系統組成
Database Server SubSystem
——用於管理影像
醫學圖像診斷在現代醫療活動中占有相當大的比重。藉助可視化技術的不斷發展,現代醫學已越來越離不開醫學圖像的信息,在臨床診斷、醫學科研等方面正發揮著極其重要的作用。醫學圖像信息是多樣化的,如B超掃描圖像、彩色都卜勒超聲圖像、核磁共振(MRI)圖像、X-CT圖像、X線透視圖像,各種電子內窺鏡圖像,顯微鏡下病理切片圖像等。隨著醫學診斷可視化技術的深入發展,人們正在不斷努力,尋求更清晰、更有診斷價值的高質量醫學圖像。中國的醫院在過去十多年間,引進了大批進口的先進醫學圖像設備,對提高診斷水平,加強對醫院等級管理起了重要的積極作用。由於資金的困擾及儀器設計的水平、大多數醫學圖像設備都沒有考慮圖像的儲存和傳輸功能、充其量配置一部印表機或X光膠片作圖像記錄。醫生診斷是通過對儀器螢幕的圖像進行肉眼觀察,憑個人的經驗進行分析診斷、主觀成分較多。
隨著電子計算機技術,特別是多媒體技術的飛速發展,使醫學圖像的存儲和傳送成為可能,大容量的硬碟、圖像信息的壓縮技術、可讀寫光碟的套用,使醫學圖像可以大量存儲。DICOM3.0標準的制定使醫學圖像及各種數字信息在計算機間傳送有了一個統一的標準,通過數據接口與網際網路接通,就可以進行醫學圖像信息的遠程傳輸,實現異地會診。PACS是實現醫學圖像信息管理的重要條件,它把醫學圖像從採集、顯示、儲存、交換和輸出進行數位化處理,最後實現圖像的儲存和傳送。
此外,通過對醫學圖像和信息進行計算機智慧型化處理後,可使圖像診斷摒棄傳統的肉眼觀察和主觀判斷。藉助計算機技術,可以對圖像的像素點進行分析、計算、處理,得出相關的完整數據,為醫學診斷提供更客觀的信息,最新的計算機技術不但可以提供形態圖像,還可以提供功能圖像,使醫學圖像診斷技術走向更深層次。如西門子的syngo .via系統,改變了傳統的影像後處理理念,全面摒棄以軟體為導向的傳統CT工作站工作方式,開啟以解剖或疾病診斷為導向的全新工作視角,成為首款直接服務疾病診斷的影像工作平台。它讓診斷醫生從繁瑣的影像後處理中解脫出來,專注於醫學診斷。syngo .via 也以其人性化的操作界面獲得2010年IF產品設計大獎。
File Server SubSystem
——用於存放影像
大容量存儲設備分為以下四類:磁介質,光介質,磁帶及其它(如全息存儲)仍在發展中的介質。磁碟容量正在飛速增長,未來的方向是TB級桌面磁碟,2000年時價格下降到3美分/MB。在光學存儲設備中,DVD是目前的熱點,但其影響力遠不如CD-ROM技術當年的影響力。DVD目前可以作為備份介質,但作為存儲介質仍有不足,可擦寫的DVD還不成熟。磁帶的新進展包括多磁軌記錄、磁阻式磁頭和允許隨機訪問的新型格式。磁帶的價格很有吸引力,但不能防潮,也不能接近磁場,存放場所的要求比較嚴格。
備份(歸檔)是一個動態的過程,必須考慮到技術的變化,歸檔策略必須考慮到這一點。例如,一個機構的7年歸檔容量是11TB,因而現在購買了11TB的存儲介質,但存儲介質的價格將來會下跌,技術也會發生變化,所以這是不合算的。
資料庫的性能、可靠性和容量與PACS系統的性能直接相關。PACS系統中圖像的每一次流動都與資料庫有關,但PACS的資料庫技術受到了忽視。當PACS集成到MIS系統中時,這一點將會得到改觀。高可用性技術的發展隨著用戶對PACS的依賴性增強將會越來越重要。
