2022医学课件医院PACS

1、 医院PACS系统 淮北市人民医院 陈永刚第一页，共四十八页。学习目标1.掌握 PACS的概念与标准；2.熟悉 PACS的结构与工作流程；3.了解 PACS的应用与管理。第二页，共四十八页。第一节 医院影像信息系统概述第二节 PACS 标准第三节 PACS 结构与工作流程第四节 PACS 应用与管理第三页，共四十八页。第一节 医院影像信息系统概述第四页，共四十八页。一、 PACS概念 1.PACS定义图像存储与通信系统 (Picture Archiving and Communication System，PACS)： 医院影像科室中用于存储、传输和管理X线、CT、磁共振、超声、核医学等各种数

2、字医学影像通过通信网络实现互联传输的信息系统。第五页，共四十八页。2.PACS 根本组成条件能连接多台医学影像设备，不同标准的设备间可互通信息，符合数字医学影像和数据通信标准；快速存取，海量管理和长期保存医学影像数据；通过多个显示输出系统，医生可以提取、观察、分析所存的医学影像图像进行日常诊断工作。第六页，共四十八页。3.PACS 优越性减少物料本钱；减少管理本钱；提高工作效率；提高医院的医疗水平；充分利用我国医院的综合资源；为医院提供资源积累和信息优化；快速存取，海量管理和长期保存医学影像数据；通过多个显示输出系统，医生可以提取、观察、分析所存的医学影像图像进行日常诊断工作。第七页，共四十八

3、页。二、 PACS开展 1.PACS开展阶段第一代PACS: 20世纪80年代初-90年代初期： 第一代PACS通常称为小型PACS, 是放射科专用的PACS, 通过非标准接口和影像设备进行一对一的连接，以胶片人工数字化为目标，实现简单的医学影像存储，需要用户主动寻找影像数据。第八页，共四十八页。第二代PACS: 20世纪90年代初期90年代末期： 第二代PACS通常称为中型PACS，广泛采用了工业标准传输协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)、 ACR-NEMA协议、卫生信息交换标准(Health

4、Level Seven, HL7)等协议，可以实现与医院其他科室互联，实现跨平台运行，并半自动化的提供医学影像指定效劳，但仍然没有形成统一标准的工作流程和数据协议。第九页，共四十八页。第三代PACS: 20世纪90年代末期至今：第三代PACS通常称为大型PACS, 具有开放性和扩展性，系统中使用多种计算机操作系统，具有较好的平安性、可靠性和兼容性。它与医院信息系统(Hospital Information System, HIS)和放射信息系统(Radiology Information System, RIS)进行了整合，可以自动对PACS的各个工作单元进行监控和管理，并实现了跨地域的远程传

5、输。第十页，共四十八页。PACS开展趋势 区域化的PACS效劳与集团化医院的相互协作；智能化的PACS可实现医学影像的智能管理和计算机辅助诊断；大数据化的PACS可加快传输速度，提高了图像质量，实现了海量数据根底上的三维重建和多模态影像分析。第十一页，共四十八页。第二节 PACS 标准第十二页，共四十八页。一、 PACS标准化进程 1983年，美国放射学院(ACR)和美国国家电器制造商协会(NEMA)成立了数字成像标准联合委员会。目标是：研究如何制定统一的标准来保证不同厂家的影像设备能够信息互联。宗旨是：促进数字图像信息间的通信，而不管提供这些信息的设备由何厂制造，也不管信息以何种数据格式来表

6、达；便于进一步开发和扩展PACS系统，使与医院中的其它信息系统连接；建立诊断信息数据库，让分布在各地的各种设备访问共享。第十三页，共四十八页。1.1983年，制定出了一套数字化医学影像的格式标准ACR-NEMA300。2.1985年，正式发布了ACR-NEMA300-85标准，既ACR-NEMA1.0版本。3.1988年，升级成为ACR-NEMA300-88标准，也就是ACR-NEMA2.0版本。4.1993年，增加了网络通信方面的标准，同时按照影像学检查信息流特点的E-R模型重新修改了图像格式中局部信息的定义，发布了3.0版本并正式更名为DICOM 3.0标准。第十四页，共四十八页。1983

