医学图像存储与传输系统概述.pptx

第十三章医学图像存放与传输系统第十三章医学图像存放与传输系统医学图像存储与传输系统概述第1页一、一、医学影像医学影像PACS系统概述系统概述二、二、医学影像系统发展历史概况医学影像系统发展历史概况三、三、当前在当前在PACS中应用主要技术和设备中应用主要技术和设备四、四、医学影像系统建设应采取策略医学影像系统建设应采取策略五、五、PACS影像存放和传递形式影像存放和传递形式六、六、PACS系统组成系统组成七、七、PACS类型及特征类型及特征八、八、PACS系统管理结构模式系统管理结构模式九、九、PACS当前存在问题当前存在问题十、十、PACS发展趋势发展趋势十一、十一、医学数字图像通讯（医学数字图像通讯（DICOM）标准）标准医学图像存储与传输系统概述第2页 一一.医学影象系统概述医学影象系统概述 医学影像医学影像系统通常称为医学影像计算机存档与传输系统（Picture Archiving and Communication System 简称PACS），是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理系统。其目标目标目标目标是用来代替现行模拟医学影像体系。它主要处理医学影像采集和数字化图像存放和管理数字化医学图像高速传输，图像数字化处理和重现图像信息与其它信息集成医学图像存储与传输系统概述第3页依据医学影像实际应用不一样目标，数字化影像可分为三个精度等级三个精度等级：影像做为医疗诊疗主要依据时，数字化后影像必须反应原始图像精度；作为医疗中普通参考时，数字化影像可进行一定压缩，以降低对信息资源占用；作为教学参考时，数字化影像只要能够保留影像中教学所需要部分内容，允许对数字化影像有比较大幅度有损压缩。医学图像存储与传输系统概述第4页不一样医学影像对数字化精度精度精度精度要求也不一样，常见有：对光胸片、乳腺片影像光胸片、乳腺片影像，几何精度要求为以上，灰阶分辨率为1024级至4096级；对、影像对、影像，几何精度为512512，灰阶分辨率为4096级；对超声、内窥镜影像对超声、内窥镜影像，几何精度为320级-512级，灰阶为256级彩色影像，这类影像还需要是1630幅/秒连续动态影像；对病理影像对病理影像，几何精度为512512或1K1K，含有灰阶分辨率为256级彩色图像。医学图像存储与传输系统概述第5页伴随光检验、超声、胃肠镜、血光检验、超声、胃肠镜、血光检验、超声、胃肠镜、血光检验、超声、胃肠镜、血管造影管造影管造影管造影等影像学检验应用也越来越普遍。在传统传统传统传统医学影像系统中，影像存放介质是胶片、磁带胶片、磁带胶片、磁带胶片、磁带等。比如比如比如比如图像存放介质所占空间不停增加，给存放和查找带来了严重问题；各种不一样检验图像分别存放，临床医生要同时参考同一病人不一样检验所产生影像时往往借阅困难；传统图像存放和管理独占性使得图像丢失概率增加，利用率下降，异地会诊困难等。医学图像存储与传输系统概述第6页因为因为医学图像数据量大，需要大容量存放设备，高性数据量大，需要大容量存放设备，高性能显示设备和高速计算机网络能显示设备和高速计算机网络，高昂费用曾经是建立PACS主要障碍。伴随计算机技术发展，计算机和通讯设备性能价格比快速提升，高性能计算机设备价格已经能够逐步为一些经济条件很好医院所接收。这为数字化医这为数字化医学影像存放和传输奠定了基础学影像存放和传输奠定了基础。在经济上和医疗质量上不停增加要求下，使医院对PACS需求也不停提升。医学图像存储与传输系统概述第7页二、医学影像系统发展历史概况二、医学影像系统发展历史概况PACS概念提出于80年代初。建立PACS想法主要是由两个主要原因两个主要原因引发：一是数字化影像设备一是数字化影像设备，如CT设备等产生使得医学影像能够直接从检验设备中获取；另一个是计算机技术发展另一个是计算机技术发展，使得大容量数字信息存放、通讯和显示都能够实现。医学图像存储与传输系统概述第8页在在80年代早期年代早期，欧洲、美国等发达国家基于大型计算机医院管理信息系统已经基本完成了研究阶段而转向实施，研究工作在研究工作在80年代中就逐步转向年代中就逐步转向为医疗服务系统为医疗服务系统，如临床信息系统，PACS等方面。在欧洲、日本和美国等相继建立起研究PACS试验室和试验系统。伴随技术发展，到90年代早期已经陆续建立起一些实用PACS。