（优质课件）PACS系统简述

1、,HIS中的医学影像信息处理系统,PACS系统简述,1,一、PACS概述 二、PACS发展史 三、PACS产生原因 四、PACS系统组成 五、PACS主要技术的发展 六、PACS未来趋势,课 程 提 要,2,医院信息系统(Hospital Information System, HIS)，利用电子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取和数据交换的能力，并满足所有授权用户的功能需求。,实验室信息管理系统(Laboratory Information Management System, LIS)， 是专为医院检验科设计的一套信息管理系统，能将实验

2、仪器与计算机组成网络，使病人样品登录、实验数据存取、报告审核、打印分发，实验数据统计分析等繁杂的操作过程实现了智能化、自动化和规范化管理。有助于提高实验室的整体管理水平，减少漏洞，提高检验质量。,放射信息管理系统(Radioiogy information system, RIS)，是优化医院放射科工作流程管理的软件系统,一个典型的流程包括登记预约、就诊、产生影像、出片、报告、审核、发片等环节。,3,一、PACS系统概述,PACS Picture Archiving and Communication System 图像存档及通信系统 把从不同地点各成像装置（如传统的X射线摄影装置、核医学成像

3、装置、CT、MRI、B超、数字放射摄影装置等）产生的图像经数字化（如原来是胶片等模拟图像的话）后，通过计算机网络送至中央数据管理系统（含数据库），再经计算机网络送至不同的显示工作站，供放射科医生、病房医生及其他医务人员调用。,4,PACS主要解决五个方面的问题:,医学影像的采集和数字化 图像的存储和管理 数字化医学图像的高速传输 图像的数字化处理和重现 图像信息与其它信息的集成,5,二、PACS发展史,1970 年代开始有了 Digital Radiography 这个名词。 CT、超声波与核医学等数字医疗影像模式在1970 代问世。 1980 年代出现了核磁共振 (MRI)、CR 和数字减影

4、 (DSA)。 1980 大家有了 Digital Image Communication and Display (数字影像传输与显示) 这个概念。 1982 年开了第一届国际 PACS 研讨会。,6,1983 年美国陆军开始了一个 teleradiology （远程放射诊断系统）项目。 1985 年美国陆军开研制功 DIN-PACS。 1985 年华盛顿大学西雅图分校 University of Washington (Seattle, WA) 和Georgetown 大学 (Washington DC) 开始 PACS 研究。 1995 年第一代商业 PACS 产品问世,7,DICOM

5、3.0 标准在1993 年定形 ，为PACS的商业化奠定基础。 PACS 分两类： 放射科 PACS：通常指放射科 CR/DR，CT，MR 和 普通超声波用的。 专科 mini PACS：超声心脏科、心导管影像、 ECT 和 PET,8,目前，一些主要的医疗仪器公司，如GE、PHILIPS、西门子等，所生产的大型影像检查设备都配有支持DICOM标准的通讯模块或工作站，也有许多专门制造影像系统的公司生产支持DICOM标准的影像处理、显示、存储系统。,9,三、PACS产生原因,1、PACS产生之前，图像存储的介质是？,2、有何优缺点？,10,胶片存储的缺点,1.借还费时 据统计，在住院的头34天内

6、要借还10次左右，其余的住院时间内平均借还4次，出院的第一年内尚要借还3次。对于教学医院，胶片的借还更是频繁。这样不仅浪费了大量时间、人力、而且多次借还还容易造成混乱和丢失。据统计，无法找到的胶片约占胶片总数的10。 2.一张胶片只能供一人借用，不能多人同时共享 通常由放射科医生负责放射科的事务，他们总希望将胶片集中在放射科，而临床医生则希望把胶片分散在病房或急诊室里，特别是放在危重病房里，整形外科医师更希望胶片放在唾手可得之处，以便更好地了解骨折情况。,11,3.不能进行动态观察，即不能像CT显示器那样设置窗口与窗位以提高密度分辨率。 4.不易对同一成像设备在不同时间所形成的像作前后比较，以

