（模式識(shí)別與智能系統(tǒng)專業(yè)論文）PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn).pdf

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 摘要 醫(yī)學(xué)圖像存檔和通信系統(tǒng)( p a c s ) 是近二十年來隨著數(shù)字成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而迅速成長(zhǎng)起來的醫(yī)療應(yīng)用信息系統(tǒng)，其主要功能是對(duì)數(shù)字化 成像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和傳輸。它的研究和應(yīng)用能推進(jìn)無膠片 化進(jìn)程，疏通醫(yī)院影像工作流程，降低存檔和管理成本，加速影像傳輸和共享速 度，提高診療效率，為病患者帶來更加高效、快捷、人性化的服務(wù)。 當(dāng)前西方發(fā)達(dá)國(guó)家中，p a c s 在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)也成 為了研究熱點(diǎn)。我國(guó)p a c s 的研究開發(fā)還處于發(fā)展階段，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升和醫(yī) 院信息化的進(jìn)步，市場(chǎng)需求和應(yīng)用前景十分樂觀。不過國(guó)內(nèi)開發(fā)的p a c s 還存在一 些不足，真正擁有d i c o m 底層技術(shù)開發(fā)能力的廠商不多，基于網(wǎng)絡(luò)并能和r i s 、 h i s 連接的p a c s 產(chǎn)品較少，醫(yī)學(xué)圖像處理能力不強(qiáng)，三維重建、虛擬內(nèi)窺鏡等高 級(jí)圖像處理功能也很少見。 本文研究目標(biāo)是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)既適合中國(guó)國(guó)情又符合d i c o m 30 標(biāo)準(zhǔn)的 p a c s ，主要完成了以下工作： 1 ) 從p a c s 的需求和應(yīng)用分析入手，闡述t p a c s 的設(shè)計(jì)方案，提出自己的p a c s 架構(gòu)，并規(guī)劃了各功能模塊。 2 ) 研究了影像工作站的設(shè)計(jì)方法，提出了影像工作站圖像瀏覽功能的控制 系統(tǒng)模型，并在此模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了交互式圖像測(cè)覽功能模塊。 3 ) 自主設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了圖像瀏覽功能模塊的d i c o m 文件解讀器和圖像文字信 息映射轉(zhuǎn)換器兩個(gè)功能組件。 關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)圖像，p a c s ，d i c o m ，影像工作站，醫(yī)學(xué)圖像瀏覽器 p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和幽像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) a b s tr a c t p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ( p a c s ) h a sb e e nd e v e l o p i n g w i t ht h ep r o g r e s si nd i g i t a lp h o t o g r a p h y ，c o m p u t e ra n dn e t w o r kt e c h n o l o g y i nt h el a s tt w od e c a d e s i ti sam e d i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mt h a ts o l v e t h ep r o b l e m so fm e d i c a li m a g e ss t o r a g e ，t r a n s m is s i o na n dm a n a g e m e n t p a c s d e v e l o p m e n tw i l la c c e l e r a t et h e p r o g r e s s o f h o s p i t a li n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g ，r e d u c et h ec o s t ，e n h a n c et h ee f f i c i e n c ya n dp r o v i d em u c h b e t t e rs e r v i c e st op a t i e n t s i nm o s td e v e l o p e dc o u n t r i e s ，p a c si su s e dw i d e l y i n c h i n a ，t h ed e m a n d o fp a c si si n c r e a s i n gr a p i d l y ，b u tt h er e s e a r c hi s i np r e l i m i n a r vs t a t e a n dt h e r ea r es t i l lm a n yp r o b l e m s o n l yaf e wr e s e a r c h e r sh a v ec a u g h tt h e m e a n i n go fd i c o m ，m a n yp a c sp r o d u c t sc o u l dn o tc o n n e c tw i t hh i so rr i s ， m o s to fp a c sp r o d u c t sh a dl i t t l ea d v a n c e di m a g ep r o c e s s i n gs e r v i c e s ，s u c h a s3 dr e c o n s t r u c t i o na n dv i r t u a le n d o s c o p e s ( v e ) b a s e do nm a n ya d v a n c e dt e c h n o l o g i e so nm e d i c a li m a g ep r o c e s s i n go f o u rl a b o r a t o r y ，w ed e c i d e dt od e v e l o pap a c bm e a s u r eu pt h es t a n d a r do f d i c o m 3 0a n dm a t c ht h en e e do fm o s th o s p i t a l si nc h i n a ，o u rw o r kc a nb e o u t l i n e da st h ef o l l o w i n g ： 1 ) r e s e a r c h i n gt h ec u r r e n ts i t u a t i o no fp a c si nc h i n a ，a n dt h e nd e s i g n t h ef r a m eo fp a c s ，d i v i d et h ew h o l es y s t e mi n t os e v e r a lm o d u l e s 2 ) w ee m p h a s i so nt h ed e s i g no fi m a g ew o r k s t a t i o n ，f i g u r eo u tt h e c o n t r o ls y s t e mm o d e l ，a n dt h e nt h em e t h o do f d e s i g n i n gi m a g e b r o w s e rb a s e do nc o n t r o l s y s t e mt h