医院PACS系统解决方案知识分享.docx
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医院PACS系统解决方案知识分享
医院PACS系统
解决方案
作者
Yzh
审核
创建时间
2014-05-27
修改日期
2014-05-29
1.PACS概述
1.1PACS系统定义
PACS是英文PictureArchiving&CommunicationSystem的缩写,译为”医学影像归档与通信系统”.PACS是有关医学图像的获取、存储、显示、处理、传输和管理的综合信息化管理系统,首先PACS系统是一个影像资料数据库,未来的几年来它最终将会取代医院传统影像胶片存储方式,取而代之的是PACS系统方便,安全,高效,低廉的数字化存储方式,同时在这个基础上PACS系统将各种医院影像设备产生的影像资料有机的整合,形成可以覆盖全院内部以及医院外部的影像资料网络,在这个网络任何一个节点上,临床医师可以方便的使用,获取各种影像资料,有效的提高临床诊疗和医学教学质量.
提PACS就不得不提DICOM协议,DICOM是Digital Imaging and COmmunication of Medicine的缩写，它是专门用于医学图像的存储和传输的国际标准名称。
DICOM标准是随着数字化医学影像设备的普及和医院信息化管理系统,特别是PACS系统和远程医疗系统的发展应运而生的.在数字化医疗设备应用的早期,不同生产厂家不同型号的医疗设备产生的数字图像各自采用了不同的格式,不同设备之间的数字化信息很难共享使用.PACS系统的实施变得非常的困难,医疗信息系统随之带来许多新的问题:
如何存储数据量极大的图像并能有效地管理？
不同生产商的设备能否直接连接？
如何能够在不同的生产商设备之间能够共享信息资源？
等等。
很明显这些问题的解决方法就是采用统一的标准。
为此，美国放射学会和美国电器制造商协会在1983年成立了专门委员会，制定了DICOM协议的最初版本.并在1993年定义了新的版本,命名为DICOM3.0.DICOM协议是PACS系统的基础,遵循DICOM3.0协议是PACS实施的前提条件.
RIS主要提供病人预约登记、影像病历及诊断报告管理、人力和设备管理、胶片和文件跟踪、科室成本核算及相关财务报表管理等功能。
在应用上应能与HIS等信息系统关联，实现全院级信息共享目标.RIS是PACS系统的基础,PACS系统的影像资料同RIS系统的报告资料整合在一起才能形成一份完整的医学影像诊断报告.所以对RIS系统的规划和建设应给予足够的重视.
1.2PACS系统工作流程
PACS系统的基本组成可以分为以下的几部分,见表1:
名称
基本功能
影像采集设备
各种具有标准DICOM接口影像设备,或者具有其它对外标准接口的医疗影像设备.
DICOM网关
遵循DICOM3.0标准协议,接收从影像采集设备发送过来的图像.接收图像后将影像资料传送至PACS服务器进行影像归档.
PACS服务器
影像存储,归档,传输和管理.通过DICOM网关接收影像设备的图像资料,或者直接同影像设备连接,接收图像.
PACS工作站
查阅,浏览,处理PACS服务器上的影像资料,为临床诊疗或医学教学提供完整的影像资料.
RIS登记工作站
完成放射（影像）科进行影像检查时患者登记功能.
RIS报告工作站
完成放射（影像）科诊断医师书写影像诊断报告的功能.
远程会诊系统
通过Internet传输图像,完成异地诊疗过程.
网络结构图:
图1
PACS&RIS系统工作流程:
说明：
患者路线
PACS数据路线
图2
1.2.1RIS登记工作站-患者影像检查登记.
进行影像检查之初,病人需要在RIS登记工种站登记病人基本信息和诊断信息,并由系统产生系统中唯一的医学影像诊断号（StudyID）.
登记的信息包括病人姓名,年龄,性别,诊断科室,诊断医师,病室号,病床号等基本信息.
医学诊断号是PACS&RIS系统中作为唯一标示这次医学影像诊断的标志.
1.2.2影像设备拍片
影像拍片室接到患者的拍片申请后,利用影像设备为病人进行影像拍片.
