医学影像归档及通信系统

医学图像存档和通信系统一、导言PACS系统是医学影像信息碎片化和网络化管理的具体实现。PACS集成了各种医学影像的采集、处理、归档、复制、分析、比较、资源共享、远程传输和远程会诊等功能。PACS不仅仅是一个政务和事务处理中心，更重要的是一个现代医学图像诊断和处理中心。医学图像存档与通信系统(PACS)服务器是PACS系统的核心组件。它负责图像的存储、归档、管理和通信，并为PACS工作站提供查询和提取图像数据的服务。由于其重要性，PACS服务器必须是可靠、稳定和安全的，因此系统对软件和硬件都有较高的要求。医学图像存档和通信系统。近年来，随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步，它发展迅速。旨在全面解决医学图像采集、显示、存储、传输和管理的综合系统。它主要分为六个单元：图像采集系统、数据处理和管理系统(PACS控制器)、图像通信网络、图像显示系统(显示工作站)、图像存档系统、图像打印和输出系统等二。PACS服务器的组成PACS服务器包括两部分：PACS控制器和图像存储设备。PACS控制器由数据库服务器和归档系统组成。它通过一系列过程引导数据在整个PACS系统中流动。如图1所示，图1 PACS服务器的系统组成图中的虚线框显示了PACS服务器的结构。该系统的工作流程如下：图像采集工作站获取图像生成设备生成的图像后，进行一定的处理，然后将图像传输到PACS控制器；PACS控制器首先将与图像相关的各种医学信息插入图像数据库，然后将图像存储到短期存储设备中；PACS控制器将定期检查短期存储设备，并将一定时间内要保存的图像存档到长期存储设备。PACS控制器还将图像传输到图像显示工作站，或者图像显示工作站通过PACS控制器查询图像数据库并提取图像。此外，PACS控制器必须与HIS和RIS进行通信，以交换与患者和检查相关的信息。三、PACS服务器数据流图2 PACS服务器的数据流如图2所示，PACS服务器包括七个连续运行的过程：图像接收、图像存储、图像存档、图像路由、图像移动、图像发送和查询/提取服务。数据流程如下：首先，图像接收过程接收图像采集工作站发送的图像文件，然后对图像文件进行重命名，并将其添加到专门为PACS设计的队列中；图像存储过程从队列中取出图像文件，打开图像文件，取出与图像相关的各种医学信息，将信息添加到数据库中，同时在磁盘阵列中生成图像文件的副本，并将图像文件添加到队列中；图像归档过程定期检查磁盘阵列，将需要长时间保存的图像文件保存在磁带库或光盘库中，将图像位置的变化通知数据库，并在数据库中进行相应的修改；图像路由过程从队列中取出图像文件，根据图像文件中的信息在数据库中搜索路由表，确定图像应该传输到的显示工作站，并将图像文件和显示工作站名称(计算机名称)添加到队列中；图像发送过程从队列中取出图像文件和显示工作站名称，并根据服务器记录的计算机名称和IP地址对将图像发送到显示工作站。PACS服务器支持来自PACS局域网内任何工作站的查询/提取请求和来自外部主机的提取请求。这些请求由查询/提取服务过程响应。查询/提取服务过程将查询结果返回到发出查询请求的工作站，或者通过搜索数据库将从数据库检索到的图像文件添加到队列中。图像文件通过图像移动过程从队列中取出并添加到队列中；根据请求的来源，图像发送过程将图像发送到内部工作站或外部主机。四、PACS服务器的设计与实现方法4.1设计原则根据服务器的主要组成和数据流，提出了服务器设计的五个原则：(1)标准化；(2)开放式结构和可扩展性；(3)安全性、可靠性和稳定性；(4)跨平台、多功能；(5)与HIS和RIS的融合。4.2实施方法数据模型设计和数据库实施根据DICOM3.0中定义的信息对象模型，建立了服务器的数据模型，并根据该模型在数据库中建立了一系列相关表。数据库采用ORACLE数据库系统。利用ORACLE提供的数据库操作界面和语言ORACLE CALL INTERFACE和PL/SQL开发了数据库镜像操作程序，将普通患者和危重患者的数据隔离在数据库中进行设计和实现。(2)图像通信和服务功能的实现该服务器程序在七层网络协议的应用层工作。图像通信采用DICOM3.0标准，底层协议采用TCP/IP协议。