e o r yi sp r e s e n t e d 3 ) m e t h o d so ff i n i s h i n gd i c o ma n a l y z e ra n di n f o r m a t i o n m a p p i n g t r a n s f o r m e ra r ejn t r o d u c e d k e y w o r d s ：m e d i c a li m a g e ，p a c s ，d i c o m ，i m a g ew o r k s t a t i o n ，m e d i c a li m a g e b r o w s e r 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 1 1p a c s 的產(chǎn)生與發(fā)展 第一章緒論 醫(yī)學(xué)圖像存檔與通信系統(tǒng)( p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ， p a c s ) ，是近年來由醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、數(shù)字化圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技 術(shù)相結(jié)合所產(chǎn)生的醫(yī)療信息系統(tǒng)，目的是全面解決醫(yī)學(xué)圖像的獲取、顯示、存儲(chǔ)、 傳輸和管理問題“。它用數(shù)字影像資料庫取代了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像膠片庫，通過 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備對(duì)醫(yī)學(xué)圖像信息進(jìn)行存儲(chǔ)、管理及傳輸，幫助醫(yī)生更加快 捷方便的進(jìn)行圖像相關(guān)的醫(yī)學(xué)檢查和診斷。 p a c s 的產(chǎn)生首先源于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的需求。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技 術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的廣泛運(yùn)用，x 射線、c t 、m r 、超聲等產(chǎn)生醫(yī)學(xué)圖像 的檢查手段在醫(yī)院的診療工作中起到越來越重要的作用 引。使用傳統(tǒng)檢查辦法得 到的醫(yī)學(xué)圖像都是膠片形式的，管理和傳輸也都是圍繞這些膠片。而在有一定規(guī) 模的現(xiàn)代醫(yī)院中，頻繁大量的醫(yī)學(xué)檢查使得膠片以每天成百上千張的飛快速度產(chǎn) 生著，伴隨時(shí)間推移，膠片的囤積量會(huì)極為巨大，這給保存、查閱、管理和傳輸 這些醫(yī)學(xué)圖像資料帶來了很多困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且效率低下，無法滿足現(xiàn)代醫(yī)院 對(duì)大量醫(yī)學(xué)圖像資料的存檔和傳輸要求。所以小空間大容量的存儲(chǔ)，快捷方便的 查閱，安全迅速的傳輸，已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)院對(duì)醫(yī)學(xué)圖像資料管理的普遍需求。 p a c s 產(chǎn)生的另外一個(gè)重要原因是近幾十年來電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信 技術(shù)的飛速發(fā)展。數(shù)字化影像設(shè)備的出現(xiàn)，使得醫(yī)學(xué)影像能夠直接從檢查設(shè)備中 獲取，并且以數(shù)字信息的形式存在；大容量存儲(chǔ)介質(zhì)和圖像壓縮技術(shù)的應(yīng)用，使 數(shù)字圖像可以占用很小的空間進(jìn)行海量存儲(chǔ)；成熟的數(shù)據(jù)庫技術(shù)使管理大量信息 資料變得十分容易，查詢起來也快速便捷；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛躍，使數(shù)字信息可 以在醫(yī)院內(nèi)部甚至不同國(guó)家之間快速而準(zhǔn)確的傳輸。因此采用p a c s 技術(shù)，采集 數(shù)字化的醫(yī)學(xué)圖像，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行歸檔和存儲(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行圖像共享和 傳輸，能極大的節(jié)約成本和人力，加快醫(yī)學(xué)影像查詢和傳輸速度，提高珍斷效率， 提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù) 4 1 s l 。 p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) p a c s 的概念在二十世紀(jì)八十年代形成，從產(chǎn)生至今，在短短二十幾年間取 得了飛速發(fā)展 6 】 ”。上世紀(jì)七、八十年代“數(shù)字放射診斷學(xué)”( d i g i t a lr a d i o g r a p h y ) 和“數(shù)字影像傳輸與顯示”( d i g i t a li m a g e c o m m u n i c a t i o na n dd i 印l a y ) 這兩個(gè)概 念相繼被提出，同時(shí)c t 、超聲波、核磁共振( m r i ) 、c r 和數(shù)字減影( d s a ) 等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)也不斷問世，這些為p a c s 的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。此時(shí)在西方發(fā)達(dá) 國(guó)家，隨著基于計(jì)算機(jī)的醫(yī)院管理信息系統(tǒng)的研究和實(shí)施，服務(wù)于醫(yī)療的信息系 統(tǒng)研究也逐漸興起，p a c s 由此開始了它的起步發(fā)展。在美國(guó)，1 9 8 2 年1 月，國(guó) 際光學(xué)工程學(xué)會(huì)( i n t e r n a t i o n a ls o c i e t yf o ro p t i c a le n g i n e e r i n g ) 舉行了第一次關(guān)于 p a c s 的國(guó)際會(huì)議；在日本，1 9 8 2 年7 月，j a m i t ( j a p a n a s s o c i a t i o no f m e d i c a l i m a g i n gt e c h n o l o g y ) 舉辦了第一次國(guó)際研討會(huì)；在歐洲，e u r op a c s ( p i c t u r e a r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m si ne u r o p e ) 自1 9 8 3 年開始每年都舉辦會(huì)議 討論p a c s 【8 1 。第一個(gè)p a c s 的研究計(jì)劃開始于1 9 8 3 年美國(guó)陸軍的一個(gè)遠(yuǎn)程放射 診斷系統(tǒng)( t e l e r a d i o l o g y ) 項(xiàng)目，之后在1 9 8 5 年美國(guó)陸軍又開始了d i n p a c s ( i n s t a l l a t i o ns i t ef o r d i g i t a li m a g i n gn e t w o r ka n dp i c t u r ea r c h i v i n ga n d c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) 計(jì)劃。1 9 9 5 年第一代商業(yè)p a c s 產(chǎn)品問世，p a c s 開始 了迅速壯大的過程?