PACS系统建设方案书.docx
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PACS系统建设方案书
PACS系统技术方案
2012年1月
第一章公司介绍
一、成立时间
XX市DDDDD医学信息系统有限公司成立于1999年11月，是XX市市高新技术企业。
公司主要从事PACS（PictureArchivingandCommunicationSystems，即医学影像存储与通讯系统）的研发、推广和技术服务，致力于在中国进行数字化医学信息和医学影像系统的技术研发、集成、推广和技术服务，为中国医院提供与世界科技同步的完整数字化医院解决方案。
二、核心技术
公司的核心技术是按照国际数字医学影像与通讯标准DICOM3.0（DigitalImagingandCommunicationsinMedicine）成功开发了具有自主知识产权的PACS系列软件UniSight数位医疗影像系统软件、UniRISC放射科信息管理系统软件、UniServerDICOM影像服务软件、UniGateDICOM网关等PACS系列产品。
三、技术水平与认证
其中UniSight软件经评定目前处于国际先进、国内领先水平，并已经获得多项荣誉和证书。
目前该软件的英文版已经通过美国的FDA标准,是全球第一个通过该标准并属于中国人自主知识产权的PACS软件，并被XX市市高新技术成果转化办认定为XX市市高新技术转化项目。
2003年6月UniSight软件通过中国SFDA（国家食品药品监督管理局）认证。
公司于2001年11月、2002年12月和2003年12月在美国芝加哥召开的第87、88、89届北美放射学会上进行了成功的展示。
卫生部设备专家组专家考察团和XX市放射专家考察团等都给予了高度评价。
四、技术力量
公司总部位于XX市市长宁信息园区，下设北京、广州、大连、沈阳、新疆、武汉、
山东、包头等办事处，拥有员工近130人，其中高素质的软、硬件工程师占50％左右，均接受过严格的系统培训，具有丰富的实践经验，并以精湛的技术和周到的服务受到广大客户的一致好评。
他们在软件研发及硬件安装和维护上有卓越的能力和丰富的经验，足以保证为不断增加的客户提供最优质、最满意的服务。
经专业技术培训并具有销售经验的销售工程师占40％，保障公司的营销业绩。
五、国际合作
公司注重与国际优秀同行加强合作，与柯达（香港）有限公司、惠普（中国）有限
公司、比利时巴可公司等建立长期的合作伙伴关系，共同为开拓中国医学影像市场而不懈努力。
六、质量管理
在技术领先的同时，公司已于2001年8月通过ISO9001：
2000认证，加强了质量管理。
公司始终把产品和服务质量摆在工作的首位。
XX市DDDDD医学信息系统有限公司将通过自身的不断努力，力争成为国际同行业处于领先地位的企业，为中华民族争光。
七、公司目标：
我们要成为中国医学信息和医学影像行业中技术和服务的佼佼者。
八、公司宗旨：
创新为源，诚信为本。
第二章XXX医院PACS-MIIS项目需求分析
第一节、XX市XXXX医院简介
XX市XXXX医院是一所沪上的百年老院，位列XX市十大综合医院之一。
医院被国家中医药管理局首批认定为三级甲等中医院、全国示范中医院。
医院拥有东西二部，核定床位1200张，开放床位1320张。
2008年全院门急诊人次为163万左右，出院病人数为2.8万左右，平均住院天数15天，病床使用率95%以上。
医院中医特色显著，优势突出，现有中医肝病科、中医肾病科、中医骨伤科、中医脾胃科、中医急诊科等7个国家级重点学科、4个XX市市重点学科、7个XX市市中医特色专科，并拥有全国中药制剂剂型改革研究中心和国际标准的Ⅰ期临床药物试验基地。
医院开设的70余个专病专科各具特色优势，独树一帜，享誉全国。
