医院影像存储与传输系统的设计和实现概述.doc

医院影像存储与传输系统的设计和实现概述【摘要】 随着信息技术的飞速发展和计算机应用水平的不断提高，面向医疗的新一代信息系统已由过去单纯的医院信息系统(HIS)、放射信息系统(RIS)等事务管理的模式，发展成为面向医疗服务，集成患者信息、医学影像信息和医疗管理信息的综合化医院管理信息系统。医学影像存档和传输系统(Picture archiving and communication system;PACS)是综合化医院智理信息中的一个重要组成部分，代表着目前医疗信息系统应用的最高水平，也是医院信息化建设的重要标志。 【关键词】 影像存储与传输系统；设计；医学影像；DICOM医学影像存储与传输系统(PACS)是医院信息系统医院信息系统(HIS)的重要组成部分。目前各级医院建立的计算机信息系统主要是以财务为重点，涉及挂号、收费、药库等流程，而真正涉及临床医疗为患者服务的信息化(PACS RIS HIS)直到近几年才开始热门起来，真正的数字化医院的建设必须是以患者为中心的信息化，使各个科室之间、医院之间的医疗信息得到共享，进而实现患者信息的无纸化、无胶片化(电子病例)。为此医院的计算机管理系统的重点是建设以患者为中心的医疗信息化，即PACS系统、放射信息(RIS)系统、LIS系统，这些是医院信息化的核心组成部分。我院放射科在全州率先引进核磁、CT、CR等大型设备的PACS系统，真正做到了影像学资料的传输、存储完全数字化、网络化。我院PACS的组成主要有计算机、网络设备、存储器及软件。后台数据库采用SQL 2000 ，用户界面采用VB开发，使用硬件加密狗对软件加密。这不仅节省了开发时间而且提高了开发效率，保护了软件的知识产权。我院的核磁和CT均采用美国GE公司的产品，可对DICOM 30标准完美支持。1 PACS系统的设计原则1.1 简单、实用 操作简单，方便医生掌握，保证医生在最快时间内完成操作。1.2 标准、先进、扩展性 采用国际标准，利用最新的计算机技术和网络技术，以保证系统的先进性，兼顾信息技术的发展，注重系统的扩展功能。1.3 整体性包含RIS 遵循硬件、系统软件、应用软件及用户界面整体设计原则，采用面向对象的设计方法，便于系统维护和升级。1.4 可靠稳定性 系统的可靠稳定的运行至关重要，具有容错能力，具备设置数据备份及恢复机制。1.5 节约性 充分利用医院现有基础设施、设备和信息技术资源，并满足再购置的影像设备随时进入系统，为用户节约投资。1.6 保密安全性 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须的法律和保护隐私的要求。2 PACS实施的相关技术2.1 DICOM 30标准 采用DICOM标准并完全拥有DICOM底层的开发能力至关重要。2.2 图像的存储技术 由于数字化后的图像数据容量巨大，在建立PACS时，存储方案设计和存储介质选择，事先必须全面规划。存储方案关涉到数据容量、保存年限、调阅频率、数据库管理等多种因素；存储介质要根据存储方案的设计加以选择，对图像的长期海量存储而言，光盘库等大容量存储设备是目前较佳的选择，放射科采用的是大容量硬盘与光盘库相结合的方法来存储信息。2.3 工作站的选择 作为医生使用的工作站由于需要对图像进行处理和显示，所以对工作站的运算速度和显示器的分辨率有较高要求，通常要求奔4以上CPU和至少19寸的高分辨率显示器。2.4 图像压缩技术 PACS需解决利用有限的存储空间存储更多的图像，利用有限的比特率传输更多的图像。图像数据的压缩和解压缩是PACS关键的技术之一。在PACS中医学图像压缩方法及软件的实现，要考虑编码速度、压缩效果、压缩效率、图像信噪比等因素。2.5 网络物理结构及网络应用结构 由于图像数据量较大，网络的物理结构的主干网应选用光纤，终端工作站选用100 M以太交换网。网络应用结构最好采用BS或C/S结构。2.6 计算机图像处理技术 利用先进的数字图像处理技术，对图像进行处理，突出病灶，结合各种统计数据，为医生做出更精确的病情诊断提供帮助。因此完整的PACS要具备较强的图像处理功能。2.7 系统集成及综合布线。