间进行交流的HL7标准。
这个标准实际上是HIS信息交流的标准，对于PACS系统跟HIS系统之间的交流，通过使用HL7标准，可以从HIS系统获取信息，并将PACS的检查结果返回给HIS系统。
但是HL7标准在我国的HIS中实际推广的不是很好，大部分的HIS厂家都没有使用HL7标准，而是各个厂家之间自己定义接口，比如直接开放部分数据库，使用中间层软件，做成一体化软件等方式来解决HIS跟PACS的交流问题，但是这样做会导致各个接口不统一，在做系统连接的时候，将会花费大量的时间来处理和维护各个不同的接口，因此HIS信息交流的标准化问题是势在必行的，但是直接使用现在的HL7标准，并不是很符合我国现在的HIS应用，在这个标准的遵从方面，还有很多工作需要做。
IHE（IntegratingtheHealthcareEnterprise，一体化医疗机构）是由北美放射学会（RSNA），医院信息系统协会（HIMSS），和其它一些专业社团、部门在1998年发起一项为期五年的举措，目的是通过医疗专家和产业界的合作来改善病人信息的获取，保证用于医疗决策的所有病人信息是有效的，正确的，标准的和安全的。
它目的是应用及整合HL7、DICOM及XML等现有医疗信息及医疗影像传输标准，以减少医疗资源的浪费。
IHE定义了不同的计算机或设备间交换信息的标准过程，在医疗机构中建立起一个完善的工作流程，对于IHE定义的工作流程的支持，也是PACS发展的一个方向。
因为PACS系统处理的是大量的图像，因此存储问题成为了一个不可避免而且是在投资上占用大量资金的问题。
如何将现在日益提高的存储技术应用到PACS中，从而获得更大更廉价的存储空间，这一直是PACS开发商和医院所共同关心的问题。
使用SAN加NAS的技术，可以获得非常大的存储空间，而且这个空间是可以扩展的，但是价格比较昂贵。
现在又出现了性价比较高的IDE磁盘阵列，通过使用这种廉价的磁盘阵列，也可以获得海量的存储空间，因此将IDE磁盘阵列作为一个二级的存储局域网，也可以获得近似无限的存储空间。
随着硬件的不断更新，PACS对于海量存储的需求越来越容易得到较小代价的解决方案。
因为每个医院的工作流程和规模都不太一样，在实际应用PACS系统的时候，每一个医院的应用情况都不一样，这就需要将现有医院的工作流程进行建模，抽象出流程中各个关键点，做成不同的软件模块，然后将不同的模块进行组合，形成适合医院实际应用情况的PACS系统。
这一点对于PACS系统的产品化是一个关键点，只有这样，PACS系统才能具有伸缩性可扩展性，适用于大，中，小规模的医院。
对于PACS系统的研究，除了在信息化技术方面的研究，还有医疗辅助诊断方面的研究。
在医疗辅助诊断方面，需要跟第一线的医疗工作者们合作，根据医疗工作的需求，增加和补充PACS系统中影像后处理的功能，例如三维重建，虚拟内窥镜，卷积滤镜等。
还有影像自动分析计算的功能，例如喷射分数测量，疑似病灶定位等。
根据不同的影像类别，在医疗辅助诊断方面还有大量的工作需要去做。
二、公司简介（略）
三、ZLPACS设计思想
3.1HIS+PACS一体化
由于历史的原因，HIS系统和PACS系统由两类不同的公司分别进行设计和开发，最后通过一定的方式进行连接。
而ZLPACS从设计开始，就是直接基于ZLHIS的，因此ZLHIS和ZLPACS是紧密结合的。
所谓的一体化系统，就是根据医院的实际情况，整体设计PACS系统和HIS系统，使之在数据结构、界面、流程上达到高度统一。
非一体化的系统有可能会存在以下的问题：
●增大医院投入成本。
●使医院数据人为分割，不能达到高度数据共享。
●接口出现问题或改进需要两个公司共同进行，效率比较低。
●增大系统的管理难度。
3.2经济效益和社会效益
医院使用PACS的经济效益和社会效益可以从患者和医院管理两个方面来考虑。