近年来，医院还相继成立了“名医诊疗中心”、“传统诊疗中心”、“治未病中心”等，努力探索和加强中医内涵建设。
医院医疗设施齐全，配备有1.5T双梯度核磁共振、16排螺旋CT、全数字X光摄片机、数字血管造影机、基因芯片扫描仪、发光免疫分析仪、全自动模块式生化仪、荧光定量PCR检测仪、数字化电子胃肠镜、血液透析仪、高压氧舱等大型医疗设备。
医院设有属XX市市中医药研究院的研究所3个、临床研究室14个，经国家中医药管理局确定的中医药科研三级实验室3个、二级和一级实验室8个。
自1995年以来，承担各级科研课题1107项，其中部级、国家级课题270项。
医院从“六·五”起连续承担了国家科委攻关项目的研究，其中“十·五”攻关项目2项、国家自然基金项目10项，医院获得科技成果奖150项，其中部级、国家级科技进步奖58项，专利3项。
XXX医院（东部）已经建设完成PACS/MIIS系统。
第二节、设备情况及建设需求
一、医院准备接入PACS网络的设备情况
DICOM影像设备
项次
设备名称
厂牌/型号
DICOM
每日检查量
StorageSCU
WorklistSCU
1
16排计算机断层成像系统
Philips\Brillance
有
有
50人，30幅/人
2
数字胃肠造影
GE\PrestigeVH
有
3人，20幅/人
3
数字化X线成像系统
SIEMENS\Axiom
有
有
150人，2幅/人
4
计算机X线成像系统
AGFA\CL-85
有
有
20人
5
C型臂血管造影
Philips\BVPulscra
6
64排计算机断层成像系统
（正在采购中）
7
彩色多普勒超声诊断仪
GE\LOGIQ5
有（未开通）
有（未开通）
65人，2幅/人
8
彩色多普勒超声诊断仪
GE\Voluson730
有（未开通）
有（未开通）
65人，2幅/人
9
彩色多普勒超声诊断仪
GE\LOGIQP5
有（未开通）
有（未开通）
65人，2幅/人
10
彩色多普勒超声诊断仪
ACVSON\512
有
有
65人，2幅/人
11
彩色多普勒超声诊断仪
Philips\HDI5000
有（未开通）
有（未开通）
75人，2幅/人
12
彩色多普勒超声诊断仪
HP\5500
65人，2幅/人
13
经颅多普勒超声诊断仪
DIMED\INTRA
2人，2幅/人
14
数字化X线成像系统
（正在采购中）
15
X射线断层扫描系统
（正在采购中）
16
彩色多普勒超声诊断仪
（正在采购中）
17
内镜成像系统
（正在采购中）
非DICOM影像设备
项次
设备名称
厂牌/型号
备注
1
电子胃镜
Pentax\epk-700
15人，15张/人
2
电子全结肠镜
Olympus\CLV-U40
15人，15张/人
3
摄像显微镜
Olympus\BX60
7人
4
摄像显微镜
Olympus\BX41
8人
5
摄像显微镜
Olympus\CX40
8人
6
腹腔镜
（正在采购中）
7
血细胞显微镜摄像系统
（正在采购中）
影像设备实际数据量估算
XX市市XXX医院
病人量
影像
数据量
（人）
（个）
（MB）
每天
每病人
原始
无损压缩
DICOM设备
16排计算机断层成像系统
50
30
780
312
数字胃肠造影
3
20
121.20
48.48
数字化X线成像系统
150
2
5159.25
2579.63
计算机X线成像系统
20
2
687.9
384.95
C型臂血管造影
64排计算机断层成像系统
多普勒超声
400
2
1028.4
514
非DICOM设备
电子胃镜
15
15
202.25
80.90
电子全结肠镜
15
15
202.25
80.90
摄像显微镜
合计（MB）/每工作日
8181.25
4000.86
合计（GB）/每月（25工作日）
199.73