拍片完毕后医疗影像设备产生医学影像,并通过院内局域网将医学影像数据传输到PACS服务器或者DICOM网关进行归档处理.
1.2.3PACS服务器对影像资料和报告资料进行归档.
PACS服务器可以直接同影像设备连接,利用遵循DICOM标准的软件模块同影像设备通讯,接收影像资料.
但作为PACS系统核心的PACS服务器,不但需要从影像设备接收影像数据,而且同时要响应PACS工作站的请求,向PACS工作站传输影像资料,这样往往会形成一定的系统性能瓶颈,所以PACS服务器一般将同影像设备连接的部分在逻辑上独立出来,形成DICOM网关.PACS服务器同DICOM直接相连接,不必与底层的设备进行通讯,从而平衡网络负载,优化系统的性能.
DICOM网关遵循DICOM标准,通过网络接口接收影像设备采集的医学影像资料.只做暂时的归档处理,并及时的将影像资料自动路由到PACS服务器中.
PACS服务器可以根据制定好的”自动路由”规则,将影像资料自动传输到PACS工作站.
1.2.4RIS报告工作站书写影像诊断报告
报告工作站主要是协助放射（影像）科室影像诊断医师书写影像诊断报告,并对影像诊断报告进行统一的管理.
影像诊断报告形成后,同样在PACS服务器进行归档.PACS系统自动将影像资料和报告资料整合在一起,形成完整的影像资料.
1.2.5PACS工作站
PACS工作站能够接收PACS服务器上的影像资料,为临床的诊断或者医院教学工作提供一手的医学影像资料支持.
PACS工作站可以手工请求自己所需要的影像资料.
也可以在PACS服务器端设置好”自动路由”规则,PACS服务器按照规则,当接收到合适的图像后自动将影像资料传输到PACS工作站.
1.3建设PACS系统的意义
PACS系统是医院信息管理系统中一个重要的组成部分,它管理影像设备所生成的海量影像数据和影像诊断报告资料,整合和优化医院影像工作流程,实施PACS系统的主要意义在于:
1.利用数字影像进行临床诊断,影像设备产生的影像是高精度的数字图像,加上高分辨率的专业显示器,完全可以达到医学诊断的精度要求.而且现在显示器硬件技术突飞猛进,即使使用普通PC机配置的彩色显示器,也可以满足大部分医疗影像精度的要求.并且PACS工作站有各种先进的影像处理功能,利用数字信息化,精确量化病变的特征,大大优于传统的影像诊断方法.
2.数字影像利用网络传输,免于医师的奔波之苦,方便交流和学习.最主要的是PACS系统数字化的存储,其成本低和占用空间小的优势是传统胶片根本不能比拟的.
3.是形成电子病历的重要组成部分,实现医院真正的无纸化办公的信息化工作流程,提供医院的医疗诊断水平和树立良好的社会形象.
2.实施步骤和原则
PACS系统是一个围绕着医疗影像设备发展起来的全新的综合应用网络系统,技术复杂,数据量大,一个成功的PACS系统工程量比较大,宜采用以下的实施原则和步骤.
2.1应用为主.
PACS近几年来发展起来的医院信息化管理系统中一个重要的组成部分.同所有的应用软件一样,应用是检验系统是否成功的唯一标准.对PACS系统来说,在遵循医院信息化建设总目标的前提下,围绕着影像诊断医师和临床医师的本质需求进行施工是PACS系统成功的关键.
2.2RIS和PACS紧密结合.
RIS指的是放射科信息管理系统,RIS系统和PACS系统向来是密不可分.这条原则的含义有两点:
1）RIS是PACS的有机的辅助部分,仅有影像数据而没有报告数据的PACS系统是不完整的PACS系统.
2）RIS系统是PACS的基础,PACS系统的建设应先建立放射科级别的PACS系统,逐步向全院扩展.
2.3根据实际情况,量力而行.
PACS系统既然是以应用为主的应用系统,就应该根据医院的实际情况,充分利用医院现有的资源,以追求最高的系统性价比.