1、从患者的角度考虑
放射线成像使用PACS系统，使医生可以直接获得对DICOM原始图像的观察，对同一部位的不同组织可以通过图像后处理来进行观察，避免了患者多次拍片，受X线照射的身体伤害。
对于超声、内镜等影像，因为有录像和图片，也让医生根据这些资料进行会诊，减少了患者被多次长时间进行检查的痛苦。
而且PACS系统的使用，大大缩短了医疗影像在院内的传输时间，可以让医生迅速的看到检查结果并根据对检查图像的反复分析，作出诊断，诊断速度和准确率提高了，门诊患者的等候时间减少了，住院患者的住院时间也相对减少，患者的病情可以及早被发现及控制，为患者争取了时间，从而提高了患者的救治成功率，并为患者节约了医疗费用，提高了医疗质量。
2、从医院管理的角度考虑
PACS系统采用计算机的显示器来阅片，可以减少医院冲印胶片的数量，虽然现在的PACS使用水平还不能达到完全不使用灯箱和胶片进行阅片，但是医院可以只给病人冲印一份胶片，院内全部采用PACS存储系统来保存图像，实现院内的无胶片化管理。
院内的无胶片化同时减少了激光相机和洗片机的磨损，延长了设备使用寿命；降低了洗片药水的消耗，有利于保护环境；减少了胶片存储占用的空间，为医院节省了日益宝贵的建筑使用面积。
PACS系统跟医院信息管理系统的紧密结合，使PACS所提供的图象能够传送到临床医生工作的地方，在一些高层次的医院这一点显得尤为重要。
同时医学图象能够给放射科医生和临床的专科医生调阅，临床医生可以看到检查报告，并根据需要可以调阅医疗影像。
这将能够解决医院临床医疗中的问题，为医疗质量的提高打下一个坚实基础。
同时全院信息化管理，还能够有效地杜绝漏费、事后医嘱等不规范的操作，提高医院的管理水平。
全院PACS系统的使用，还疏通了院内的工作流程。
对于国内医院来说，最重要的是打破科室隔离，实现信息共享。
科室的相互隔离、技术和信息的互相保密，独自发展是中国医院最大的一个弊病。
借助PACS可以有效的改善这种局面。
极大地改变了传统影像科与其他科室的关系，它的大范围运用必将对放射学实践产生极其深刻的影响，促进更加专业化的发展，迫使行业内出现更为激烈的竞争。
PACS系统中保存了患者的检查图像和报告，还可以作为患者进行诊断的旁证，减少医患纠纷的发生。
有PACS系统作为基础，可以开展复合影像诊断、开展多学科会诊，克服时间和地域上的限制，使医护人员能为各类患者提供及时的诊断、治疗和护理。
便于图像传递和交流，实现数据共享，发挥教学医院的教学和支持作用，从而在整体上提高医院的诊断质量、效率和教学、科研水平。
建立远程诊断中心，可充分发挥医院专科教学中心的作用。
利用院内影像专家进行远程诊断和教学辅导，也可通过电话网络和Internet把影像远距离地传送到国内、外大医院进行会诊。
四、ZLPACS概述
4.1ZLPACS系统流程示例
下面以一个住院病人进行CT检查为例，描述病人检查过程中PACS的流程。
病人进入医院后，办理入院登记。
住院医生进行检查后，决定给该病人进行CT检查，住院医生在住院医生工作站开CT检查的医嘱，并执行该医嘱，病人根据需要检查的项目进行交费，然后到CT室，准备做CT检查。
CT室的登记人员从影像医技工作站中看到该病人的CT检查申请，为其安排检查时间。
病人在指定时间来做CT检查。
技师在CT机通过DICOMWorkList查询到病人检查的申请信息，在CT机开始一次检查。
病人进入CT机房，进行CT检查，检查完毕，CT机将当前检查的结果图像自动通过DICOM协议传输到DICOM服务网关。
DICOM服务网关接收到CT图像，查询数据库，将图像和登记信息相融合，将图像发送到服务器，同时还将图像分发到需要后续处理的观片工作站。
放射科医生在观片工作站中打开病人的CT检查，对图像进行观察和处理，同时通过察看该病人的其他相关检查纪录，做出影像诊断，通过录音的方式，录制该病人的诊断报告。