医学图像存储与传输系统概述第9页在在80年代中后期年代中后期所研究医学影像系统主要采取是专用设备专用设备，整个系统价格非常昂贵。到到90年代中期年代中期，计算机图形工作站产生和网络通讯技术发展，使得PACS整体价格有所下降整体价格有所下降。进入进入90年代后期年代后期，微机性能快速提升，网络高速发展，使得PACS能够建立在一个能被较多医院接收水平上。医学图像存储与传输系统概述第10页 1982 1982年美国放射学会放射学会（ACR）和电器制造协电器制造协会会（NEMA）联合组织了一个研究组，1985年制订出了一套数字化医学影像格式标准，即ACR-NEMA1.0标准标准，随即在1988年完成了ACR-NEMA2.0。医学图像存储与传输系统概述第11页伴随网络技术网络技术发展，人们认识到仅有图像格式标准还不够，通讯标准通讯标准在PACS中也起着非常主要作用。随即在1993年由ACR和NEMA在ACR-NEMA2.0标准基础上，增加了通讯方面规范；同时按照影像学检验信息流特点E-R模型重新修改了图像格式中部分信息定义，制订了DICOM 3.0标准。医学图像存储与传输系统概述第12页当前当前，一些主要医疗仪器企业，如GE、PHILIPS、西门、西门子、柯达子、柯达等，所生产大型影像检验设备都配有支持DICOM标准标准通讯模块或工作站，也有许多专门制造影像系统企业生产支持DICOM标准影像处理、显示、存放系影像处理、显示、存放系统统。医学图像存储与传输系统概述第13页DICOM标准也在不停更新更新，它所支持医学影像种类也不停地增加，已经从原来原来ACR-NEMA标准只支持标准只支持放射影像扩展放射影像扩展到支持内窥镜、病理等其它影像支持内窥镜、病理等其它影像。也有学者在研究处理医学图形、声音等信息。同时也有些人研究DICOM与其它医学信息传输标准沟通，如HL7（Health Level Seven）等医学图像存储与传输系统概述第14页三、三、当前在当前在PACS中应用主要技术和设备中应用主要技术和设备我国我国医院信息系统发展较晚较晚，现在所使用信息系统平台网络技术都能够支持信息系统应用和PACS。所以，主要一点就是需要做好医院信息化建设整体规划整体规划，使信息系统能够和今后逐步建立各个系统顺利地连接，防止国外系统所碰到麻烦。尽可能采取通用信息交换标准，模块化设计，尽尽可能采取通用信息交换标准，模块化设计，尽可能与信息系统一体化可能与信息系统一体化是PACS建设时在技术上要认真考虑问题。医学图像存储与传输系统概述第15页1、标准化技术、标准化技术标准化技术标准化技术应用在建立PACS中是非常主要，使用工业标准能够使所建系统充分利用各种先进设备，并能够充分集成各个企业所开发采集系统、图像管理系统、显示系统、打印系统等。DICOM标准是医学影像数据交换主要标准标准是医学影像数据交换主要标准，其关键内容是：（1）定义了包含病人信息、检验信息和相关图像参数图像头数据以及图像本身数据图像格式。医学图像存储与传输系统概述第16页（2）定义了图像经过用点对点方式、网点对点方式、网络方式、文件方式络方式、文件方式等进行交换方法和规范。DICOM标准采取了面向对象方法，将真实世界模型抽象成为不一样层次对象模型，使图像采集、存放、通讯采集、存放、通讯愈加便于计算机进行处理。它当前有14章，同时DICOM采取分章节更新方法，能够随应用发展而不停发展。医学图像存储与传输系统概述第17页、PACS与其它系统信息交换问题与其它系统信息交换问题医院信息系统医院信息系统是一个整体，我们建立PACS主要目标主要目标也是为医生提供医疗、教学和科研所需要信息。医生在看检验图像同时，也非常需要了解检验汇报、病人病历等其它信息。所以，将PACS与医院其它信息系统结合是非常主要。医学图像存储与传输系统概述第18页国外国外一些发达国家在处理这个问题时碰到了很大很大麻烦麻烦。首先首先因为欧美等发达国家原来已经建立了基于大型机集中式医院管理信息系统，这在技术上与现在图形工作站系统连接存在一定难度。另另首先首先因为在早期系统设计时并未考虑到要与这些新系统交换信息，在整体规划上没有一个统一信息交换标准，造成了各个系统之间连接难题。一些医院为了处理这个问题，或采取在医生面前放置多台设备方法，或专门设计一些接口供系统之间进行信息交换和同时。医学图像存储与传输系统概述第19页、图像预取技术、图像预取技术医学图像医学图像因其数据量大数据量大，传输需要占用很宽网络带宽资源。而医院工作特点特点是对图对图像数据突发性要求高像数据突发性要求高。