毫无疑问,大规模的PACS系统是造价昂贵的,各种高性能的存储和显示设备,和前沿的图像处理技术都是价格不菲.但实际上临床医师和医院领导层的具体想法和需求却鲜有人提起.所以我们认为量力而行,结合医院的实际情况和资金预算计划,首先满足医院最基本和本质的需求,并在此基础上逐步对系统进行扩展是项目成功实施的保障.
2.4分步实施.
PACS系统是技术含量高,底层面向的对象是医院中最为昂贵的各种医疗设备,同时数据量庞大,实施起来比较复杂.基本的原则应该是分布实施,立足于放射科,逐步向各个科室扩展.软件先行,硬件滞后.
1.设备调研调试阶段
现场考察医院影像设备,了解设备的布局,影像设备软件操作系统,软件的各种操作,生产厂家,型号,DICOM接口是否完好,使用DICOM测试程序调试设备,了解设备传输数据是否正常,图形格式是否符合标准,图像是否能正常显示.
2.软件需求调研阶段,确定软件数据和流程的要求.
了解放射科工作流程,数据信息,对软件工作流程和数据的要求.报告格式,工作习惯,再用的其它软件系统的状况.病人登记过程.拍片流程.影像资料的存储调用流程.放射科领导对系统的愿望和要求.
3.软件客户化阶段
根据设备调研和软件需求调研情况,对软件进行客户化工作.
4.建立DICOM服务器和PACS服务器
4.1软件先行,尽量利用医院现有的资源,先建立逻辑上的dicom服务器和pacs服务器,使软件系统正常的运转.
4.2DICOM（网关）服务器连接影像设备,接收图像.
4.3PACS服务器分两部分,数据库服务器和影像文件服务器.
4.4硬件的选购.网络的配置.
可以放在RIS系统实施完毕后,进行此阶段的工作.
5.RIS系统的实施
RIS指放射科信息管理系统,放射科是医院中医疗影像设备和医疗影像的管理单元,同时也是影像诊断的执行单元,RIS系统的核心功能在于辅助医师生成影像诊断报告和对医疗影像报告的管理工作,同时按照客户的需要,还可以附加放射科内部各种管理功能.
RIS同PACS的关系密切,尤其是国内的PACS系统和RIS系统向来是不分家的,RIS是PACS的基础,RIS系统的成功实施是PACS成功实施的必不可少的一步.
6.临床科室各个PACS工作站的实施.
7.远程会诊系统的实施.
3.系统功能说明
3.1DICOM（网关）.
DICOM网关遵循DICOM3.0协议同各个影像设备相连,接收个影像设备自动或手动发送过来的影像数据.影像数据到传输到DICOM网关后,系统进行简单的归档处理,形成影像文件,待影像文件序列完全接收完毕后,DICOM服务器就将影像文件自动路由到PACS服务器中,进行统一的归档处理.
主要功能包括:
1.接收图像,
DICOM网关遵循DICOM3.0标准,通过网络接口接收影像设备传输的图像.
2.设备管理
主要是对设备各种DICOM参数的管理.
3.查看图像传输状态.
4.图像的查询统计功能.
3.2PACS服务器,存储图像,传输图像.
PACS服务器是系统核心功能单元.负责整个系统影像数据和其它数据的存储及数据的调度,主要的功能有两个:
存储和传输.
PACS系统应用的核心功能就是影像文件和报告资料的请求和传输,通过PACS服务器的自动路由功能,PACS服务器上的影像资料能够自动的到达各个PACS客户端.从而保证临床医师在PACS工作站能第一时间得到准确的医学影像资料.
主要的功能包括:
1.图像归档
PACS服务器通过DICOM网关或者直接同影像设备连接,接收传输过来的图像资料.
2.图像数据的存储备份
现在主流的PACS系统一般把影像数据分为在线和离线数据,这是根据数据的存储性质来划分的.在线数据指的是之间保存在服务器硬盘上的数据,一般是最近几个月或者今年的影像数据.这些数据可以直接快速的由系统调用.离线数据一般指的是保存在磁带库或者影像光盘上的数据,这些数据一般是历史数据,临床医师调用的比较少.系统必须间接的调用这些数据,速度比较慢.