7、便了解疾病的发展过程；也不易对同一病人用不同装置所成的像作横向比较，以便获得更多的信息。 5.存储使用费用高：一家中、大型医院每年的胶片费用为几十至几百万,胶片存储的缺点,12,实施 PACS 以前的工作流程,共需12个步骤 其中两次较长等待时间，冲洗胶片和临床借片。 用设备的操作平台进行 打印操作，占用设备的工作时间，遇设备较忙时，无法及时打印。 专门人员管理的手工存储过程，有胶片丢失的可能 。,13,实施 PACS 以后的工作流程,减少至5个步骤 其中仅在检查过程和放射科医生诊断写报告时需要一定时间的等待。 检查完毕后的病人图像从设备自动上传，不占用设备的工作时间，发挥设备的最大使用效率。

8、 病人检查完一分钟以后，临床医生即可通过浏览工作站查看病人图像。 无人工干预的存储步骤，图像不会丢失。,14,四、PACS的系统组成,PACS是以计算机为中心，由图像信息的获取、传输与存档和处理等部分组成。,15,（1)图像信息的获取 ： CT、MRI、DSA、CR、DR及ECT等数字化图像信息可直接输入 。 X光、B超、内镜等非数字化图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入 。,16,(2)图像信息的传输方法 1.以局域为主：光纤和双绞线 2.远程可用： 公用电话线 光导通信 微波通信 (3)图像信息的储存与压缩 储存可用磁带、磁盘、光盘和各种记忆卡片 压缩方法多用间值与哈佛曼符号压缩

9、法，影像信息压缩1/51/10，仍可保持原有图像质量,17,(4)图像信息的处理 计算机的容量、处理速度和可接终端的数目决定着PACS的大小和整体功能。 软件则关系到检索能力、编辑和图像再处理的功能 检索 ：输入图像信息时要同时准确输入病历号和姓名等，便于检索时使用 。 编辑 ：删去无意义的图像，以避免不必要的存储，并把文字说明与相应的图像信息一并存入。 再处理 ：包括图像编组，对兴趣区作图像放大，窗位与窗宽。,18,病人信息 、DICOM影像海量储存中心,HIS/RIS登记工作站,DICOM影像采集,非DICOM影像采集,扫描采集,影像浏览工作站,医生诊断工作站,远程工作站,PACS示意图,

10、19,PACS系统硬件网络图,20,设备DR/CT/MR,PACS服务2 完成影像的自动归档。自动归档的功能是对数据库中登记信息与图像路径的匹配计算与状态更新。,采集影像,发送影像,删除等待列表,报告工作站,PACS服务1 获取设备工作站图像，然后复制到存储上，然后返回影像设备工作站为成功标识。,21,五、PACS 的主要技术发展,用图像服务计算机来管理和保存图像 医生用影像工作站来看片 用 DICOM 3.0 将医院各科室临床主治医师、放射科医师和专科医师以及各种影像、医嘱和诊断报告联成一网 。 用 Web、email 等现代电子通讯方式来做远程诊断和专家会诊 用专业二维、三维分析软件辅助诊

11、断 用专业医疗影像诊断报告软件,22,几类图像的数据量,CT：51251212（bit） B超：5125128（bit） MRI：25625612（bit） DSA：5125128（bit）或102410248（bit） 核医学：12812812（bit） 数字化X线胶片：2000250012（bit）,23,PACS 影像模式支持技术的发展,医疗诊断影像模式 的多样性促使mini PACS 诞生 灰阶影像 ：CR/DR、CT 和 MR 超声波、内镜 心脏超声波、心导管影像、核医学和正电子扫描 (PET) 例如：西门子 专为心脏和功能影像 (functional imaging) 设计的min