比如在病人刚入院时需要调用大量病历数据，也包含图像数据，而平时则主要局限于使用住院病人资料。在这么环境下，信息系统网络平均带宽需求与高峰时需求差距非常大。医学图像存储与传输系统概述第20页要想既满足医疗需要又降低整个系统成本既满足医疗需要又降低整个系统成本，使用图像预取技术使用图像预取技术是能够充分利用信息系统网络资源方法。预取技术预取技术关键就是依据依据病人入出院以及预约信息，利用利用网络通讯低谷时间将所需要病人图像事先传输到医生所需要地方，以降低网络高峰时间压力，同时同时也提升医生存取图像时速度。要实现图像预取基础要实现图像预取基础是PACS必须与医院其它系统能够很好地进行信息沟通进行信息沟通，同时也要研究一个合理预测算法。医学图像存储与传输系统概述第21页、图像压缩技术、图像压缩技术 医学图像医学图像数据量之大是惊人，建立PACS中许多技术技术困难困难都与之相关，象图像存放、传输、显示存放、传输、显示等。怎样怎样能够对医学图像进行压缩能够对医学图像进行压缩，是多年来图像处理技术中一个重点研究问题重点研究问题。伴随计算机多媒体技术发展，已经制订了许多图像压缩标准算法标准算法，如静态图像JPEG标准，动态图像MPEG1、MPEG2、MPEG4算法等。这些算法在娱乐、游戏、INTERNET上得到了广泛应用。医学图像存储与传输系统概述第22页不过不过，因为医学图像关系到医学诊疗可靠性，影响非常之大。所以，对于医学图像有损压缩问题普通都讳莫如深。比如比如我们在INTERNET上常见JPEG图像压缩是一个有损压缩算法，它是将HUFFMAN变换和数字余弦变换（DCT）相结合，得到了几十分之一到上百分几十分之一到上百分之一之一这么很高压缩比。而在DICOM标准中当前惯用也只是无损压缩标准算法，即仅使用无使用无损损JPEG压缩算法压缩算法。这么医学图像压缩比通常只能到达三分之一三分之一左右。医学图像存储与传输系统概述第23页、当前建立、当前建立PACS使用主要设备使用主要设备医学图像医学图像采集设备采集设备是PACS图像质量第一关，除了象CT、MRI、CR、DSA等数字化影像设备图像能够直接从机器中采集外，当前大量使用胶片图像需要使用胶片扫描仪输入到PACS中。大容量大容量数据存放设备数据存放设备是图像管理系统一个关键部件关键部件，通通常大容量硬磁盘常大容量硬磁盘阵列是进行在线存放首选设备首选设备，普通能够使用RAID方式方式将数个硬盘组成含有一定冗余硬盘系统，它含有速度高、存取方便、可靠性好、价格较低速度高、存取方便、可靠性好、价格较低特点。通常每兆字节存放费用仅在0.2元元左右。医学图像存储与传输系统概述第24页激光摄影机激光摄影机也是PACS中惯用设备，国内很多大医院已经为CT、MRI等大型设备配置了激光摄影机用于产生胶片，这些设备一样能够与PACS连接。在医院建立PACS所使用其它设备其它设备，如微机、图形微机、图形工作站、网络交换机工作站、网络交换机等等，都是当前通用计算机和通讯设备。当前计算机高速发展高速发展，通用设备性能也越来越高，已经能够满足大部分建设PACS需求。医学图像存储与传输系统概述第25页四、医学影像系统建设应采取策略四、医学影像系统建设应采取策略建立建立PACS一个目标一个目标是方便图像存取，使临床医生能够随时随地读取所需要图像。另一个另一个目标目标是建立无胶片化医院，经过降低胶片使用降低医院消耗，提升经济效益。对于医学影像系统建设，医院应该进行全方全方面统一规划面统一规划，充分考虑PACS与其它系统信息沟通。医学图像存储与传输系统概述第26页要到达上述两个主要目标要到达上述两个主要目标，满足医院实际工作需要，应该从影像质量、存放图像数影像质量、存放图像数量、影像采集方式、显示设备配置数量和量、影像采集方式、显示设备配置数量和范围范围等方面进行认真论证。通常通常需要有高质量图像采集系统图像采集系统，要在临床科室配置大量图像显示设备图像显示设备，有十几个十几个TB（1TB=1024GB）在线存放容量在线存放容量和高速高速度网络通讯能力度网络通讯能力，才能够使系统替换传统胶片。医学图像存储与传输系统概述第27页医院医院应该加强加强信息系统建设统一规划统一规划。医学影像系统管理是医院信息中一个主要部分，因为其数据量巨大，对计算机系统、网络系统和存放等都带来了许多问题。所以，产生了许多应用技术应用技术，如图像预如图像预取技术、图像压缩技术等取技术、图像压缩技术等。