客服部系統(tǒng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)-PACS

中科美倫科技客服部PACS業(yè)務(wù)培訓(xùn)我們僅僅專(zhuān)注于數(shù)字醫(yī)療的前沿技術(shù)2022/10/21一、醫(yī)學(xué)影象系統(tǒng)概述二、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的開(kāi)展歷史概況三、當(dāng)前在PACS中應(yīng)用的主要設(shè)備四、PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)模式五、PACS中RIS的作用六、PACS類(lèi)型及特征七、PACS系統(tǒng)的建設(shè)八、醫(yī)院為何要上PACS系統(tǒng)九、PACS開(kāi)展趨勢(shì)十、PACS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)

一、醫(yī)學(xué)影象系統(tǒng)概述醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)通常稱(chēng)為醫(yī)學(xué)影像計(jì)算機(jī)存檔與傳輸系統(tǒng)〔PictureArchivingandCommunicationSystem簡(jiǎn)稱(chēng)PACS〕，是醫(yī)院信息系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成局部，是使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行數(shù)字化處理的系統(tǒng)，其目標(biāo)是用來(lái)代替現(xiàn)行的模擬醫(yī)學(xué)影像體系。它主要解決醫(yī)學(xué)影像的采集和數(shù)字化，圖像的存儲(chǔ)和管理，數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像的高速傳輸，圖像的數(shù)字化處理和重現(xiàn)，圖像信息與其它信息的集成五個(gè)方面的問(wèn)題。醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)(DigitalImagingandCommunicationinMedicine，DICOM)。目的是為推動(dòng)在不同設(shè)備、型號(hào)或生產(chǎn)廠家之間的、開(kāi)放式的醫(yī)療數(shù)字影像的傳輸與交換，促使PACS的開(kāi)展并和其他各種醫(yī)院信息系統(tǒng)的整合，允許所產(chǎn)生的信息能廣泛地經(jīng)由不同的設(shè)備來(lái)訪問(wèn)。第一階段20世紀(jì)80年代中期～90年代中期這一時(shí)期的系統(tǒng)以單機(jī)為主，速度慢，功能單一，基本上沒(méi)有RIS，PACS不能滿足臨床的需要。第二階段20世紀(jì)90年代中期～90年代末期隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，特別是PC機(jī)性能的大大提高，使PACS用戶終端速度和功能加強(qiáng)了。第三階段20世紀(jì)末～現(xiàn)在DICOM標(biāo)準(zhǔn)被廣泛接受，PACS、RIS開(kāi)始與HIS全面\整合，PACS被用于遠(yuǎn)程診斷。二、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的開(kāi)展歷史概況目前，一些主要的醫(yī)療儀器公司，如GE、PHILIPS、西門(mén)子、柯達(dá)等，所生產(chǎn)的大型影像檢查設(shè)備都配有支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)的通訊模塊或工作站，也有許多專(zhuān)門(mén)制造影像系統(tǒng)的公司生產(chǎn)支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)的影像處理、顯示、存儲(chǔ)系統(tǒng)。

隨著應(yīng)用的不斷開(kāi)展，DICOM標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的更新，它所支持的醫(yī)學(xué)影像種類(lèi)也不斷地增加，已經(jīng)從原來(lái)ACR-NEMA標(biāo)準(zhǔn)只支持放射影像擴(kuò)展到支持內(nèi)窺鏡、病理等其他影像。也有學(xué)者在研究處理醫(yī)學(xué)圖形、聲音等信息，同時(shí)也有人研究DICOM與其他醫(yī)學(xué)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)的溝通，如HL7〔HealthLevelSeven〕等。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)應(yīng)該是醫(yī)院信息系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成局部，PACS應(yīng)該與其他系統(tǒng)相互溝通信息，形成一個(gè)醫(yī)院信息的整體。三、當(dāng)前在PACS中應(yīng)用的主要設(shè)備我國(guó)的醫(yī)院信息系統(tǒng)開(kāi)展較晚，現(xiàn)在所使用的信息系統(tǒng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都能夠支持信息系統(tǒng)的應(yīng)用和PACS。因此，重要的一點(diǎn)就是需要做好醫(yī)院信息化建設(shè)的整體規(guī)劃，使信息系統(tǒng)能夠和今后逐步建立的各個(gè)系統(tǒng)順利地連接，防止國(guó)外系統(tǒng)所遇到的麻煩。盡量采用通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)，模塊化設(shè)計(jì)，盡可能與信息系統(tǒng)一體化是PACS建設(shè)時(shí)在技術(shù)上要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。CR〔ComputedRadiography，CR〕DR〔直接數(shù)字化X線成像，DR〕DSA〔DigitalSubtractionAngiography〕MRI〔MagneticResonanceImaging〕CT〔ComputedTomography〕US(UltrasoundSystem,US)計(jì)算機(jī)X線攝影〔computedradiography，CR)是X線平片數(shù)字化的比較成熟的技術(shù)。CR系統(tǒng)是使用可記錄并由激光讀出X線成像信息的成像板〔imagingplate，IP〕作為載體，經(jīng)X線曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片圖像。

計(jì)算機(jī)X線攝影數(shù)字X線攝影(digitalradiography，DR〕是在X線影像增強(qiáng)器－電視系統(tǒng)的根底上，采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、顯示的技術(shù)。數(shù)字X線攝影包括硒鼓方式、直接數(shù)字X線攝影〔directdigitalradiography，DDR〕和電荷藕合器件〔chargecoupleddevice，CCD〕攝像機(jī)陣列方式等。