12、i PACS,24,一种趋势：就是在专科 mini PACS 基础上开发放射科和全院性 PACS 系统。不足部分捆绑第三家技术。,25,三、PACS 图像传输技术的发展,1、DICOM 与图像传输技术 DICOM ：Digital Imaging and Communications in Medicine 的缩写。 1993 年，美国 ACR （American College of Radiology) 和NEMA （National Electrical Manufacturers Association）指定的图像传输标准。,26,PACS 本身并不产生图像，图像必须从影像设备 (Mo

13、dality Scanner) 传过来 。 在没有 DICOM 3.0 之前，厂家用自己的图档格式和传输协议来将图像从影像设备 (Modality Scanner) 传到影像工作站或 mini PACS。 飞利浦和西门子定义了 SPI 格式 超声波 ACR-NEMA 2.0 和 QuickTime 混合格式 。 核医学图像交换的标准格式 Interfile 3.3。 结果：即使知道厂家的图像文件格式，要从他们的机器里取出文件来也是很难的。,27,1990 年代中，大部分的中、高档医疗影像设备都有 DICOM 3.0 功能让用户选购。 不少厂商开始将一些基本 DICOM 功能，如 DICOM S

14、tore 和 DICOM Print, 变成了影像设备的标准配置。 厂商DICOM 3.0 的图像传输和内容趋于完整和正确，兼容性大有进步。 原来 DICOM 3.0 图像的老大难核医学和超声波已经不再是个大问题 传输图像趋于自动化，免去了许多手工选择图像后再送的步骤。,28,常规X-光图像显示在化学胶片上，不是一种数字型影像、上不了 PACS。数字化的解决方案包括： 给现有常规 X-光设备配 CR。 淘汰现有 X-光设备，换成 DR。 配胶片扫描机。,29,2、DICOM3标准的内容 涵盖医学数字图像的采集、归档、通信、显示及查询等所有信息交换的协议； 定义了一套包含各种类型的医学诊断图像及

15、其相关的分析、报告等信息的对象集； 定义了用于信息传递、交换的服务类与命令集，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； 提供了应用干网络环境（OSI或TCP/IP）的服务支持。,30,DICOM标准的组成部分 目前DICOM标准（指DICOM3.0）由十四部分组成。 介绍与概览 遵循声明 信息对象定义 服务类细则 数据结构与编码 数据字典,31,消息交换 对信息交换的网络通讯支持 对信息交换的点对点通讯支持已经废弃 介质交换的介质存储要求及文件格式规范 介质存储应用程序规格 介质交换的介质格式及物理介质要求 打印管理及点对点通讯支持 灰度图像显示功能标准,32,PACS系统设备

16、信息采集,33,存储格式标准化为 DICOM 3.0 所有欧美先进 PACS 厂家都用正式 DICOM 3.0文件格式来储存图像 用 DICOM 3.0 文件格式可以随时加影像模式、加减和更改图像文件的内容 图像压缩方面 采用 DICOM 支持的标准压缩算法，如 JPEG、JPEG Lossless、JPEG 2000、JPEG-LS 和 Deflate 等。,34,PACS 图像管理和归档的技术,图像从影像设备 (Modality Scanner) 传到 PACS 服务器有几个目的: 供医生影像工作站调用 分发给临床主治医师和会诊专家 当成病历的一部分归档长期保存以备后用 近年PACS 图像管理和归档的技术发展主要体现在下列几方面： 内部存储格式标准化为 DICOM 3.0 采纳标准压缩算法来压缩图像文件。 三级储存模式 (在线、近线和离线) 已经转变成两级 (在线和备份),35,PACS系统网络拓扑图,36,PACStationsTM 业务流程,PACS系统流程图,PACS系统,37,PACS使医学图像的处理以及现代化医院放射科对其他科室的服务模式进入一个新纪元。它不仅仅是数字化技术,计算机技术,网络技术和通讯技术在医院与放射科应用,推广和普及的过程!同时它更是医疗观念更新,医疗体制改革过程中的重要一步. 随着中日韩在高质量的医疗设施采用PACS系统提