HIS中的医学影像系统ppt课件

HIS中的医学影像系统 第2页 主要内容 医学影像系统基础PACS系统的组成HIS中RIS的作用与组建PACS的相关标准PACS系统的建设 第3页 7 1医学影像系统基础 医学影像系统概述医学影像系统的发展概况医学影像系统的分类及特征医学影像系统管理结构模式 第4页 7 1 1医学影像系统概述 医学影像系统称为医学影像存储与传输系统 PictureArchivingandCommunicationSystem PACS 是医院信息系统中的一个重要组成部分 是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统 主要解决医学影像的采集和数字化 图像的存储和管理 数字化医学图像高速传输 图像的数字化处理和重现 图像信息与其他信息集成5个方面的问题在模拟医学影像体系中 采用传统的胶片图像管理模式存在很多问题 第5页 PACS系统的优势与主要意义在于 降低了影像资料保存和管理的费用 节约胶片开支及管理的费用 进入无胶片时代 利于会诊教学与远程诊断 可以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 便于图像传递和交流 实现了信息共享 适合开展复合影像诊断 多学科会诊 降低了漏费现象 促进医院管理水平的提高 提高工作效率 可以快速 方便地在临床 急诊科室随时调阅胶片图像进行读片与诊断 避免了胶片在传递过程中丢失 损坏等现象的发生 提高了检查准确性 通过对医学图像和信息进行计算机智能化处理 可以对图像的像素点进行分析 计算与处理 为医学诊断提供更客观的信息 第6页 PACS医学影像存储与传递系统 第7页 放射科的今天和明天 第8页 建设PACS系统的意义 第9页 7 1 2医学影像系统的发展概况 PACS的概念提出于20世纪80年代初 建立PACS的想法是由两个主要因素引起的 一个是数字化影像设备 另一个是计算机技术的发展 使得大容量数字信息的存储 通信和显示能够实现 第10页 7 1 3医学影像系统的分类及特征 以影像设备之间的图像通信和存储为系统建设目标而构建的PACS这是一种局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内的PACS系统 在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输 存储和图像显示功能 也称为微型PACS MiniPACS 或设备级PACS 目前的CR PACS DR PACS均属于这一类 以实现影像科室的数字化诊断为建设目标而构建的PACS这一层次的PACS系统将一个影像科室内所有影像设备连接 对其图像做集中存储 实现科室内影像数字化诊断与不同设备的图像资源及相关信息的共享 为满足以数字化诊断为核心的医院整个影像工作管理全过程而构建的PACS这一层次的PACS称为FullPACS 又称为HospitalPACS 全院整体化PACS 系统将医院所有影像设备连接互动 实现全院不同设备的图像资源及相关信息的共享 第11页 7 1 4医学影像系统管理结构模式 集中管理模式 CentralManagement 由一个功能强大的中央管理系统 服务器 及中央影像存储系统 CentralArchiving 服务于所有的PACS设备和影像 提供集中的 全面的系统运行和管理服务 分布式管理模式 DistributedManagement PACS由多个相对独立的子系统组成 将影像数据和其他病人数据分散存储和管理 每个子系统都具有独立的局部数据存储设备 通常应具有一个逻辑上的中央管理系统 平台 第12页 7 2PACS系统的组成 影像采集系统 Modalities 影像存储管理系统 Archiving Management 影像工作站系统 ImageWorkstation 影像硬拷贝输出系统 ImageHardcopyOutputing 网络及通信系统PACS与其他系统的信息交换技术 第13页 