在线和离线之分是现在PCAS系统存储的基本指导原则,但由于如今硬盘价格的下降,在线和离线的界限慢慢模糊,离线数据慢慢向在线数据靠拢.
备份策略一般根据医院对历史影像数据的保存规定来安排的.
3.影像工作流程控制
目前比较通行的PACS工作流管理过程包括自动路由（Auto-routing）、影像预取（Pre-fetching）和手工请求等。
只有真正有效地运用了特定的影像工作流管理进程，才能可靠地保证PACS影像诊断过程所要求的执行效率和响应速率。
过程
自动路由
根据客户制定的服务器路由规则,PACS服务器在接收到影像设备采集的影像数据后自动将医学影像”发送”到PACS工作战.工作流程全部自动化.
影像预取
PACS工作站发送影像预取的命令,PACS服务器在接收到合适的影像资料后,自动将影像发送到PACS工作站客户端.工作流程半自动化.
手工请求
PACS工作站在需要影像资料的时候,向PACS服务器发送请求影像的要求.工作流程手工化.
4.远程会诊功能
通过Internet网,将PACS影像数据传输到院外PACS工作站.诊断医师可以在异地进行临床诊断或者医疗教学.
5.影像资料查询和统计功能
3.3PACS工作站,查看图像和报告.
PACS工作站分布在各个临床科室,可以直接调用PACS服务器存储的影像和报告数据,以供临床医师诊断时候使用.
PACS工作站包括先进的DICOM图像文件处理系统Dcmviewer,医师可以通过Viewer提供的先进的图像处理功能进行各种图像分析和测量工作,提高诊断质量.
PACS工作站可根据医院的需求进行自由的分配,可以配置在医院信息管理系统的任何一个节点上.
主要的功能包括:
3.3.1医学影像处理
PACS工作站使用先进的图像处理技术,为医师的数字化诊疗提供最大化的支持,主要的功能包括:
1．图像处理功能：
1）多种显示格式：
用户可以自己定制显示格式。
2）极大化显示：
可以对感兴趣的图像进行全屏的显示。
3）窗宽窗位调节：
针对不同的部位，选择不同的窗值。
4）放大缩小功能：
进行整幅图像的放大或缩小显示。
5）放大镜功能：
以一定的比例放大某一区域的局部图像。
6）移动图像功能：
图像在显示区域内进行随意移动。
7）镜像、旋转功能：
可以进行图像的水平、垂直镜像，可以进行90度旋转。
8）反色功能：
屏幕上显示的图像黑白反色显示。
9）电影播放功能：
以系列为基本单位的连续图像循环播放。
10）伪彩色功能：
支持多种伪彩显示方案，用户可以定制。
2．测量功能
1）点值测量：
测量鼠标所在点的CT值。
2）距离测量：
测量两点之间的距离。
3）面积测量：
测量标注区域的面积。
4）分布图测量：
测量标注区域内的数据分布直方图。
3．标注功能
1）直线标注：
区间标注；
2）箭头标注；敏感部位标注；
3）距形标注；敏感区域标注；
4）椭圆标注；敏感区域标注；
5）自由曲线标注：
不规则区域标注。
4．滤波功能
1）图像平滑操作
2）图像锐化操作
3）图像边缘增强
4）图像边缘检测
3.3.2查阅浏览病人影像资料
通过PACS工作站,临床医师可以方便的调用指定病人的影像资料和报告资料,为医师的临床诊断提供帮助.
3.3.3.手工请求图像
临床医师可以通过PACS工作站请求指定病人的影像和报告资料.
3.3.4影像资料的管理
医师可以对有价值的影像资料进行处理,保存到自己的资料库中.并进行统一的管理工作.
3.3.5打印影像资料
3.3.6制作完整的影像资料并保存.