數(shù)字X線攝影數(shù)字減影血管造影〔DigitalSubtractionAngiography，DSA〕是利用數(shù)字圖像處理技術(shù)中的圖像幾何運(yùn)算功能，將造影劑注入前后的數(shù)字化X線圖像進(jìn)行相減操作，獲得兩幀圖像的差異局部——被造影劑充盈的血管圖像。目前DAS有時(shí)間減影〔temporalsubtraction〕、能量減影〔energysubtraction〕、混合減影〔hybridSubtraction〕和數(shù)字體層攝影減影〔digitaltomographysubtraction〕等類(lèi)型。數(shù)字減影血管造影X線CT圖像〔ComputerizedTomography，CT〕是以測(cè)定X射線在人體內(nèi)的衰減系數(shù)為物理根底，采用投影圖像重建的數(shù)學(xué)原理，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算，求解出衰減系數(shù)數(shù)值在人體某斷面上的二維分布矩陣，然后應(yīng)用圖像處理與顯示技術(shù)將該二維分布矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸?shí)圖像的灰度分布，從而實(shí)現(xiàn)建立斷層圖像的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。概括地說(shuō)，X線CT圖像的本質(zhì)是衰減系數(shù)成像。與傳統(tǒng)的X線檢查手段相比，CT具有以下優(yōu)點(diǎn)：能獲得真正的斷面圖像，具有非常高的密度分辨率，可準(zhǔn)確測(cè)量各組織的X線吸收衰減值，并通過(guò)各種計(jì)算進(jìn)行定量分析。X線CT圖像螺旋CT機(jī)是目前世界上最先進(jìn)的CT設(shè)備之一，其掃描速度快，分辨率高，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)。用快速螺旋掃描能在15秒左右檢查完一個(gè)部位，能發(fā)現(xiàn)小于幾毫米的病變，如小肝癌、垂體微腺瘤及小動(dòng)脈瘤等。其功能全面，能進(jìn)行全身各部檢查，可行多種三維成像，如多層面重建、CT血管造影、器官外表重建及仿真腸道、氣管、血管內(nèi)窺鏡檢查?？蛇M(jìn)行實(shí)時(shí)透鏡下的CT導(dǎo)引穿刺活檢，使用快捷、方便、準(zhǔn)確。螺旋CT圖像磁共振血管造影(MagneticResonanceAngiography，MRA)的研究也取得了重要進(jìn)展，利用MRA可以發(fā)現(xiàn)血管的疾病，與三維顯示技術(shù)相結(jié)合能夠?yàn)樵\斷提供更多的可視化立體信息。(3)磁共振圖像〔MagneticResonanceImaging，MRI〕系統(tǒng)通過(guò)對(duì)處在靜磁場(chǎng)中的人體施加某種特定頻率的射頻脈沖，使人體組織中的氫原子受到鼓勵(lì)而發(fā)生磁共振現(xiàn)象，當(dāng)中止RF脈沖后，氫原子在馳豫過(guò)程中發(fā)射出射頻信號(hào)而成像的。目前MRI成像技術(shù)的進(jìn)一步研究仍主要集中在如何提高成像速度方面。另外，功能性MRI的出現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)大了磁共振影像的臨床應(yīng)用范圍。磁共振波譜分析(MagneticResonanceSpectroscopy，MRS)亦是MRI技術(shù)研究的熱門(mén)課題，借助MRS技術(shù)，有可能在獲得病人解剖結(jié)構(gòu)信息的同時(shí)又得到功能信息，將MRS與MRI進(jìn)行圖像融合,能夠獲得更多的有價(jià)值的診斷信息。磁共振圖像超聲US圖像頻率高于20000赫茲的聲波稱(chēng)為超聲波。超聲成像(UltrasoundSystem,US)就是利用超聲波在人體內(nèi)部傳播時(shí)組織密度不連續(xù)性形成的回波進(jìn)行成像的技術(shù)。依據(jù)波束掃描方式和顯示技術(shù)的不同，超聲圖像可分為：A型顯示、M型顯示、斷層圖像的B型顯示和多普勒D型顯示等?？赡軙?huì)給醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域帶來(lái)巨大影響的新的超聲成像技術(shù)研究，是三維超聲成像。三維超聲影像具有圖像立體感強(qiáng)、可以進(jìn)行B超圖像中無(wú)法完成的三維定量測(cè)量、能夠縮短醫(yī)生診斷所需的時(shí)間等特點(diǎn)，是一種極具開(kāi)展前景的超聲成像技術(shù)。內(nèi)窺鏡圖像內(nèi)窺鏡是一種直接插入人體的腔管內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察外表形態(tài)的光學(xué)診斷裝置。光纖內(nèi)窺鏡使用的纖維束有兩種，一種是傳遞光源以照明視場(chǎng)的導(dǎo)光束；另一種是回傳圖像的傳像束。電子內(nèi)窺鏡的創(chuàng)造為內(nèi)窺鏡影像的臨床應(yīng)用提供了一種新的技術(shù)，具有輪廓清晰、可以定量測(cè)量等特點(diǎn)，三維立體內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還可產(chǎn)生逼真的立體圖像。顯微圖像顯微圖像一般是指利用顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)獲得的關(guān)于細(xì)胞、組織切片的二維影像。目前處理和分析顯微圖像的主要工具是圖像分析儀，它應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和形態(tài)計(jì)量學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、組織的定量分析，并可進(jìn)行三維重組和動(dòng)態(tài)顯示。四、PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)模式2．PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)模式〔1〕在線存儲(chǔ)在線存儲(chǔ)用來(lái)保存隨時(shí)會(huì)被調(diào)用的圖像，如住院病人的圖像和用作診斷參考的圖像。〔2〕近線存儲(chǔ)用于保存近期內(nèi)可能需要查詢(xún)調(diào)閱的圖像，但使用頻率沒(méi)有在線存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)使用率高?！?〕離線存儲(chǔ)離線存儲(chǔ)用于保存要永久保存的資料，可將其存放于光盤(pán)，磁盤(pán)陣列等。17五、PACS中RIS的作用放射科信息系統(tǒng)〔RadiologyInformationSystem，RIS〕是具有管理影像科室內(nèi)所有患者資料和科室日常工作的綜合管理信息系統(tǒng)，也是高水平、高效率進(jìn)行科研、教學(xué)、學(xué)術(shù)交流，全面提高科室醫(yī)療水平的現(xiàn)代化信息平臺(tái)。可以對(duì)現(xiàn)代醫(yī)院放射檢查的過(guò)程進(jìn)行規(guī)范管理，提高放射檢查工作的效率，讓設(shè)備充分發(fā)揮作用以提高經(jīng)濟(jì)效益、放射醫(yī)生的工作質(zhì)量、檢查的準(zhǔn)確性，對(duì)于醫(yī)院整體的醫(yī)療質(zhì)量和效益具有非常重要的作用。18RIS系統(tǒng)目標(biāo)放射科的工作過(guò)程可以分為兩個(gè)階段:第一個(gè)階段是拍片并獲得圖像數(shù)據(jù)信息的過(guò)程第二個(gè)階段是醫(yī)生讀片進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像后處理操作并做出診斷的過(guò)程。RIS系統(tǒng)的目標(biāo)可歸納為：1.放射科室管理2.經(jīng)濟(jì)管理3.影像診斷報(bào)告處理4.對(duì)工作質(zhì)量與工作量進(jìn)行管理19RIS的工作流程放射信息系統(tǒng)的工作流程一般有以下幾個(gè)步驟：申請(qǐng)影像診斷、科室預(yù)約與安排、影像診斷確認(rèn)、書(shū)寫(xiě)報(bào)告、報(bào)告?zhèn)魉蜌w檔。如圖RIS工作流程示意圖20RIS與HIS系統(tǒng)互連在醫(yī)院中，RIS需要和PACS及臨床科室相連，如下圖。RIS/PACS/HIS連接示意圖21六、PACS類(lèi)型及特征PACS系統(tǒng)按規(guī)模和應(yīng)用功能可以分為四類(lèi)：1、MiniPACS2、DigitalPACS3、HospitalPACS4、EnterprisePACS