然而，作为医院信息系统中一部分，图像信息与其它信息能够很好融合和连接是PACS建设中一个不能忽略问题。各个医院经过做好统一规划，防止PACS与医院其它系统出现信息交换问题。医学图像存储与传输系统概述第28页普及普及PACS应用技术应用技术。近年来近年来，一些医院陆续建立起医院管理信息系统，完善了医院计算机网络，许多医院计划建立医学影像管理系统（PACS）。然而然而，因为我国PACS研究工作开展比较晚，许多医院急需比较全方面和完整地了解相关技术，需要经过各种形式工作使医院能够正确认识PACS技术应用目标、作用应用目标、作用和建立方法和建立方法等问题。建立建立医学影像系统标准和规范标准和规范。在数字影像采集采集、显显示，远程医疗示，远程医疗等方面我国尚没有对应标准尚没有对应标准，这不利于这不利于保障数字化影像在医疗工作中可靠性和安全性。专业委员会力图经过主动组织研究、引进国外标准等方法，建立起适合我国PACS系统、远程医疗应用技术标准和规范。医学图像存储与传输系统概述第29页五、五、PACS影像存放和传递形式影像存放和传递形式医学影像医学影像类型能够分成8bit黑白、黑白、12bit黑白、黑白、24bit彩色彩色等。8bit黑白和24bit彩色能够使用WINDOWS标准文件存放格式，而12bit黑白图像则无法用任何现有文件格式表示，也无法使用标准图像浏览软件观看。在PACS系统内部，影像通常是按自定义格式存放文件。医学图像存储与传输系统概述第30页医学影像传递医学影像传递。DICOM要求了影像文件传递和存放标准，包含标准存放介质和标准网络通讯包含标准存放介质和标准网络通讯。标准存放介质叫作DICOM STORAGE，是一个文件系统结构标准。主要是用于在UNIX/MAC/WINDOWS等不一样平台PACS系统之间直接兼容存放介质。这种介质能够是CD、MO，也能够是DVD或者TAPE。医学图像存储与传输系统概述第31页DICOM网络通讯标准主要用于局域网内通讯。网络通讯标准主要用于局域网内通讯。在网络上在网络上，DICOM3.0十分类似于十分类似于TCP/IP，不论两端机器和操作系统怎样，都能够透明地进行影像传递。DICOM网络通讯有缺乏安全认证缺点，所以只适合用于局域网中。DICOM存放和通讯中影像能够按约定方式进行压缩，但不是全部PACS系统都支持这些压缩，所以大部分DICOM存放和通讯中影像数据都是完全展开，占据很大空间。医学图像存储与传输系统概述第32页为了为了处理存放和节约空间，PACS系统内部通常使用自己独特文件格式。这并不影响系统兼容性，因为到了网上，大家都用DICOM协议通讯协议通讯。就如同各个国家有自己货币，不过作国际贸易时都使用美元一样。支持支持PACS数据库系统比较简单。只有病人检验序列号和诊疗、登记信息放在数据库中，大小不一影像存放成文件交给文件系统去管理。为为了确保图像可浏览性了确保图像可浏览性，各PACS通常提供了独特小程序，用于在自己文件结构上进行影像检索、影像检索、浏览和图像处理。浏览和图像处理。医学图像存储与传输系统概述第33页理想理想中PACS影像信息全部存在SERVER上，进行集中备份和管理集中备份和管理。不过海量存放设备和管理软件费用太高，所以当前还不能进入普及阶段。替替换方案换方案是分布存放，即在每个采集工作站上进行光盘刻录，独立进行检索。影像数据影像数据允许分布储存在不一样机器不一样数据库中，不一样目录中，不一样结构文件中。PACS用途用途就是屏蔽掉系统复杂性，使得不一样地方存放影像在安全机制认可前提下自由地流动。医学图像存储与传输系统概述第34页六、六、PACS系统组成系统组成一个PACS系统，主要包含内容有图像采集、传输图像采集、传输存放、处理、显示以及打存放、处理、显示以及打印印。硬件硬件主要有接口设备、存放设备、主机、网络设备和显示系统。软件软件功效功效包含包含通讯、数据库管理、存放管理、任务调度、错误处理和网络监控等。医学图像存储与传输系统概述第35页1、图像采集、图像采集图像采集图像采集是本系统“根”，是系统能够正常运行基本点。只有采集到图像后，才能进行后续显示、处理等工作，采集图像质量决定PACS系统是否可用以及是否含有实际意义。医学图像存储与传输系统概述第36页图像采集可分为两种类型两种类型：一是静态图像静态图像，主要是单帧图片，比如比如腹部超声发觉结石图像；二是动态图像动态图像，为一段或多段连续图像系列，如心脏超声能够采集一个或多个心动周期图像。