97.67
合计（TB）/每年（300工作日）
2.34
1.14
二、总体建设需求
XXX医院院级临床医学影像系统的建设目的在于：
●构建XXX医院（西部）符合国际标准/规范及国情和院情的图像存储和通讯系统（PACS）及医学影像信息系统（MIIS）,为医院全面数字化、信息化奠定基础；
●构建XXX医院（西部）医学影像信息无胶片化、无纸化及自动化运行及管理；构建各个影像学科图像及文本信息整合，实现在统一ID、统一界面及统一索引下涵盖医疗、教学和科研信息的“电子医学图像档案”（EMIR）管理；
●以DICOM、HL7等国际标准为基础，利用IHE定义的技术框架，实现PACS/MIIS/HIS（CIS）的跨系统通讯，实现影像学科与临床学科的信息共享以及EMIR与EMR/EPR集成；
●与XXX医院（东部）PACS/MIIS系统相互通信，实现两院之间的信息同步和信息共享；
●实现远程网上实时会诊、检查预约等信息服务；
●为医院PACS/MIIS与医联中心提供医学影像信息互联、互操作的应用基础；
●与XXX医院（东部）进行异地相互容灾备份，保障两地的数据安全；
第三节、XX市XXXX医院PACS-MIIS系统设计原则
根据XX市XXXX医院的总体要求以及PACS自身的规律性，并充分考虑到PACS系统的工作流程及数据结构特征，我们在设计XXX医院PACS时，将遵循下述设计原则：
一、标准性原则（建设PACS考虑的首要因素）
系统遵循DIOCM3.0国际标准，并符合卫生部《医院信息系统基本功能规范》要求，同时按照ISO9001国际质量管理体系进行开发与系统实施。
按照IHE的建议进行流程设计。
二、实用性原则（应用优先，为临床和病人服务）
PACS能够充分满足放射科的业务需求与应用，并满足临床应用、教学、会诊和科研的需要，快速、准确、实时地提供有效的医学影像以及诊断等综合信息，满足XXX医院本地化要求，增强PACS系统的实用性。
三、经济性原则（保护医院投资，物有所值）
充分利用XXX医院现有基础设施、设备和信息技术资源，保护医院原有投资，同时全面考虑系统升级时对现有设施的利用，保证用户在系统中的投资及实现其价值的最优化。
四、整体性原则（整体考虑，分期分批）
遵循硬件、系统软件、应用软件及用户界面的整体设计部署原则，全面体现PACS系统功能，实现医学影像信息全院共享。
在系统设计过程中遵循整体规划，分步实施，避免形成新的信息孤岛。
五、科学性原则（采用先进的服务器存储架构，安全应急设计）
采用成熟的、先进的、开放的及符合国际标准的系统结构、计算机技术、存储技术和网络技术，并遵循PACS建设的一般规律，以保证系统具有国际先进水平。
六、扩展性原则（应用和技术在不断进步，要求可持续性发展）
充分考虑到医院未来发展后续所产生的可能需求，在不改变总体设计结构的前提下，医院新的需求可顺畅进入系统。
可扩展部分包括服务器以及存储系统，未来新购置设备接入PACS，各应用工作站的扩展，预留的数据接口保障软件系统的融合等等。
七、安全可靠性（是业务不间断运行的重要保障）
在系统架构中,充分考虑到系统运行的安全和稳定性，考虑防病毒、大数据量压力、系统安全应急解决方案，保证业务7*24小时连续运行。
第三章XXX医院PACS-MIIS解决方案概述
XXX医院PACS-MIIS系统总体解决方案的目标是通过PACS项目建设，实现整个医院影像诊疗过程数字化、网络化、无胶片化；优化医院业务流程，提高工作效率及诊疗质量，更好的的体现“以病人中心”服务宗旨。
第一节、系统总体设计目标
结合XXX医院对数字化医院的整体规划，以建设企业级PACS系统为总目标，通过总体规划、分步实施，建设既遵从国际及行业标准，同时又符合医院实际情况的数字化影像系统，以优化现有医院业务流程、提高工作效率，改善医疗服务质量为核心指导思想，为最终实现数字化医院打下良好基础。