，F(xiàn)在，國(guó)外和國(guó)內(nèi)很多大型醫(yī)療設(shè)備公司都在開發(fā)p a c s ， p a c s 的應(yīng)用也開始普及。 伴隨p a c s 技術(shù)的發(fā)展，p a c s 產(chǎn)品和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展和完善。在二 十世紀(jì)八十年代，很多數(shù)字醫(yī)療影像設(shè)備公司就開始設(shè)計(jì)生產(chǎn)了自己的m i n i p a c s ，但是早期的醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像格式都是由各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠商自己確定的專有 格式，只能夠聯(lián)自己廠家的影像設(shè)備，別人無法使用。隨著計(jì)算機(jī)設(shè)備在醫(yī)學(xué)成 像領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，p a c s 產(chǎn)品的大量產(chǎn)生，迫切需要為不同廠家制造的設(shè)備 之間傳輸圖像和其它信息建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。1 9 8 3 年，美國(guó)放射學(xué)會(huì)( a m e r i c a n c o l l e g eo fr a d i o l o g y ，a c r ) 和美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)( n a t i o n a le l e c t r i c a l m a n u f a c t u r e r sa s s o c i a t i o n ，n e m a ) 成立了一個(gè)聯(lián)合委員會(huì)開發(fā)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1 9 8 5 年，a c r n e m a 標(biāo)準(zhǔn)1 0 版發(fā)布，隨后又分別頒布了兩個(gè)修改版本，到1 9 8 8 年 發(fā)布了a c r - n e m a 標(biāo)準(zhǔn)2 0 版。至1 9 9 3 年，在a c r n e m a 2 0 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， 增加了通信方面的規(guī)范，同時(shí)重新修改了圖像格式中部分信息的定義，d i c o m 3 0 ( d i g i t a l i m a g i n g a n d c o m m u n i c a t i o n s i n m e d i c i n e ) 標(biāo)準(zhǔn)因而定形，并成為醫(yī)學(xué) 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 影像發(fā)各的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。1 9 9 4 到1 9 9 5 年核醫(yī)學(xué)和超聲波部分重新定稿后該標(biāo) 準(zhǔn)漸趨完善，后來該標(biāo)準(zhǔn)又增加和完善了不少內(nèi)容( 9 。至今d i c o m3 0 標(biāo)準(zhǔn)仍然 在發(fā)展完善中。 1 2p a c s 的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從二十世紀(jì)八十年代初開始，歐美國(guó)家及日本經(jīng)過十幾年的研究建造了一些 實(shí)用的p a c s 。這些早期的p a c s 主要使用的是專用設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)十分 昂貴，對(duì)于大多數(shù)醫(yī)院來說都難以承受。進(jìn)入九十年代，計(jì)算機(jī)圖形工作站的產(chǎn) 生以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使p a c s 的整體造價(jià)有所下降。到九十年代末期，隨著計(jì) 算機(jī)性能的迅速提高和網(wǎng)絡(luò)通訊的飛速發(fā)展，p a c s 終于可以建立在被多數(shù)醫(yī)院 都能接受的水平之上。當(dāng)前在發(fā)達(dá)國(guó)家p a c s 系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且 不斷與新技術(shù)結(jié)合，很多廠商都推出了比較完善的p a c s 系統(tǒng)軟件。p a c s 的應(yīng) 用范圍也在不斷拓展，從早期的處理放射科影像開始，目前已擴(kuò)展到所有的醫(yī)學(xué) 圖像領(lǐng)域，如心臟病學(xué)、病理學(xué)、眼科學(xué)、皮膚病學(xué)、核醫(yī)學(xué)、超聲學(xué)以及牙科 學(xué)等 ” 1 0 1 。p a c s 也逐漸開始引入多媒體、語音識(shí)別等新興的信息通訊技術(shù)。在 美國(guó)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，擁有了許多把醫(yī)療成像系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來的 p a c s ，遠(yuǎn)程放射學(xué)( t e l e r a d i o l o g y ) 也已成為p a c s 的一個(gè)組成部分，實(shí)現(xiàn)了 真正意義上的遠(yuǎn)程會(huì)診j ；在歐洲，p a c s 與醫(yī)院信息系統(tǒng)融合，形成日趨爆炸 的醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)，并產(chǎn)生了越來越多的應(yīng)用方向嘲；在亞洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、 韓國(guó)、新加坡，經(jīng)過幾年的發(fā)展，特別是一些國(guó)家的政府大力扶持之下，p a c s 系統(tǒng)也已經(jīng)實(shí)用化，并取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展 1 3 1 1 4 】。 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平尚有一定的差距，醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)承受能力較弱。 在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)條件下，大多數(shù)醫(yī)院還負(fù)擔(dān)不起p a c s 的昂貴價(jià)格，同時(shí)在我國(guó)醫(yī) 院中醫(yī)院信息系統(tǒng)( h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，h i s ) 、放射科信g n f 究( r a d i 0 1 0 9 v i n f o r m a t i o ns y s t e m ，r j s ) 等醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)起步也較晚，很難a , g p a c s 直接與醫(yī)院 里成熟的h i s * i r i s 相連，n 巋 p a c s 在我國(guó)仍然處于發(fā)展階段f ”i t 5 。由于國(guó)內(nèi)不 同醫(yī)院經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等實(shí)際情況不盡相同，在當(dāng)前階段構(gòu)建p a c s 只能是各盡所能、 因地制宜。目前我國(guó)己有許多的公司在試制、試行或?qū)嵤﹑ a c s ，多種類型的單 機(jī)工作站也已被很多中小醫(yī)院接受，但是總體而言國(guó)內(nèi)的p a c s 開始研究的晚， p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 而且存在幾個(gè)問題【7 u 6 】t i t 。