附:
PACS工作站显示设备的配置:
显示分辨率是一个需要慎重考虑的问题。
在目前的工作站硬件技术水平状态下，选择较高的分辨率预示着投资额可能会显著地增加，因此，可能需要根据医院的实际投资水平确定一个既能满足基本诊断要求又不至于显著增加医院的投资压力的PACS工作站显示分辨率规划方案。
根据ACR（AmericaCollegeofRadiology）标准，对PACS诊断工作站显示分辨率要求分为两类，一类是Smallmatriximages如CT/MR/RF/DSA等，显示分辨率512×512×8bit可满足诊断要求，即普通PC机配置的彩色显示器应可基本满足分辨率需求；另一类称为Largematriximages，如CR/DR影像，ACR对分辨率要求的定义为1024×1024×10bit，这需要专业的灰阶显示器才能达到这一参数指标。
但专业的灰阶显示器昂贵的价格所造成的投资压力对于国内大多数医院可能都存在着承受力问题，作为变通的解决方式医院虽可以采用宽屏的彩色显示器（分辨率通常可达1600×1200×8bit）作为替代方案，但建议投资水平允许的医院尽可能保证规划一套标准的灰阶显示器以便确保复杂病例影像的诊断和会诊质量。
3.4RIS登记工作站,放射科登记.
RIS登记工作站和报告工作站一起帮助医师完成影像资料的信息化诊断过程.
RIS登记工作站放射科工作流程的第一步,影像诊断过程从此而开始.它记录进行影像检查的病人信息和主要的诊断信息.是RIS的重要组成部分.
登记工作站主要处理放射科患者登记预约的工作.对于需要进行影像检查的患者,记录病人的的基本信息和诊断信息,分配设备号.患者信息记录完毕后在登记工作站录入数据库,以备系统中其他的模块调用.主要包括以下的功能.
1.病人的登记
2.病人信息的查询
3.病人信息的编辑
4.通过HIS接口调用医院中现有HIS系统中的病人信息,省去登记医师重新录入的苦恼.
5.病人预约功能.
3.5RIS报告工作站.
报告工作站是RIS系统的最主要的功能,它帮助医师形成影像检查的诊断报告,并负责管理报告资料.影像数据和报告数据是PACS系统的两大关键数据,整个系统的运行都围绕着这两大数据而进行.
报告工作站是RIS系统的重要组成部分.主要功能是等待病人完成影像检查后,诊断医师结合PACS服务器归档的的数字影像和登记工作站所录入的病人资料,对病人做基本的影像检查.进行书写影像诊断报告,审计报告等工作.包括以下的功能:
1.书写报告.
2.审核报告.
3.典型病例管理.
4.自动或手工接受,请求影像资料,为诊断报告的形成提供帮助.
5.查看诊断病人的相应影像资料.
6.病人信息的查询和维护.
3.6刻录工作站.
刻录工作站主要将病人影像资料和报告资料保存到光盘上,作用主要有两个:
1）作为PACS系统中存储和备份方案之一.光盘的性价比比较低,是存储和备份的较可行的方案.
2）把影像和报告资料制作成影像光盘,通过影像光盘上自带的浏览软件,可以方便的查阅影像资料的影像诊断报告,这样一方面可以是影像资料更加方便的传播,便于医师的工作和教学.另一方面可以形成一套完整的患者个人电子病历,增加医院的经济效益和社会效益.
3.7HIS接口.
HIS系统是医院信息管理中的核心单元,它保存着许多重要的病人资料和诊断资料,通过PACS系统和HIS无缝接口,可以从HIS系统中自动取得必须的病人资料和诊断资料,从而使PACS系统更加的完善.
4.总结和说明
总而言之，医学影像学信息系统（PACS和RIS）的规划和实施是一个复杂的系统过程,对医院用户来说认清医院现有资源优势,清楚认识医院当今信息化管理的重点,明白医院当今PACS系统需要达到的规模,实现的主要功能指标和任务,并对实际的投资水平进行预估和控制是必须考虑的问题.最后选择合适的PACS服务提供商,建立自己的PACS&RIS系统规划方案并以此指导系统的规划和施工，这样将会大大降低系统投资的风险和确保系统投资的有效性。
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