通过实施FULL-PACS项目，除了大量节省胶片的使用费用之外，还将为医院工作带来如下的收益和变化：
1．实现医院影像诊疗过程效率提高50%～300%，为医院创造良好的社会效应和经济效益：
●工作方式从原来的“单兵全能”模式转为“集团网络”模式，分工协作的“流水”模式成倍提高工作效率
●影像传递从原来的“胶片输出传递”模式转为“数字网络传递”模式，实现瞬时传递患者数字影像
●患者影像查找从原来的“片库手工查询”模式转为“精确比对查询”模式，实现15秒内调阅数字对比影像
●诊断报告输出从原来的“手工重复”模式转为“电子模版”模式
●会诊模式从原来的“专家集中”模式转为“远程会诊”、“电子会诊”模式
●临床医生查看放射科报告从原来的“人工传递”模式转为“一键调阅”瞬时查看模式
2．实现医院影像数据及相关信息长期的可靠存储与科学有效管理，使其能更好的应用到医院的诊断、科研、教学等实际工作中：
●一期实现全部影像数据及诊断数据一年在线存储，未来可平滑升级存储
●调阅患者在线静态影像数据时间（第一幅任何图像）≤2秒
●调阅患者归档静态影像数据时间（第一幅任何图像）≤15秒
●系统一年内系统宕机不超过一次，故障恢复时间≤4小时
3．实现医院影像诊断过程中各类信息的全面科学管理，提高医院管理效率及管理水平：
●查询三年内的患者诊断信息时间≤5秒
●查询超过三年的患者诊断信息时间≤7秒
●统计三年内的诊疗信息时间≤15秒
●统计超过三年的诊疗信息时间≤30秒
●生成统计报表时间≤5秒
4．通过完善的系统接口功能，实现与医院HIS进行无缝连接，实现医院信息系统、工作流程的高效整合：
●检查申请单从原来的“人工传递”模式转为“一键调阅”瞬时查看模式
●临床医生查看放射科报告从原来的“人工传递”模式转为“一键调阅”瞬时查看模式
●临床医生查看放射科影像从原来的“胶片输出传递”模式转为“数字网络传递”模式
●临床医生调阅放射科在线静态影像数据时间（第一幅任何图像）≤3秒
●临床医生调阅放射科归档静态影像数据时间（第一幅任何图像）≤15秒
第二节、XXX医院PACS-MIIS总体建设规划
实施医院影像设备的初步整合，建立标准的影像资料、病人资料存储管理系统，为实施全院级影像系统奠定基础。
●连接医院放射科现有主要影像设备，实现非DICOM接口设备的影像标准化，实现全院影像资料标准化存储与管理；
●以SAN存储架构为中心，建立PACS服务器集群和大容量集中存储系统，并可平滑扩容，所有数据按照国家相应法律法规进行长期备份保留，提供多级（前置/在线/归档）数据安全体系保障；
●建立系统备份机制及应急措施，系统出现故障时可实时切换，保证不因PACS故障使医院工作受到影响；
●建立数据的备份及容错系统，提供数据转移、恢复措施；
●优化放射科室内部工作流程，充分利用网络传输功能，减少检查诊断过程的人工环节，系统流程可根据需要进行设定或修改；
●通过与HIS融合，实现患者检查申请、收费确认、预约管理、诊断结果反馈等关联业务流程的自动进行，提高工作效率并减少人工操作可能出现的错误；
●在系统内部建立统一全面的用户权限管理；
●实现诊断报告模版化、规范化，报告集中管理打印；
●提供多种影像调阅模式，实现放射科、门诊、住院及部分相关科室的影像快速调阅，可提供各种影像后处理功能以提高质量诊断；
●实现影像检查质量控制管理和诊断报告质量控制管理；
●实现科室内各种信息全面、实时、客观统计管理，提供数据分析统计功能并可作为量化管理与绩效考核的考评依据，系统可提供流程评估分析功能；
●实现临床科室影像调阅和报告阅读；
●连接超声科、内窥镜科、核医学科、病理科等影像科室，实现全院范围内的标准化数字化影像系统；
●建立科研，教学服务系统以及会诊中心；