一是真正擁有d i c o m 底層開發(fā)能力的廠商不多，有 些廠商系統(tǒng)底層的d i c o m 模塊并沒有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，對(duì)d i c o m 標(biāo)準(zhǔn)的理解程 度和掌握水平也有限，導(dǎo)致其產(chǎn)品穩(wěn)定性差，兼容性差，一旦上新的設(shè)備就容易 出現(xiàn)不能和現(xiàn)有p a c s 正常連接的情況：二是基于網(wǎng)絡(luò)的p a c s 產(chǎn)品較少，大部分 產(chǎn)品其實(shí)就是各種工作站，難以談得上全院的信息共享和遠(yuǎn)程傳輸；三是在醫(yī)學(xué) 圖像處理的穩(wěn)定性和速度方面有欠缺，特別是圖像的高級(jí)后處理功能還有待開發(fā) 和完善。因此，如何開發(fā)出能夠符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)又適合中國(guó)醫(yī)院情況的p a c s ，是 我國(guó)p a c s 開發(fā)的首要問題。 由于應(yīng)用性和針對(duì)性很強(qiáng)，p a c s 也是個(gè)性化的系統(tǒng)產(chǎn)品。開發(fā)的時(shí)候必須 在采用標(biāo)準(zhǔn)d i o c m 協(xié)議的基礎(chǔ)上根據(jù)不同醫(yī)院的實(shí)際情況，對(duì)工作流程進(jìn)行必 要的調(diào)整，以切實(shí)滿足各醫(yī)院各科室的需要。在我國(guó)由于地區(qū)發(fā)展的不平衡，各 地經(jīng)濟(jì)水平和管理辦法上的差異，p a c s 的個(gè)性化就尤其需要考慮了。國(guó)外的 p a c s 產(chǎn)品大都很難滿足國(guó)內(nèi)醫(yī)院的個(gè)性化需要，因?yàn)閲?guó)外的工作流程、習(xí)慣等 與我國(guó)相差太遠(yuǎn)，也很少提供中文操作界面，難以生成實(shí)用的診斷報(bào)告，而國(guó)內(nèi) 醫(yī)院把打診斷報(bào)告作為p a c s 的相當(dāng)重要的一個(gè)功能。所以國(guó)外的p a c s 產(chǎn)品不 完全適用我國(guó)的醫(yī)院使用，同時(shí)，國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格也相對(duì)昂貴。總體來晚，國(guó)內(nèi)廠 商的產(chǎn)品占據(jù)了國(guó)內(nèi)p a c s 的大量市場(chǎng)u s 。 1 3 課題研究意義 就當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況而言，p a c s 一般可以分為m i n ip a c s 、p a c s 和 e n t e r p r i s ep a c s 三種口1 8 1o 其中m i n i p a c s 一般是單一科室專用的，比如超聲波 m i n ip a c s 、心臟m i n ip a c s 、核醫(yī)學(xué)p e t 等。傳統(tǒng)意義上的p a c s 一般指的是 放射科用的p a c s ，用于醫(yī)學(xué)圖像的顯示、測(cè)量、標(biāo)注、歸檔和傳輸?shù)?，通常?負(fù)責(zé)處理c t 、m r i 、c r 、d r 和超聲波圖像。e n t e r p r i s ep a c s 是全院、全企業(yè) 級(jí)的p a c s ，它可以普遍應(yīng)用于醫(yī)院的多科室，與醫(yī)院的其它醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)連接， 廣泛支持醫(yī)學(xué)影像的多種模式，在國(guó)內(nèi)和亞洲一些地區(qū)還可能支持各種內(nèi)窺鏡、 顯微鏡和心電圖等。 目前需求最大也是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的還是放射科p a c s ，但是國(guó)外引進(jìn)的p a c s 往往不適合中國(guó)國(guó)情，國(guó)內(nèi)廠家設(shè)計(jì)的p a c s 很多又不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。所以我們 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 自主設(shè)計(jì)了一個(gè)用于放射科的功能比較完善的p a c s ，既適合中國(guó)國(guó)情，又符合 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并能充分適應(yīng)國(guó)內(nèi)醫(yī)院影像科室的需求。 p a c s 的研究和應(yīng)用意義重大。它用數(shù)字化的方法管理醫(yī)學(xué)影像，解決了傳 統(tǒng)膠片管理辦法在醫(yī)學(xué)圖像的存儲(chǔ)、歸檔、傳輸方面的高成本、低效率的問題。 p a c s 疏通了醫(yī)院從病人登記到醫(yī)學(xué)影像檢查再到醫(yī)生診斷的工作流程，提高了 設(shè)備應(yīng)用和醫(yī)生工作的效率，從而增加了效益。應(yīng)用p a c s 可以快速、方便地在 醫(yī)院相關(guān)科室隨時(shí)調(diào)閱圖像進(jìn)行診斷，避免了膠片傳遞過程中存在的丟失、傳錯(cuò) 等隱患和時(shí)間的浪費(fèi)，提高了檢查和診斷的工作效率，節(jié)省了患者看病的時(shí)間。 p a c s 還便于圖像數(shù)據(jù)共享，適合開展遠(yuǎn)程醫(yī)療、多學(xué)科會(huì)診，克服時(shí)間和地域 上的限制，使醫(yī)護(hù)人員能為各類患者提供及時(shí)的診斷、治療和護(hù)理。p a c s 的發(fā) 展和應(yīng)用極大地改變了傳統(tǒng)影像科與其他科室的關(guān)系，它的大范圍運(yùn)用必將對(duì)放 射學(xué)實(shí)踐產(chǎn)生極其深刻的影響，促進(jìn)更加專業(yè)化的發(fā)展，迫使行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)更為激 烈的競(jìng)爭(zhēng)，使人類醫(yī)學(xué)進(jìn)入無膠片時(shí)代 1 孫。 p a c s 在節(jié)約成本提高效率的同時(shí)，還能潛在的提高服務(wù)質(zhì)量和醫(yī)院的競(jìng)爭(zhēng) 力。在醫(yī)院方面，提供了更多醫(yī)生網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同合作的能力，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)資料統(tǒng)計(jì) 和管理的自動(dòng)化，更加有利于科研，規(guī)范了診斷報(bào)告，生成電子病歷，健全了病 人資料的自動(dòng)化管理。對(duì)于醫(yī)生，提供更快更有效的從放射科獲取病人圖像信息 的途徑，可以迅速得到病人的以往檢查圖像，并對(duì)多種圖像直接參考對(duì)比，還能 通過與相關(guān)醫(yī)生的聯(lián)合提供更多的醫(yī)療服務(wù)。對(duì)于病人，意味著更快的診斷和治 療，減少了住院時(shí)間；方便地保存病歷和診斷結(jié)果；得到專家的服務(wù)，享受多科 室醫(yī)生合作帶來的更全面更細(xì)致的診療。 在當(dāng)前醫(yī)療服務(wù)的社會(huì)需求不斷增長(zhǎng)的背景下，應(yīng)用p a c s 所帶來的現(xiàn)代化 的管理和服務(wù)將有利于提高醫(yī)療質(zhì)量、縮短病患者在醫(yī)院的滯留時(shí)間，而且更加 有利于吸引和培養(yǎng)人才，提高病人在診療過程中的地位，從而為醫(yī)院帶來顯著的 經(jīng)濟(jì)效益，并產(chǎn)生良好的社會(huì)效應(yīng)。 