报告编辑工作人员在报告处理机上打开该病人的录音报告，听取该录音报告，将其转译成文字报告，输入到该病人的报告中。
医生在影像医技工作站中检查编辑完成的文字报告，确认无误，则确定报告编辑完成，删除原录音报告，只保留文字报告。
上级医生在影像医技工作站对该病人的报告进行审核，通过审核，则该报告被打印出来。
登记室人员将打印出来的报告发放给病人。
住院处医生在住院医生工作站中，调阅该病人的CT检查报告和图像，给病人做综合的诊断并开处方。
4.2ZLPACS逻辑结构
PACS网络中，包括基本功能性工作站，和业务流程性工作站。
基本功能性工作站就是PACS系统中必须存在的，实现PACS系统整个数据流转的关键性工作站。
业务流程性工作站是根据医院的业务流程，将主流程进行细化，增加出来的一些完成部分功能的工作站，比如上述例子中提到的“报告处理机”，就是根据录音报告的流程，增加的业务流程性的工作站。
下面在PACS的逻辑结构中，包括的都是基本功能性工作站。
●DICOM网关：
PACS系统中，通过使用DICOM网关来接收支持DICOM协议的影像设备所放送过来的图像，合并图像和病人的检查申请单，将图像通过FTP协议发送到保存图像的FTP服务器中进行存储。
同时支持自动路由，在接收图像的同时将图像转发到部分设定好的诊断工作站的观片缓存中。
●影像采集：
通过使用视频采集工作站来采集视频输出设备的影像，然后将图像转换成DICOM格式，保存到PACS中。
●预约登记：
通过预约登记工作站，确认病人的报到，为病人分配诊室。
●技师工作站：
提供给技师使用，用于确认每一次的检查开始和检查完成，并输入本次检查的相关信息。
PACS逻辑结构图
●诊断工作站：
观察病人影像，察看病人历史检查和其它相关检查的结果，为病人编写影像诊断报告。
●管理工作站：
对PACS系统中的基础数据进行管理，包括检查项目分类，影像存储设备，用户权限等。
同时对存储的数据进行管理，做归档和反归档的操作。
●门诊医生工作站：
门诊医生为病人进行诊断时，录入诊断描述，下达影像检查申请单，浏览影像检查结果图像和报告，填写电子病历的内容。
●住院医生工作站：
住院医生为病人进行诊断时，录入医嘱，下达影像检查申请单，浏览影响检查结果图像和报告。
4.3ZLPACS功能结构
PACS系统主要是在整个医院诊断流程中围绕医学影像而设计的计算机系统，其目的就是为了提高医学影像及其相关信息在医院诊断和交流中的使用效率和便捷性。
PACS在功能上包括一下的内容：
影像采集，影像观察，影像输出，影像存储，影像报告，检查预约登记。
影像报告和检查预约登记，一般是属于RIS环节的，但是广义的PACS将把传统PACS和RIS相结合，将影像及其相关信息的整体作为处理的对象，形成影像信息系统。
1、影像采集包括多种采集渠道：
DICOM图像采集，视频信号图像采集，扫描仪采集，图像文件采集等。
其中DICOM图像采集又可以分为推式和拉式。
2、影像观察是PACS的重点，也是一般进行PACS功能演示的看点，影像观察工作站会提供多种不同的观察功能，来帮助医生对影像进行诊断，如：
影像放大，影像旋转，伪彩显示，图像拼接，影像对比，定位线重建，矢冠状位重建，三维鼠标，三维重建，虚拟内窥镜等。
3、影像输出是PACS系统和外界交流的手段，包括如下几种方式：
影像发送，影像打印，影像刻录等。
影像发送是PACS系统通过遵循DICOM通讯协议的标准，将图像发送到指定的程序接收端上；影像打印是影像硬拷贝的输出，通过胶片打印机或是普通纸张打印机，将获取的影像打印出来，使用户可以在不需要其他辅助设备的情况下，直接对硬拷贝的影像进行观察；影像刻录是将影像的内容和诊断结果刻录到可移动存储设备中，如光盘等，用户通过使用计算机可以观察影像。