DICOM SubSystem
——透過DICOM 協定與檢查設備連線作業
套用
覆蓋整個醫院的完整PACS系統
目標是支持在醫院內部所有關於圖像的活動,集成了醫療設備,圖像存儲和分發,數字圖像在重要診斷和會診時的顯示,圖像歸檔,以及外部信息系統;
PACS是HIS(Hospital Information System)醫院信息系統的基本組成部分,PACS所管理的醫學圖像也是醫院產生的信息,醫院在使用PACS管理的圖像的同時,也需要HIS系統管理的其他信息,所以PACS應當具有與HIS的互操作性或集成。遠程醫療(Telemedicine)是起源於50年代的新型醫療服務,在為農村地區提供高質量醫療服務方面有獨特的優勢,90年代以來在國內興起的遠程醫療會診也是遠程醫療的一種典型套用。當前國內的遠程醫療一般是使用視頻會議系統進行雙方的通信,而病人的信息和診斷圖像通過視頻方式傳遞。如果有PACS和HIS的支持,實時傳遞數位化的CT等醫學圖像和診療信息,並支持多點信息交換,則遠程醫療的水平可以大大提高,這也是目前國內外遠程醫療的發展方向和熱點。
在醫院放射科部門內實施的PACS
目標是提高部門內醫療設備的使用效率;
目前,企業範圍內圖像分發的第一階段已經在許多部門得到了套用。在放射醫療以外最需要圖像顯示的部門中已經採用了足夠的顯示技術,但還不能在任何地點顯示圖像。現在的歸檔使用的是DLT或MOD,某些情況下也使用CDR。PACS總是需要高速通信網路支持,尤其是在放射醫療部門內部。在臨床顯示時可以用低速網路。ATM的功能還沒有完全利用起來,特別是ATM傳輸活動影像以及影像與靜止圖像同傳的能力。RIS與PACS的集成允許在工作站顯示診斷報告,PACS和RIS掌握病人在醫院中的流動也很重要,這有利於圖像和檢查的自動預取,路由和分發。RIS與PACS的進一步集成仍在發展中。
在醫院內部的圖像分發系統
目標是幫助醫院的其他部門,特別是急診室(ER)和特護房(ICU)獲得放射醫療部門生成的圖像;
目前的數位化放射醫療部門的工作流程在一定程度上仍然是根據基於膠片的工作流程制定的。隨著計算機信息系統的引入,這樣的工作流程應該相應地作出改變從新的信息技術中獲得更大的利益。採用的信息技術必須適於集成在當前所採用的操作模式中。
遠程放射醫療
目標是支持遠程圖像傳輸和顯示。
根據醫院的實際要求,一個實際的PACS系統可能包含了上述四類套用中的一類或多類。而一個醫院對於PACS系統的實現也是按照這四個分類進行分步驟的逐步完成的。
三、PACS系統的發展向以下六項技術提出了挑戰:大容量存儲設備,資料庫技術,用戶界面,分散式計算,壓縮和連線。
在用戶端,分析功能的增強和圖像增強技術的集成非常重要。用戶界面和應用程式能根據需要分布。基於Web的顯示方式是其中一例。
分散式計算將集成到放射醫療中。Web技術和基於組件的軟體(瘦客戶端技術)將緩慢集成。
有人認為隨著頻寬和存儲能力的增長將不會再有壓縮的要求,但實際上壓縮技術將顯示出她的重要性。小波技術將成為標準,在歸檔和數據傳輸中得到套用。
隨著2M/s的頻寬得到套用,來自家庭的連線將會增長。在醫院內,將開發更高的頻寬用於活動影像和其他信息的傳輸。
這些進展對PACS的意義是什麼呢?隨著PACS的增長資料庫的高可用性將變得越來越關鍵。OO技術只有當企業中使用的其他信息系統採用了OO技術後才會對PACS顯示出重要性。