第9章 图像存储与传输系统
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▪DICOM是Digital Imaging and Communications in Medicine的英文 缩写，即医学数字成像和通信标准是由ACR (American College of Radiology) 和 NEMA (National Electrical Manufacturers Association)共 同制定的标准，它是让不同厂商互相交流的语言。
一、发展简史与发展趋势
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。
DICOM标准不指定：
① 评价实现兼容性的测试和验证过程； ② 一个声明DICOM兼容性设备的任何标准特性的实现细节； ③ 一个声明DICOM兼容性设备，如何通过整合一组系统需要的
全部特性、功能的集合以实现兼容。
一、应用范围和领域
PACS隶属于RIS和HIS又自成系统
HIS和服保存着病人的基本信息和临床资料数据，也保存和传 递病人的图像数据。
一、应用范围和领域
DICOM标准是医学影像设备之间数字图像信息交换的保证。符合 DICOM标准的医学影像设备之问可以互操作，这决定了DICOM标准的应 用范围很广，与PACS、RIS、HIS等系统均有重叠
DICOM标准领域 (PACS／HIS／RIS)的模型图
二、主要内容
（一）基本概念
1. 属性：一个信息对象的属性由名字和值构成，这个值与任何编码表独立。 2. 命令元素：它是一个表达命令参数值的参数编码。 3. 命令流：它是一系列使用DIcoM编码表编码的命令元素的集合。 4. 信息对象类：描述一个信息对象。包括信息对象的目的和处理属性。 5. 信息对象实例：它包括实体信息对象的属性数据值。 6. 服务类(service class)：一个使用特定的DICOM命令流，作用在一个特
一、发展简史与发展趋势
2、发展趋势
PACS是一项技术含量高且应用前景十分广阔的高新技术 ，它的发展与普及不仅对影像医学，而且对临床医学的发 展都起到了重大的推动作用。其发展趋势为：
①提高速度和存储量； ②提高图像质量； ③三维重建、多种影像融合和计算机辅 助诊断等
二、主要功能
1．图像的获取与传输
其主要任务是： 提高图像文件的存档和提取的速度和效率，对调用图像的订单
(order)安排轻重缓急的顺序，发放用户进入(entry)许可，对不同 用户要求编制相应的时间表，对特殊用户要求做出快速响应并给以 明确答复。
二、主要功能
3．图像处理与显示
图像处理与显示工作站，也称为图像显示／浏览工作站。它具有以 下功能：
态管理。(Hospital Information System，HIS)
PACS以全新方式管理医学图像信息，它具有以下优点：
①便于图像传递和交流，实现图像数据共享；
②可在不同地方同时调阅不同时期和不同成像手段的多幅图像，并可进 行图像的再处理，为开展远程影像诊断、综合影像诊断和多学科会诊提 供了必要条件；
FDMS 1.0 • Study Date：19990226
二、主要内容
• 第四部分：服务类，说明了许多服务类，服务类详 细论述了作用与信息对象上的命令及其产生的结果
• 例：CT的计算机需要将图像打印到胶片上 计算机发一个消息到代表具有DICOM功能的激
DICOM标准的主要作用是促进设备的兼容性。其原因是：
① 设备之间的信息交流，必须有一个标准，规定设备该如何应答命令和相关数 据，而不仅仅是满足于能在设备之间交换信息。
② 在标准中，兼容性的定义清楚。尤其是要求一个声明兼容性的设备，必须有 足够的信息来描述，它与另一个声明兼容性的设备进行互操作的条件。
担，可执行某种作业或者为一个具有特定关系的联合体提供有关调用指令 的执行。
二、主要内容
（二）基本内容
DICOM标准经过多年的丰富和发展，目前主要包括以下15项内容。
• 第一部分：概述 简要介绍了DICOM的概念及其组成 • 第二部分：兼容性 精确地定义了声明DICOM要求制造商精
确地描述其产品的DICOM兼容性 • 第三部分：信息对象定义 利用面向对象的方法，定义了两
一、发展简史与发展趋势