依据超声仪器特点，决定了其图像采集方式，当前大致有两种方式两种方式：数字图像数字图像以及视频图像视频图像采集。医学图像存储与传输系统概述第37页（1）数字图像采集）数字图像采集数字图像数字图像直接经过网络实现图像采集。以超声仪器为例，该方式前提前提：一是一是超声仪器为数字化超声仪，二是二是其图像支持国际医学图像标准如国际医学图像标准如DICOM（Digital Imaging and Communication in Medicine）或其它标准，三是三是开发支持对应格式图像存贮、显示等软件。该方式实现起来比较简单，只要超声仪经过网络与图像存贮设备比如图像存贮工作站连接即可。该方式要求超声仪器本身支持DICOM或其它标准，但它是超声图像采集最终方最终方式式，未来很可能是超声仪器基本配置基本配置。医学图像存储与传输系统概述第38页（2）视频图像采集）视频图像采集视频图像视频图像采集采集是将超声仪器输出视频信号视频信号经过计算机转化为数字信号数字信号。详细是经过图像采集卡将超声仪器图像采集到工作站，然后保留到存贮设备中。该方式当前基本满足于全部仪器，实现条件也比较成熟。医学图像存储与传输系统概述第39页2、传输存放、传输存放图像图像传输存放过程传输存放过程是将采集到位于超声工作站上图像按一定格式、一定组织标准存贮到物理介质上，如服务器、光盘等，以备使用。必须考虑问题：存贮格式、存贮空间、存贮介质等问题。能够使用存贮格式为：TIF、TGA、GIF、PCX、BMP、AVI、MPEG、JPEG、DICOM，我们选择比较通用AVI格式或格式或DICOM格式格式。医学图像存储与传输系统概述第40页图像压缩方法很多，但医学图像必须确保图像能完全还原为原图式样。也就是说，必须为无失真压缩（或称无损压缩，相对于有失真压缩）。当前几个实用标准为ISO（国际标准化组织）和ITU（国际电信联盟）制订以下三种：JPEG、H.261以及MPEG等。惯用存放介质惯用存放介质：（1 1）硬磁盘）硬磁盘用于暂时存贮采集图像或显示图像，在图像采集工作站上或者专门图像服务器上皆配置该设备。（2 2）光盘存放器光盘存放器即CD-R盘片，一张盘片存贮量可到达650MB或更大，多张光盘可组成光盘塔、光盘阵，以实现大量数据存贮。（3 3）流磁带）流磁带（库）。（库）。医学图像存储与传输系统概述第41页3、显示、显示图像图像显示必须满足(1)不依赖于硬件，也就是说经过软件实现图像显示；(2)动态图像能够动态显示，也能够静态显示；(3)图像方便地在院区网工作站（如医生工作站）上显示，采集图像能充分共享，以到达图像采集目标。医学图像存储与传输系统概述第42页4、处理、处理图像处理当前包含图像放大缩小、灰度增强、锐度调整、开窗以及漫游等，图像面积、周长、灰度等测量。5、打印、打印生成规范、包含图像超声诊疗汇报单。图像打印时用户能够选择一到四幅图像，呈方阵排列，假如配置彩色激光或喷墨打印机则可打印非常漂亮、艳丽、基本满足医学需要汇报单。医学图像存储与传输系统概述第43页七、七、PACS类型及特征类型及特征按规模和应用功效将按规模和应用功效将PACS分为三类：分为三类：1、全规模、全规模PACS（full-service PACS）：涵盖全放射科或医学影像学科范围，包含全部医学成像设备、有独立影像存放及管理子系统、足够量图像显示和硬胶片拷贝输出设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。医学图像存储与传输系统概述第44页2、数字化、数字化PACS（digital PACS）：包含常规X-线影像以外全部数字影像设备（如CT、MRI、DSA等），常规X线影像可经胶片数字化仪（film digitizer）进入PACS。具备独立影像存放及管理子系统和必要软、硬拷贝输出设备。医学图像存储与传输系统概述第45页3 3、小型、小型PACSPACS（mini-PACSmini-PACS）：局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像数字化传输、存放和图像显示功效。具备医学数字影像传输（DICOM）标准完全遵从性，是当代PACS不可或缺基本特征。在近年文件中提出了“第二代PACS”（Hi-PACS，Hospital integrated PACS）概念，其基本定义即指包含了模块化结构、开放性架构、DICOM标准、整合医院信息系统/放射信息系统（HIS/RIS）等特征full-service PACS范围。