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医学影像信息系统(PACS)基本概况和工作原理
摘 要： 医学影像成像技术从最初的x射线成像发展到现在的各种数字成像技术，已经经历百年历史，随着数字化信息时代的来临，诊断成像设备中各种先进计算机技术和数字化图像技术的应用为医学影像信息系统的发展奠定基础。
关键词： 医学影像信息系统；概况；规范
1 医学影像信息系统（pacs）是什么
医学影像信息系统简称pacs（picture archiving and communication
systems），狭义上是指基于医学影像存储与通信系统，从技术上解决图像处理技术的管理系统；而广义上是指是指包含了包括了ris，以dicom3.0国际标准设计，以高性能服务器、网络及存储设备构成硬件支持平台，以大型关系型数据库作为数据和图像的存储管理工具，以医疗影像的采集、传输、存储和诊断为核心，是集影像采集传输与存储管理、影像诊断查询与报告管理、综合信息管理等综合应用于一体的综合应用系统，主要的任务就是把医院影像科日常产生的各种医学影像通过标准接口以数字化的方式海量保存起来，当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用，同时增加一些辅助诊断管理功能。
2 医学影像信息系统产生的原因
随着现代医学的发展，医疗机构的诊疗工作越来越多依赖医学影像的检查，传统的医学影像管理方法给查找和调阅带来诸多困难，丢失影片和资料时有发生，已无法适应现代医院中对如此大量和大范围医学影像的管理要求。
3 医学影像信息系统的功能规范
随着信息技术的发展及医院运行机制的转变，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，所以卫生部对医学影像信息系统要求有以下功能。
3.1 影像处理
1）数据接收功能；
2）图像处理功能；
3）测量功能；
4）保存功能；
5）管理功能；
6）远程医疗功能；
7）系统参数设置功能。
3.2 报告管理
1）预约登记功能；
2）分诊功能；
3）诊断报告功能；
4）模板功能；
5）查询功能；
6）统计功能。
3.3 运行要求
1）共享医院信息系统中患者信息。2）网络快速运行。3）有权限的安全管理。4）建立可靠的存储体系及备份方案。5）报告系统支持国内外通用医学术语集。
4 医学影像信息系统的工作原理
4.1 结构层次
1）物理层次
从物理层次结构上，pacs可以分为4层：网络用户层、接入层、核心层、资源提供层，自下而上构成一个“金字塔”结构。其中：网络用户层是网络中的众多的终端或工作站；接入层是指与网络用户层中的终端或工作站相连接，为这些终端或工作站进行网络互联的网络设备集合；核心层是指将接入层网络设备汇集起来，形成全网互联的网络设备的集合；资源提供层是指pacs网络中的众多的医疗器械终端。
2）应用层次
从应用层次结构上，pacs可以分为3层：mini-pacs、科室级pacs、全院级pacs，自内而外构成一个“内嵌型”结构。其中：mini-pacs是指针对小型医疗院所或单一科室规划的系统，mini-pacs系统也必须包含超声波、内窥镜等图文并茂的专业影像报告系统；科室级pacs是指针对中型医院所提出的科室架构，紧密整合院方已有的his/ris系统，建立以患者为中心的科室影像中心；全院级pacs主要是针对大型医院所提出的全院性架构，完全实现全院影像科室数字化读片诊断工作流程、实现全院影像科室电子化管理。
4.2 工作流程
pacs厂商都遵从了以下标准流程：
1）检查信息登记输入
前台登记工作站录入患者基本信息及检查申请信息，也可通过检索his系统（如果存在his并与pacs/ris融合）进行病人信息自动录入，并对病人进行分诊登记、复诊登记、申请单扫描、申请单打印、分诊安排等工作。
2）worklist服务
病人信息一经录入，其他工作站可直接从pacs系统主数据库中自动调用，无需重新手动录入；具有worklist服务的医疗影像设备可直接由服务器提取相关病人基本信息列表，不具备worklist功能影像设备通过医疗影像设备操作台输入病人信息资料或通过分诊台提取登记信息。
3）影像获取
对于标准dicom设备，采集工作站可在检查完成后或检查过程中自动（或手动）将影像转发至pacs主服务器。
4）非dicom转换
对于非dicom设备，采集工作站可使用mivideo dicom网关收到登记信息后，在检查过程中进行影像采集，采集的影像自动（或由设备操作技师手动转发）转发至pacs主服务器。
5）图像调阅
患者在检查室完成影像检查后，医师可通过阅片室的网络进行影像调阅、浏览及处理，并可进行胶片打印输出后交付患者。
6）报告编辑
患者完成影像检查后由专业人员对影像质量进行评审，并进行质量分析。完成质量评审控制后的影像，诊断医生可进行影像诊断报告编辑，并根据诊断医师权限，分别进行初诊报告、报告审核工作。审核完成的报告通过打印机进行输出后由医师签字后提交，同时诊断报告上传至主服务器存储备份。打印完成后的报告不能再进行修改，但可以只读方式调阅参考。
4.3 pacs架构与数据
1）存储技术架构
pacs有别于his、lis等其它医学信息系统的最重要一点就是：海量数据存储。合理设计pacs的数据存储结构，是成功建设pacs的关键。一个大型的医院拥有大批现代化的大型医疗影像设备，每天影像检查产生的数据量多达4个gb左右（未压缩的原始数据），一年数据总量多约（1200gb）。而随着医院的业务飞速发展和新的影像设备的引进，这一数据量还可能进一步增长。此外，如何提高在线数据随机存取的效率也是一个非常关键的问题。基于这一原因，现有的pacs医疗影像信息系统提供商多采用分级存储（hsm）的策略，将pacs存储分成在线存储和离线存储两级结构。用两种不同性能的存储介质来分别完成高容量和高效率的要求，低速超大容量存储设备（离线存储服务器）用作永久存储；高速存储设备（san）用作在线数据存储，确保在线数据的极高效存取。对于2年以上的历史数据保存在离线存储设备里，在线存储设备仅保存最近三年的数据。
2）数据结构
例如我们医院采用的super pacs系统数据库共有36个表，按用途分为：公用表、数字胶片室专用表、放射专用表、超声专用表、远程专用表。其中起到关键性作用的是patient、study、series、image四个主表。study表用于存放病人的检查信息，应用范围涉及到super pacs的所有子系统；study表用于存放病人的检查信息，应用范围涉及到super pacs的所有子系统；series表用于图象序列表的生成，应用范围涉及到superpacsr dicom放射系统；image表用于保存系统图象记录。
5 结束语
随着计算机和通讯技术发展，为数字化影像和传输奠定基础。目前国内众多医院已完成医院信息化管理，其影像设备逐渐更新为数字化，已具备了联网和实施影像信息系统的基本条件，实现彻底无胶片放射科和数字化医院，已经成为现代化医疗不可阻挡的潮流。

参考文献：
[1]徐卫清，建立医院pacs系统的技术和实现[j].ct理论与应用研究，2010.
[2]何清华，在构建医院pacs时应该注意的技术问题[j].中国医疗器械杂志，2009.
作者简介：
卢方建（1986-），男，汉族，广东阳江人，本科，广东省阳江市人民医院软件设计工程师，主要工作方向：软件设计与应用。