3 PACS系统软件的设计及开发要点PACS系统软件的设计要考虑几个方面：操作系统的选择、数据库的选择、DICOM底层模块、PACS应用模块，其结构如下：第一层面：操作系统和数据库，目前流行的操作系统为WINDOWS UINX、WINDOWS 2000等，大型数据库SQLserverOracle等；第二层面：DICOM服务；第三层面：PACS的业务层及操作界面。PACS系统的程序本身开发并不困难，只要精通高级语言的设计和开发即可从事产品的开发，但最困难的是必须精通DICOM标准协议，根据DICOM协议开发各种DICOM服务类(即底层通讯等模块)，DICOM服务类有以下部分；DICOM STORAGE；DICOMQUERY； DICOM Retrieve； DICOM PRINT； DICOMWORK；DICOM DIR；DICOM WEB等，这些是PACS系统最核心的单元，只有拥有这些核心的技术，才能进一步开发PACS系统的业务层和界面，相对而言，业务层和界面的开发是比较简单的工作。4 各种影像设备的接口知识医院的影像设备主要有CT、MR、X线机、DSA、CR、DR、ECT、彩超、B超、各种窥镜、各种显微图像。影像设备的图像输出接口有两大类：DIOCM接口和非标准接口，非标准接口包括视频接口和非标准数字接口，视频接口包括标准视频信号和非标准视频信号。对于DICOM接口的设备，通过网络线与计算机相连，运用DICOM接收软件即可获得原始的图像资料，对于非标准接口通过DICOM转化器，将其转为DICOM接口，再与计算机相连。5 基本PACS应具有的特点基于CS结构方式设计、开放式的PACS系统。按照国际标准，全DICOM设计，扩展性、兼容性强。系统包含RIS系统，同时支持HISRIS的HL7。提供多种接口将旧设备图像转换为DICOM格式，包括视频图像和物理介质的胶片。提供超大容量存储方案，根据用户条件，定制不同的存储方案。系统流程采用临床工作流形式，并且可根据不同医院的实际情况的调整，是一种智能化PACS系统，切实符合用户实际需要。终端扩展性强，基于WEB/CLIENT环境下运行，直接和服务器连接，无需复杂客户端程序，只需添加计算机硬件环境，赋予相应的权限即可实现系统的扩展。终端硬件运行环境要求低，适合于各类型的医院的使用。严密的身份验证机制，安全性保密性良好，同时在数据完整性方面有其独到之处。全中文环境，界面清晰易懂，十分友好。模块化设计，具有很强的扩展性。强大的检索功能，让你从浩如烟海的影像中找出你最需要的东西。强大的图像处理功能，让你更好地发现图像细节。几乎无所不能的统计报表生成系统，让你直观的了解科室运行情况和病例情况。图文并茂的报告生成系统，可以让你任意配置。6 PACS系统的应用效果6.1 对于医院 数字化存储图像，无胶片管理，节省用于冲洗、保存胶片和记录的大量人力物力；如I化学药品费用；处理和保养费用；存储费用；摆放费用；人工费用；查阅费用；送片费用。提供使更多医生网络化协同工作的能力。提供远程会诊功能，节省人力物力，同时能够提高医院会诊能力，扩大知名度，可以实现资料统计的自动化，对于科研分析有重大意义，同时可以对科室人员的工作量和状态进行统计，能够发现管理薄弱环节，更好评价员工，激励员工，为科室创造更大的效益。可以规范诊断报告，打印出图文并茂的病历，同时生成电子病历，形成社区电子病历中心，为患者提供电子病历存放查询服务，增加对用户的影响力。共享输出设备，节省设备投资，比如激光相机、DICOM相机等。减少或消除重复工作。更高的生产力，更低的运行成本和更多收入，不再丢失检查资料和胶片。6.2 对于临床 提供更快更有效从医院获取患者信息的途径。通过与周围医院联合提供更多的医疗服务，使临床医生悉心照顾他们的患者。6.3 对于放射医生方便 在家或办公桌即可读片，不用挤在集中读片的地方，快速得到患者的以往胶片。几秒钟便获得检查数据。多种图像，如超声、核磁、CT、DSA等图像可以直接参考对比，并进行相应图像处理，方便诊断，更大的工作量和更高的工作效率，影像可以永久利用，直接得到无失真的原始图像用于学术交流。6.4 对于患者 减少住院时间；更快的诊断和治疗；同时参考多次检查结果；更快的报告时间；能够得到专家的服务。基于以上的这些优势，我院的PACS系统自实用以来带来了很好的经济效益和社会效益，充分体现出计算机网络化管理的方便和快捷，为医院的诊疗水平提高做出了不小的贡献。【参考文献】 1 金新政，陈敏.医院信息系统M.北京科学出版社，2004：1.2 李贵祥，王放.HlS和PACS的融合方法J.北京生物