医学图像存储与传输系统概述第46页八、八、PACS系统管理结构模式系统管理结构模式PACEPACE系统管理结构模式能够分为以下两种：系统管理结构模式能够分为以下两种：1 1、集中管理模式（、集中管理模式（Central ManagementCentral Management）：由1个功效强大中央管理系统（服务器）及中央影像存放系统（Central Archiving）服务于全部PACS设备和影像，提供集中、全方面系统运行和管理服务。该模式有利于对系统资源和服务实施进行有效管理，但该模式对网络带宽及传输速率、管理系统设备软件和（或）硬件性能及稳定性要求较高。医学图像存储与传输系统概述第47页2 2、分布式管理模式（、分布式管理模式（Distributed Distributed ManagementManagement）：PACS由多个相对独立子单元（系统）组成，每一子单元有独立存放管理系统。能够设或不设中央管理服务器，但通常应含有一个逻辑上中央管理系统/平台。该模式也能够由多个mini-PACS整合形成。分布式管理模式有利于减轻网络负荷，但对资源和服务管理、利用效率可能不及集中模式高。医学图像存储与传输系统概述第48页九、九、PACS当前存在问题当前存在问题标准化技术标准化技术应用在PACS建立过程中关系重大，它关系到PACS与其它系统信息交换和各个不一样厂商设备连入。当前，有美国美国ACRACR和和NEMANEMA两个组织共同制订两个组织共同制订DICOMDICOM标准已经成为标准已经成为业界实际采取工业标准。业界实际采取工业标准。这个标准使得各个医疗影像仪器生产厂数字化检验设备能够轻易地连接在一起。医学图像存储与传输系统概述第49页 因为因为医学影像系统中图像质量关系到诊疗和治疗准确性，所以系统应该对图像质量有很高要求，对图像质量产生较大影像主要原因主要原因是胶片图像采集过程。在诊疗中，通常对X胶片影像质量、图像几何分辨率、光密度、噪声等都有较高要求，需要使用专用胶片激光扫描仪进行图像采集，而当前在很多远程医疗系统使用普通办公用扫描系统采集图像往往达不到要求。医学图像存储与传输系统概述第50页当前计算机技术发展为PACS建设提供了技术基础。大容量磁盘已经大大降低了图像存放费用。使用CD-R、光盘柜、光盘塔等设备，使系统离线存放非常可靠与方便，同时费用也能够为广大医院所接收。不一样检验所产生医学影像，在图像分辨率、光密度等方面有非常大差异。大多数种类检验影像是中低分辨率。这些影像能够使用惯用通用微机设备进行处理和显示，只有少数种类影像需要高分辨率设备来处理。我们能够充分利用这个特点，在PACS建设中分阶段实施，逐步实现医院影像处理自动化和无胶片化。医学图像存储与传输系统概述第51页十、十、PACS发展趋势发展趋势PACSPACS是临床医学、医学影像学、数字化图像技术临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通讯技术与计算机技术、网络通讯技术结合产物。它将医学影像资料转化为计算机能识别处理数字形式，经过计算机及网络通讯设备，完成对医学影像信息及其对应信息（资料）采集、存放、处理及传采集、存放、处理及传输输等功效，使医学信息资源共享，并得到充分利用。从临床医师角度，PACS也可了解为多媒体（电子）病案管理系统主要组成部分。医学图像存储与传输系统概述第52页 在确定PACS发展模式时，应依据实际情况制订总体规划，循序渐进，分步实施；遵照遵照DICOM DICOM 3.03.0标准标准，并基于Internet 浏览器/服务器体系，采取模块化结构去建设PACS及探讨PACS发展模式和实施策略。医学图像存储与传输系统概述第53页选择选择基于浏览器浏览器/服务器（服务器（B/SB/S）体系模块化结构组建PACS，在于充分利用WWWWWW技术设计PACS。B/S体系结构，从分布式数据库管理系统角度来说，它是Client/Server（C/S）模式扩展，是基于超链接Hyperlinks、HTM描述语言多级C/S体系结构，易于处理跨平台问题，经过标准浏览器访问多个平台。医学图像存储与传输系统概述第54页B/S客户端为标准浏览器，环境单一界面统一，易学易操作，易提升工作效率，版本更新易维护。因为B/S体系结构代码分布不象C/S结构那样，要分布在客户端和服务器端，B/S结构在版本更新时，只需考虑服务器端代码，降低运行成本和软件开发工作压力。