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主要保存病人的图像数据，也使用HIS和RIS中已有的病人 信息，从HIS和RIS中直接获得可避免重复输入，减少错误发生。
在书写诊断报告或复查时，工作站在显示病人图像的同时，还能 显示HIS和RIS中病人的各种临床记录，临床医生也可以在HIS中看 到病人的各种影像检查图像，达到信息共享。
做影像检查时，病人资料从HIS和RIS中传输到PACS对于曾有过 影像检查的病人(复诊病人)，利用病人信息检索功能，PACS能将长 期保存的数字图像调出，传输到书写报告的工作站，以便医生前后 对照。检查完成后，图像和诊断报告随即传回到HIS和RIS，临床医 生能立即看到。临床医生的工作站也有图像分析处理功能。
第二节 数字图像和通信标准
◆应用范围和领域 ◆主要内容 ◆文件格式 ◆网络结构 ◆接口与通讯
构建PACS的基础是医学图像的数字化、标准化、网络化。不同的影 像设备之间用网络传送数字图像，需要遵循同一个标准，来定义图像及其 相关信息的组成格式和交换方法，才能完成图像数据的输入／输出。
DICOM标准是专用于图像存储和传输的标准,是PACS的基石
PACS的首要任务是获得符合DICOM标准的图像数据，即接 收由影像设备产生的图像信息。其基本内容为：
(1)直接接收符合DICOM标准的数字图像 (2)间接接收模拟图像和非DICOM标陷的数字图像 (3)图像传输 (4)采集标难 (5)图像传输速度：
二、主要功能
2．图像管理
它是对已获取的图像进行查询、修改、删除等操作。
院
System，PACS)
信
息 化 管 理
RIS是放射科信息管理系统，是对放射科病人基本 信息、检查信息、诊断信息等的管理系统； (Radiology Information System，RIS)
系
统
HIS是为医院及其所属各部门提供病人诊疗信息和
进行行政管理信息的收集、处理的综合管理系统。
HIS实现了病人诊疗过程中信息的全过程追踪和动
③ 联网方便，不需专用网络接口。 ④ DICOM本身符合国际标准的文档准则。 ⑤ 有可容纳新设备的介绍，可支持新出现的医学成像设备。
DICOM标准通过下面的详细描述，以促进医学影像设备之间的互操作性
① 声明与标准相兼容的设备所遵循的一系列协议； ② 可使用这些协议进行交换的命令和相关信息的语法和语义； ③ 必须提供一个声明与标准的相兼容的实现信息。
2．院级PACS (whole hospital PACS) 将PACS能够提供的所有影像服务 扩展到医院的每一个科室、每一个部门、每一个角落，即与HIS相融合 的PACS。
3．区域级PACS (region PACS) 一般由政府、保险公司、社会保障部门 共同推动，将某个地区的医疗资源应用信息技术整合成为一个统一的平 台，为该地区的所有公众提供医疗卫生健康保健服务。它的特点是图像 传输要借助公用通信网在广域网上进行。远程放射学正是在区域PACS 的基础上发展起来的，远程诊断将成为PACS的重要功能之一。
②采用大容量可记录光盘(CD-R)存储技术，实现了部分无胶片化，减少 了胶片的使用量，降低了管理成本；
④简化了工作流程，提高了工作效率；
⑤改善了医生的工作模式，缩短了病人的候诊时间，降低了重拍概率， 提高了服务质量；
⑥图文并茂，丰富了诊断报告内容；
⑦可对医疗设备的丁作状态及工作量进行实时监控、管理，提高了设备 的使用效率。
类信息对象类普通(规范）型、复合型 普通型的信息对象只包括现实中实体固有的属性 复合型信息对象种类可以扩展固有的属性
二、主要内容
DICOM 对象 影像属性(attribute) 像素资料(pixel data) • Patient Name：張三 • Patient ID：01001111 • Date of birth：631012 • Sex：男 • Modality：CT • Station name：
第十五章 图像存储与传输系统
重要知识点
◆ PACS/RIS/HIS定义及功能 ◆ DICOM3.0标准的主要内容及功能 ◆ PACS网络构架 ◆ PACS/RIS/HIS的融合
第一节 概述
◆发展简史与发展趋势 ◆主要功能 ◆分类
定义
PACS是医学数字图像的获取、存储、显示、传
医
输系统(Picture Archiving and Communication