1 4 論文內(nèi)容安排 論文內(nèi)容基于我們實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際研究工作，我參與了其中的p a c s 整體設(shè)計(jì) p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 和影像工作站設(shè)計(jì)的工作，獨(dú)立完成了圖像瀏覽功能模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 本文提出了p a c s 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研究了p a c s 影像工作站的設(shè)計(jì)方法， 重點(diǎn)闡述了影像工作站圖像瀏覽功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。論文正文內(nèi)容安排如下： 第一章緒論。調(diào)研了p a c s 的產(chǎn)生和發(fā)展歷程，探討了研究工作的背景知識(shí)。 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。明確提出了p a c s 設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則，考察、 分析了醫(yī)院影像工作的實(shí)際流程和數(shù)據(jù)流動(dòng)的情況，研究了p a c s 所涉及的關(guān)鍵 技術(shù)，在這些基礎(chǔ)上提出了p a c s 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法。 ：第三章p a c s 圖像瀏覽功能的設(shè)計(jì)。根據(jù)p a c s 中醫(yī)學(xué)影像工作站的功能組 成設(shè)計(jì)了具體結(jié)構(gòu)框架，提出了影像工作站圖像瀏覽模塊的模型，闡述了圖像瀏 覽模塊的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。 第四章d i c o m 醫(yī)學(xué)圖像文件解讀。研究了d i c o m 3 0 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和構(gòu) 成，分析了d i c o m 醫(yī)學(xué)文件的結(jié)構(gòu)和組成單元，提出了d i c o m 文件解讀器的 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。 第五章圖像文字信息映射。設(shè)計(jì)了醫(yī)學(xué)圖像的顯示內(nèi)容的層次規(guī)劃，研究了 醫(yī)學(xué)圖像瀏覽時(shí)圖像和文字信息的映射關(guān)系和顯示方法，并最終實(shí)現(xiàn)了完整的醫(yī) 學(xué)圖像瀏覽功能，主要包括正確解讀出d i c o m 文件內(nèi)容，準(zhǔn)確顯示醫(yī)學(xué)圖像、 相關(guān)文字信息、用戶標(biāo)注和測(cè)量，較好的支持移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、放大鏡、 裁剪等多種用戶操作。 第六章總結(jié)與展望?？偨Y(jié)了全文內(nèi)容，評(píng)價(jià)了工作成果，對(duì)進(jìn)一步的工作進(jìn) 行了展望。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則 21 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 本文研究目標(biāo)是自主設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于醫(yī)院影像科室的p a c s ，滿足國(guó)內(nèi) 醫(yī)院放射科的實(shí)際影像工作需求，并且符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各種醫(yī)療影像設(shè)備之間以 d i c o f 【3 o 標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。 放射科p a c s 就是傳統(tǒng)意義上講的p a c s ，它是國(guó)內(nèi)醫(yī)院目前最常用的p a c s 。 放射科p a c s 規(guī)模中等，主要針對(duì)c t 、m r 、c r d r 等醫(yī)學(xué)圖像，通常的用途是： 在醫(yī)學(xué)圖像存檔方面用數(shù)字影像資料數(shù)據(jù)庫取代傳統(tǒng)的膠片庫，在圖像傳輸方面 用數(shù)字影像共享的辦法取代傳統(tǒng)的膠片郵寄和人工帶送，在診斷閱片的時(shí)候用醫(yī) 生診斷工作站取代傳統(tǒng)的膠片和膠片燈，可以通過i n t e r n e t 進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷與專 家會(huì)診。 2 1 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1 ) 實(shí)用性：符合國(guó)內(nèi)醫(yī)院影像檢查和診斷的業(yè)務(wù)流程，滿足放射科醫(yī)學(xué)影像工 作的實(shí)際需要，適于放射科醫(yī)師和臨床醫(yī)生使用。充分利用醫(yī)院現(xiàn)有的設(shè)備 和資源。數(shù)據(jù)管理和維護(hù)功能完善，能夠快速傳輸高質(zhì)量的圖像信息。人機(jī) 界面友好，用戶輸入快捷方便。 2 ) 先進(jìn)性：采用符合國(guó)際醫(yī)學(xué)圖像傳輸標(biāo)準(zhǔn)的d i c o m 3 o 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。使用先進(jìn) 的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 3 ) 可靠性：硬件配置上要根據(jù)醫(yī)院實(shí)際承受能力充分考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的穩(wěn)定 性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有容錯(cuò)能力，并有良好的故障對(duì)策。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式要高效 合理，安全可靠。具備用戶權(quán)限管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制。 p a c s 系統(tǒng)沒計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 4 ) 可擴(kuò)展性：充分考慮p a c s 和r i s 、h i s 的連接，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮隨 著技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的提升，系統(tǒng)硬件配置的升級(jí)和軟件功能的擴(kuò)展。 系統(tǒng)軟件采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，按功能分為幾大模塊來實(shí)現(xiàn)，各主要功 能模塊既能獨(dú)立完成任務(wù)，又能有機(jī)的整合起來構(gòu)成應(yīng)用軟件，以利于軟件 的維護(hù)和升級(jí)。 2 2p a c s 工作流程分析 2 2 1 影像工作傳統(tǒng)流程 放射科p a c s 是圍繞醫(yī)院放射科的醫(yī)學(xué)影像工作流程展開的，串起這個(gè)流程 的就是醫(yī)學(xué)圖像和相應(yīng)病人信息的數(shù)據(jù)流【2 0 】。在設(shè)計(jì)p a c s 之前，必須理清楚傳 統(tǒng)放射科的工作流程和圖像文字信息的數(shù)據(jù)流向。 