七、PACS系統(tǒng)的建設(shè)建立PACS的一個(gè)目標(biāo)是方便圖像的存取，使臨床醫(yī)生能夠隨時(shí)隨地讀取所需要的圖像。另一個(gè)目標(biāo)是建立無(wú)膠片化醫(yī)院，通過(guò)減少膠片的使用降低醫(yī)院的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。1.PACS系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃對(duì)于PACS系統(tǒng)的建設(shè)，醫(yī)院應(yīng)該進(jìn)行全面統(tǒng)一的規(guī)劃，充分考慮PACS與其他系統(tǒng)的信息溝通。要到達(dá)滿足醫(yī)院實(shí)際工作需要的目標(biāo)，應(yīng)該從影像質(zhì)量、存儲(chǔ)圖像的數(shù)量、影像采集方式、顯示設(shè)備的配備數(shù)量和范圍等方面進(jìn)行認(rèn)真的論證。同時(shí)PACS系統(tǒng)作為醫(yī)院信息系統(tǒng)中的一局部，其與HIS系統(tǒng)中也應(yīng)該能夠進(jìn)行很好的融合和連接。231.PACS系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃PACS系統(tǒng)建設(shè)與規(guī)劃中涉及到的主要技術(shù)如下：〔1〕標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)在PACS建立過(guò)程中關(guān)系重大，它關(guān)系到PACS與其他系統(tǒng)的信息交換和各個(gè)不同廠商設(shè)備的連入。目前，DICOM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為業(yè)界實(shí)際采用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！?〕當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展為PACS建設(shè)提供了技術(shù)根底?！?〕由于醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)中圖像的質(zhì)量關(guān)系到診斷和治療的準(zhǔn)確性，PACS系統(tǒng)對(duì)圖像質(zhì)量有很高的要求，對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響的主要因素是膠片圖像的采集過(guò)程。PACS系統(tǒng)的建設(shè)242.PACS設(shè)計(jì)方案及模式PACS設(shè)計(jì)方案及其模式的選擇主要基于醫(yī)院放射科設(shè)備現(xiàn)狀與投資力度及前景規(guī)劃。2.1．醫(yī)院放射科設(shè)備現(xiàn)狀是確定PACS方案和設(shè)計(jì)模式的根底〔1〕考慮醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是否支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)?！?〕考慮醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分布及工作管理流程。2.2．根據(jù)可獲得投資力度確定PACS規(guī)模及實(shí)現(xiàn)方式在總體投資水平足夠和投資規(guī)劃可能的前提下，推薦采用標(biāo)準(zhǔn)框架模式設(shè)計(jì)，因該模式可提供更大的開(kāi)展?jié)摿?、更好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和順應(yīng)性以及系統(tǒng)運(yùn)行效率。PACS系統(tǒng)的建設(shè)253.根據(jù)影像科室及醫(yī)院開(kāi)展前景，確定PACS的升級(jí)及擴(kuò)展范圍及能力PACS方案的設(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)有必要的前瞻性考慮，為影像科室和醫(yī)院未來(lái)的開(kāi)展預(yù)留必要的升級(jí)和擴(kuò)展空間。為此，應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題：〔1〕放射科及醫(yī)院新影像設(shè)備的引進(jìn)?！?〕與其他醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)的整合。特別是實(shí)現(xiàn)PACS-RIS-HIS三大醫(yī)院信息系統(tǒng)的通訊和交流，其內(nèi)容包括DICOM-HL7接口系統(tǒng)以及DICOM和HL7與非標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的接口的設(shè)計(jì)考慮。〔3〕醫(yī)療效勞范圍擴(kuò)展所必需的影像網(wǎng)絡(luò)支持。5PACS系統(tǒng)的建設(shè)265.3PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么〔1〕實(shí)用性與開(kāi)放性PACS系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足臨床應(yīng)用和科研現(xiàn)實(shí)需要，同時(shí)充分考慮到醫(yī)院未來(lái)開(kāi)展后所產(chǎn)生的可能需求，預(yù)留接口?！?〕經(jīng)濟(jì)性與科學(xué)性充分利用醫(yī)院現(xiàn)有根底設(shè)施、設(shè)備和信息技術(shù)資源，同時(shí)還要采用成熟的、先進(jìn)的、開(kāi)放的及符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，遵循PACS建設(shè)的一般規(guī)律?！?〕整體性與一致性遵循醫(yī)院信息化建設(shè)整體性和一致性原那么，PACS系統(tǒng)應(yīng)作為醫(yī)院信息化工作的一個(gè)組成局部，使之能夠與醫(yī)院信息系統(tǒng)〔HIS〕實(shí)現(xiàn)完美融合。5PACS系統(tǒng)的建設(shè)275.3PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. PACS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)為集中式路由交換結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)絡(luò)采用10000Mbps光纖以太網(wǎng)絡(luò)，100M到桌面。3. PACS效勞器配置采用企業(yè)級(jí)效勞器，要求可支持多路處理器，內(nèi)存容量4GB以上，具備SCSI通道，可以方便地連接磁盤(pán)陣列等高性能存儲(chǔ)設(shè)備。支持關(guān)鍵部件在線更換，熱插拔硬盤(pán)、熱插拔PCI插槽、熱插拔冗余風(fēng)扇，熱插拔冗余電源，保證系統(tǒng)高可用性。采用了多總線的設(shè)計(jì)原那么，提高整體系統(tǒng)的可靠性，要求即使出現(xiàn)單點(diǎn)故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)其他局部正常工作。5PACS系統(tǒng)的建設(shè)285.3PACS系統(tǒng)設(shè)計(jì)4. 存儲(chǔ)設(shè)備醫(yī)學(xué)影像的數(shù)據(jù)量很大，常規(guī)一次CT掃描為10MB數(shù)量級(jí)，而X光機(jī)的胸片可以到20MB。存儲(chǔ)與管理影像為PACS系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，可分為在線、近線和離線三種存儲(chǔ)狀態(tài)?！?〕在線存儲(chǔ)在線存儲(chǔ)用來(lái)保存隨時(shí)會(huì)被調(diào)用的圖像，如住院病人的圖像和用作診斷參考的圖像?！?〕近線存儲(chǔ)用于保存近期內(nèi)可能需要查詢(xún)調(diào)閱的圖像，但使用頻率沒(méi)有在線存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)使用率高?！?〕離線存儲(chǔ)離線存儲(chǔ)用于保存要永久保存的資料，可將其存放于光盤(pán)，磁帶等。5PACS系統(tǒng)的建設(shè)29影像、報(bào)告信息共享PACS影像系統(tǒng)實(shí)施效果檢查醫(yī)師技師部門(mén)管理人員病人臨床醫(yī)師醫(yī)院管理人員部門(mén)護(hù)士信息人員呼叫/導(dǎo)醫(yī)預(yù)約減少工作量提高工作效率提高工作質(zhì)量減少等待時(shí)間提高診斷質(zhì)量院內(nèi)會(huì)診、遠(yuǎn)程會(huì)診資料方便獲取遠(yuǎn)程管理數(shù)據(jù)集中容錯(cuò)恢復(fù)系統(tǒng)監(jiān)控快速參照檢查影像和報(bào)告提升醫(yī)院檔次，擴(kuò)大影響，提高競(jìng)爭(zhēng)力節(jié)約膠片相關(guān)本錢(qián)提高醫(yī)療質(zhì)量，提高病人滿意程度加快診斷速度，提高工作效率加強(qiáng)科學(xué)研究能力大量節(jié)約與膠片有關(guān)費(fèi)用改善和標(biāo)準(zhǔn)工作流程，提高工作效率圖像的后處理功能，提高診斷質(zhì)量.減輕工作疲勞，減輕工作量標(biāo)準(zhǔn)診斷報(bào)告，圖文報(bào)告，生成電子病歷實(shí)現(xiàn)資料統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)化，對(duì)于科研分析膠片管理到影像管理，減少膠片相關(guān)工作，提高膠片工作效率。提高影像檢查的效率真正的無(wú)膠片醫(yī)院30八、醫(yī)院為何要上PACS系統(tǒng)節(jié)約本錢(qián)的需要節(jié)約膠片和藥水的費(fèi)用 醫(yī)院實(shí)施PACS系統(tǒng)后，最直接的效益表達(dá)在節(jié)約膠片上。影像科室的傳統(tǒng)工作模式下，每個(gè)患者需打印2套膠片，一套醫(yī)院留底保存，另一套患者取走。例如，針對(duì)醫(yī)院的CT檢查，假設(shè)每天的病人例數(shù)為100人，按每個(gè)病人醫(yī)院保存2張膠片，按醫(yī)院保存病人每張膠片費(fèi)用約為20元計(jì)算，采用PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)病人圖像，每年合計(jì)節(jié)約的膠片費(fèi)用為： 〔100人*365天*2張*20元/張〕=146萬(wàn)元節(jié)約存放膠片所需空間的費(fèi)用醫(yī)院為何要上PACS系統(tǒng)管理和效率提高的需要防止發(fā)生膠片喪失;縮短放射科影像和會(huì)診報(bào)告時(shí)的需要時(shí)間;防止膠片長(zhǎng)期保存帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題;不同地方的醫(yī)生要同時(shí)使用同一病人的影像;需建立整個(gè)醫(yī)院(甚至區(qū)域)范圍內(nèi)完全的電子病案;醫(yī)院為何要上PACS系統(tǒng)醫(yī)學(xué)科研的需要：醫(yī)學(xué)科研需要對(duì)靜態(tài)圖像和實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)影像來(lái)互相參照比較，定義各種病癥的影像統(tǒng)計(jì)特性、定量分析。影像管理的需要：隨著時(shí)間增長(zhǎng)，各醫(yī)院所存膠片日益增多，其保存、管理、查找都要花去大量人力與物力。變質(zhì)的影像質(zhì)量下降；影響復(fù)診的再讀性。診療的需要：諸如Ｂ超、DSA、數(shù)字X光機(jī)等需要?jiǎng)討B(tài)、靜態(tài)的觀察、保存、療效判斷和影像再現(xiàn)(1)提高系統(tǒng)互連性:如采用ACR-NEMA/DICOM標(biāo)準(zhǔn);