●对医院整个影像检查、诊断、治疗流程进行优化，如：
申请电子化，建设完整统一的影像信息管理系统；
●实现医院内部影像资料及相关信息的统一存储管理，数据共享；
●实现与HIS系统及电子病历系统的进一步融合；
●连接医院相关科室，重点科室以C/S模式，其它科室以Web方式进行影像的快速调阅，实现影像诊疗的无胶片化、无纸化作业；
●建立整个医院PACS系统的系统安全机制，主系统出现故障进可快速切换；
●实现数据的容错、容灾及安全备份，在线数据系统出现灾难性故障时，可提供及时、准确的数据恢复。
第四章XX市XXXX医院PACS-MIIS技术实现方案
第一节、医疗设备影像获取方案
一、DICOM设备的连接
对于医院影像中心的CT、MR、CR、DR等支持DICOMStorageSCU的设备，可通过在设备上设定DICOM3.0技术参数（例如：
AETitle，IPAddress，PortNO.等信息）直接接入PACS系统，将其影像传输至服务器及存储系统进行集中存储管理。
通过DICOMStorage方式可获取原始的影像数据，可保证影像及相关信息的完整性。
二、非DICOM设备的连接
对于医院影像中心的非DICOM设备（超声、内窥镜等），使用PacsGateDICOM网关进行影像采集，PacsGate将采集的影像转换为标准DICOM影像并与病人信息进行整合后归档到PACS服务器。
只要采集设备采集分辨率高于原始图像分辨率，就可保证获取图像在诊断过程中的质量要求。
第二节、服务器分级体系架构
PACS与HIS相比，一个突出的不同是需要具备处理海量数据的能力，如果没有合理的服务器、存储系统、数据分布、访问策略规划，整个医院的网络系统都会承受巨大的压力，甚至会引起系统阻塞瘫痪。
一、FULL-PACS负载压力分析
由上图可以看出服务器负载压力主要来源于各个影像科室，临床影像调阅和未来的数据增长。
通过对XX市XXXX医院（西院）连接设备分析，我们得出如下影像数据量：
根据医院目前接入设备及数据量计算，XX市XXXX医院（西院）每天产生的数据量约8.2G，按在线时间一年计算，数据量约为4T。
因此影像数据存储设计：
在线磁盘阵列存储，10块500GSATA硬盘，采用RAID5方式，数据容量设计为4.5T；即可满足目前医院业务需求，并能适应未来数字化设备的增加并留有一定的余量。
按照XX市XXXX医院（西院）业务量平均每年递增20%的保守估计，五年后负载压力为当前的2.5倍。
二、服务器和存储系统面临的问题与挑战
面对业务量和负载压力的迅速增长，FULL-PACS服务器的体系结构设计需要考虑以下问题：
●如何设计一个高度可用的系统体系结构，来防止因单台服务器或它所运行的软件出现故障而导致的服务丢失？
●计划内的服务器停机时间（如进行软件升级）如何不影响系统的可用性？
●在保持可接受的性能级别的同时，如何设计一个可适应负载变化的、可伸缩的系统体系结构？
既满足现在，又满足未来发展的要求？
●是否选择无止境的硬件升级？
●如果架构不合理，是否需要重新部署？
●如何控制管理维护成本，复杂度？
三、服务器分级体系架构的组成
的服务器分级体系架构即可解决以上问题。
整个服务器集群系统包含两台中心服务器（构成双机热备份）、一套临床服务器、多套科室（病理科、超声内窥镜科）前置服务器，系统的逻辑示意图如下：
各个子系统的目的与作用如下：
1．中心服务器系统
ArchievPACS中心服务器系统是FULL-PACS系统的核心，系统基于Windows平台运行，部署FULL-PACS中心数据库、RIS服务模块及PACS中心服务模块，负责对各个前置服务器发送来的影像进行自动归档存储，进行全局影像数据库管理，系统网络通信管理；提供全部RIS/超声/内镜/病理系统的文本信息存储及检索服务，提供全部影像数据的存储和检索服务，提供长期历史影像数据的访问服务；在接收到来自各个检查科室前置服务器转发来的数据后，负责向临床服务器发送影像及报告数据；当各个子网的图像访问终端试图调阅图像时，中心服务器负责返回给调阅者指定影像信息存储的具体位置；当某个前置服务器出现故障时，中心服务器负责顶替前置服务器工作以保持医院业务的连续性。