4、影像存储是PACS投资中的重点，存储硬件的选择和存储结构的设计，直接影响到PACS系统长期使用的便捷、稳定和安全。
5、影像报告是在影像观察的基础上，将检查所见和诊断结果编写成报告的过程。
影像报告的操作和影像观察的操作实际上是交互的。
6、检查预约登记是产生医学影像的前期步骤，一个纯文本的过程，将病人的基本信息进行登记，开具影像检查的申请单。
在影像采集系统中，接收到影像后，将该申请检查的病人信息和病人图像进行合并，从而完成一个病人的检查，等待进行诊断。
五、功能介绍
5.1影像采集
3、DICOM影像采集
对于遵守DICOM协议的影像成像设备，可以直接使用DICOMStorage存储服务来实现影像的传输。
影像成像设备将图像发送到PACS的DICOM网关，由DICOM网关来实现图像的压缩并将图像和病人申请单融合。
对于图像和病人申请单的融合，使用了图像中的病人ID关键字，在影像成像设备上新建一次检查的时候，采用PACS系统生成的标识ID作为病人ID输入到影像成像设备中，这样本次检查生成的图像中就会包含该病人ID，PACS的DICOM网关接收到图像后，根据图像中病人ID查找数据库中标识ID相同的记录，将图像和病人检查记录融合到一起。
为了防止在影像检查设备上输入病人ID时，出现手工错误，而导致图像不能保存到PACS系统中，在接收图像过程中，如果接收到的图像病人ID在数据库中找不到匹配的检查记录，则生成临时检查记录。
然后在影像医技工作站中可以通过“提取检查记录”的功能，将临时记录转换成跟某个检查申请相匹配的正常检查记录。
4、视频影像，扫描影像和数码相机影像的采集
视频影像的采集主要用于超声、内镜、病理等影像成像设备，这些设备通过视频信号做图像的输出。
PACS系统中设立影像采集工作站，在该工作站中安装视频采集卡，将影像成像设备的视频输出通过视频线连接到视频采集卡的输入中，即可以通过影像采集工作站来监视影像成像设备的视频输出。
扫描影像的采集主要是针对已经生成的历史胶片，通过扫描仪，将胶片转换成数字图像，并保存成PACS系统中的影像。
数码相机的采集主要是处理医生通过数码相机拍摄的一些用于对外交流和教学的图像，这些图像也可以保存到PACS系统中。
5.2影像流程控制
影像的数据流程控制包括图像归档，图像反归档，图像自动路由等。
影像数据的存储，是将影像保存成文件直接存在磁盘，然后在数据库中保存该图像的索引。
同时这些索引是分级的，有一级存储（在线）设备中图像的索引，二级存储（近线）设备中图像的索引。
每次打开图像时，都会将图像复制一份，放在本机缓存中。
在对图像进行检索时，将首先检查本机缓存中是否已经有了图像，如果有，则直接调用，没有则查询一级存储设备中是否有图像索引，如果有，直接调用，如果没有，则再查询二级存储设备来获取图像索引。
1、归档和反归档
归档就是将图像从一级存储设备转移到二级存储设备，同时修改数据库中图像索引信息。
归档可以分为只归档；归档且删除；只删除三种方式。
●只归档的方式，只是将病人检查的图像从一级存储设备复制到二级存储设备，不删除原来一级存储设备中的图像文件，然后在病人本次检查的数据库记录中，添加二级存储设备信息。
●归档且删除的方式，首先将病人检查的图像从一级存储设备复制到二级存储设备，然后在病人本次检查的数据库记录中，添加二级存储设备信息，删除一级存储设备信息，最后删除原来一级存储设备中的图像文件。
●只删除的方式，直接在病人本次检查的数据库记录中删除一级存储设备信息，然后删除原来一级存储设备中的图像文件。
反归档就是将图像从二级存储设备转移到一级存储设备，同时修改数据库中图像索引信息。
反归档的操作实际上就是归档的逆操作，反归档操作也是分成只归档；归档且删除；只删除三种方式。
2、自动路由
