PACS HIS DICOM以及相关

1．什么是PACS
PACS是英文Picture Archiving & Communication System的缩写，译为"医学影像存档与通信系统"，其组成主要有计算机、网络设备、存储器及软件。PACS用于医院的影像科室，最初主要用于放射科，经过近几年的发展，PACS已经从简单的几台放射影像设备之间的图像存储与通信，扩展至医院所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互操作，因此出现诸多分类叫法，如几台放射设备的联网称为Mini PACS（微型PACS）；放射科内所有影像设备的联网Radiology PACS（放射科PACS）；全院整体化PACS，实现全院影像资源的共享，称为Hospital PACS。PACS与RIS和HIS的融合程度已成为衡量功能强大与否的重要标准。PACS的未来将是区域PACS的形成，组建本地区、跨地区广域网的PACS网络，实现全社会医学影像的网络化。
由于PACS需要与医院所有的影像设备连接，所以必须有统一的通讯标准来保证不同厂家的影像设备能够互连，为此，1983年，在北美放射学会（ACR）的倡议下，成立了ACR-NEMA数字成像及通信标准委员会。众多厂商响应其倡议，同意在所生产的医学放射设备中采用通用接口标准，以便不同厂商的影像设备相互之间可以进行图像数据交流。1985年，ACR/NEMA1.0标准版本发布；1988年，该标准再次修订；1992年，ACR/NEMA第三版本正式更名为DICOM3.0（Digital lmaging and Communication in Medicine），中文可译为“医学数字图像及通信标准”。目前，DICOM3.0已为国际医疗影像设备厂商普遍遵循，所生产的影像设备均提供DICOM3.0标准通讯协议。符合该标准的影像设备可以相互通信，并可与其他网络通信设备互连。
在系统的输出和输入上必须支持DICOM3.0标准，已成为PACS的国际规范。只有在DICOM3.0标准下建立的PACS才能为用户提供最好的系统连接和扩展功能。

2．什么是HIS
HIS是Hospital Information System的缩写，即医院信息系统，严格意义上说，HIS主要包括以下几个部分，即医院管理信息系统(MIS)、检验科信息系统(LIS)、医院影像存储与传输系统(PACS)、放射科信息系统（RIS）和办公自动化系统(OA)。目前各医院建立的计算机系统主要是MIS系统，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病人服务的信息化（PACS RIS LIS）几乎没有，而真正的数字化医院的建设必须是以病人为中心的信息化，使得各个科室之间、医院之间的医疗信息共享，从而实现病人信息的无纸化、无胶片化（电子病例）。所以今后医院的计算机管理系统的重点是建设以病人为中心的医疗信息化，即PACS系统、RIS系统、 LIS系统，他们是医院信息化的核心组成部分。

3．什么是DICOM
DICOM 是 Digital Imaging and COmmunications in Medicine的缩写，是由ACR (American College of Radiology) 和 NEMA (National Electrical Manufacturers Association)共同制定的医学图像标准，它是让不同厂商不同影像互相交流的语言，是PACS底层的标准协议，它可以做到：
（1）通过网络进行通讯的标准方式，允许一个厂商向另一个厂商的存档系统中存储信息，允许一个厂商查询另一个厂商的存档系统中存储的信息，允许一个厂商从另一个厂商的存档系统中调阅信息；
（2）打印图像的标准方式，允许一个厂商向另一个厂商的打印机打印影像；
（3）存储信息的标准方式，允许一个厂商与另一个厂商使用标准媒体（例如CD）交换信息，提供一个标准的文件格式指定影像和病人数据应该如何存储

4．PACS带来的价值
对于医院：
（1）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：•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
（2）提供使更多医生网络化协同工作的能力
（3）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。
（4）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
（5）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，为病人提供电子病历存放查询服务，增加对用户的影响力。
（6）共享输出设备，节省设备投资，比如激光相机，DICOM相机等
（7）减少/消除重复工作
（8）更高的生产力, 更低的运行成本和更多收入
（9）不再丢失检查资料和胶片
对于临床：
（1）提供更快更有效从医院获取病人信息的途径
（2）通过与周围医院联合提供更多的医疗服务
（3）使临床医生悉心照顾他们的病人
对于放射医生：
（1）方便。在家或办公桌即可读片，不用挤在集中读片的地方。
（2）快速得到病人的以往胶片。几秒钟便获得检查数据。
（3）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
（4）更大的工作量和更高的工作效率。
（5）影像可以永久利用
（6）直接得到无失真的原始图像用于学术交流
对于病人：
（1）减少住院时间
（2）更快的诊断和治疗
（3）同时参考多次检查结果
（4）更快的报告时间
（5）能够得到专家的服务

5．关于C/S结构和B/S结构
　　C/S结构，即Client/Server(客户机/服务器)结构，是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到Client端和Server端，降低了系统的通讯开销，可以充分利用两端硬件环境的优势。早期的软件系统多以此作为首选设计标准。。
　　B/S结构，即Browser/Server(浏览器/服务器)结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成3-tier结构。B/S结构，主要是利用了不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种Script语言(VBScript、JavaScript…)和ActiveX技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。随着Windows 98/Windows 2000将浏览器技术植入操作系统内部，这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。

6．PACS设计原则
（1）简单、实用：必须站在使用者的角度，尽可能的做到操作简单，方便医生掌握，保证医生在最快时间内完成操作。
（2）标准、先进、扩展性：一定要采用国际标准，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。
（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。
（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。
（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。
（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。

7．PACS实施的相关技术
（1）DICOM3.0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）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。
（3）计算机的选择：作为医生使用的计算机由于需要对图像进行处理和显示，所以对计算机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17寸的高分辨率显示器。
（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解，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。
（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100兆以太交换网；图像数据容量不是很大的医院，100兆主干网，10兆到终端工作站即可满足要求。网络应用结构最好采用B/S结构。
（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。
（7）非标准信号的采集和转换：
（8）系统集成及综合布线：

8．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，其结构图如下：
第一层面：操作系统和数据库，目前流行的操作系统为WINDOWS UINX,大型数据库SQLserver
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C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；DICOM QUERY ；DICOM Retrieve； DICOM PRINT ；DICOM WORKLIST； 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非常简单的工作，普通的软件开发人员只要在医生的帮助下根据医院的业务流程即可完成，甚至医院的计算机维护人员经过我们的培训后也可做一些开发工作。目前，我公司经过5年多的努力，已开发出全部DICOM的服务类模块，完全自主知识产权，为PACS系统的完善打下了坚实的基础。

9．各种影像设备的接口知识：
医院的影像设备主要有CT、 MR 、X光机、DSA、 CR 、DR、 ECT、 B超、各钟窥镜、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。

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