PACS系统组成 第14页 7 2 1影像采集系统 Modalities X胶片数字化技术在放射科检查中 包括颅骨 胸部 乳房 腹部和骨骼等器官的大部分检查结果会保存在X线胶片上 对胶片信息通常采用激光数字化仪 CCD数字化仪设备将图像转化为数字格式以便进行进一步处理 直接从检测设备获得数字化图像的技术由于X线胶片数字化过程时间长 效率低 因此 需要一种不经过胶片数字化过程的数字操作 直接从检测设备获得数字化图像 计算机断层扫描术计算机断层扫描术通过计算机重建图像 因此 可以直接输出数字图像 这类成像设备包括X线计算机断层扫描术 X rayComputedTomography CT 磁共振成像 MagneticResonanceImaging MRI 超声成像 UltrasoundImaging 单光子和正电子发射计算机断层扫描术 Single PhotonandPositronEmissionComputedTomography SPECTandPET 和数字显微成像等 第15页 7 2 2影像存储管理系统 Archiving Management 电子存储 是利用电子元件的记忆功能作为存储介质 磁存储 常见的磁存储设备有磁盘阵列 RAID 和磁带 其特点是记录的信息量大 信息保存时间长 光介质存储 光介质存储是利用激光的热效应来记录信息 同时利用低能量激光的反射来读取信息 存储方式分为短期存储和长期存储两种 短期存储单元构成 一般由具有容错结构的磁盘阵列 通常采用RAID 5 构成 其基本的功能是提供在线 Online 影像快速提取过程的响应 为医学影像学诊断过程提供可靠的效率保证 长期存储单元构成 利用具有自动装载和控制能力的大容量库类存储设备 如CD DVD光盘库 磁带库等 执行管理 以便能同时提供医学影像数据长期保存和自动查询 读取的功能 长期存储单元的功能主要是提供医学影像数据永久备份的能力 第16页 目前PACS工作流的管理进程主要包括如下 Pre fetching 自动将特定患者的历史影像数据迁移至优化的位置 Auto routing 根据特定的规则和逻辑将影像序列自动地送往某一指定的位置 Pre loading 依据预设的规则自动地将特定患者的影像序列提取到本地 第17页 7 2 3影像工作站系统 ImageWorkstation 影像诊断工作站影像诊断工作站提供执行医学影像诊断过程操作的人机界面和影像软拷贝显示界面 其最关键性的要求是显示分辨率 影像后处理工作站影像后处理工作站可以对医学影像进行后处理操作 作为影像诊断或科研过程的辅助和支持 为影像科室医生提供病情诊断辅助工具 影像浏览工作站影像浏览工作站应用于非诊断过程中 以医学影像浏览为目的的工作站 例如应用于非医学影像学检查科室 如外科 手术室等执行医学影像浏览的工作站 第18页 在规划PACS的影像浏览服务系统时 应注意以下几个方面 影像流程设计应遵循DICOM标准 放射科PACS的影像可以通过DICOM通信传送至Web服务器管理环境 Web服务器也可以直接向PACS服务器查询并提取需要的影像 影像格式及压缩 可以直接提供DICOM格式的影像浏览 也可以将DICOM影像转换为JPEG等普通影像格式后提供浏览 集成RIS系统的相关信息和数据 通过集成PACS和RIS的数据信息 提供影像的浏览服务与影像检查相关的信息如诊断报告 检查状态信息的浏览服务 第19页 在规划PACS的影像浏览服务系统时 应注意以下几个方面 影像工作站的控制和用户权限的管理 为了保证影像在医院整个信息化环境的共享安全性 可以通过软件管理的途径仅允许指定的工作站执行影像浏览操作 也可以通过用户注册及权限管理 即只允许注册用户进行影像浏览操作来提供安全保障 临床影像浏览要求的显示分辨率及工作站配置 根据ACR标准 临床影像浏览过程采用常规的PC显示器分辨率可以满足需求 因此 对影像浏览工作站通常没有特殊的要求 但是 由于常常要求同时对数十帧以上的影像进行操作和处理 要求这类影像浏览工作站要配置足够的系统资源 如CPU 