第7章 HIS中的医学影像系统

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7.1.1 医学影像系统概述
► 医学影像系统称为医学影像存储与传输系统
（Picture Archiving and Communication System， PACS），是医院信息系统中的一个重要组成部分， 是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化 处理的系统，主要解决医学影像的采集和数字化， 图像的存储和管理，数字化医学图像高速传输， 图像的数字化处理和重现，图像信息与其他信息 集成5个方面的问题 ► 在模拟医学影像体系中，采用传统的胶片图像管 理模式存在很多问题。
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7.2.3 影像工作站系统（Image Workstation）
影像诊断工作站 影像诊断工作站提供执行医学影像诊断过程操作的人机界 面和影像软拷贝显示界面，其最关键性的要求是显示分辨 率。 ► 影像后处理工作站 影像后处理工作站可以对医学影像进行后处理操作，作为 影像诊断或科研过程的辅助和支持，为影像科室医生提供 病情诊断辅助工具。 ► 影像浏览工作站 影像浏览工作站应用于非诊断过程中，以医学影像浏览为 目的的工作站，例如应用于非医学影像学检查科室，如外 科、手术室等执行医学影像浏览的工作站。
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PACS医学影像存储与传递系统
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放射科的今天和明天
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建设PACS系统的意义
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7.1.2 医学影像系统的发展概况
► PACS的概念提出于20世纪80年代初。建立
PACS的想法是由两个主要因素引起的：一 个是数字化影像设备， ► 另一个是计算机技术的发展，使得大容量 数字信息的存储、通信和显示能够实现。
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图像编辑功能
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图像反白处理
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图像分格功能
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图像缩放功能
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辅助测量功能
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数字减影功能
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组织透镜功能
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伪彩色功能
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B/S模式的影像浏览工作站
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胶片打印功能
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7.2.5 网络及通信系统
► PACS主要是一个基于局域网的网络体系，只有通
过各种层次的网络才能将PACS中的图像采集、存 储、显示以及医疗数据的管理等单元连为一体。 ► PACS系统主要采用客户机/服务器模式组网。一 个完整的PACS系统应具有两个服务器，一个是 PACS档案服务器，负责对图像源产生的图像进行 存储和管理，另一个是PACS数据库服务器，负责 接受并管理患者的文本资料，如诊断报告、临床 数据等。工作站上的客户机可以在服务器上获取 高清晰度的医学图像以及患者的相关信息资料。 ► PACS系统的建立基于星形网络拓扑结构。
第7章 HIS中的医学影像系统
主要内容
► 医学影像系统基础 ► PACS系统的组成 ► HIS中RIS的作用与组建
► PACS的相关标准
► PACS系统的建设
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7.1 医学影像系统基础
► 医学影像系统概述 ► 医学影像系统的发展概况 ► 医学影像系统的分类及特征
► 医学影像系统管理结构模式
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在规划PACS的影像浏览服务系统时， 应注意以下几个方面