先來分析國(guó)內(nèi)醫(yī)院影像工作傳統(tǒng)流程，進(jìn)行影像檢查的病人一般可以分為門 診病人和住院病人兩類，從醫(yī)生開了檢查單開始，到影像檢查，到最后進(jìn)行醫(yī)學(xué) 治療的整個(gè)過程如圖2 1 所示。 圖2 - 1 一般醫(yī)院傳統(tǒng)影像檢查流程 中國(guó)科學(xué)技術(shù)火學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)計(jì) 在未應(yīng)用p a c s 的時(shí)候，病人做放射科醫(yī)學(xué)影像檢查，要經(jīng)過開單、計(jì)費(fèi)、 預(yù)約、檢查、診斷這幾個(gè)步驟，整個(gè)診療活動(dòng)要分別經(jīng)過醫(yī)生、財(cái)會(huì)人員、放射 科醫(yī)師的多次處理，要在醫(yī)療室、財(cái)會(huì)室、放射科之間來回穿梭數(shù)次。在放射科 的工作流程里，病人要先來一次進(jìn)行檢查預(yù)約，首先由檢查申請(qǐng)單和交費(fèi)憑證確 認(rèn)病人身份和檢查類別，然后依據(jù)遞交檢查申請(qǐng)單的先后次序來確定病人檢查順 序，最后醫(yī)師和病人協(xié)商安排好具體的檢查時(shí)間；在預(yù)約好的時(shí)間病人來進(jìn)行相 應(yīng)檢查，隨后等候檢查結(jié)果；檢查后，醫(yī)師按不同的檢查類別，如c t 、m r 等， 分成不同的報(bào)告書寫檢查的讀片報(bào)告，隨后門診病人的報(bào)告點(diǎn)名發(fā)出，而住院病 人則統(tǒng)一派人送達(dá)。 在這個(gè)工作流程中，病人的個(gè)人信息和病歷資料要由病人傳送給醫(yī)生，病人 的身份資料要從掛號(hào)處傳到醫(yī)生，再傳送到放射科的醫(yī)師，在檢查后病人的影像 資料和影像診斷結(jié)果由放射科傳送到具體的臨床醫(yī)生，如果需要會(huì)診，資料要匯 總后一起傳給會(huì)診的專家。這些資料傳送的過程都是手工傳送。 一般情況下，醫(yī)院每天的門診量和影像檢查量是相當(dāng)可觀的。所以在上述的 工作模式下，以門診病人做一次檢查為例，他要先在門診醫(yī)生那里開單，然后去 財(cái)會(huì)等候交費(fèi)，再去放射科等候身份確認(rèn)，隨后進(jìn)行檢查預(yù)約，可能再等幾天刊 能再去放射科檢查，檢查了還需要等待診斷報(bào)告，拿到報(bào)告了需要再跑到醫(yī)療室 交給醫(yī)生。這樣幾個(gè)回合“跑”和“等”的過程，給病人帶來了很多的不便，大 大延誤了時(shí)間，也嚴(yán)重影像了醫(yī)院的醫(yī)學(xué)檢查效率。 2 2 2 應(yīng)用p a c s 后的工作流程 p a c s 的使用可以很好的疏通醫(yī)院的傳統(tǒng)影像工作流程，使它更加簡(jiǎn)單快捷， 省時(shí)省力 2 i 】。在使用p a c s 的同時(shí)，結(jié)合r i s 和h i s ，將會(huì)使醫(yī)院的影像工作 成本得到大幅度降低，效率得到很大的提高，并為病患者節(jié)約大量時(shí)間，帶來更 優(yōu)質(zhì)高效的診療服務(wù)。應(yīng)用p a c s 之后的影像工作流程優(yōu)化為圖2 2 所示，圖中 實(shí)線是病人的流動(dòng)情況，虛線是病人資料、醫(yī)學(xué)圖像資料的流動(dòng)情況，箭頭指向 為人員、信息流動(dòng)的方向。 p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 報(bào) 告 資 料 和 相 關(guān) 影 像 資 料 望暖 登塑豎母r i s 一- h 檢查申請(qǐng)單 影像資料 訇一+l8zz告l呋z。z簍-_一一，fp南acs 診斷報(bào)告 一一服務(wù)器l - r j l 1 竺! ! ：! 竺蘭 l i竺塑! 圈2 - 2p a c s 的影像檢查：r 作流程 病 人 基 杰 資 料 整個(gè)診斷治療過程是這樣的： 1 ) 病人先去掛號(hào)，掛號(hào)處用h i s 終端輸入或者調(diào)出病人的信息； 2 ) 隨后病人去相關(guān)科室看主治醫(yī)生，如果醫(yī)生決定需要做影像檢查，于是開檢 查申請(qǐng)單，由醫(yī)生或護(hù)士從h i s 調(diào)入病人資料，并在r i s 終端上輸入申請(qǐng)單； 3 ) 病人接著去放射科，放射科護(hù)士或者醫(yī)師從r i s 調(diào)出申請(qǐng)單和醫(yī)囑，應(yīng)用p a c s 的工作列表( w o r k l i s t ) 導(dǎo)入檢查的信息，做相應(yīng)的影像檢查；檢查過程中 護(hù)士可以在r i s 終端上進(jìn)行計(jì)價(jià)工作； 4 ) 檢查后病人直接f m 至t 主治醫(yī)生處，放射科將得到的影像傳入p a c s 服務(wù)器， 放射科醫(yī)師在工作站上做出讀片報(bào)告，結(jié)果也傳到p a c s 服務(wù)器； 5 ) 病人在主治醫(yī)生那里，醫(yī)生直接用p a c s 工作站觀看影像資料和放射科報(bào)告， 隨后就可以進(jìn)行相應(yīng)治療。 在這個(gè)過程中，病人信息由h i s 輸入或者從電子病歷調(diào)出，傳送到r i s ，然 后到p a c s ；醫(yī)學(xué)影像資料從影像設(shè)備獲得，傳送到p a c s 服務(wù)器，保存到數(shù)據(jù)庫， 然后可以在影像工作站和主治醫(yī)生的珍斷終端調(diào)出，還可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送到其它 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 醫(yī)院的p a c s 或者醫(yī)生的個(gè)人電腦；診斷報(bào)告在影像工作站生成，傳送到p a c s ， 之后可以在其它終端調(diào)出，也可以隨同影像資料遠(yuǎn)程傳輸；最后的醫(yī)療診斷結(jié)果 可以輸入到p a c s ，傳送到r i s ，h i s ，有條件的生成電子病歷保存。 使用p a c s 后，病人只要從登記處到門診，然后去放射科，之后回到門診， 省去了來回的奔波。病人資料、影像資料和檢查報(bào)告都在電腦上輸入和生成，通 過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送，替代了病人或者護(hù)士手工傳送的過程，既保證了安全的傳輸， 也大大加速了傳輸速度，節(jié)省了時(shí)間，提高了珍療效率。由于p a c s 和r i s 、h i s 的互聯(lián)，門診病人和住院病人的影像檢查流程在影像科得到了統(tǒng)一。在放射科， 檢查申請(qǐng)單和病人信息由r i s 調(diào)出，p a c s 將負(fù)責(zé)為病人的檢查排序，根據(jù)相關(guān) 信息生成工作列表，醫(yī)師只要調(diào)取列表依次檢查。病人信息、檢查信息、影像資 料和診斷報(bào)告等重要信息都保存在p a c s 的數(shù)據(jù)庫中；在放射科和門診，如果需 要可以將相應(yīng)的影像資料和診斷報(bào)告打印出來，交給病人保存；只要具備相應(yīng)的 權(quán)限，醫(yī)生就可以用網(wǎng)絡(luò)連接到p a c s ，在不同科室，不同醫(yī)院，甚至不同地域 閱片和讀診斷報(bào)告，極大方便了醫(yī)院的科研和教學(xué)工作。 2 3 p a c s 實(shí)現(xiàn)的若干關(guān)鍵技術(shù) 1 ) p a c s 在連接醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的時(shí)候，需要采取通用的標(biāo)準(zhǔn)，這就是d i c o m 3 0 標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)p a c s 必須擁有d i c o m 底層的開發(fā)能力，并且充分考慮非d i c o m 設(shè)備的互聯(lián)。 2 ) 存儲(chǔ)技術(shù)：p a c s 中要保存大量的數(shù)字化圖像和文字信息，它的存儲(chǔ)方案和存 儲(chǔ)介質(zhì)，必須依據(jù)實(shí)際需要和醫(yī)院承受能力全面規(guī)劃，整體設(shè)計(jì)【2 2 1 。