T-PACS的设计特点与发展方向

T-PACS的设计特点与发展方向
[摘要]传统pacs影像教学方式缺乏系统的教学影像库，无法管理教学流程，已经不能满足医学影像教学工作的需要，鉴于此我院构建了一整套拥有自主知识产权的pacs多媒体影像教学系统(teaching-picture archiving communicating system，t-pacs)，该系统拥有独立的教学服务器和网络教学软件，能够弥补传统pacs 在教学上的缺陷，可顺利完成模拟诊断、课堂互动、考试等整个教学管理过程。

本文进一步从虚拟设备、web端网络、核心影像服务器等方面提出了t-pacs未来发展方向。

总之，建立完整的网络化的t-pacs是未来影像教学工作规模化发展的趋势。

[关键词]t-pacs 影像教学虚拟设备 web端
图像存储与通讯系统( picture archiving and communication system，pacs) 是对医学图像信息进行数字化采集、存储、管理、传输和重现的系统，它不仅能提高医疗工作效率与质量，也为医学影像教学改革开辟了新的思路[1]。

教学中使用pacs有利于学生了解最新的影像学动态，掌握影像学实践技能，更快、更好地适应影像学快速发展的需要。

目前国内外许多学校和医院已经开始把pacs 应用于影像教学，这种直接将医院pacs嫁接到影像教学的简易模式称为传统pacs影像教学，该方法为医学影像教学提供了一种先进的教学手段，但缺乏系统的、全面的教学影像库，缺少考试题库、评分系统等功能性支持，基本无法管理教学流程等关键业务，仍不
能满足实际医学影像教学、实践工作的需要。

基于以上问题，我们医院于2009年斥资60万与公司合作构建了一整套拥有自主知识产权的达到国际先进水平的数字化教学平台——基于pacs多媒体影像教学系统 (teaching-picture archiving communicating system，t-pacs)，并将其应用于医学影像教学实践中，取得了良好的教学效果。

一、我院t-pacs的组成
我院t-pacs硬件构建：由医院pacs和影像多媒体实验室组成。

医院pacs体系架构是根据我院的设备现状和局域网的架设情况而建的覆盖全院所有科室的大pacs系统。

多媒体实验室是由20台终端计算机，超大尺寸医用专业液晶显示器、多媒体投影系统、扩音系统等组成[2]。

t-pacs系统的整体设计：在全院pacs局域网中影像诊断工作站这一节点处接入教学服务器并连接到放射科信息管
理系统ris（radiology information system）这一节点，再通过此服务器下分别接入教学系统的教师端、学生端及其他多媒体设备。

在总体构架上为树分支型，在教学服务器下的拓扑为星型结构。

数据传输途径：首先，在影像诊断工作站选择有价值的教学图片协同患者简历等相应文字信息打包通过http协议上传到教学服务器，同时将上传信息反馈到ris存档。

其次，教学服务器接受影像工作站上传的数据，将图像按照设备进行分类存储，把教学片id、检查设备、存放路径、xml信息保存至教学数据库，并通过局域网连线
发送信息到教师端和学生端。

最后，教师端和学生端可向教学服务器发送get请求，实现教学互动，并可通过http协议将图片下载到本地查看。

如图一。

二、t-pacs的设计特点
（一）硬件方面
通过多年在pacs系统教学上的实践经验，我们发现基于pacs
的教学虽然同传统的教学相比有了很大的进步，但是仍然存在诸多问题，如单纯的pacs系统与日常临床工作紧密联系在一起，在教学中容易干扰正常的临床工作；不能保证学生学习过程不会产生错误的操作而影响正常临床工作；日常的临床工作繁忙，同样也无法确保学生有充足的阅片和实践时间；基于以上问题，新型t-pacs
建立了一个独立于医院大pacs的教学服务器，保证教学实践不影响临床正常工作。

这种将教学和临床工作分开管理的模式，既增加学生接触临床数据的机会，又不影响医院正常临床工作运行，有利于学生课外复习和学习。

（二）软件方面
t-pacs不仅仅是简单地把医院大pacs用于教学，而且拥有一整套国际化的医学影像学网络教学软件，可以完成基础信息维护、教学片上传、教学资源管理、教师端教学计划录入、多媒体互动教学、
学生模拟诊断、教师作业批阅及考试系统等多种功能。

该软件的优势表现为：海量存储与快捷调阅，存储量达7个t，可存储一千四百多万幅专业级图像；教师拥有自己的典型影像病例库，片库中丰富的查询条件和直观的浏览界面；教学中实现互动演示与模拟诊断，白板标记，课程生动有趣；可实行科学管理与客观测评，附有题库出题、无纸考试、电脑阅卷、自动统计等功能，保证了考核的公正性；教师片库和教学计划可复制给其它教师。

t-pacs投入使用后，我们的教学发生了革命性的变化，突出了学生在教学活动中的主体地位，充分调动了学生学习的主动性、积极性和创造性。

三、t-pacs的进一步发展方向
（一）增加虚拟设备系统
近年来随着影像设备的飞速发展，其结构与工作原理越来越复杂，仅仅通过《医学影像设备学》书本教学已经不能满足学生对设备的理解。

