,医院,PACS,系统,淮北市人民医院,陈永刚,学习目标,1.,掌握,PACS,的概念与标准；,2.,熟悉,PACS,的结构与工作流程；,3.,了解,PACS,的应用与管理。,第一节 医院影像信息系统概述,第二节,PACS,标准,第三节,PACS,结构与工作流程,第四节,PACS,应用与管理,第一节 医院影像信息系统概述,一、,PACS,概念,1.PACS,定义,图像存储与通信系统,(Picture Archiving and Communication System,，,PACS),：,医院影像科室中用于存储、传输和管理,X,线、,CT,、磁共振、超声、核医学等各种数字医学影像通过通信网络实现互联传输的信息系统。,2.PACS,基本组成条件,能连接多台医学影像设备，不同标准的设备间可互通信息，符合数字医学影像和数据通信标准；,快速存取，海量管理和长期保存医学影像数据；,通过多个显示输出系统，医生可以提取、观察、分析所存的医学影像图像进行日常诊断工作。,3.PACS,优越性,减少物料成本；,减少管理成本；,提高工作效率；,提高医院的医疗水平；,充分利用我国医院的综合资源；,为医院提供资源积累和信息优化；,快速存取，海量管理和长期保存医学影像数据；,通过多个显示输出系统，医生可以提取、观察、分析所存的医学影像图像进行日常诊断工作。,二、,PACS,发展,1.PACS,发展阶段,第一代,PACS:20,世纪,80,年代初,-90,年代初期：,第一代,PACS,通常称为小型,PACS,是放射科专用的,PACS,通过非标准接口和影像设备进行一对一的连接，以胶片人工数字化为目标，实现简单的医学影像存储，需要用户主动寻找影像数据。,第二代,PACS:20,世纪,90,年代初期,90,年代末期：,第二代,PACS,通常称为中型,PACS,，广泛采用了工业标准传输协议,/,因特网互联协议,(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,，,TCP/IP),、,ACR-NEMA,协议、卫生信息交换标准,(Health Level Seven,HL7),等协议，可以实现与医院其他科室互联，实现跨平台运行，并半自动化的提供医学影像指定服务，但仍然没有形成统一标准的工作流程和数据协议。,第三代,PACS:20,世纪,90,年代末期,至今：,第三代,PACS,通常称为大型,PACS,具有开放性和扩展性，系统中使用多种计算机操作系统，具有较好的安全性、可靠性和兼容性。它与医院信息系统,(Hospital Information System,HIS),和放射信息系统,(Radiology Information System,RIS),进行了整合，可以自动对,PACS,的各个工作单元进行监控和管理，并实现了跨地域的远程传输。,PACS,发展趋势,区域化的,PACS,服务与集团化医院的相互协作；,智能化的,PACS,可实现医学影像的智能管理和计算机辅助诊断；,大数据化的,PACS,可加快传输速度，提高了图像质量，实现了海量数据基础上的三维重建和多模态影像分析。,第二节,PACS,标准,一、,PACS,标准化进程,1983,年，美国放射学院,(ACR),和美国国家电器制造商协会,(NEMA),成立了数字成像标准联合委员会。,目标是：,研究如何制定统一的标准来保证不同厂家的影像设备能够信息互联。,宗旨是：,促进数字图像信息间的通信，而不论提供这些信息的设备由何厂制造，也不论信息以何种数据格式来表达；便于进一步开发和扩展,PACS,系统，使与医院中的其它信息系统连接；建立诊断信息数据库，让分布在各地的各种设备访问共享。,1.1983,年，制定出了一套数字化医学影像的格式标准,ACR-NEMA300,。,2.1985,年，正式发布了,ACR-NEMA300-85,标准，既,ACR-NEMA1.0,版本。