在線存 儲(chǔ)的情況，要考慮到數(shù)據(jù)庫的容量、保存時(shí)間、查閱頻率、備份設(shè)計(jì)、恢復(fù) 方案和其它的管理功能；離線存儲(chǔ)會(huì)涉及到光盤庫、光盤塔技術(shù)1 5 i 。 3 ) 與h i s r i s 的集成：r i s ( r a d i o l o g yi n f o r m a t i o ns y s t e m ，放射科信息系 統(tǒng)) 主要用于放射科的工作流程管理，它包括了病人的文字資料信息、放射 科的日常工作管理等內(nèi)容；h i s ( h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，醫(yī)院信息 系統(tǒng)) 是用于醫(yī)院的管理信息系統(tǒng)，它利用電子計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備，提供對(duì) 病人診療信息和醫(yī)院行政管理信息的收集、存儲(chǔ)、處理、提取和數(shù)據(jù)交換的 p a c s 系統(tǒng)沒計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 能力。r i s 和h i s 更多的是文字信息和工作流程管理，而p a c s 以醫(yī)學(xué)圖像 為重，先進(jìn)的p a c s 應(yīng)該有完善的r i s 和h i s 作為基礎(chǔ)，三者結(jié)合能更好的 提高效率。但是國(guó)內(nèi)在這兩個(gè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，以及它們和p a c s 的結(jié)合 上，起步較晚，相對(duì)還比較落后。 4 ) 圖像獲取和壓縮技術(shù)：醫(yī)學(xué)圖像的采集涉及到用醫(yī)學(xué)電子設(shè)備直接獲取醫(yī)學(xué) 數(shù)字圖像，或者用掃描儀和視頻采集技術(shù)獲取圖像等。圖像壓縮技術(shù)被廣泛 應(yīng)用于數(shù)字圖像的存儲(chǔ)和傳輸中，p a c s 要利用有限的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)更多的圖 像，利用有限的比特率傳輸更多的圖像，需采用圖像壓縮的策略和辦法【”。 在p a c s 軟件中，應(yīng)用圖像壓縮技術(shù)可以參照d i c o m 3 0 標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)定義，實(shí) 現(xiàn)的時(shí)候，要考慮編碼速度、壓縮效果、壓縮效率、圖像信噪比等眾多因素。 5 ) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：影像設(shè)備的互聯(lián)，p a c s 和r i s 、h i s 的連接，都要應(yīng)用到 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)p a c s 時(shí)，要充分考慮圖像在網(wǎng)絡(luò)傳送的速度要求，制定 合理的網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)，選用合適的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備。隨著p a c s 技術(shù)的發(fā)展和 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步，一些基于w e b 的技術(shù)在p a c s 中也開始得到廣泛應(yīng)用，例如 在臨床科室使用終端或者通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程連接瀏覽p a c s 圖像和報(bào)告時(shí)，應(yīng)用 w e b 瀏覽，或者通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器軟件插件來瀏覽。 6 ) 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)：利用先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)p a c s 中的醫(yī)學(xué)圖 像進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)醫(yī)學(xué)圖像的各種像素信息，突出病灶或用戶感興趣區(qū)域， 可以輔助醫(yī)生診斷【2 2 】。另外虛擬內(nèi)窺和三維重建技術(shù)也越來越多的融合到了 p a c s 之，中。 2 , 4p a c s 的設(shè)計(jì)方案 2 4 1 整體設(shè)計(jì)方案 我們?cè)O(shè)計(jì)的是面向醫(yī)院放射科應(yīng)用的p a c s ，以d i c o m 3 0 標(biāo)準(zhǔn)作為通信標(biāo)準(zhǔn)， 系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺(tái)是高檔p c 機(jī)，操作系統(tǒng)使用w i n d o w s 2 0 0 0 。軟件開發(fā)于p 4 處 理器的p c 機(jī)上，操作系統(tǒng)是w i n d o w s 2 0 0 0 ，軟件開發(fā)工具使用了b o r l a n dd e l p h i 7 o ，采用了s q ls e r v e r 作為服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫，m i c r o s o f ta c c e s s 作為客戶 端數(shù)據(jù)庫。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 4 2 硬件布局方案 p a c s 的硬件由以下幾個(gè)部分組成：負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理和主控的服務(wù)器；多種醫(yī) 學(xué)成像設(shè)備和圖像采集工作站；對(duì)各類影像信息和診斷報(bào)告存儲(chǔ)、歸檔的設(shè)備； 實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像和其它資料傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)；用于醫(yī)學(xué)影像瀏覽、診斷的讀片工作站、 診斷工作站；獲取病人信息，生成工作列表的預(yù)約登記工作站；醫(yī)學(xué)影像、診斷 報(bào)告的輸出設(shè)備，如打印機(jī)、錄音設(shè)備等；預(yù)留了h i s 、遠(yuǎn)程會(huì)診工作站及其它 多種連接p a c s 的接口”“。圖2 3 是我們?cè)O(shè)計(jì)的p a c s 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 剴2 - 3p a c s 組成結(jié)構(gòu)圖 為了充分考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性，我們采用了雙服務(wù)器系統(tǒng)的 p a c s ，在這種結(jié)構(gòu)下，醫(yī)院做影像檢查的工作流程將如下所述： 1 ) 病人到醫(yī)院后首先去掛號(hào)處掛號(hào)交費(fèi)，然后去相關(guān)科室的醫(yī)生處就診。如果 醫(yī)師覺得需要進(jìn)行影像檢查，就填寫申請(qǐng)單，然后病人拿申請(qǐng)單到門診處劃 價(jià)交費(fèi)。如果醫(yī)院有h i s 和r i s ，那么這些工作將在h i s 的終端完成，病人 的相關(guān)信息( 姓名、性別、年齡等) 傳送到醫(yī)院h i s 中( 預(yù)留了與h i s 融合 的接口，實(shí)際應(yīng)用中要考慮該醫(yī)院h i s 的具體情況) ，從而在各科室可以通 過終端查到待檢查病人的身份信息、交費(fèi)情況甚至病歷信息等。 