医学影像、影像技术和生物医学工程等相关专业学生多数仍不清楚dr、ct、mri、dsa和超声等医学影像设备的工作原理、医学图像获取流程、医院信息传输途径等。

目前我院t-pacs只能够模拟医院放射科影像诊断工作流程，增加学生接触临床数据的机会，但不能模拟医院放射科影像设备操作的工作流程。

虚拟设备系统，就是通过在电脑环境中模拟医学影像设备学教学的全部内容，让学生进行自学和反复模拟操作，这种方式既能减少学生的真实拍片剂量，也能让学生有充分的动手机会。

1.通过三维动画逼真地描述各种医学影像设备的主要结构及功能，让学生能够直观地了解设备的工作原理主要结构的作用及功能，通过鼠标点击实现对设备的解剖，确保学生能够查看设备各部件的真实照片及文字介绍。

2.构建影像设备摄影仿真系统。

在电脑环境中模拟出医院各种影像设备的操作界面，可选有代表性的机型进行研发，模拟其真实拍片过程。

以ct操作为例，进入操作界面后，学生可输入病人信息，设定病人检查部位，确定后进入下一界面，选择轴位或螺旋扫描，设定管电压、管电流等工作参数，先扫定位像，曝光后仿真系统能根据所选条件实时显示出对应的定位像，点击定位像选定扫描范围、层厚等参数，曝光后，操作界面能实时显示出扫描部位的断层图像[3]。

3.建立虚拟pacs系统。

在电脑环境中建立交费、登记、检查、诊断、报告等模块从而模拟医院pacs/ris工作流程。

经dr、ct、mri等影像设备拍摄完成后，将图像通过数据通信网络存储于pacs 服务器中，学生可对这些图像进行后处理[4]。

t-pacs增加虚拟设备功能后，可完成放射科图像采集——传输——诊断的一整套流程，直接模拟了放射科全部的工作流程，真正地为学生提供了与医院完全相同的工作状态，有利于影像诊断、技术操作、维修工程师等不同学员进入医院实习后快速适应工作模式。

此平台不仅为医学影像专业提供了一种新型教学模式，也可供
影像技术或生物医学工程等相关学科使用，增加系统的使用对象和使用价值。

（二）建立web端网络
随着现代互联网技术的高速发展，医学影像的广域共享、远程影像教学和远程会诊都是当今t-pacs系统应用发展的必然趋势。

t-pacs作为影像信息的整合为远程教学提供了优质的数字资源支持，而目前pacs多以局域网形式在单个医院或几个医院间联网，只能在局域网内提供固定ip、固定区域内图像查询及图像传输服务，限制了该项技术的广域应用。

因此，实现t-pacs系统的web 访问，不仅是建立广域开放式pacs系统的基础，也是实现医学影像远程教学的前提。

在t-pacs平台开发基于internet的web页面式医学影像远程教学系统，使dicom图像不再仅限于专用工作站浏览，有望实现web页面的dicom影像查询、浏览、处理、病例讨论以及在线授课功能，扩大医学影像服务在空间上和时间上的覆盖范围，确保了教师与学生在任何终端机都能获取系统信息进行教学、辅导和浏览自学，更有利于学生主动学习[5]。

（三）建立核心影像教学服务器
pacs影像教学系统的关键在于构建一个资料齐全的医学影像教学数据库。

教学平台的建立、管理程序的设计及以相关教学文字资料的来源在建立t-pacs时即可完成，而医学影像教学数据库最为重要的图像资料的来源是一项长期而艰巨的任务，需要医护人员花
费数年至数十年的时间来积累病例。

pacs为医学影像教学数据库开发提供了便利条件，但图像的收集仍是一个漫长的积累过程。

通过建立核心影像教学服务器可以收集国内外各大医院的教学资源，并实现资源共享，缩短积累时间，有望尽快构建一个系统的、完整的医学影像数据库。

总之，t-pacs的应用为我院医学影像实践教学提供了全新教学手段和模式，弥补了传统pacs影像教学的弊端。

建立完整的数字化的基于pacs多媒体影像教学系统是未来影像教学工作规模化发展的趋势。

随着教学软件的不断开发和硬件的进一步完善，相信
t-pacs在未来将会为影像教学带来长足的发展。

[参考文献]
[1]amilcare gentili, christine b chung,tudor e of the mirc dicom service for clinical trials to automatically create teaching file cases from pacs[j].radio
graphics,2007,27:269-275.
[2]李强,王玮,王亚蓉,李玮,杨伟川,朱佳,熊晓双,赵欣,张言旭.pacs教学系统在医学影像学教学的应用及优势[j].现代医用影像学,2010,19(2):130-131.
[3]马奎元,张会如,董睿,刘洪美,吴涛,李娴.基于pacs的医学影像教学系统的现状及策略.中国高等医学教育
[j],2010,10:45-46.
[4]曹奕雯,陶蔷.pacs关键技术及国内应用[j]．医疗卫生装备,2011,32(1):77-79.
[5]王晓敏,张雪君,李林枫,郭丽.交互式影像教学系统的设计与实现[j].中国医学装备,2010,7(1):12-14.
（作者单位：第四军医大学唐都医院放射诊断科陕西西安）。