服务器首先在TCP/IP模式下初始化一个端口，以监控网络。在接收到请求后，服务器端应该检查另一方的IP地址是否有效，即它是否能够被服务器识别。此外，还应检查对方请求的服务是否在系统支持的DICOM服务范围内(如CStore、CFind、CMove等)。)。检查通过后，服务器向另一方发送对确认请求的应答，双方可以建立数据传输连接。由于广泛使用的网络支持TCP/IP协议，数据可以在大多数通信网络(ATM、以太网、ISDN等)上传输。)只要通信双方都采用DICOM标准。DICOM3.0定义了许多服务。该服务器主要实现两种基本类型：存储和查询/检索。存储服务主要是接收和发送图像数据，而查询/提取服务是响应PACS工作站对数据库的数据查询和图像提取。(3)可扩展性考虑到不同医院或同一医院在不同阶段的应用和扩展需求，该服务器的存储策略采用短期、中期和长期相结合的方式。从短期和中期来看，可以考虑使用RAID，它可以将各种医学图像保存两到三周。长期存储设备使用磁带库或光盘库，它们容量大，可以长时间存储大量患者信息。存储在磁盘阵列中的患者信息需要定期刷新，以将信息写入磁带或光盘。这样，随着医院的发展，存储容量可以相应地扩大。(4)安全由于患者信息属于个人隐私，因此有必要确保存储在服务器上的数据的安全，并且不能随意访问。除了由UNIX系统和ORACLE数据库本身提供的用户和密码管理之外，还通过检查服务器端的应用程序实体标题来确保患者信息的安全性。此外，使用VIP数据的用户帐户和密码被设置为限制普通人对VIP数据的访问。(5)可靠性和稳定性为了保证系统的可靠性和稳定性，首先应该采用UNIX系统，因为在目前Windows NT系统不太稳定的情况下，UNIX仍然是服务器上理想的操作系统。其次，使用功能强大、可靠稳定的商业数据库系统ORACLE来建立数据库。在编程方面，采用了父/子多层处理的方法。服务器收到并确认应用程序请求后，会生成一个处理该请求的子进程。如果通信中出现任何网络问题，或者子进程由于程序漏洞而异常中断，父进程不会受到影响，服务器可以继续工作。此外，大型应用程序由队列划分和连接。例如，图像存储分为两部分：图像接收和数据插入数据库。图像接收过程将接收到的图像文件添加到队列中，而数据插入过程从队列中取出图像文件。打开文件将数据插入数据库。这将减少程序漏洞的可能性，并防止网络传输和数据库操作之间的相互干扰。同时，由于采用了父、子和队列方法，服务器的每个进程都以流水线方式工作。服务器根据多个传入的请求分别生成子进程。这些子进程与服务器的主进程同时运行，由较大的应用程序分区生成的每个进程也同时运行。这样可以最大限度地消除图像通信、存储和查询中的瓶颈效应，提高服务器的工作性能。(6)PACS与RIS的接口及集成方法有三种方法可以整合PACS和RIS:第一种是终端模拟，即利用PACS工作站作为RIS的终端进行RIS操作。这种方法的缺点是不能在PACS和RIS之间进行数据交换。第二个是数据库和数据库之间的传输，即两个系统共享存储在公共区域的部分数据。由于PACS的数据通信和存储格式采用DICOM，RIS的部分数据通信格式采用HL7，两个系统在使用数据时需要转换数据格式。第三个是界面机器。该接口提供了一种查询语言(程序)来访问网络上不同系统之间的数据。查询语言可以分析请求信息、识别要查询的数据库、提取数据、转换数据格式和传输数据。医学影像诊断技术的必然发展-2009年中国计算机信息系统会议成都在十月底有一个宜人的秋天和宜人的气候。今年秋季，“2009中国PACS大会”于10月28日在成都隆重举行。此次PACS会议由中国医院协会医学影像中心管理分会、中国医学会放射科、中国医药李湛公司和e医疗杂志联合主办。出席会议的领导和专家有：中国医院协会影像中心管理分会会长、中国医院协会副会长、中国医学会副会长、中国医学会副会长戴建平教授；中国医学协会放射科主任、中国医科大学附属盛京医院院长郭启勇教授；四川省卫生信息中心副主任陈文；华西医院放射科主任宋彬；傅海红，北京市医疗器械协会副主任。上海瑞金医院放射科主任陈克敏；上海申康医院发展中心医疗联合项目办公室业务部张美凤；北京天坛医院信息中心主任王涛；福格博塔传媒(中国)有限公司副总经理王伟；e医疗杂志主编陈军；和盛京医院信息中心主任羽泉。