影像工作站的控制和用户权限的管理：为了保证影像 在医院整个信息化环境的共享安全性，可以通过软件 管理的途径仅允许指定的工作站执行影像浏览操作， 也可以通过用户注册及权限管理，即只允许注册用户 进行影像浏览操作来提供安全保障。 ► 临床影像浏览要求的显示分辨率及工作站配置：根据 ACR标准，临床影像浏览过程采用常规的PC显示器分 辨率可以满足需求，因此，对影像浏览工作站通常没 有特殊的要求。但是，由于常常要求同时对数十帧以 上的影像进行操作和处理，要求这类影像浏览工作站 要配置足够的系统资源（如CPU、内存及网络接口带 宽等）。
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短期存储单元构成：一般由具有容错结构的磁盘阵列（通常采用 RAID-5）构成，其基本的功能是提供在线（Online）影像快速提 取过程的响应，为医学影像学诊断过程提供可靠的效率保证。 长期存储单元构成：利用具有自动装载和控制能力的大容量库类 存储设备（如CD/DVD光盘库、磁带库等）执行管理，以便能同 时提供医学影像数据长期保存和自动查询/读取的功能。长期存储 单元的功能主要是提供医学影像数据永久备份的能力。
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目前PACS工作流的管理进程主 要包括如下
► Pre-fetching：自动将特定患者的历史影像数
据迁移至优化的位置。 ► Auto-routing：根据特定的规则和逻辑将影 像序列自动地送往某一指定的位置。 ► Pre-loading：依据预设的规则自动地将特定 患者的影像序列提取到本地。
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7.2 PACS系统的组成
► 影像采集系统（Modalities） ► 影像存储管理系统（Archiving &
Management） ► 影像工作站系统（Image Workstation） ► 影像硬拷贝输出系统（Image Hardcopy Outputing） ► 网络及通信系统 ► PACS与其他系统的信息交换技术
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7.3.2 RIS的工作流程
► 影像科室的工作流程 ► 临床科室工作流程
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影像科室的工作流程
检查预约信息输入 申请预约工作站直接自动接收HIS系统中的预约申请信息，并对患者进 行预约、申请、划价、收费、申请单确认；当HIS出现故障时，启动 影像科室信息录入系统（预装在申请预约工作站内）。申请预约工作 站对患者进行预约、申请、划价、收费、申请单确认；患者信息一经 录入，其他工作站可直接从系统数据库检查主记录中自动提取，无需 重新录入。待故障排除后，所录入的信息自动进入HIS系统。 ► 影像采集 影像采集工作站收到确认申请单后，进行影像采集，无需做任何患者 信息输入工作，并自动在PACS系统中获取患者历史影像，以便与诊 断对照使用。 ► 影像发送 以通信方式获取的影像信息会自动送往影像科室诊断工作站；影像科 室医生决定向主服务器发送的内容和时间（医院管理部门可对此做出 规定）；主服务器接收后，根据申请单将影像转发到该患者所属科室 的医生工作站。
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7.3 HIS中RIS的作用与组建
► RIS系统目标 ► RIS的工作流程 ► RIS的功能组成和作用
► RIS与HIS系统互联
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7.3.1 RIS系统目标
► RIS系统的目标可归纳为如下。
检查科室管理：提高设备使用率和检查工作效率、缩 短患者排队时间、减轻检查医生的工作量。 经济管理：在检查确认的同时实现自动和选择划价， 从而提高检查计价的实时性和准确性，避免漏费与欠 费的发生，方便医院进行成本核算。 检查报告处理：为医生提供书写检查报告的工具，方 便医生查询医院临床科室和其他医技科室的信息，提 供随诊信息处理工具。 检查工作量、对工作质量进行管理：及时完成统计检 查工作情况，为科室管理提供科学数据，为医院提高 检查针对性和效率提供依据。
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7.2.2 影像存储管理系统（Archiving & Management）
电子存储：是利用电子元件的记忆功能作为存储介质。 ► 磁存储：常见的磁存储设备有磁盘阵列（RAID）和磁带， 其特点是记录的信息量大、信息保存时间长。 ► 光介质存储：光介质存储是利用激光的热效应来记录信息， 同时利用低能量激光的反射来读取信息。 ► 存储方式分为短期存储和长期存储两种。
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7.2.6 PACS与其他系统的信息交换 技术
► 建立PACS系源自文库的目的是为医生提供医疗、
教学和科研所需要的信息。医生在看检查 图像的同时，也需要了解检查报告、患者 的病历等其他信息。因此，将PACS与医院 其他信息系统结合并进行信息交换是很重 要的。 ► CPACS标准希望建立一套包括图像格式、 图像显示质量、图像处理、图像存储、系 统安全、系统互联等内容的国家标准。