(2)提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化和協(xié)同處理能力:通用信息處理模型研究;

(3)醫(yī)學(xué)信息庫(kù):包括醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)管理和效勞器結(jié)構(gòu)、高性能圖像分析工作站、基于內(nèi)容的醫(yī)學(xué)圖像檢索、分布式計(jì)算及圖像和記錄的真實(shí)性驗(yàn)證等;

(4)提高系統(tǒng)負(fù)載:采用高速網(wǎng)絡(luò)、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、多級(jí)存儲(chǔ)算法、數(shù)據(jù)壓縮算法及快速計(jì)算;

(5)簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù):使用圖形化計(jì)算機(jī)輔助軟件工程工具，包括處理模型和系統(tǒng)設(shè)計(jì);

(6)提高系統(tǒng)可靠性:研究中心系統(tǒng)監(jiān)視和恢復(fù)軟件;

(7)提高臨床可操作性:臨床質(zhì)量控制。九、PACS開(kāi)展趨勢(shì)十、PACS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)DICOM是DigitalImagingandCommunicationsinMedicine的英文縮寫(xiě)，即醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)。它以開(kāi)放式連結(jié)系統(tǒng)〔OSI〕參考模式為根底定下七層協(xié)議。DICOM是一種應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，存在于七層之間〔最上一層〕。DICOM標(biāo)準(zhǔn)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)為根底，為影像、公用信息、應(yīng)用效勞及通訊協(xié)議提供了一種標(biāo)準(zhǔn)模式。它能幫助更有效地在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間傳輸交換數(shù)字影像，這些設(shè)備不僅包括CT、MR、核醫(yī)學(xué)和超聲檢查，而且還包括CR、膠片數(shù)字化系統(tǒng)、視頻采集系統(tǒng)和HIS/RIS信息管理系統(tǒng)等。見(jiàn)圖9-1。圖9-1DICOM應(yīng)用范圍從1995年開(kāi)始，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的生產(chǎn)商〔主要是美國(guó)電子制造業(yè)協(xié)會(huì)NEMA的會(huì)員〕與DICOM標(biāo)準(zhǔn)的潛在用戶〔主要是美國(guó)放射學(xué)會(huì)ACR的會(huì)員〕就聯(lián)合起來(lái)著手建立起這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)過(guò)程中他們還得到了全球范圍內(nèi)其他標(biāo)準(zhǔn)化組織和保健機(jī)構(gòu)的參與支持，這種廣泛的合作最終保證了DICOM標(biāo)準(zhǔn)的成功。目前，世界醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的主要供給商都宣布支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論在提高醫(yī)療診斷水平方面，還是在提高與醫(yī)學(xué)影像及其信息有關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益方面，DICOM標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)為醫(yī)療機(jī)構(gòu)帶來(lái)全新的時(shí)機(jī)。1、DICOM標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)展背景〔1〕DICOM標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介DICOM〔DigitalImagingandCommunicationinMedicine〕標(biāo)準(zhǔn)是由ACR〔AmericanCollegeofRadiology〕及NEMA〔NationalElectricalManufacturersAssociation〕所形成的聯(lián)合委員會(huì)，于1983年以后陸續(xù)開(kāi)展而成的醫(yī)療數(shù)位影像及傳輸標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)言之，DICOM是醫(yī)學(xué)圖像及其相關(guān)信息的通訊標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)建立的目的為：推動(dòng)開(kāi)放式與廠牌無(wú)關(guān)的醫(yī)療數(shù)位影像的傳輸與交換。促使影像儲(chǔ)存與傳輸系統(tǒng)PACS〔PictureArchivingandCommunicationSystems〕的開(kāi)展與各種醫(yī)院信息系統(tǒng)HIS〔HospitalInformationSystems〕的結(jié)合。允許所產(chǎn)生的診療資料庫(kù)能廣泛地被不同地方的設(shè)備來(lái)訪問(wèn)。DICOMVersion3.0，發(fā)表于1992年，原自ACR-MEMA兩次發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)，分別為：CR/NEMAPSNo.300-1985，Version1.0，發(fā)表于1985年，1986年十月頒為標(biāo)準(zhǔn)；CR/NEMAPSNo.300-1988，Version2.0，1988年1月頒為標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋Version1.0。DICOM基于開(kāi)放式互聯(lián)參考模型，這是一種世界范圍的通訊標(biāo)準(zhǔn)，定義了七層協(xié)議模型，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈、網(wǎng)絡(luò)、傳輸、會(huì)議層、表達(dá)層、應(yīng)用層。DICOM屬于第七層即應(yīng)用層范圍，也就是同Email軟件或文件傳送〔ftp〕等軟件一樣，屬于一種軟件范疇的東西。因此，DICOM接口與設(shè)備中其它的接口〔如高壓注射器接口〕是有區(qū)別的。其它設(shè)備的接口包括一些硬件，當(dāng)然也有相應(yīng)的軟件，但軟件必須基于特定的硬件才能實(shí)現(xiàn)其功能。而DICOM那么是一種純軟件的標(biāo)準(zhǔn)，不管在任何設(shè)備的計(jì)算機(jī)上，只要嵌入了DICOM軟件，就能實(shí)現(xiàn)DICOM功能〔即擁有的DICOM接口〕。DICOM是一種面向?qū)ο蟮募軜?gòu)〔或稱(chēng)之為環(huán)境〕，在這個(gè)環(huán)境中信息〔數(shù)據(jù)〕處理功能或操作程序〔方法〕是通過(guò)簡(jiǎn)便的便于維護(hù)的信息包〔稱(chēng)為對(duì)象〕方式組合起來(lái)。此方式的重要性在于由此產(chǎn)生的軟件，相對(duì)于通過(guò)功能模塊或編程生成的軟件，運(yùn)行簡(jiǎn)單而不復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)中各臺(tái)設(shè)備均有各自的地址，對(duì)象互相通訊中通過(guò)明確定義的消息，完成相應(yīng)的功能就稱(chēng)為效勞。例如CT的計(jì)算機(jī)需要將圖像打印到膠片上，只需要發(fā)一個(gè)消息到代表具有DICOM功能的激光相機(jī)的地址，得到回應(yīng)的消息后，再將圖像按一定的方式〔DICOM格式〕發(fā)送到此地址，即可由這臺(tái)激光相機(jī)完成打印效勞。在DICOM的環(huán)境中，可以按照是提供效勞或者是使用效勞而把設(shè)備分為DICOM效勞提供者和DICOM效勞使用者，如CT，MRI，DSA等即為效勞使用者，激光相機(jī)是效勞提供者，也有既是效勞者又是使用者的設(shè)備，如影像工作站。DICOM標(biāo)準(zhǔn)是圖像格式的標(biāo)準(zhǔn)，也是圖像通訊的標(biāo)準(zhǔn)，DICOM2.0它適用于點(diǎn)到點(diǎn)環(huán)境，DICOM3.0那么適用于WEB形式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備能夠作為獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)連入PACS網(wǎng)絡(luò)，與其它符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換。然而在我國(guó)，由于歷史的原因，各醫(yī)院里真正符合DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)的影像設(shè)備只占所有影像設(shè)備的一局部〔盡管這個(gè)比例越來(lái)越大〕。大量的老式影像設(shè)備往往只能輸出膠片，或者只有普通的視頻輸出，或者使用專(zhuān)用的圖像格式。因此，目前在建設(shè)PACS的時(shí)候必須考慮到這一點(diǎn)。為了使現(xiàn)有的大量不符合DICOM的影像設(shè)備進(jìn)入PACS網(wǎng)絡(luò)，需要使用一個(gè)通用的DICOM格式轉(zhuǎn)換工具包。〔2〕DICOM3.0與NEMA2.0中的差異目前DICOMVersion3.0是完全根據(jù)ACR/NEMAPS3.1-1992由ACR驗(yàn)證，NEMA發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)，并新增加了局部功能：由原來(lái)只提供點(diǎn)到點(diǎn)〔PointtoPoint〕的通訊環(huán)境，擴(kuò)充到像開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)OSI〔OpenSystemInterConnection〕及TCP/IP〔TransmissionControlProtocol/Internetprotocol〕工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通訊環(huán)境?？梢孕嫦到y(tǒng)或設(shè)備本身所提供標(biāo)準(zhǔn)的一致性，包括它所用的指令及資料格式的異動(dòng)。為了配合未來(lái)新增訂的內(nèi)容能迅速地納入標(biāo)準(zhǔn)，DICOM3.0的文件體系以多局部的結(jié)構(gòu)所制成，藉由ISO的規(guī)定，DICOM3.0的文件已完全依照其標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)來(lái)建立。增加了一些除了影像圖形之外的訊息控件，如：學(xué)術(shù)研究、診斷報(bào)告等。為每個(gè)唯一的訊息控件賦予一個(gè)可以運(yùn)用的處理技術(shù)，如：DICOM定義了一系列操作和通知，叫做DICOM消息效勞元素。信息對(duì)象與這些效勞的復(fù)合叫做效勞器-對(duì)象對(duì)SOP〔ServiceObjectPair〕，這樣當(dāng)這些訊息控件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理時(shí)，它們彼此之間的關(guān)聯(lián)性才不致于混淆。DICOM標(biāo)準(zhǔn)與ACR-NEMA標(biāo)準(zhǔn)的最大差異在于建立標(biāo)準(zhǔn)的模型不同。