① 可支持多屏幕显示，以便对比观察 ② 可支持同一检查多序列图像同窗口显示，以便对比观察 ③ 支持对图像的调节功能 ④ 支持对图像的测量功能 ⑤ 支持对图像的标注功能 ⑥ 支持转换 ⑦ 支持电影回放
二、主要功能
4．图像存储
它是将接收的图像与数据库相连接，存放在指定的存储硬件上， 以便于图像的调阅。图像存储方式有：在线、近线、离线三级。在 线存储一般为无损压缩数据，可提供诊断级的图像，数据量较大， 时间跨度较短(3个月-1年)；近线或离线存储一般为有损压缩数据， 可提供临床级的图像，数据量较小，时间跨度较长(1-5年)。为减少 存储服务器的负载压力，提高传输效率，分组存储是必要的。
如CD）交换信息提供一个标准的文件格式它指定影像和病人数据应该如 何存储
DICOM标准使PACS充分利用各种先进的设备，并能够充分集成各个 公司所开发的图像采集系统、图像管理系统、显示系统、打印系统等。 DICOM标准采用面向对象的方法，使图像的采集、存储、传输更便于计算 机处理。
同时DICOM标准采用分章节更新的方法，便于修改和发展。
一、发展简史与发展趋势
1、发展简史
PACS的发展经历了三个时代：
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。
定的信息对象பைடு நூலகம்的互操作。由描述DICOM应用实体的程序构成。 7. 服务类用户(sevice class user，SCU)：它由DICOM应用实体承担，可
指定某种作业或者向一个具有特定关系的联合体发出有关指令。 8. 服务类提供者(sevice class provider，SCP)：它由DICOM应用实体承
图像存储的主要参数如下：
(1)响应时间 (2)权限和范围 (3)访问优先级。
三、分类
PACS最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。随着计算 机技术、通讯技术和DICOM 3.0标准的发展，PACS已扩展到所 有的医学图像领域。根据PACS的覆盖范围，可将其分为三种类 型。
1．科级PACS它是指影像科室范围内的图像传输网络，即mini5PACS 。
① 一个通过网络进行通讯的标准方式 允许一个厂商向另一个厂商的存档系 统中存储信息 允许一个厂商查询另一个厂商的存档系统中存储的信息允 许一个厂商从另一个厂商的存档系统中调阅信息
② 一个打印图像的标准方式 允许一个厂商向另一个厂商的打印机打印影像 ③ 一个存储信息的标准方式 允许一个厂商与另一个厂商使用标准媒体（例
一、发展简史与发展趋势
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。
DICOM标准不指定：
① 评价实现兼容性的测试和验证过程； ② 一个声明DICOM兼容性设备的任何标准特性的实现细节； ③ 一个声明DICOM兼容性设备，如何通过整合一组系统需要的
全部特性、功能的集合以实现兼容。
一、应用范围和领域
PACS隶属于RIS和HIS又自成系统
HIS和服保存着病人的基本信息和临床资料数据，也保存和传 递病人的图像数据。
一、应用范围和领域
DICOM标准是医学影像设备之间数字图像信息交换的保证。符合 DICOM标准的医学影像设备之问可以互操作，这决定了DICOM标准的应 用范围很广，与PACS、RIS、HIS等系统均有重叠
DICOM标准领域 (PACS／HIS／RIS)的模型图
二、主要内容
（一）基本概念
1. 属性：一个信息对象的属性由名字和值构成，这个值与任何编码表独立。 2. 命令元素：它是一个表达命令参数值的参数编码。 3. 命令流：它是一系列使用DIcoM编码表编码的命令元素的集合。 4. 信息对象类：描述一个信息对象。包括信息对象的目的和处理属性。 5. 信息对象实例：它包括实体信息对象的属性数据值。 6. 服务类(service class)：一个使用特定的DICOM命令流，作用在一个特
一、发展简史与发展趋势
2、发展趋势
PACS是一项技术含量高且应用前景十分广阔的高新技术 ，它的发展与普及不仅对影像医学，而且对临床医学的发 展都起到了重大的推动作用。其发展趋势为：
①提高速度和存储量； ②提高图像质量； ③三维重建、多种影像融合和计算机辅 助诊断等
二、主要功能
1．图像的获取与传输
其主要任务是： 提高图像文件的存档和提取的速度和效率，对调用图像的订单