内存及网络接口带宽等 第20页 图像编辑功能 第21页 图像反白处理 第22页 图像分格功能 第23页 图像缩放功能 第24页 辅助测量功能 第25页 数字减影功能 第26页 组织透镜功能 第27页 伪彩色功能 第28页 B S模式的影像浏览工作站 第29页 7 2 4影像硬拷贝输出系统 ImageHardcopyOutputing 影像硬拷贝输出是PACS系统的重要功能之一 由各种数字医疗设备生成的医学图像 最终要保存在系统服务器中 但有时为了满足各医院联合会诊或根据患者要求 需要PACS系统内的影像有一个硬拷贝输出方式 能够以胶片的形式打印患者的诊断图像 第30页 胶片打印功能 第31页 7 2 5网络及通信系统 PACS主要是一个基于局域网的网络体系 只有通过各种层次的网络才能将PACS中的图像采集 存储 显示以及医疗数据的管理等单元连为一体 PACS系统主要采用客户机 服务器模式组网 一个完整的PACS系统应具有两个服务器 一个是PACS档案服务器 负责对图像源产生的图像进行存储和管理 另一个是PACS数据库服务器 负责接受并管理患者的文本资料 如诊断报告 临床数据等 工作站上的客户机可以在服务器上获取高清晰度的医学图像以及患者的相关信息资料 PACS系统的建立基于星形网络拓扑结构 第32页 7 2 6PACS与其他系统的信息交换技术 建立PACS系统的目的是为医生提供医疗 教学和科研所需要的信息 医生在看检查图像的同时 也需要了解检查报告 患者的病历等其他信息 因此 将PACS与医院其他信息系统结合并进行信息交换是很重要的 CPACS标准希望建立一套包括图像格式 图像显示质量 图像处理 图像存储 系统安全 系统互联等内容的国家标准 第33页 7 3HIS中RIS的作用与组建 RIS系统目标RIS的工作流程RIS的功能组成和作用RIS与HIS系统互联 第34页 7 3 1RIS系统目标 RIS系统的目标可归纳为如下 检查科室管理 提高设备使用率和检查工作效率 缩短患者排队时间 减轻检查医生的工作量 经济管理 在检查确认的同时实现自动和选择划价 从而提高检查计价的实时性和准确性 避免漏费与欠费的发生 方便医院进行成本核算 检查报告处理 为医生提供书写检查报告的工具 方便医生查询医院临床科室和其他医技科室的信息 提供随诊信息处理工具 检查工作量 对工作质量进行管理 及时完成统计检查工作情况 为科室管理提供科学数据 为医院提高检查针对性和效率提供依据 第35页 7 3 2RIS的工作流程 影像科室的工作流程临床科室工作流程 第36页 影像科室的工作流程 检查预约信息输入申请预约工作站直接自动接收HIS系统中的预约申请信息 并对患者进行预约 申请 划价 收费 申请单确认 当HIS出现故障时 启动影像科室信息录入系统 预装在申请预约工作站内 申请预约工作站对患者进行预约 申请 划价 收费 申请单确认 患者信息一经录入 其他工作站可直接从系统数据库检查主记录中自动提取 无需重新录入 待故障排除后 所录入的信息自动进入HIS系统 影像采集影像采集工作站收到确认申请单后 进行影像采集 无需做任何患者信息输入工作 并自动在PACS系统中获取患者历史影像 以便与诊断对照使用 影像发送以通信方式获取的影像信息会自动送往影像科室诊断工作站 影像科室医生决定向主服务器发送的内容和时间 医院管理部门可对此做出规定 主服务器接收后 根据申请单将影像转发到该患者所属科室的医生工作站 第37页 影像科室的工作流程 图像处理使用系统中的图像处理功能 在诊断工作站中对图像进行所需处理 书写诊断报告在诊断工作站上书写诊断报告 在书写报告过程中 可获得HIS中的患者病历 医嘱 检查结果等信息供参考 图像调阅会诊中心 主任办公室 医生办公室调阅图像时 直接从本地工作站中调阅 如果本地工作站没有相关图像资料 就从主服务器硬盘和磁盘阵列或磁带库 光盘库中获得 整个过程在后台自动完成 第38页 临床科室工作流程 影像检查申请临床科室医生发出影像检查申请 患者去相应影像科室检查 历史图像再现临床科室医生发出影像申请后 