,3.1988,年，升级成为,ACR-NEMA300-88,标准，也就是,ACR-NEMA2.0,版本。,4.1993,年，增加了网络通信方面的规范，同时按照影像学检查信息流特点的,E-R,模型重新修改了图像格式中部分信息的定义，发布了,3.0,版本并正式更名为,DICOM 3.0,标准。,1983,年，由美国放射学院,(ACR),和美国国家电器制造商协会,(NEMA),成立的数字成像标准联合委员会，制定。,智能化的,PACS,可实现医学影像的智能管理和计算机辅助诊断；,大数据化的,PACS,可加快传输速度，提高了图像质量，实现了海量数据基础上的三维重建和多模态影像分析。,二、,PACS,标准化进程,-,标准简介,1.,DICOM3.0,医学数字成像与通信标准,(Digital Imaging and Communication in Medicine,DICOM),：涵盖了医学数字影像的采集、归档、通信、显示及查询等信息交换的协议；以开放互联的架构和面向对象的方法定义了医学诊断图像及其相关的分析、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；提供了应用于网络环境服务支持；结构化地定义了制造厂商的兼容性声明。,特点是：,它可用于网络环境；,它详细声明了兼容设备之间的命令和数据交换方式；,它详述了兼容性的等级；,它把每个图像定义为信息对象；,通过数据字典唯一确定性标识任何信息对象；,信息安全性规则。,2.,HL7,不同于,DICOM3.0,用于图像数据，,HL7,标准定义了医疗环境中有关病人的文本数据的交换方式。,HL7,的主要应用领域是医院信息系统,HIS,和放射信息系统,RIS,，主要是规范系统及其设备之间的文本数据通信，它涉及到病房和病人信息管理、化验、药房、放射、收费等各个方面。,该标准允许各个医疗机构在不同信息系统之间进行文本的数据交互，实现医疗领域内各种信息之间的网络传输。,三、,PACS,功能规范,基于医院信息系统已成为现代化医院必不可少的重要基础设施与支撑环境。原卫生部为了积极推进信息网络基础设施的发展，加快医院信息化建设和管理，制定了,医院信息系统基本功能规范,。其中包括了,医学影像信息分系统,。,1.,医学影像信息分系统,是实现各种医学影像信息的采集、存储、报告、输出、管理、查询的计算机应用程序。,2.,医学影像信息分系统,必须符合国家及地方有关法律、法规、规章制度的要求：,符合,DICOM3.0,国际标准；,符合国际疾病分类标准。,医学影像信息分系统,基本功能：,影像处理部分：,数据接收功能,；,图像处理功能,；,测量功能,；,保存功能,；,管理功能,；,远程医疗功能,；,系统参数设置功能,。,报告管理部分：,预约登记功能；分诊功能；诊断报告功能；模板功能；查询功能；统计功能：可以统计用户工作量、门诊量、胶片量以及费用信息。,第三节,PACS,结构与工作流程,一、,PACS,的类型,按照系统规模和应用功能分类,1.Mini PACS,是小型科室级,PACS,，,实现了各种数字化医学设备影像的连接，可以在影像科范围内进行图像的数字化存储和网络传输。,2.Full PACS,是中型院级整体化,PACS,，,连接,Mini PACS,实现了影像科与临床各科室之间的医学影像数据的网络传输、信息共享和数字化诊断。,3.Enterprise PACS,是大型企业级,PACS,，是在院级,PACS,的基础上，通过,Internet,将各个医院或城市间的,PACS,进行连接。,按照系统结构形式分类,（,1,）集中管理模式,(Central Management),：,由一个功能强大的计算机作为中央服务器，连接并,管理所有的,PACS,影像,设备、用户终端设备和数据存储设备,负责所有影像信息的获取、存储和网络传输。,（,2,）分布管理模式,(Distributed Management),：,分布管理模式由多个相对独立的子系统组成,并通过网络互连，每一个子系统有独立的服务器，存储系统和工作站负责相应部门的影像设备和资料的管理。