7、年，由美国放射学院(ACR)和美国国家电器制造商协会(NEMA)成立的数字成像标准联合委员会，制定。智能化的PACS可实现医学影像的智能管理和计算机辅助诊断；大数据化的PACS可加快传输速度，提高了图像质量，实现了海量数据根底上的三维重建和多模态影像分析。第十五页，共四十八页。二、 PACS标准化进程-标准简介 1. DICOM3.0医学数字成像与通信标准(Digital Imaging and Communication in Medicine, DICOM)：涵盖了医学数字影像的采集、归档、通信、显示及查询等信息交换的协议；以开放互联的架构和面向对象的方法定义了医学诊断图像及其相关的分析、

8、报告等信息的对象集；定义了用于信息传递、交换的效劳类与命令集，以及消息的标准响应；详述了唯一标识各类信息对象的技术；提供了应用于网络环境效劳支持；结构化地定义了制造厂商的兼容性声明。第十六页，共四十八页。特点是：它可用于网络环境；它详细声明了兼容设备之间的命令和数据交换方式；它详述了兼容性的等级；它把每个图像定义为信息对象；通过数据字典唯一确定性标识任何信息对象；信息平安性规那么。第十七页，共四十八页。2. HL7不同于DICOM3.0用于图像数据，HL7标准定义了医疗环境中有关病人的文本数据的交换方式。HL7的主要应用领域是医院信息系统HIS和放射信息系统RIS，主要是标准系统及其设备之间的

9、文本数据通信，它涉及到病房和病人信息管理、化验、药房、放射、收费等各个方面。该标准允许各个医疗机构在不同信息系统之间进行文本的数据交互，实现医疗领域内各种信息之间的网络传输。第十八页，共四十八页。三、PACS功能标准 基于医院信息系统已成为现代化医院必不可少的重要根底设施与支撑环境。原卫生部为了积极推进信息网络根底设施的开展，加快医院信息化建设和管理，制定了?医院信息系统根本功能标准?。其中包括了?医学影像信息分系统?。第十九页，共四十八页。1.?医学影像信息分系统?是实现各种医学影像信息的采集、存储、报告、输出、管理、查询的计算机应用程序。2.?医学影像信息分系统?必须符合国家及地方有关法律

10、、法规、规章制度的要求：符合DICOM3.0国际标准；符合国际疾病分类标准。第二十页，共四十八页。?医学影像信息分系统?根本功能： 影像处理局部：数据接收功能；图像处理功能；测量功能；保存功能；管理功能；远程医疗功能；系统参数设置功能。 报告管理局部：预约登记功能；分诊功能；诊断报告功能；模板功能；查询功能；统计功能：可以统计用户工作量、门诊量、胶片量以及费用信息。第二十一页，共四十八页。第三节 PACS 结构与工作流程第二十二页，共四十八页。一、 PACS 的类型按照系统规模和应用功能分类1.Mini PACS 是小型科室级PACS，实现了各种数字化医学设备影像的连接，可以在影像科范围内进行

11、图像的数字化存储和网络传输。2.Full PACS 是中型院级整体化PACS，连接Mini PACS,实现了影像科与临床各科室之间的医学影像数据的网络传输、信息共享和数字化诊断。3.Enterprise PACS 是大型企业级PACS，是在院级PACS的根底上，通过Internet将各个医院或城市间的PACS进行连接。第二十三页，共四十八页。按照系统结构形式分类1集中管理模式(Central Management)：由一个功能强大的计算机作为中央效劳器，连接并管理所有的PACS影像设备、用户终端设备和数据存储设备,负责所有影像信息的获取、存储和网络传输。2分布管理模式(Distributed