将该患者的历史影像发送到工作站上用做诊断参考 图像浏览患者检查后的图像及诊断报告 由主服务器自动送到患者所在科室的医生工作站 临床医生在医生工作站中直接浏览影像 处理影像 阅读诊断报告等 图像调阅调阅患者历史图像和非本科室患者的图像 需要向主服务器发出电子申请 主服务器对其权限确认后 将所需图像送至其工作站 第39页 7 3 3RIS的功能组成和作用 检查预约及修改检查预约确认划价收费书写检查报告 检查查询检查统计字典管理程序权限管理 第40页 门诊登记处检查申请与预约登记界面 第41页 医生工作站检查申请与预约登记界面 第42页 检查预约确认界面 第43页 报告书写界面 第44页 报告打印界面 第45页 检查查询 按患者标识号 患者姓名 患者住院号 患者门诊号查询 按时间段查询 按任意一检查组查询 按任意检查类别查询 按某一科室在某一段时间内的检查查询 按某一医生所申请的检查查询 按某一医生所写的报告查询 按某一医生所确认的检查查询 按ICD10代码查询患者所患某一疾病的检查列表 可通过报告内容进行模糊查询 如通过检查参数 检查印象 诊断建议 报告备注 阳性标志等 可以查询某一段时间已经进行报告打印和未打印的检查报告列表 医生可以自己定义检索条件进行检查查询 第46页 病例查询界面 第47页 检查统计 某一检查组在某一时间内的检查量和收入情况 某一科室在某一时间内的检查量和收入情况 某一段时间内门诊患者和住院患者的检查量 某一时间内某一工作人员所录入检查预约的数量 对医生的报告量进行统计 对医生的确认报告量进行统计 对ICD10国际标准的某一疾病在某一段时间内的发病情况进行统计 分别统计在某一时间内阳性和阴性的检查量 第48页 当前工作状态信息 第49页 财务统计信息 第50页 工作量统计信息 第51页 差额统计信息 第52页 7 3 4RIS与HIS系统互联 数字化申请 即门诊和住院医生直接通过连在网络上的医生工作站向放射科发送检查申请 放射科根据工作安排进行预约并核算出基本检查 治疗费返回给申请医生处要求患者交费或划账 对于在检查中发生的附加费用就地登录到HIS费用中 发放数字化报告 即将放射科完成的检查 治疗结果与报告和图像通过网络传回到申请医生的工作站上 以备医生调阅 其中各级医生都只能根据自己的权限和密码查看相应的患者信息 第53页 RIS PACS HIS连接示意图 第54页 7 3 4RIS与HIS系统互联 RIS与PACS连接RIS与临床科室连接 第55页 RIS与PACS连接 放射检查的图像与放射检查信息是密切相关的 因此放射信息系统与PACS系统应该紧密结合在一起 放射医生看片和书写报告是同时进行的 PACS与RIS两个系统需要同时进行工作 第56页 RIS与临床科室连接 放射科完成检查后向临床科室传送检查报告 检查图像等信息 在一些病房和门诊工作站系统中有阅读检查报告和图像的软件 这些软件能够与放射信息系统和PACS连接交换文字和图像信息 放射信息系统与医院其他系统交换信息主要有两种方式 一种是直接通过数据库作为信息交换接口 数据的访问可以直接在程序中 通过SQL语言实现 这种方式进行信息融合具有效率高 信息传输及时的优点 但由于这两方面的系统是紧密耦合的 一个系统的变化往往会波及到对方需要进行相应的变化 第57页 RIS与临床科室连接 另外一种方式是通过标准的接口连接 如利用HL7标准交换信息 这种方式已经被国外许多系统采用 采用这种方法时各个系统独立性比较好 不同公司系统之间只要支持HL7标准就可以进行连接和信息交换 但缺点是系统传输的效率比较低 信息传输的及时性也比较差 特别是大规模系统运行时 问题会比较突出 第58页 7 4PACS的相关标准 医学数字图像通信 DICOM 标准HL7标准 第59页 7 4 1医学数字图像通信 DICOM 标准 DICOM是DigitalImagingandCommunicationsinMedicine的英文缩写 即医学数字成像和通信标准 在DICOM标准中详细定义了影像及其相关信息的组成格式和交换方法 