2．前置服务器系统（超声科、内窥镜科、病理科等检查科室服务器）
PACS前置服务器部署在各个检查子网上，部署PACS分中心服务模块，主要负责向PACS中心服务器转发设备发来的原始图像，同时向子网终端客户提供近期图像访问服务以减轻主服务器访问压力，进行系统负载均衡，形成多级访问机制，提高系统安全性、稳定性、可靠性和访问速度。
PACS前置服务器可配合ArchievPACS中心服务器组成负载均衡集群，解决前端（各影像科室）应用压力和负载压力，并额外提供多一级的本地应用安全保障。
3．临床服务器系统
PACS临床服务器部署在各个临床科室子网上，部署PACS分中心服务模块，主要负责向对影像质量和处理功能要求较高的临床终端客户提供病人原始图像及文字报告访问服务以减轻主服务器访问压力，进行系统负载均衡，形成多级访问机制，提高系统安全性、稳定性、可靠性和访问速度。
PACS临床服务器可加入到ArchievPACS中心服务器集群系统中，解决前端应用压力和负载压力，并额外提供多一级的本地应用安全保障。
4．Web服务器系统
PACSWeb服务器系统可以架设在临床服务器硬件上，部署PACSWeb服务模块，主要负责向对图像要求一般的临床终端客户或配置较低的临床终端客户提供病人原始或压缩图像及文字报告访问服务，客户端以浏览器方式运行，不须安装任何软件，对硬件要求较低，易于部署和快速实施，后台系统通过数据库实体化视图方式保持与中心服务器的数据同步，可以达到减轻主服务器访问压力，形成多级访问机制，提高系统安全性、稳定性、可靠性和访问速度的目的。
5．数据备份管理系统
数据备份管理系统由系统管理工作站和近线磁盘阵列组成，物理上位于SAN内部，通过与存储备份管理软件的结合，负责完成数据库备份、图像文件备份、存储规划、系统监控、数据还原等功能；能对数据库进行自动备份，备份任务统一管理，备份时间放在业务量较小的夜间进行，不影响系统正常业务；
四、服务器分级体系架构的优势和特点
●由PACS主服务器进行“系统调度”，巧妙的进行系统负载均衡；
●可以灵活增加前置服务器以应对负载的增加和科室的扩充；
●多一级安全保障，提供更高的可用性保障；
●无须担心业务量爆炸式的增长
●
管理维护成本易于控制
没有应用前置服务器和应用前置服务器的负载压力对比分析（评估）
服务器分级体系架构不但保证系统具有更高的可用性，而且非常适合总体规划、分步实施的信息系统建设模式。
根据XX市XXXX医院（西院）的整体规划要求，FULL-PACS项目从大的方面分成两个阶段。
如何保证从第一阶段顺利过渡到第二阶段，保护医院的投资，是一个非常关键的问题。
第三节、
存储归档解决方案
PACS中的存储归档系统（ArchivingManager）不是简单的影像存储，还包括影像及其相关信息的定位、传送和存储规划等功能。
FULL-PACS具备图像及相关信息的长期存储管理（LTSM）和短期存储管理（STSM）。
存储系统中存储设备通常会分成三种角色：
在线存储、近线存储、离线存储。
通常将传输速率要求高或经常访问的数据存放在在线存储的设备上（如SAN磁盘阵列），将不经常访问的数据存放在近线存储的设备上。
●在线（On-Line）存储，是指连接在计算机系统中可保持直接、实时、快速访问的存储设备。
在线设备实际应用中通常选用光纤磁盘阵列。
●离线（Off-Lin
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