(order)安排轻重缓急的顺序，发放用户进入(entry)许可，对不同 用户要求编制相应的时间表，对特殊用户要求做出快速响应并给以 明确答复。
二、主要功能
3．图像处理与显示
图像处理与显示工作站，也称为图像显示／浏览工作站。它具有以 下功能：
态管理。(Hospital Information System，HIS)
PACS以全新方式管理医学图像信息，它具有以下优点：
①便于图像传递和交流，实现图像数据共享；
②可在不同地方同时调阅不同时期和不同成像手段的多幅图像，并可进 行图像的再处理，为开展远程影像诊断、综合影像诊断和多学科会诊提 供了必要条件；
FDMS 1.0 • Study Date：19990226
二、主要内容
• 第四部分：服务类，说明了许多服务类，服务类详 细论述了作用与信息对象上的命令及其产生的结果
• 例：CT的计算机需要将图像打印到胶片上 计算机发一个消息到代表具有DICOM功能的激
DICOM标准的主要作用是促进设备的兼容性。其原因是：
① 设备之间的信息交流，必须有一个标准，规定设备该如何应答命令和相关数 据，而不仅仅是满足于能在设备之间交换信息。
② 在标准中，兼容性的定义清楚。尤其是要求一个声明兼容性的设备，必须有 足够的信息来描述，它与另一个声明兼容性的设备进行互操作的条件。
担，可执行某种作业或者为一个具有特定关系的联合体提供有关调用指令 的执行。
二、主要内容
（二）基本内容
DICOM标准经过多年的丰富和发展，目前主要包括以下15项内容。
• 第一部分：概述 简要介绍了DICOM的概念及其组成 • 第二部分：兼容性 精确地定义了声明DICOM要求制造商精
确地描述其产品的DICOM兼容性 • 第三部分：信息对象定义 利用面向对象的方法，定义了两
一、发展简史与发展趋势
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主要保存病人的图像数据，也使用HIS和RIS中已有的病人 信息，从HIS和RIS中直接获得可避免重复输入，减少错误发生。
在书写诊断报告或复查时，工作站在显示病人图像的同时，还能 显示HIS和RIS中病人的各种临床记录，临床医生也可以在HIS中看 到病人的各种影像检查图像，达到信息共享。
做影像检查时，病人资料从HIS和RIS中传输到PACS对于曾有过 影像检查的病人(复诊病人)，利用病人信息检索功能，PACS能将长 期保存的数字图像调出，传输到书写报告的工作站，以便医生前后 对照。检查完成后，图像和诊断报告随即传回到HIS和RIS，临床医 生能立即看到。临床医生的工作站也有图像分析处理功能。
第二节 数字图像和通信标准
◆应用范围和领域 ◆主要内容 ◆文件格式 ◆网络结构 ◆接口与通讯
构建PACS的基础是医学图像的数字化、标准化、网络化。不同的影 像设备之间用网络传送数字图像，需要遵循同一个标准，来定义图像及其 相关信息的组成格式和交换方法，才能完成图像数据的输入／输出。
DICOM标准是专用于图像存储和传输的标准,是PACS的基石
PACS的首要任务是获得符合DICOM标准的图像数据，即接 收由影像设备产生的图像信息。其基本内容为：
(1)直接接收符合DICOM标准的数字图像 (2)间接接收模拟图像和非DICOM标陷的数字图像 (3)图像传输 (4)采集标难 (5)图像传输速度：
二、主要功能
2．图像管理
它是对已获取的图像进行查询、修改、删除等操作。
院
System，PACS)
信
息 化 管 理
RIS是放射科信息管理系统，是对放射科病人基本 信息、检查信息、诊断信息等的管理系统； (Radiology Information System，RIS)
系
统
HIS是为医院及其所属各部门提供病人诊疗信息和
进行行政管理信息的收集、处理的综合管理系统。
HIS实现了病人诊疗过程中信息的全过程追踪和动
③ 联网方便，不需专用网络接口。 ④ DICOM本身符合国际标准的文档准则。 ⑤ 有可容纳新设备的介绍，可支持新出现的医学成像设备。
DICOM标准通过下面的详细描述，以促进医学影像设备之间的互操作性
① 声明与标准相兼容的设备所遵循的一系列协议； ② 可使用这些协议进行交换的命令和相关信息的语法和语义； ③ 必须提供一个声明与标准的相兼容的实现信息。
2．院级PACS (whole hospital PACS) 将PACS能够提供的所有影像服务 扩展到医院的每一个科室、每一个部门、每一个角落，即与HIS相融合 的PACS。