利用这个标准 人们可以在影像设备上建立一个接口来完成影像数据的输入 输出工作 第60页 7 4 1医学数字图像通信 DICOM 标准 DICOM标准简介DICOM标准文件内容概要 第61页 DICOM标准简介 DICOM标准是由ACR AmericanCollegeofRadiology 及NEMA NationalElectricalManufacturersAssociation 所形成的联合委员会 于1983年以后陆续发展而成的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的通信标准 DICOM基于OSI开放式互联参考模型 属于第7层即应用层范围 也就是同E mail软件或文件传送 ftp 等软件一样 属于一种软件范畴的东西 DICOM是一种面向对象的架构 或称之为环境 在这个环境中信息 数据 处理功能或操作程序 方法 是通过简便的便于维护的信息包 称为对象 方式组合起来的 在DICOM的环境中 可以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的设备 如影像工作站 第62页 DICOM标准文件内容概要 第1部分 给出了标准的设计原则 定义了标准中使用的一些术语 对标准的其他部分给了一个简要的概述 第2部分 给出了DICOM的兼容性定义和方法 第3部分 描述如何定义信息对象 对医学数字图像存储和通信方面的信息对象提供了抽象的定义 第4部分 服务类的说明 第5部分 数据结构和语义 说明了DICOM应用实体如何构造从信息对象与服务类的用途中导出的数据集信息 给出了构成消息中传递的数据流编码规则 第6部分 数据字典 是DICOM中所有表示信息的数据元素定义的集合 第7部分 消息交换 消息是由用于交换的一个或多个命令以及完成命令所必需的数据组成 是DICOM应用实体之间进行通信的基本单元 第63页 DICOM标准文件内容概要 第8部分 消息交换的网络支持 第9部分 消息交换的点对点通信支持 第10部分 用于介质交换的介质存储和文件格式 第11部分 介质存储应用卷宗 用于医学图像及相关设备信息交换的兼容性声明 第12部分 用于介质交换的物理介质和介质格式 第13部分 点对点通信支持的打印管理 第14部分 说明了灰度图像的标准显示功能 第64页 7 4 2HL7标准 HL7 HealthLevelSeven 是一种医院管理信息系统的通信标准 它包含了从保险清算 患者管理 治疗安排 病历记录等很多方面的内容 是一个覆盖范围很大的协议 第65页 7 4 2HL7标准 HL7标准简介HL7标准文件内容概要 第66页 HL7标准简介 HL7标准协议是一种数据交换协议 在数据通信方面 有两种层次的数据交换应用 第一层的次数据交换应用 是对现有信息进行处理 只是 交换 现有的系统中存在的信息数据 第二种层次的是基于不同系统之间进行整合的数据通信 其目的达到不同系统之间的无缝连接而进行的数据通信和数据交换应用 第67页 HL7标准文件内容概要 Chapter1 Introduction简介Chapter2 Control Query控制Chapter3 PatientAdministration患者管理Chapter4 OrderEntry医嘱录入Chapter5 Query查询Chapter6 FinanceManagement财务管理Chapter7 ObservationReporting观察报告Chapter8 MasterFiles主文件Chapter9 MedicalRecords InformationManagement DocumentManagement 病案记录 信息管理 文件管理 第68页 HL7标准文件内容概要 Chapter10 Scheduling日程安排Chapter11 PatientReferral患者转诊Chapter12 PatientCare患者护理Chapter13 LaboratoryAutomation自动检验Chapter14 