ACR-NEMA標(biāo)準(zhǔn)的前兩個(gè)版本建立在隱式的放射科信息模型根底上，數(shù)據(jù)元素是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制訂者的經(jīng)驗(yàn)確定的。相比之下，DICOM標(biāo)準(zhǔn)基于一組顯式的實(shí)體－關(guān)系模型〔Entity-Relationshipmodel，簡(jiǎn)稱(chēng)E-R模型〕，這些模型詳細(xì)地描述了事物〔包括病人、圖像和記錄等〕在放射科內(nèi)部的操作與相互關(guān)系。使用這些模型有助于制造商和用戶理解DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兦宄卣f(shuō)明了實(shí)際應(yīng)用中所需要的數(shù)據(jù)元素以及這些元素之間的關(guān)系?！?〕DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)展現(xiàn)況近年來(lái)由于ACR與NEMA在醫(yī)療數(shù)位影像傳輸標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)展與努力，DICOM3.0已成為北美、歐洲及日本各國(guó)在HealthCareInformatics影像應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)會(huì)除了ANSI、ISO外，還包括歐洲的EuropenCommitteeforStandardizationTechnicalcommitteeonMedicalInformatics〔CENTC251〕及日本的JapanIndustriesofAssociationforRadiationApparatus〔JIRA〕。1994年，在美國(guó)芝加哥所舉辦的RSNA年會(huì)上，就已經(jīng)有40個(gè)以上的廠商參與DICOM的成果展示，他們利用DICOM3.0的標(biāo)準(zhǔn)，透過(guò)網(wǎng)絡(luò)與各醫(yī)院連線，進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像傳輸及處理的功能顯示，主題包括：CR，CT，MRI，US等各類(lèi)型醫(yī)學(xué)影像資料。2、DICOM標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)容概要第一局部：引言與概述，簡(jiǎn)要介紹了DICOM的概念及其組成。提供了整個(gè)DICOM標(biāo)準(zhǔn)的綜述。包括歷史、范圍、目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的各局部都有簡(jiǎn)要的描述。第二局部：兼容性，精確地定義了聲明DICOM要求制造商精確地描述其產(chǎn)品的DICOM兼容性，即構(gòu)造一個(gè)該產(chǎn)品的DICOM兼容性聲明，它包括選擇什么樣的信息對(duì)象、效勞類(lèi)、數(shù)據(jù)編碼方法等，每一個(gè)用戶都可以從制造商處得到這樣一份聲明。第三局部：利用面向?qū)ο蟮姆椒?，定義了兩類(lèi)信息對(duì)象類(lèi)：普通型、復(fù)合型。普通型的信息對(duì)象種類(lèi)只包括那些現(xiàn)實(shí)中實(shí)體表現(xiàn)出的固有的屬性。復(fù)合的信息對(duì)象種類(lèi)可以擴(kuò)展的包括那些與現(xiàn)實(shí)中實(shí)體相關(guān)的但不是固有的屬性。第四局部：效勞類(lèi)，說(shuō)明了許多效勞類(lèi)，效勞類(lèi)詳細(xì)論述了作用與信息對(duì)象上的命令及其產(chǎn)生的結(jié)果。一個(gè)效勞類(lèi)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)命令控制一個(gè)或多個(gè)信息對(duì)象。效勞種類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)聲明了命令元的需求以及應(yīng)用于信息對(duì)象的命令執(zhí)行結(jié)果。效勞種類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)既聲明了供給者的需求又聲明了通訊效勞使用者的需求。第五局部：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及語(yǔ)意，描述了怎樣對(duì)信息對(duì)象類(lèi)和效勞類(lèi)進(jìn)行構(gòu)造和編碼。第六局部：數(shù)據(jù)字典，描述了所有信息對(duì)象是由數(shù)據(jù)元素組成的，數(shù)據(jù)元素是對(duì)屬性值的編碼。第七局部：消息交換，定義了進(jìn)行消息交換通訊的醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用實(shí)體所用到的效勞和協(xié)議。第八局部：消息交換的網(wǎng)絡(luò)通訊支持，說(shuō)明了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通訊效勞和支持DICOM應(yīng)用進(jìn)行消息交換的必要的上層協(xié)議。第九局部：消息交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊支持，說(shuō)明了與ACR—NEMA2.0兼容的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的效勞和協(xié)議。DICOM標(biāo)準(zhǔn)還在不斷地更新，目前已有14局部及許多補(bǔ)充局部。表3-1顯示了DICOM標(biāo)準(zhǔn)的組成局部圖。表9-1DICOM組成部分圖3、DICOM實(shí)現(xiàn)策略〔1〕引言DICOM利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，基于詳細(xì)的信息模型〔實(shí)體-關(guān)系模型〕，給出了DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-信息對(duì)象定義〔InformationObjectDefinitions，IODs〕，以及對(duì)這些信息對(duì)象的操作-DICOM消息效勞單元〔DICOMmessageserviceelements;DIMSE〕；同時(shí)還定義了消息〔包含醫(yī)學(xué)圖像或相關(guān)信息以及對(duì)他們的操作〕交換的網(wǎng)絡(luò)及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的支持。應(yīng)用這一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字圖像醫(yī)療設(shè)備以及PACS只需進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置就可以交換醫(yī)學(xué)圖像及其相關(guān)信息。通過(guò)對(duì)DICOM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)模型和設(shè)計(jì)思想的分析可以看出，關(guān)系－實(shí)體模型和面向?qū)ο蠓椒ㄊ瞧渫怀鎏攸c(diǎn)。例如，DICOM標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于數(shù)據(jù)元素的抽象定義與分組有利于軟件設(shè)計(jì)中的模塊化。〔2〕DICOM實(shí)現(xiàn)策略實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)往往是根據(jù)實(shí)際情況的需要，實(shí)現(xiàn)DICOM定義的某些特定功能而不是全集。例如，DICOM同時(shí)定義了網(wǎng)絡(luò)傳輸和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊對(duì)DICOM消息交換的支持，實(shí)際應(yīng)用中往往只選擇一種通訊方式。所以，每個(gè)DICOM的具體實(shí)現(xiàn)是不盡相同的。雖然如此，實(shí)現(xiàn)DICOM還是有一定規(guī)律可循的。DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計(jì)中突出了面向?qū)ο蟮姆椒ǎ宰畲笙薅鹊嘏cDICOM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路相一致。主要具有以下功能：①DICOM格式與通用圖像格式〔如BMP、TIFF、GIF、JPEG等〕之間的相互轉(zhuǎn)換；②直接從標(biāo)準(zhǔn)視頻輸入獲取圖像數(shù)據(jù)并存為DICOM格式；③直接從掃描儀獲取圖像并存為DICOM格式。其中第一項(xiàng)功能使得非DICOM應(yīng)用程序能夠讀取、顯示、處理DICOM圖像，第二項(xiàng)功能使得一些不具備DICOM接口的老式影像設(shè)備能夠連入PACS網(wǎng)絡(luò)，第三項(xiàng)功能使現(xiàn)有的膠片通過(guò)掃描就直接進(jìn)入PACS。層次性由表9-1可見(jiàn)，DICOM是一種有層次的醫(yī)學(xué)圖像傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它根據(jù)醫(yī)學(xué)圖像的傳輸以及面向?qū)ο蟮囊?，將?biāo)準(zhǔn)按層次定義，因此，DICOM的實(shí)現(xiàn)就應(yīng)對(duì)應(yīng)DICOM的各局部分層次實(shí)現(xiàn)。一般情況下實(shí)現(xiàn)DICOM要分以下三個(gè)層次進(jìn)行。①DICOM消息交換的網(wǎng)絡(luò)支持層〔DICOM第八局部〕。這局部是最低層次，是其它層次的根底。這局部主要定義了醫(yī)學(xué)圖像及相關(guān)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，它對(duì)應(yīng)著開(kāi)放系統(tǒng)互連〔OpenSystemsInterconnection，OSI〕定義的網(wǎng)絡(luò)傳輸中的會(huì)話層、表示層及連接控制效勞單元，圖9-2顯示了DICOM標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)。②DICOM消息效勞〔DICOM第四、五、七局部〕。這幾局部詳細(xì)定義了DIMSE及對(duì)醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)信息的操作，包括醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)信息的查詢(xún)、存儲(chǔ)、打印等效勞，是對(duì)信息對(duì)象的操作。③DICOM信息對(duì)象〔DICOM第三、六局部〕。這兩局部利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)定義了信息對(duì)象定義及數(shù)據(jù)字典。它們是實(shí)現(xiàn)DICOM的最高層次。面向?qū)ο驞ICOM應(yīng)用消息交換醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用DICOM支持TCP/IP的上層協(xié)議TCP標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)物理層〔Ethernet,FDDI,ISDN等〕OSI連接控制效勞單元IPOSI表示層OSI會(huì)話層OSI傳輸層OSI網(wǎng)絡(luò)層鏈路層DICOM會(huì)話/傳輸/網(wǎng)絡(luò)層〔STN〕DICOM數(shù)據(jù)鏈路DICOM物理層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)環(huán)境