同时B/S可便于实现业务分布式处理与代码集中式维护，以利于当前医院缺乏高质素计算机技术人员条件下，建立集中管理网络中心，对医学信息系统各种应用系统服务器群、网络关键交换设备、网络使用情况监控设备，以及相关医院管理和临床诊疗信息海量存取系统等，进行及时而全方面维护和管理，以提升医院信息系统实用性，以及对付突发事件应变能力。医学图像存储与传输系统概述第55页在上述制订医院信息系统总体规划前提下，探在上述制订医院信息系统总体规划前提下，探讨讨PACSPACS发展模式：发展模式：（1）建立小规模建立小规模PACSPACS（mini-PACSmini-PACS）或部分）或部分PACSPACS（Partial PACSPartial PACS）。应用DICOM 3.0标准为设备接口，将数字化成像医学影像设备连接入网，实现医学影像部门信息资源共享。（2）经过医院局部网络，实现基于经过医院局部网络，实现基于B/SB/S和和WWWWWW技技术示教式术示教式PACSPACS。其PACS工作站显示器分辨率为10241024，10Bit，供各临床科室作非医学影像诊疗浏览（阅读）医学图像（如CT、MRI、超声和X光线）。它含有院内图像分配系统（IHIDS）雏型。医学图像存储与传输系统概述第56页（3）面向医学影像学专业医师，用以进行医面向医学影像学专业医师，用以进行医学影像会诊学影像会诊PACSPACS。含有完善图像采集功效，除能经过DICOM 3.0接口从CT、MRI、DSA、CR、DR等直接采集数字化图像外，还可经过数字化仪（Digitizer），将胶片上统计模拟信息数字化，间接采集图像信息。应用公认图像压缩标准，如：“JPEG”（联合图片教授组）无失真压缩算法，将数字化医学影像压缩存放。按DICOM 3.0标准建立医学影像信息库，并经过高速网络传输，实现医学影像中心和各个影像部门在网上共享高质量影像输出设备和影像信息资源；医学图像存储与传输系统概述第57页（4 4）PACSPACS与不一样传输速率组合，组成不一样与不一样传输速率组合，组成不一样类型远程放射学信息系统（类型远程放射学信息系统（Tele-Radiology Tele-Radiology Information SystemInformation System，RISRIS）。）。普通可分为三个三个类型类型：低速、窄带远程放射学信息系统以公共电话网（PSTN）为基础，用Modem（传输速率在56Kbps之下）相连接多媒体PC为平台，提供CT、MR、静态超声图像以及个别体位X线片中低分辨率（1K1K，10Bit）医学影像远程会诊服务。医学图像存储与传输系统概述第58页中速远程放射学信息系统以ISDN或DSLAM为骨干，采取高分辨率监视器（2K2K，12bit）图形工作站，以64Kbps至768Kbps传输速率传输图像信息，除提供CT、MRI、静态超声影像远程会诊外，还包含几乎全部部位X线片及动态超声心动图、CT心血管图像远程会诊服务。高速、宽带远程放射信息系统 采取ATM、卫星线路或E1电信专用线，其传输速率均在1Mbps以上，甚至可高达2400Mbps，提供包含实时动态医学影像会诊在内包括远程医学应用全部领域远程信息服务。医学图像存储与传输系统概述第59页（5）PACSPACS与与RISRIS和和HISHIS（医院信息系统）以（医院信息系统）以及个人健康档案卡相结合，提供面向社会及个人健康档案卡相结合，提供面向社会远程医学信息服务远程医学信息服务。我们应在总体规划下，结合实际，采取模块化结构，亲密注视标准和高新技术，循序渐进；切忌忽略医院需求和具备条件，片面追求技术领先和高速发展，不然欲速不达，造成人力财力浪费。医学图像存储与传输系统概述第60页十一、医学数字图像通讯（十一、医学数字图像通讯（DICOM）标准）标准DICOM是Digital Imaging and Communications in Medicine英文缩写，即医学数字成像和通信标准。它以开放式连结系统（OSI）参考模式为基础定下七层协议。DICOM是一个应用标准，存在于七层之间。图9-1DICOM应用范围医学图像存储与传输系统概述第61页 DICOM标准标准以计算机网络工业化标准为基础，为影像、公用信息、应用服务及通讯协议提供了一个标准模式。它能帮助更有效地在医学影像设备之间传输交换数字影像，这些设备不但包含CT、MR、核医学和超声检验，而且还包含、核医学和超声检验，而且还包含CR、胶片数字化系统、视频采集系统和、胶片数字化系统、视频采集系统和HIS/RIS信息管理系统等。