ApplicationManagement应用管理Chapter15 PersonnelManagement人员管理A DataDefinitionTables数据定义表B LowerLayerProtocols底层协议C Version2 3 1BNFMessageDescriptions版本2 31的BNF消息描述D Glossary索引 第69页 7 5PACS系统的建设 医学影像系统建设应注意的问题PACS目前存在的问题PACS系统的规划与构建PACS系统应用案例 第70页 7 5 1医学影像系统建设应注意的问题 对于医学影像系统的建设 医院应该进行全面统一的规划 充分考虑PACS与其他系统的信息沟通 医院应该加强信息系统建设的统一规划 第71页 7 5 2PACS目前存在的问题 标准化技术的应用在PACS建立过程中关系重大 它关系到PACS与其他系统的信息交换和各个不同厂商设备的连入 由于医学影像系统中图像的质量关系到诊断和治疗的准确性 PACS系统对图像质量有很高的要求 对图像质量产生较大影响的主要因素是胶片图像的采集过程 当前计算机技术的发展为PACS建设提供了技术基础 大容量的磁盘已经大大降低了图像存储的费用 不同检查所产生的医学影像 在图像分辨率 光密度等方面有非常大的差别 第72页 7 5 3PACS系统的规划与构建 PACS是临床医学 医学影像学 数字化图像技术与计算机技术 网络通信技术结合的产物 组建PACS时 选择基于浏览器 服务器 B S 体系的模块化结构 可以充分利用WWW技术设计PACS 第73页 7 5 3PACS系统的规划与构建 PACS是临床医学 医学影像学 数字化图像技术与计算机技术 网络通信技术结合的产物 组建PACS时 选择基于浏览器 服务器 B S 体系的模块化结构 可以充分利用WWW技术设计PACS 第74页 在上述制定医院信息系统总体规划的前提下 探讨PACS的发展模式 建立小规模PACS mini PACS 或部分PACS PartialPACS 通过医院局部网络 实现基于B S和WWW技术的示教式的PACS 面向医学影像学专业医师 用以进行医学影像会诊的PACS PACS与不同传输速率组合 构成不同类型的远程放射学信息系统 Tele RadiologyInformationSystem RIS 一般可分为3个类型 低速 窄带远程放射学信息系统中速远程放射学信息系统高速 宽带远程放射信息系统PACS与RIS和HIS 医院信息系统 以及个人健康档案卡相结合 提供面向社会的远程医学信息服务 第75页 7 5 4PACS系统应用案例 PACS系统设计原则PACS系统网络结构PACS服务器配置存储设备软件平台功能 第76页 PACS系统设计原则 实用性与开放性PACS系统应能够满足临床应用和科研现实需要 能够快速 准确 实时地为临床应用和科研提供有效的医学图像综合信息 同时充分考虑到医院未来发展后所产生的可能需求 预留接口 在不改变总体结构的前提下 新的需求可顺畅进入系统 经济性与科学性充分利用医院现有基础设施 设备和信息技术资源 保护医院原有投资 如需对医院网络等设备进行改造 为建设PACS购置必要的设备时 要保证用户投资价值的最优化 同时还要采用成熟的 先进的 开放的及符合国际标准的系统结构 计算机技术和网络技术 遵循PACS建设的一般规律 以保证系统具有国际先进水平 第77页 PACS系统设计原则 整体性与一致性遵循医院信息化建设整体性和一致性原则 PACS系统应作为医院信息化工作的一个组成部分 使之能够与医院信息系统 HIS 实现完美融合 在同一界面下 同一时段内 一次性完成图像信息的调阅 全面体现PACS系统功能 实现医学影像信息共享 第78页 PACS系统网络结构 网络架构设计为集中式路由交换结构 主干网络采用1000Mb s光纤以太网络 GigabitEthernetSwitch 100Mb s到桌面 应具备容错备份功能 广域网连接功能 良好的扩充性与升级潜力 强大的数据交换