面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常用方法，要遵循幾個(gè)原那么：數(shù)據(jù)抽象，數(shù)據(jù)封裝，模塊化，層次化。使用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行軟件設(shè)計(jì)有助于增強(qiáng)軟件模塊的可重用性，提高系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)變化的適應(yīng)能力，并且在結(jié)構(gòu)上清晰易懂。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)體－關(guān)系模型與面向?qū)ο蠓椒ㄓ袡C(jī)地結(jié)合在一起。在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)象是由模型定義的實(shí)體〔或?qū)嶓w集〕，屬性描述了對(duì)象的特性。這些對(duì)象被稱(chēng)為信息對(duì)象，而該模型以及屬性表〔屬性的集合〕被稱(chēng)為信息對(duì)象定義〔IODs〕。模型中的實(shí)體是抽象的，在其屬性有了具體的值之后，該實(shí)體就成為一個(gè)實(shí)例〔Instance〕。由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的廣泛應(yīng)用，利用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)就成為理所當(dāng)然的了。利用諸如C++、Smalltalk、Java等面向?qū)ο笳Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)，將有利于工作的順利開(kāi)展。面向?qū)ο蠓椒ú粌H描述了信息本身，同時(shí)說(shuō)明了處理這些信息的方法。DICOM標(biāo)準(zhǔn)將一些操作〔如“存儲(chǔ)圖像〞〕定義為效勞，這些效勞由不同的DICOM消息效勞元素〔DIMSE〕組成。信息對(duì)象與特定效勞的組合構(gòu)成了效勞－對(duì)象對(duì)〔SOP〕。同一信息對(duì)象與多個(gè)效勞相聯(lián)系，形成了SOP類(lèi)。SOP類(lèi)是DICOM標(biāo)準(zhǔn)的根本功能單位，由參與效勞的雙方構(gòu)成：效勞類(lèi)提供者〔SCP〕與效勞類(lèi)使用者〔SCU〕。易于擴(kuò)展DICOM是一個(gè)開(kāi)放的、不斷開(kāi)展的標(biāo)準(zhǔn)。它從1993年至今已從九個(gè)局部開(kāi)展到十四個(gè)局部，而且每局部都有所更正和補(bǔ)充，尤其是IODs不斷增加，使DICOM標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于放射學(xué)領(lǐng)域，而且擴(kuò)展到其它醫(yī)學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展?；贒ICOM的易擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)DICOM就應(yīng)注意使其能夠充分?jǐn)U展，適應(yīng)DICOM開(kāi)展的需要。層次性實(shí)現(xiàn)方式有利于DICOM實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展。代碼平臺(tái)獨(dú)立DICOM主要應(yīng)用于各種不同的醫(yī)療設(shè)備之間進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像及相關(guān)信息的交換，所以往往運(yùn)行于各種操作平臺(tái)。因此，實(shí)現(xiàn)通用的DICOM標(biāo)準(zhǔn)需要代碼平臺(tái)獨(dú)立性。實(shí)現(xiàn)DICOM消息交換網(wǎng)絡(luò)支持DICOM消息交換網(wǎng)絡(luò)支持的實(shí)現(xiàn)是分兩個(gè)層次實(shí)現(xiàn)的〔如圖3-3〕。首先要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)獨(dú)立的TCP/IP常用接口Berkeley標(biāo)準(zhǔn)套接字〔BSDsocket〕；其次，對(duì)DICOM定義的消息傳遞機(jī)制進(jìn)行封裝。圖中，上層的DICOM消息傳遞機(jī)制通過(guò)調(diào)用封裝后的TCP/IP套接字通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。①DICOM標(biāo)準(zhǔn)第八局部定義了通過(guò)TCP/IP傳輸DICOM對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)。它對(duì)應(yīng)于OSI定義的網(wǎng)絡(luò)傳輸中的會(huì)話層、表示層及連接控制效勞單元。這局部底層的信息交換，采用了TCP/IP常用接口BSD套接字。由于BSD套接字在不同平臺(tái)上的接口有些不同，所以采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)對(duì)BSD套接字進(jìn)行了封裝，以實(shí)現(xiàn)代碼平臺(tái)獨(dú)立。②DICOM標(biāo)準(zhǔn)第八局部定義了建立、結(jié)束網(wǎng)絡(luò)連接及傳送DICOM對(duì)象的消息機(jī)制。在這里，第八局部定義的所有消息均被封裝為對(duì)應(yīng)它們名字的C++對(duì)象中，〔3〕用C++實(shí)現(xiàn)DICOMSOCKET類(lèi)OpenAcceptListenReadBinarySendBinaryCloseGethostbyname…AAssociateRQAAssociateACAAssociateRJPdataTFAReleaseRQAReleaseRSPAAbortRQ目前國(guó)際上，DICOM標(biāo)準(zhǔn)已成為醫(yī)學(xué)圖像通訊界的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)目前在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備和PACS的開(kāi)展上，往往無(wú)視標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，已有一些公司借鑒了國(guó)外在實(shí)現(xiàn)DICOM上的一些經(jīng)驗(yàn)，獨(dú)立對(duì)DICOM作了多方面工作，已取得初步成果。其中之一就是利用C++實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)獨(dú)立的基于TCP/IP的DICOM標(biāo)準(zhǔn)。完成DIMSE效勞實(shí)現(xiàn)了DICOM消息交換網(wǎng)絡(luò)支持后，就應(yīng)該完成更高層次的DICOM支持，這就是DIMSE效勞。DIMSE效勞包括DIMSE-C效勞和DIMSE-N效勞。DIMSE-C效勞允許一個(gè)DICOM應(yīng)用實(shí)體要求另一DICOM應(yīng)用實(shí)體對(duì)復(fù)合信息對(duì)象進(jìn)行操作。DIMSE-N效勞僅用于一個(gè)DICOM應(yīng)用實(shí)體通知另一DICOM實(shí)體某種事件的發(fā)生。SOP類(lèi)與信息對(duì)象定義是結(jié)合在一起的，但它是通過(guò)DIMSE效勞來(lái)進(jìn)行操作的。操作是主要由DICOM第四局部定義的，而信息對(duì)象定義是由DICOM第三局部定義的。實(shí)現(xiàn)DIMSE效勞關(guān)鍵是按DICOM的層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)操作與信息對(duì)象定義的別離。這是通過(guò)實(shí)現(xiàn)抽象類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些抽象類(lèi)包括AbstractStorage，AbstractQuery，AbstractRetrieve。這些抽象類(lèi)可以被繼承生成特定的SOP類(lèi)。這樣做可以減少代碼重復(fù)從而減少錯(cuò)誤發(fā)生并且易于增加新的IOD從而擴(kuò)展適用范圍。而抽象SOP類(lèi)是由DICOM定義的DIMSE-C效勞類(lèi)抽象定義的。完成信息對(duì)象定義DICOM的信息對(duì)象定義是由模塊組成的，每個(gè)模塊是一個(gè)由一系列屬性組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這樣定義信息對(duì)象有利于DICOM應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。例如，要在DICOM中增加適用于牙科的信息對(duì)象定義，沒(méi)有必要再重新定義病人對(duì)象〔PatientObject〕、研究對(duì)象〔StudyObject〕和系列對(duì)象〔SeriesObject〕，只需要定義那些DICOM中未定義的牙科圖像特有的屬性。根據(jù)DICOM構(gòu)成信息對(duì)象定義的方式，將每個(gè)組成模塊定義為一個(gè)基類(lèi)，由分別繼承相應(yīng)基類(lèi)的方式就可以組成信息對(duì)象。我們利用面向?qū)ο蟮姆椒?，分三個(gè)層次實(shí)現(xiàn)了DICOM標(biāo)準(zhǔn)。這三個(gè)層次是緊密相連的，上一個(gè)層次需要繼承下一個(gè)層次的類(lèi)或調(diào)用下一個(gè)層次的函數(shù)，下一個(gè)層次返回?cái)?shù)據(jù)給上一個(gè)層次。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，采用了各種方法來(lái)保證代碼的平臺(tái)獨(dú)立性，如封裝了BSD套接字及一些操作系統(tǒng)敏感的函數(shù)。由于采用了層次實(shí)現(xiàn)方法，使得系統(tǒng)更易于擴(kuò)展，既在每個(gè)層次上都可以建立自己的高層次應(yīng)用。例如，可根據(jù)具體情況，基于第一層建立自己的DIMSE效勞；在各個(gè)層次的實(shí)現(xiàn)中也注意到使代碼容易擴(kuò)展，如第二層建立的抽象效勞類(lèi)等。數(shù)據(jù)集〔DataSet〕與對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)集的操作〔即命令〕組成了消息〔Message〕，消息是影像設(shè)備之間相互交換的信息。消息的組成單位是數(shù)據(jù)元素〔DataElement〕，其按照邏輯關(guān)系分成不同的組，由相應(yīng)的組號(hào)標(biāo)識(shí)。同一組內(nèi)不同的元素具有不同的元素號(hào)，組號(hào)與元素號(hào)構(gòu)成了數(shù)據(jù)元素的標(biāo)志〔Tag〕。Tag后面是類(lèi)型表示〔valuerepresentation，簡(jiǎn)稱(chēng)VR〕，這是一個(gè)可選的域，是否出現(xiàn)由傳輸語(yǔ)法決定。其后是數(shù)據(jù)元素的長(zhǎng)度與值。例如，病人的姓名就表示為表3-2〔十六進(jìn)制數(shù)〕。組號(hào)元素號(hào)長(zhǎng)度值00100010000E000012字節(jié)4A6F686E736F6E5D526F62657274〔Johnson^Robert〕〔4〕DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)DICOM數(shù)據(jù)格式

DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件中有以下幾個(gè)值得注意的問(wèn)題：①字節(jié)順序〔byteordering〕字節(jié)順序同樣有傳輸語(yǔ)法決定。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有以下兩種字節(jié)順序： A、LittleEndian:低位地址低位字節(jié)順序； B、BitEndian:低位地址高位字節(jié)順序。 DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件的輸入/輸出流模塊應(yīng)該能正確地進(jìn)行字節(jié)交換。 ②嵌套數(shù)據(jù)集〔nesteddataset〕 嵌套數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)元素的值又是由零個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)元素構(gòu)成的。這樣的數(shù)據(jù)集稱(chēng)為條目〔item〕，往往用于重復(fù)的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)集，或者構(gòu)成復(fù)雜IOD的folder。條目的VR〔類(lèi)型表示〕為SQ〔sequenceofitems〕。如果條目中的數(shù)據(jù)元素的VR也是SQ，那么構(gòu)成了遞歸嵌套。 ③壓縮圖像數(shù)據(jù)〔encapsulatedpixeldata〕 圖像數(shù)據(jù)可以是非壓縮的〔nativeformat〕，也可以是壓縮的〔encapsulatedformat〕。圖像的編碼方式也是由傳輸語(yǔ)法規(guī)定的。DICOM目前支持兩種壓縮方式： A、JPEG壓縮，包括基于離散余弦變換〔DCT〕的有損〔lossy〕壓縮和基于差分脈沖編碼調(diào)制的無(wú)損〔lossless〕壓縮。 B、游程編碼〔RLElossless〕。 ④光度表示〔photometricinterpretation〕 光度表示規(guī)定了圖像的顯示特性，常見(jiàn)的值有： A、MONOCHROME1：灰度圖像，象素最小值顯示為白色； B、MONOCHROME2：灰度圖像，象素最小值顯示為黑色； C、RGB：RGB彩色圖像； D、HSV：HSV彩色圖像； E、PALLETECOLOR：使用調(diào)色板的彩色圖像。 此外還有ARGB、CMYK、YBR－FULL等。格式轉(zhuǎn)換軟件在輸出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，必須根據(jù)光度表示進(jìn)行調(diào)整。 Windows〔95/98/NT〕操作系統(tǒng)，VisualC++開(kāi)發(fā)環(huán)境，因?yàn)槠渲С置嫦驅(qū)ο缶幊?。整個(gè)設(shè)計(jì)的核心是一組對(duì)DICOM數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼與解碼的C++類(lèi)，它們完成了主要的工作。為了進(jìn)一步方便使用，將這些核心類(lèi)封裝在一組應(yīng)用程序編程接口〔ApplicationProgrammingInter-face，簡(jiǎn)稱(chēng)API〕之內(nèi)，最終的DICOMAPI以動(dòng)態(tài)連接庫(kù)〔DLL〕的形式提供，可供Windows平臺(tái)的各種開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使用。參加DICOMAPI這一中間層在很大程度上簡(jiǎn)化了訪問(wèn)DICOM數(shù)據(jù)的方法，因?yàn)閼?yīng)用程序開(kāi)發(fā)者無(wú)須了解DICOM標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)，而可以將主要精力集中在較高層次的設(shè)計(jì)上。