12、Management)：分布管理模式由多个相对独立的子系统组成, 并通过网络互连，每一个子系统有独立的效劳器，存储系统和工作站负责相应部门的影像设备和资料的管理。第二十四页，共四十八页。PACS的系统结构分类 (a)集中管理模式；(b)分布管理模式第二十五页，共四十八页。二、 PACS 的结构一个PACS的根本系统结构包括图像获取子系统、PACS控制子系统和图像处理显示子系统，子系统又可以细分成医学图像采集、大容量数据存储、数据库管理、图像显示和处理、用于传输图像的通信网络等五个组成单元。同时，PACS又包括了与医院信息系统 (hospital information system, HIS)

13、及放射科信息系统radiology information system, RIS)互联的接口。第二十六页，共四十八页。PACS的系统组成结构第二十七页，共四十八页。医学图像采集单元：是图像获取子系统的一局部，连接着CR、DR、DSA、CT、MRI、超声、核医学、内窥镜等医学影像设备。它的主要任务是：从影像设备采集图像数据；将图像数据转换成PACS的标准格式(DICOM3.0)；将图像数据压缩和传送到PACS控制子系统。图像的采集根据图像源的不同可分为数字图像采集、视频图像采集、已存胶片图像的采集等。第二十八页，共四十八页。1. 医学图像采集单元：数字图像采集：即成像设备本身产生的就是数字图像

14、，可以直接取出并遵循 DICOM3.0标准。视频图像采集：医疗图像检查设备的输出信号都是视频信号，通过图像采集卡A/D转换将模拟信号变为数字信号并编码为DICOM数据并存储。对已有胶片图像采集：这类图像可使用激光数字化仪、CCD数字化仪等设备，将光学信号转换为电信号，再将模拟信号转换为数字信号，产生数字化的图像，输入计算机。第二十九页，共四十八页。2. 大数据存储单元：PACS控制子系统的主要功能有：图像接收、图像存档、图像路由、数据库更新、与HIS/RIS 连接、数据压缩等。大容量数据存储单元是PACS控制子系统的核心组成之一，包括了信息数据库和图像存储库。图像存储库是由存档效劳器、图像数据

15、库和存档库组成。采集计算机从成像设备获得的图像首先送到效劳器，然后存储在光盘库，最后传送到显示工作站。第三十页，共四十八页。2. 大数据存储单元：1存档效劳器：是图像存储库的中心，管理图像数据在PACS系统中的流动，实现图像的存储、检索、提取、编组等操作。2图像数据库：采用大型关系数据库技术，具有镜像效劳器备份，保证数据库能不间断地运行。3存档库：用于中、长期存档。在线存储使用光盘库和磁带库，光盘库由多个光驱和磁盘控制器组成，允许在多个光驱同时进行存档和检索，盘片采用CD-R、MO、DVD盘。第三十一页，共四十八页。3. 数据库管理单元：数据库管理单元也是PACS控制子系统的核心组成之一，负责

16、数据存储的管理和信息查询。此单元实现对短期、中期和长期病患信息和图像存档数据的分级管理。系统要保证数据的完整性，从成像设备获得的图像信息不能被丧失；要提高系统效率，缩短显示工作站对数据的访问时间。第三十二页，共四十八页。4. 图像处理和显示单元：图像处理显示子系统负责对数据存储单元的图像进行查询、分析和处理等，并把处理结果输出到影像显示工作站。硬件由图像处理器、缓存、显示器和存储器组成，通过通信网络和应用软件与PACS控制器交换信息。图像工作站有如下几种用途分类：影像显示工作站；影像处理工作站；图像分析工作站；质量保证工作站。第三十三页，共四十八页。5. 通信网络单元：通信网络单元是PACS中

17、各种数字化图像和相关信息交换和传输的路径和通道。医学数据交换标准主要有HL7和DICOM，前者主要用于文本数据交换，在HIS/RIS中使用；后者用于图像数据交换，在PACS中使用。PACS 的通信网络可由低速的以太网、中速的光纤分布式数据接口网(FDDL)和高速的异步传输模式网ATM)构成。第三十四页，共四十八页。三、 PACS工作流程由医学影像设备产生受检体的诊断图像及相关信息，通过图像采集单元获得标准格式图像数据，通信网络将图像数据传输到PACS控制子系统，在数据库管理单元的控制和协调下，以不同的形式保存到大容量数据存储单元，根据查询或预设命令，特定的图像和相关信息被送到指定的图像处理和显