3．区域级PACS (region PACS) 一般由政府、保险公司、社会保障部门 共同推动，将某个地区的医疗资源应用信息技术整合成为一个统一的平 台，为该地区的所有公众提供医疗卫生健康保健服务。它的特点是图像 传输要借助公用通信网在广域网上进行。远程放射学正是在区域PACS 的基础上发展起来的，远程诊断将成为PACS的重要功能之一。
②采用大容量可记录光盘(CD-R)存储技术，实现了部分无胶片化，减少 了胶片的使用量，降低了管理成本；
④简化了工作流程，提高了工作效率；
⑤改善了医生的工作模式，缩短了病人的候诊时间，降低了重拍概率， 提高了服务质量；
⑥图文并茂，丰富了诊断报告内容；
⑦可对医疗设备的丁作状态及工作量进行实时监控、管理，提高了设备 的使用效率。
类信息对象类普通(规范）型、复合型 普通型的信息对象只包括现实中实体固有的属性 复合型信息对象种类可以扩展固有的属性
二、主要内容
DICOM 对象 影像属性(attribute) 像素资料(pixel data) • Patient Name：張三 • Patient ID：01001111 • Date of birth：631012 • Sex：男 • Modality：CT • Station name：
第十五章 图像存储与传输系统
重要知识点
◆ PACS/RIS/HIS定义及功能 ◆ DICOM3.0标准的主要内容及功能 ◆ PACS网络构架 ◆ PACS/RIS/HIS的融合
第一节 概述
◆发展简史与发展趋势 ◆主要功能 ◆分类
定义
PACS是医学数字图像的获取、存储、显示、传
医
输系统(Picture Archiving and Communication
① 可支持多屏幕显示，以便对比观察 ② 可支持同一检查多序列图像同窗口显示，以便对比观察 ③ 支持对图像的调节功能 ④ 支持对图像的测量功能 ⑤ 支持对图像的标注功能 ⑥ 支持转换 ⑦ 支持电影回放
二、主要功能
4．图像存储
它是将接收的图像与数据库相连接，存放在指定的存储硬件上， 以便于图像的调阅。图像存储方式有：在线、近线、离线三级。在 线存储一般为无损压缩数据，可提供诊断级的图像，数据量较大， 时间跨度较短(3个月-1年)；近线或离线存储一般为有损压缩数据， 可提供临床级的图像，数据量较小，时间跨度较长(1-5年)。为减少 存储服务器的负载压力，提高传输效率，分组存储是必要的。
如CD）交换信息提供一个标准的文件格式它指定影像和病人数据应该如 何存储
DICOM标准使PACS充分利用各种先进的设备，并能够充分集成各个 公司所开发的图像采集系统、图像管理系统、显示系统、打印系统等。 DICOM标准采用面向对象的方法，使图像的采集、存储、传输更便于计算 机处理。
同时DICOM标准采用分章节更新的方法，便于修改和发展。
一、发展简史与发展趋势
1、发展简史
PACS的发展经历了三个时代：
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。
定的信息对象பைடு நூலகம்的互操作。由描述DICOM应用实体的程序构成。 7. 服务类用户(sevice class user，SCU)：它由DICOM应用实体承担，可
指定某种作业或者向一个具有特定关系的联合体发出有关指令。 8. 服务类提供者(sevice class provider，SCP)：它由DICOM应用实体承
图像存储的主要参数如下：
(1)响应时间 (2)权限和范围 (3)访问优先级。
三、分类
PACS最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。随着计算 机技术、通讯技术和DICOM 3.0标准的发展，PACS已扩展到所 有的医学图像领域。根据PACS的覆盖范围，可将其分为三种类 型。
1．科级PACS它是指影像科室范围内的图像传输网络，即mini5PACS 。
① 一个通过网络进行通讯的标准方式 允许一个厂商向另一个厂商的存档系 统中存储信息 允许一个厂商查询另一个厂商的存档系统中存储的信息允 许一个厂商从另一个厂商的存档系统中调阅信息
② 一个打印图像的标准方式 允许一个厂商向另一个厂商的打印机打印影像 ③ 一个存储信息的标准方式 允许一个厂商与另一个厂商使用标准媒体（例