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7.1.4 医学影像系统管理结构模式
► 集中管理模式（Central Management）
由一个功能强大的中央管理系统（服务器）及中 央影像存储系统（Central Archiving）服务于所有 的PACS设备和影像，提供集中的、全面的系统运 行和管理服务。 ► 分布式管理模式（Distributed Management） PACS由多个相对独立的子系统组成，将影像数据 和其他病人数据分散存储和管理，每个子系统都 具有独立的局部数据存储设备，通常应具有一个 逻辑上的中央管理系统/平台。
7.2.4 影像硬拷贝输出系统（Image Hardcopy Outputing）
► 影像硬拷贝输出是PACS系统的重要功能之
一，由各种数字医疗设备生成的医学图像， 最终要保存在系统服务器中。但有时为了 满足各医院联合会诊或根据患者要求，需 要PACS系统内的影像有一个硬拷贝输出方 式，能够以胶片的形式打印患者的诊断图 像。
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PACS系统的优势与主要意义在于
降低了影像资料保存和管理的费用。 ► 节约胶片开支及管理的费用，进入无胶片时代。 ► 利于会诊教学与远程诊断，可以克服时间和地域上的限制， 使医护人员能为各类患者提供及时的诊断、治疗。 ► 便于图像传递和交流，实现了信息共享，适合开展复合影 像诊断、多学科会诊。 ► 降低了漏费现象，促进医院管理水平的提高。 ► 提高工作效率，可以快速、方便地在临床、急诊科室随时 调阅胶片图像进行读片与诊断，避免了胶片在传递过程中 丢失、损坏等现象的发生。 ► 提高了检查准确性，通过对医学图像和信息进行计算机智 能化处理，可以对图像的像素点进行分析、计算与处理， 为医学诊断提供更客观的信息。
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PACS系统组成
CT/MR PACS 服务器 磁盘阵列 网络主干 其他影像设备
CR/DR
DSA/RF 激光胶片打印机
影像诊断工作站
会诊中心
影像诊断工作站
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7.2.1 影像采集系统 （Modalities）
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X胶片数字化技术 在放射科检查中，包括颅骨、胸部、乳房、腹部和骨骼等器官的大 部分检查结果会保存在X线胶片上，对胶片信息通常采用激光数字 化仪、CCD数字化仪设备将图像转化为数字格式以便进行进一步 处理。 ► 直接从检测设备获得数字化图像的技术 由于X线胶片数字化过程时间长、效率低，因此，需要一种不经过 胶片数字化过程的数字操作，直接从检测设备获得数字化图像。 ► 计算机断层扫描术 计算机断层扫描术通过计算机重建图像，因此，可以直接输出数字 图像。这类成像设备包括X线计算机断层扫描术（X-ray Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging， MRI）、超声成像（Ultrasound Imaging）、单光子和正电子发射 计算机断层扫描术（Single-Photon and Positron Emission Computed Tomography，SPECT and PET）和数字显微成像等。
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7.1.3 医学影像系统的分类及特征
以影像设备之间的图像通信和存储为系统建设目标而构建的PACS 这是一种局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内的PACS 系统，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和图像 显示功能。也称为微型PACS（Mini PACS）或设备级PACS。目前的 CR/PACS、DR/PACS均属于这一类。 ► 以实现影像科室的数字化诊断为建设目标而构建的PACS 这一层次的PACS系统将一个影像科室内所有影像设备连接，对其图 像做集中存储，实现科室内影像数字化诊断与不同设备的图像资源及 相关信息的共享。 ► 为满足以数字化诊断为核心的医院整个影像工作管理全过程而构建的 PACS 这一层次的PACS称为Full PACS，又称为Hospital PACS（全院整体化 PACS）。系统将医院所有影像设备连接互动，实现全院不同设备的 图像资源及相关信息的共享。
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在规划PACS的影像浏览服务系统时， 应注意以下几个方面
► 影像流程设计应遵循DICOM标准：放射科PACS
的影像可以通过DICOM通信传送至Web服务器管 理环境，Web服务器也可以直接向PACS服务器查 询并提取需要的影像。 ► 影像格式及压缩：可以直接提供DICOM格式的影 像浏览，也可以将DICOM影像转换为JPEG等普通 影像格式后提供浏览。 ► 集成RIS系统的相关信息和数据：通过集成PACS 和RIS的数据信息，提供影像的浏览服务与影像检 查相关的信息如诊断报告、检查状态信息的浏览 服务。