信息管理系统等。见图9-1。医学图像存储与传输系统概述第62页从1995年开始，医学影像设备生产商（主要是美国电子制造业协会NEMA会员）与DICOM标准潜在用户（主要是美国放射学会ACR会员）就联合起来着手建立起这个标准，在这个过程中他们还得到了全球范围内其它标准化组织和保健机构参加支持，这种广泛合作最终确保了DICOM标准成功。医学图像存储与传输系统概述第63页1、DICOM标准发展背景（1）DICOM标准介绍DICOM（Digital Imaging and Communication in Medicine）标准是由ACR（American College of Radiology）及NEMA（National Electrical Manufacturers Association）所形成联合委员会，于1983年以后陆续发展而成医疗数位影像及传输标准。简言之，DICOM是医学图像及其相关信息通讯标准。医学图像存储与传输系统概述第64页此标准建立目标为此标准建立目标为：推进开放式与厂牌无关医疗数位影像传输与交换。促使影像储存与传输系统PACS（Picture Archiving and Communication Systems）发展与各种医院信息系统HIS（Hospital Information Systems）结合。允许所产生诊疗资料库能广泛地被不一样地方设备来访问。DICOM Version3.0，发表于1992年，原自ACR-MEMA两次发表标准，分别为：CR/NEMA PS No.300-1985，Version 1.0，发表于1985 年，1986年十月颁为标准；CR/NEMA PS No.300-1988，Version 2.0，1988年1月颁为标准，涵盖Version1.0。医学图像存储与传输系统概述第65页DICOMDICOM基于开放式互联参考模型，这是一个世界范围通讯标准，定义了七层协议模型七层协议模型，分别是物理层、数据链、网络、传输、会议层、表示层、应用层。DICOM属于第七层即应用层范围，也就是同Email软件或文件传送（ftp）等软件一样，属于一个软件范围东西。DICOM接口与设备中其它接口（如高压注射器接口）是有区分。其它设备接口包含一些硬件，当然也有对应软件，但软件必须基于特定硬件才能实现其功效。而DICOM则是一个纯软件标准，不论在任何设备计算机上，只要嵌入了DICOM软件，就能实现DICOM功效（即拥有DICOM接口）。医学图像存储与传输系统概述第66页 DICOM是一个面向对象架构（或称之为环境），在这个环境中信息（数据）处理功效或操作程序（方法）是经过简便便于维护信息包（称为对象）方式组合起来。此方式主要性主要性在于由此产生软件，相对于经过功效模块或编程生成软件，运行简单而不复杂。网络中各台设备都有各自地址，对象相互通讯中经过明确定义消息，完成对应功效就称为服务。比比如如CT计算机需要将图像打印到胶片上，只需要发一个消息到代表含有DICOM功效激光相机地址，得到回应消息后，再将图像按一定方式（DICOM格式）发送到此地址，即可由这台激光相机完成打印服务。医学图像存储与传输系统概述第67页在在DICOMDICOM环境中环境中，能够按照是提供服务或者是使用服务而把设备分为DICOM服务提供者和DICOM服务使用者，如CT，MRI，DSA等即为服务使用者，激光相机是服务提供者，也有既是服务者又是使用者设备，如影像工作站。DICOMDICOM标准标准是图像格式标准，也是图像通讯标准，DICOM2.0它适合用于点到点环境，DICOM3.0则适合用于WEB形式网络环境。符合DICOM标准设备能够作为独立节点连入PACS网络，与其它符合DICOM标准节点进行信息交换。医学图像存储与传输系统概述第68页然而在我国，因为历史原因，各医院里真正符合DICOM 3.0标准影像设备只占全部影像设备一部分（尽管这个百分比越来越大）。大量传统影像设备往往只能输出胶片，或者只有普通视频输出，或者使用专用图像格式。所以所以，当前在建设PACS时候必须考虑到这一点。为了使现有大量不符合DICOM影像设备进入PACS网络，需要使用一个通用DICOM格式转换工具包。医学图像存储与传输系统概述第69页（2 2）DICOM3.0DICOM3.0与与NEMA2.0NEMA2.0中差异中差异当前DICOM Version3.0是完全依据ACR/NEMA PS3.1-