参加会议的制造商代表包括：力士乐大中华区医疗影像信息产品经理李继安；通用电气医疗信息业务市场部经理朱海州；西门子亚太区成像与知识事业部技术总监王旭东；华海公司技术副总经理李云峰；邵翔，戴尔中国政府和教育部门的业务发展总监；和惠普公司存储技术顾问梁春。来自全国各地医院放射科和信息部的200多名专家参加了会议，讨论了PACS在医院的应用现状、PACS与HIS的集成以及PACS的未来发展。PACS服务诊断发挥重要作用戴建平总统是会议的第一位特邀演讲者。他向听众简要介绍了中国医院PACS建设的现状。戴院长指出：“目前，我国有一万七千多家医疗卫生机构，包括一级医院、二级医院、社区卫生服务中心和民营诊所。各级、各地区医疗机构在医疗水平和技术能力上有很大差异。在整合医疗资源的大背景下，使用远程医疗和PACS系统既有机遇也有挑战。PACS在当前医院的应用主要涉及以下几个方面：一是提高医疗质量，规范医疗行为，指导诊断，尤其是指导医生按照治疗路径完成工作；二是改善医生的服务，能够及时、快速地联系影像科、门诊和病房，减少患者的等待时间。三是降低医疗成本，提高医生工作效率，充分利用医学影像信息和人力资源。郭启勇院长在讲话中指出：“PACS是医学影像诊断技术发展的必然，为医学影像的整合提供了条件。PACS是医院信息系统的重要组成部分作为华西医院放射科主任，宋彬简要介绍了放射科在医院中的作用。他指出：“放射科是医院非常重要的桥梁和平台部门。医学影像学有其自身的发展规律和方向，也受到相关临床学科发展的影响。放射科主要为临床科室的病人和医生服务。临床学科的发展和临床医生在图像阅读方面的细分化对图像检查和诊断提出了更高的要求，例如要求患者拥有越来越详细的信息。在这种情况下，数字化和网络化是不可避免的选择。”上海申康医院发展中心是上海的一家医院管理机构。它有23所市立医院，共有17，000张病床，3万多名医务人员，40万名出院病人和2，000万名门诊病人。全年医疗费用达到100亿元。上海医学会项目由上海申康医院发展中心主办和建设。它实现了在其管辖的23所三级医院范围内建立统一的电子健康档案，以取代医疗证明和医院之间的互动共享。网络医院中有9家综合医院，分布在上海市区。张美凤女士谈到了与本项目相关的医疗和PACS规划。她指出：“在大约三年的时间里，我们已经在19家医院建立了PACS系统，目前仍有两家在建。PACS系统建成后，医院实现了CT、超声内镜和核医学的数据共享陈克敏主任在讲话中指出：“如今，医学图像在医院得到越来越多的检查和应用，并与越来越多的临床学科相结合。它们在医院的临床和研发工作中发挥着非常重要的作用。医院数字化和网络化已成为未来医院的发展方向，这将进一步提高医院的管理水平和效率，使医疗信息资源真正共享，有利于医疗的公平和公正。因为我是一名放射科医生，PACS系统已经成为放射科与各科密切联系的重要公共平台。PACS的管理和效率将直接或间接地影响医院的工作流程甚至效率总编辑陈军在会上发布了e医疗杂志对中国医院PACS应用情况的调查报告。他指出：“在三级医院中，33.9%已经实现了全面的PACS，9.3%正在建设中，35.6%正在未来两年内进行PACS建设，21.2%目前没有计划。因此，在三级医院中，医院级PACS的发展趋势非常明显。”存储管理在PACS中非常重要由于PACS是一个海量存储系统，数据量巨大，存储是PACS系统建设中最重要的部分之一。值得一提的是，PACS建设的难点主要体现在后台存储系统的建设上。王涛导演根据自己的PACS存储建设经验，与观众分享了PACS存储建设和管理中存在的问题。他指出：“当PACS完成时，如果有数据丢失或系统停机，它与存储系统密切相关。就医院的年存储容量而言，保守估计显示3A医院的存储容量为每天50G-100G，大约每月1-2T，每年10-20T。PACS存储要求高安全性和快速响应。在规划PACS存储时，医院应注意其容量大小、可扩展性、易管理性、安全性、读取/传输速度以及需求/投资的合理性。”关于存储介质，王涛主任指出：“目前，存储常用的介质主要是光盘、磁带和磁盘。存储体系结构分为存储区域网络体系结构、存储区域网络体系结构和存储区域网