軟件結(jié)構(gòu)

①核心類(lèi)根據(jù)DICOM數(shù)據(jù)元素編碼/解碼的流程，設(shè)計(jì)了以下的C++類(lèi)來(lái)完成從DICOM數(shù)據(jù)元素到輸入/輸出流的轉(zhuǎn)換。其中Ccodec類(lèi)提供了一個(gè)可擴(kuò)展的壓縮/解壓縮模塊接口，使得新的壓縮算法可以很容易地參加，而無(wú)須對(duì)其余局部作修改。②APIAPI是通過(guò)調(diào)用核心類(lèi)實(shí)現(xiàn)的，因此具有很大的靈活性，可以根據(jù)具體的需求進(jìn)行定制。這里采用Windows標(biāo)準(zhǔn)DLL形式，以方便各種編程語(yǔ)言調(diào)用。③視頻捕捉由于大多數(shù)視頻捕捉設(shè)備都符合VideoforWindows〔VFW〕標(biāo)準(zhǔn)，所以這里通過(guò)VFW接口實(shí)現(xiàn)視頻捕捉。先將視頻〔單幀、多幀和連續(xù)〕圖像存為AVI，再通過(guò)核心類(lèi)將AVI文件轉(zhuǎn)換成為DICOM格式。④掃描圖像通過(guò)TWAINAPI獲取掃描圖像，然后轉(zhuǎn)換成DICOM格式。(5)實(shí)現(xiàn)DICOM應(yīng)注意的問(wèn)題由于DICOM是新興的且不斷開(kāi)展的，在實(shí)現(xiàn)DICOM的過(guò)程中會(huì)遇到許多問(wèn)題，在這里我們討論兩個(gè)常見(jiàn)的對(duì)DICOM概念理解的錯(cuò)誤。軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用名稱(chēng)〔ApplicationName〕人們易犯的錯(cuò)誤是同一DICOM應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行時(shí)使用同一應(yīng)用名稱(chēng)，認(rèn)為應(yīng)用名稱(chēng)是程序的一局部。這顯然是不正確的。DICOM標(biāo)準(zhǔn)中是這樣定義應(yīng)用名稱(chēng)的：DICOM應(yīng)用名稱(chēng)在網(wǎng)絡(luò)上唯一標(biāo)志一個(gè)效勞或應(yīng)用。況且C-MOVE效勞的一個(gè)參數(shù)就是移動(dòng)的目的地的應(yīng)用名稱(chēng)。如果在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上有兩個(gè)應(yīng)用名稱(chēng)，C-MOVE將不知道將信息對(duì)象移動(dòng)到何處。查詢(xún)格式DICOM標(biāo)準(zhǔn)定義了基于三個(gè)信息模型的層次查詢(xún)方法。如果要在某一個(gè)層次進(jìn)行查詢(xún)，必須提供這個(gè)層次以上所有層次的唯一關(guān)鍵字。只給出往上一層的唯一關(guān)鍵字是不正確的。另外，在某一層次進(jìn)行查詢(xún)只能查詢(xún)?cè)搶哟蔚膶傩?，不能查?xún)低層次的屬性。DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中使用了面向?qū)ο蠓椒ê途幊陶Z(yǔ)言，與DICOM標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο筇攸c(diǎn)相符合，增加了軟件結(jié)構(gòu)的清晰性、靈活性和軟件模塊的可重用性；通過(guò)參加DICOMAPI這一中間層，提供了簡(jiǎn)便的編程接口。用該軟件包進(jìn)行了兩個(gè)方面的測(cè)試：從DICOM圖像格式到通用圖像格式的轉(zhuǎn)換和相反方向的轉(zhuǎn)換。首先從Internet下載了大量全球各大醫(yī)學(xué)影像設(shè)備制造商〔包括GE、Picker、ATL、Philips、Siemens、Toshiba等〕的DICOM圖像，成像模式包括CT、MRI、CR、XA、NM和超聲等，圖像大小從數(shù)十kB到數(shù)十MB，壓縮方法包括JPEG和RLE，光度表示包括MONOCHROME1、MONOCHROME2、RGB和PALLETECOLOR，傳輸語(yǔ)法包括ImplicitVR和ExplicitVR。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本軟件能夠順利地翻開(kāi)所有這些圖像并將結(jié)果存為通用圖像格式，而一些常見(jiàn)的DICOM共享軟件〔如CTN、OSIRIS、DICOM2、DICOM3和HIPAX等〕那么往往無(wú)法識(shí)別某類(lèi)圖像。反之，利用本軟件反向轉(zhuǎn)換〔從通用格式到DICOM格式的轉(zhuǎn)換〕功能得到的符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的圖像，上述共享軟件都能夠正確讀取?！?〕結(jié)論然后把利用DICOMAPI編寫(xiě)的程序集成到以病人為中心的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中。在該系統(tǒng)中，通過(guò)HIS/RIS獲取病人的一般信息，然后將非DICOM格式的圖像〔視頻捕捉或掃描儀輸入〕轉(zhuǎn)換成DICOM格式的圖像。這樣得到的DICOM文件中的病人ID與HIS/RIS中的病人ID是完全一致的，有利于將來(lái)這幾個(gè)系統(tǒng)的集成。DICOM標(biāo)準(zhǔn)已成為業(yè)界公認(rèn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在醫(yī)學(xué)圖像傳輸領(lǐng)域使用DICOM標(biāo)準(zhǔn)已成為大趨勢(shì)。目前國(guó)際上，DICOM已經(jīng)成為普遍適用的標(biāo)準(zhǔn)，即大局部醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備及PACS系統(tǒng)都使用DICOM作為其互連標(biāo)準(zhǔn)。而目前國(guó)內(nèi)在這方面的工作開(kāi)展得還不夠，即大局部國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備、PACS系統(tǒng)都是非標(biāo)準(zhǔn)化〔也是非DICOM〕接口的。這是一個(gè)鮮明的比照，說(shuō)明了我國(guó)醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生產(chǎn)商及