图像自动路由是在DICOM网关接收到图像以后，直接将图像发送到相应影像类别的观片工作站中，让医生进行图像观片的时候，可以直接从本地硬盘的缓存中读取图像，不需要再通过网络来获取图像，减少网络压力，提高获取图像的速度。
在指定观片工作站中，将图像的本机缓存目录设置为FTP目录，则自动路由程序将符合条件的图像发送到该FTP目录来，预先为观片工作站做好图像的缓存。
自动路由的实现，可以是将指定影像类别的图像发送到指定的观片工作站中；或者将某个检查设备生成的图像发送到指定观片工作站中。
例如，将CT的图像发送到专门的CT观片工作站中，或是将设备型号为Prestige的数字胃肠设备生成的图像发送到专门的数字胃肠观片工作站中。
5.3影像操作
影像观察的过程中，需要对影像进行一些基本的操作，影像操作的处理直接就是使用简单的图像处理功能，这些操作包括：
调节窗宽窗位、图像旋转、缩放、标注测量、拼接、电影播放、鼠标穿梭定位等。
1、调节窗宽窗位的操作是最常用的操作，因此需要提供多种方便的操作方式，以下是可以使用的调窗方式：
●鼠标在图像上滑动进行调节。
鼠标右键在图像上拖动，x方向移动调节窗宽，y方向移动调节窗位。
●直接选择预设好的窗口来调节。
预先设置好各种常用的窗口条件，使用弹出菜单的方式显示各个窗口名称，选中菜单项则应用该窗口条件。
●键盘功能键调窗。
将预设好的窗口跟键盘功能键F3到F12相关联，当单击键盘功能键，则应用相关联的窗口。
●自适应调窗。
在图像上拖动一个小矩形框，根据此举行框内的密度分布，系统计算出适合的窗宽窗位值。
●自定义调窗。
直接输入窗宽窗位值进行调窗。
2、图像旋转操作，允许将图像进行左右镜像，上下倒置，顺时针旋转90度，逆时针旋转90度。
3、图像的缩放操作，对图像进行放大或缩小进行观察，包括以下几种缩放的方式：
●放大镜。
在图像上打开一个新窗口，其中显示放大后的局部图像，使用鼠标移动该窗口，则局部图像的位置也发送相应变化，就好象拿一个放大镜来观察图像一样。
同时放大镜的窗口大小，放大镜的缩放比例都可以调节。
●鼠标直接缩放。
鼠标右键直接在图像上拖动，y方向增大则放大；y方向减小则缩小。
●固定比例缩放。
弹出菜单中，给出几个固定比例，选择比例进行缩放。
●自适应缩放。
根据当前图像显示区域的大小，将图像缩放到正好能够被全部显示出来的最大程度。
4、在图像上对感兴趣的区域进行标注或测量，包括以下几种方式：
●直线测量。
测量并显示直线的长度。
●矩形测量。
测量并显示矩形的面积，平均密度和均方差。
●圆形测量。
测量并显示圆形的面积，平均密度和均方差。
●任意线测量。
测量并显示任意曲线的长度。
●任意形测量。
测量并显示任意形的面积，平均密度和均方差。
●角度测量。
测量并显示角度的大小。
●文字标注。
对感兴趣的区域进行说明性标注。
●箭头标注。
对感兴趣区域进行标注，并附带说明性文字。
5、图像拼接。
将几幅图像拼接成一幅图像，特别是针对x光片的图像，将左右胸片拼接成一个正位胸片。
6、电影播放。
用于观察动态图像，对动态图像进行播放。
可以选择播放的方向和速度，并可以在任何图像的位置停止，做进一步观察。
7、鼠标穿梭定位。
对于数量众多的静态图像，为了简化查找的方法，提供了鼠标穿梭定位的功能。
使用鼠标在图像上拖动，向上拖动则图像向上翻页，向下拖动则图像向下翻页，找到合适的图像后停止拖动，就可以对该图像进行观察了。
5.4影像处理
为了得到更佳的观察效果，还可以对图像进行一些处理，如伪彩、矢冠状重建、三维鼠标、DSA、图像平滑、图像锐化等。
1、伪彩。
给黑白图像添加彩色的调色板，从而让黑白图像的不同密度值可以用不同的色彩来表现出来。
可以将特别的部位突出显示出来。
2、矢冠状重建。
根据一系列
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