,PACS,的系统结构分类,(a),集中管理模式；,(b),分布管理模式,二、,PACS,的结构,一个,PACS,的基本系统结构包括图像获取子系统、,PACS,控制子系统和图像处理显示子系统，子系统又可以细分成医学图像采集、大容量数据存储、数据库管理、图像显示和处理、用于传输图像的通信网络等五个组成单元。同时，,PACS,又包括了与医院信息系统,(hospital information system,HIS),及放射科信息系统（,radiology information system,RIS),互联的接口。,PACS,的系统组成结构,医学图像采集单元：,是图像获取子系统的一部分，连接着,CR,、,DR,、,DSA,、,CT,、,MRI,、超声、核医学、内窥镜等医学影像设备。,它的主要任务是：,从影像设备采集图像数据；将图像数据转换成,PACS,的标准格式,(DICOM3.0),；将图像数据压缩和传送到,PACS,控制子系统。,图像的采集根据图像源的不同可分为数字图像采集、视频图像采集、已存胶片图像的采集等。,1.,医学图像采集单元：,数字图像采集：,即成像设备本身产生的就是数字图像，可以直接取出并遵循,DICOM3.0,标准。,视频图像采集：,医疗图像检查设备的输出信号都是视频信号，通过图像采集卡,A/D,转换将模拟信号变为数字信号并编码为,DICOM,数据并存储。,对已有胶片图像采集：,这类图像可使用激光数字化仪、,CCD,数字化仪等设备，将光学信号转换为电信号，再将模拟信号转换为数字信号，产生数字化的图像，输入计算机。,2.,大数据存储单元：,PACS,控制子系统的主要功能有：图像接收、图像存档、图像路由、数据库更新、与,HIS/RIS,连接、数据压缩等。,大容量数据存储单元是,PACS,控制子系统的核心组成之一，包括了信息数据库和图像存储库。,图像存储库是由存档服务器、图像数据库和存档库组成。采集计算机从成像设备获得的图像首先送到服务器，然后存储在光盘库，最后传送到显示工作站。,2.,大数据存储单元：,（,1,）存档服务器：是图像存储库的中心，管理图像数据在,PACS,系统中的流动，实现图像的存储、检索、提取、编组等操作。,（,2,）图像数据库：采用大型关系数据库技术，具有镜像服务器备份，保证数据库能不间断地运行。,（,3,）存档库：用于中、长期存档。在线存储使用光盘库和磁带库，光盘库由多个光驱和磁盘控制器组成，允许在多个光驱同时进行存档和检索，盘片采用,CD-R,、,MO,、,DVD,盘。,3.,数据库管理单元：,数据库管理单元也是,PACS,控制子系统的核心组成之一，负责数据存储的管理和信息查询。,此单元实现对短期、中期和长期病患信息和图像存档数据的分级管理。,系统要保证数据的完整性，从成像设备获得的图像信息不能被丢失；要提高系统效率，缩短显示工作站对数据的访问时间。,4.,图像处理和显示单元：,图像处理显示子系统,负责对数据存储单元的图像进行查询、分析和处理等，并把处理结果输出到影像显示工作站。,硬件,由图像处理器、缓存、显示器和存储器组成，通过通信网络和应用软件与,PACS,控制器交换信息。,图像工作站有如下几种用途分类：,影像显示工作站；影像处理工作站；图像分析工作站；质量保证工作站。,5.,通信网络单元：,通信网络单元,是,PACS,中各种数字化图像和相关信息交换和传输的路径和通道。医学数据交换标准主要有,HL7,和,DICOM,，前者主要用于文本数据交换，在,HIS/RIS,中使用；后者用于图像数据交换，在,PACS,中使用。,PACS,的通信网络,可由低速的以太网、中速的光纤分布式数据接口网,(FDDL),和高速的异步传输模式网（,ATM),构成。,三、,PACS,工作流程,由医学影像设备产生受检体的诊断图像及相关信息，通过图像采集单元获得标准格式图像数据，通信网络将图像数据传输到