p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 2 ) 病人交費(fèi)后拿著申請(qǐng)單和交費(fèi)收據(jù)來到放射科，或者申請(qǐng)單、交費(fèi)信息和醫(yī) 囑信息通過h i s 與r i s 傳送到放射科。在預(yù)約登記工作站，對(duì)于初次就診的 病人，需要輸入患者姓名、性別等基本信息，選擇好檢查部位和檢查項(xiàng)目等， 進(jìn)行預(yù)約：對(duì)于復(fù)診病人，通過讀取病人信息數(shù)據(jù)庫，獲取登記列表，查找 到病人i d ，病人姓名等相關(guān)信息，然后加入此次檢查的部位，完成新的預(yù)約。 一般來說，一條檢查記錄由i d 號(hào)和病人姓名唯一確定，如果是首次拍片， 則需要錄入病人的相關(guān)信息。 3 ) 預(yù)約之后，病人到放射科拍片，通過輸入病人信息或者通過工作列表可以從 p a c s 服務(wù)器獲得病人的信息。 4 ) 拍片完畢生成醫(yī)學(xué)圖像后，d i c o m 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像傳送到p a c s 主服務(wù) 器。放射科的讀片醫(yī)生通過病人i d 、檢查日期等唯一標(biāo)志檢查的信息從p a c s 服務(wù)器獲取醫(yī)學(xué)圖像，做出讀片報(bào)告，然后讀片報(bào)告上傳到p a c s 主服務(wù)器； 病人可以拿到診斷報(bào)告和打印出來的片子回到門診醫(yī)生處就診，也可以什么 都不拿，直接回到門診醫(yī)生處就診。 5 ) 門診醫(yī)生使用滲斷工作站，根據(jù)病人的i d 等能唯一標(biāo)識(shí)病人的字段到p a c s 主服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中下載該病人拍攝的醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)的讀片報(bào)告。醫(yī)生瀏 覽醫(yī)學(xué)圖像，參考讀片報(bào)告做出診斷報(bào)告，并且上傳到服務(wù)器，隨后對(duì)病人 采取相應(yīng)的醫(yī)療手段。 6 ) 最后病人可以拿著打印出來的報(bào)告( 包含文字和圖像信息) 和打印的膠片離 開醫(yī)院，完成就醫(yī)過程。 2 43 軟件構(gòu)架方案 系統(tǒng)軟件功能分為幾大部分，主要包括預(yù)約登記模塊，數(shù)據(jù)庫管理模塊，圖 像采集模塊，用戶權(quán)限模塊，報(bào)告模塊，數(shù)據(jù)備份模塊，d i c o m 傳輸及d i c o m 查 詢、獲取模塊，三維重建模塊和虛擬內(nèi)窺鏡模塊。 數(shù)據(jù)庫采用三層結(jié)構(gòu)，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，客戶端數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器。服務(wù)器 端數(shù)據(jù)庫采用m ss q ls e r v e r 2 0 0 0 ，客戶端數(shù)據(jù)庫采用a c c e s s 2 0 0 0 ，應(yīng)用服務(wù)器 主要完成客戶端提交的查詢，根據(jù)需要向客戶端湍傳送圖像數(shù)據(jù)，保存客戶端提 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章p a c s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 交的報(bào)告等。 預(yù)約登記模塊負(fù)責(zé)錄入病人的詳細(xì)信息，確定檢查部位、檢查設(shè)備、檢查方 法、檢查費(fèi)用和臨床信息。如果有h i s 和r i s ，則可以列出待診病人及相關(guān)信息， 病人相關(guān)信息自動(dòng)獲取、病人歷史影像自動(dòng)再現(xiàn)。 圖像采集模塊包括標(biāo)準(zhǔn)d i c o m 設(shè)備的直接獲取，掃描圖像轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)d i c o m 格式，視頻圖像采集并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)d i c o m 格式，其他非d i c o m 設(shè)備的采集和轉(zhuǎn)化 為標(biāo)準(zhǔn)d i c o m 格式，b m p 、7 p e g 格式圖像轉(zhuǎn)化為d i c o m 格式。 圖像瀏覽模塊，數(shù)據(jù)庫管理模塊，d i c o m 傳輸及d i c o m 查詢、獲取模塊，三 維重建模塊和虛擬內(nèi)窺鏡模塊，報(bào)告模塊等將在后面的影像工作站設(shè)計(jì)中具體介 紹。此外系統(tǒng)預(yù)留了h i s r i s 接口，w e b 服務(wù)器。 2 4 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案 圖像數(shù)據(jù)服務(wù)器和報(bào)告服務(wù)器在同一臺(tái)p c 機(jī)上。圖像數(shù)據(jù)的備份采用光盤 刻錄的方式。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的備份采用m ss q ls e r v e r 2 0 0 0 的備份數(shù)據(jù)庫功能。 2 4 5 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 1 ) p a c s 軟件運(yùn)行環(huán)境 服務(wù)器硬件配置和軟件環(huán)境如表2 1 所示。 表2 一l 服務(wù)器硬件和軟件配置 系統(tǒng)服務(wù)器高性能w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 服務(wù)器 硬盤4 0 0 g 內(nèi)存 1 g b 顯示器1 7 寸全平 顯分辨率1 0 2 4 7 6 8 ，3 2 位真彩，3 2 m 以上顯存 離線存儲(chǔ)d v d 刻錄光驅(qū) 操作系統(tǒng) w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 或w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 數(shù)據(jù)庫m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 打e p j t可選 網(wǎng)卡 i o m i o o m 自適應(yīng)網(wǎng)卡 p a c s 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和圖像瀏覽功能實(shí)現(xiàn) 客戶端硬件和軟件配置如表2 2 所示。 表2 - 2 客戶端硬件和軟件配置 c p ui n t e l p 4l8 g 內(nèi)存5 1 2 m 硬盤 8 0 g 顯示器1 7 寸全平 顯卡分辨率1 0 2 4 7 6 8 ，3 2 位真彩，3 2 m 以上顯存 c d r w d v d 刻錄光驅(qū) 打印機(jī)可選 網(wǎng)昔 o m l _ 6 0 m 自適應(yīng)網(wǎng)卡 操作系統(tǒng) w i n d o w s2 0 0 0 2 ) 軟件分發(fā) 服務(wù)器端程序和客戶端程序分別做成了可執(zhí)行的安裝程序，在實(shí)驗(yàn)的服務(wù)器 和客戶端的w i n d o w s 2 0 0 0 操作系統(tǒng)上，運(yùn)行安裝的e x e 執(zhí)行文件即可自動(dòng)進(jìn)行 安裝，整個(gè)安裝過程不需要?jiǎng)e的手動(dòng)配置。 3 ) 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫的表主要有s t u d y ，s e r i e s ，i n s t a n c e ，m e d i c a l i m a g e ，r e p o r t 等表，分 別記