18、示单元，并可通过网络和外部接口获取HIS/RIS信息或者将检索的图像信息传输到其他远程医学影像效劳网络构成。第三十五页，共四十八页。第四节 PACS 应用与管理第三十六页，共四十八页。一、 PACS 应用PACS应用的目标是：实现放射科室及整个医院的医学影像的管理和诊断无胶片化、 无纸化、计算机化、网络化和信息化；提高医院信息资源的共享率；缩短病患在医院的非诊疗时间本钱；提高诊疗质量和医院效率；优化医院运营本钱。第三十七页，共四十八页。一、 PACS 应用(一)PACS与传统胶片的应用比较：传统放射科的工作流程包括了十二个步骤，其中病人在冲洗胶片和临床借片时需要等待较长的非诊疗时间，同时由于手

19、工存储会导致胶片丧失。而具有PACS系统的放射科以上流程可以缩减，因为病患的医学影像和诊断报告被数字化的自动存储和传输到临床医生客户端，所以病人只在医生诊断和报告时进行了等待，而且计算机存储影像数据消除了胶片丧失的可能性。第三十八页，共四十八页。一、 PACS 应用(二)PACS图像数据的应用：1.PACS的重要应用是实现了图像的高效储存、图像的有效管理和图像的分析处理。2.PACS采用了三级存储方式：在线存储、近线存储和离线存储，保证了医学影像数据完整性。3.PACS使用了医学影像数据的数据库管理，通过数据复制产生图像副本，不需要进行传统的胶片冲洗，减少了胶片制作、存储和耗材的费用，提高了管

20、理效率。4.PACS使用的数字化图像含有丰富的信息，图像的后处理可以更详尽的观察医学影像，更有效的挖掘影像的潜在信息，更完善的进行量化分析。第三十九页，共四十八页。一、 PACS 应用(三)PACS与HIS/RIS的集成：PACS和HIS/RIS的融合与集成又进一步的提高了医院的工作和管理效率。医院信息系统HIS是指利用计算机软硬件技术、网络通信技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存储、处理、提取、传输、汇总、加工生成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种效劳的信息系统。第四十页，共四十八页。一、

21、PACS 应用(四) PACS应用的根本业务流程：检查信息登记输入；工作清单效劳；影像获取；非DICOM转换；图像调阅；报告编辑；第四十一页，共四十八页。一、 PACS 应用(五) PACS的系统建设与软件应用：为了实现应用，医院在PACS设计阶段就应当明确所建设信息系统的具体规模与应用范围。预先确定好所建的PACS是实现影像科室的影像存储与调阅，还是全院规模的影像调阅，需要界定普通放射、CT、MR、超声、内窥镜、核医学、放射治疗科等是否全部纳入PACS的范围内，而后精心设计系统构架，最终到达预定的应用目标，完成PACS的建立。在我国PACS的建设中一般遵循由小到大、分布实施、量体裁衣、分期到

22、位的总原那么。第四十二页，共四十八页。二、 PACS 管理1.目的(一)PACS的稳定性与平安性1系统维护2合法用户和权限设置3防范计算机病毒(二)PACS工作流程的优化 能够有效地提高工作效率，降低患者就诊时间。(三)PACS的管理保障 培养PACS技术保障人员；制订PACS管理制度第四十三页，共四十八页。三、远程放射学1.定义与目的远程放射学(Tele-radiography)是将数字化的医学影像和病人相关信息通过远程通信网络从影像采集地传输到一个远程地点，由远端的放射科医生进行诊断或多点会诊的学科。因此远程放射学可以分别在两地实现检查和诊断，从而解决医疗资源的不平衡及放射科医学专家相对集中的问题,同时降低了病患或医生跨地域诊疗的出行本钱。第四十四页，共四十八页。三、远程放射学2.效劳模式远程诊断：放射检查完成后，将图像和相关信息传送