PACS系統(tǒng)簡述PPT課件

1、 一、PACS概述概述 二、PACS發(fā)展史 三、PACS產(chǎn)生原因 四、PACS系統(tǒng)組成 五、PACS主要技術的發(fā)展 六、PACS未來趨勢課 程 提 要第1頁/共42頁醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System, HIS)，利用電子計算機和通訊設備，為醫(yī)院所屬各部門提供病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取和數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權用戶的功能需求。實驗室信息管理系統(tǒng)(Laboratory Information Management System, LIS)，是專為醫(yī)院檢驗科設計的一套信息管理系統(tǒng)，能將實驗儀器與計算機組成網(wǎng)絡，使病人樣品登錄、實驗數(shù)據(jù)

2、存取、報告審核、打印分發(fā)，實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等繁雜的操作過程實現(xiàn)了智能化、自動化和規(guī)范化管理。有助于提高實驗室的整體管理水平，減少漏洞，提高檢驗質量。放射信息管理系統(tǒng)(Radioiogy information system, RIS)，是優(yōu)化醫(yī)院放射科工作流程管理的軟件系統(tǒng),一個典型的流程包括登記預約、就診、產(chǎn)生影像、出片、報告、審核、發(fā)片等環(huán)節(jié)。第2頁/共42頁一、一、PACSPACS系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 PACS Picture Archiving and Communication System 圖像存檔及通信系統(tǒng) 把從不同地點各成像裝置（如傳統(tǒng)的X射線攝影裝置、核醫(yī)學成像裝置、CT、MRI

3、、B超、數(shù)字放射攝影裝置等）產(chǎn)生的圖像經(jīng)數(shù)字化（如原來是膠片等模擬圖像的話）后，通過計算機網(wǎng)絡送至中央數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（含數(shù)據(jù)庫），再經(jīng)計算機網(wǎng)絡送至不同的顯示工作站，供放射科醫(yī)生、病房醫(yī)生及其他醫(yī)務人員調(diào)用。 第3頁/共42頁PACS主要解決五個方面的問題: 醫(yī)學影像的采集和數(shù)字化 圖像的存儲和管理 數(shù)字化醫(yī)學圖像的高速傳輸 圖像的數(shù)字化處理和重現(xiàn) 圖像信息與其它信息的集成第4頁/共42頁 二、二、PACSPACS發(fā)展史發(fā)展史 1970 年代開始有了 Digital Radiography 這個名詞。 CT、超聲波與核醫(yī)學等數(shù)字醫(yī)療影像模式在1970 代問世。 1980 年代出現(xiàn)了核磁共振 (M

4、RI)、CR 和數(shù)字減影 (DSA)。 1980 大家有了 Digital Image Communication and Display (數(shù)字影像傳輸與顯示) 這個概念。 1982 年開了第一屆國際 PACS 研討會。第5頁/共42頁 1983 年美國陸軍開始了一個 teleradiology （遠程放射診斷系統(tǒng)）項目。 1985 年美國陸軍開研制功 DIN-PACS。 1985 年華盛頓大學西雅圖分校 University of Washington (Seattle, WA) 和Georgetown 大學 (Washington DC) 開始 PACS 研究。 1995 年第一代商業(yè)

5、PACS 產(chǎn)品問世第6頁/共42頁 DICOM 3.0 標準在1993 年定形 ，為PACS的商業(yè)化奠定基礎。 PACS 分兩類： 放射科 PACS：通常指放射科 CR/DR，CT，MR 和 普通超聲波用的。 ?？?mini PACS：超聲心臟科、心導管影像、 ECT 和 PET 第7頁/共42頁 目前，一些主要的醫(yī)療儀器公司，如GE、PHILIPS、西門子等，所生產(chǎn)的大型影像檢查設備都配有支持DICOM標準的通訊模塊或工作站，也有許多專門制造影像系統(tǒng)的公司生產(chǎn)支持DICOM標準的影像處理、顯示、存儲系統(tǒng)。第8頁/共42頁三、三、PACSPACS產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因1、PACS產(chǎn)生之前，圖像存儲的

6、介質是？2、有何優(yōu)缺點？第9頁/共42頁膠片存儲的缺點膠片存儲的缺點 1.借還費時據(jù)統(tǒng)計，在住院的頭34天內(nèi)要借還10次左右，其余的住院時間內(nèi)平均借還4次，出院的第一年內(nèi)尚要借還3次。對于教學醫(yī)院，膠片的借還更是頻繁。這樣不僅浪費了大量時間、人力、而且多次借還還容易造成混亂和丟失。據(jù)統(tǒng)計，無法找到的膠片約占膠片總數(shù)的10。2.一張膠片只能供一人借用，不能多人同時共享通常由放射科醫(yī)生負責放射科的事務，他們總希望將膠片集中在放射科，而臨床醫(yī)生則希望把膠片分散在病房或急診室里，特別是放在危重病房里，整形外科醫(yī)師更希望膠片放在唾手可得之處，以便更好地了解骨折情況。第10頁/共42頁3.不能進行動態(tài)觀察

7、，即不能像CT顯示器那樣設置窗口與窗位以提高密度分辨率。4.不易對同一成像設備在不同時間所形成的像作前后比較，以便了解疾病的發(fā)展過程；也不易對同一病人用不同裝置所成的像作橫向比較，以便獲得更多的信息。 5.存儲使用費用高存儲使用費用高：一家中、大型醫(yī)院每年的膠片費用為幾十至幾百萬膠片存儲的缺點膠片存儲的缺點 第11頁/共42頁實施實施 PACS PACS 以前的工作流程以前的工作流程l 共需12個步驟l 其中兩次較長等待時間，沖洗膠片和臨床借片。用設備的操作平臺進行l(wèi) 打印操作，占用設備的工作時間，遇設備較忙時，無法及時打印。 l 專門人員管理的手工存儲過程，有膠片丟失的可能 。第12頁/共4

8、2頁實施實施 PACS PACS 以后的工作流程以后的工作流程減少至5個步驟其中僅在檢查過程和放射科醫(yī)生診斷寫報告時需要一定時間的等待。 檢查完畢后的病人圖像從設備自動上傳，不占用設備的工作時間，發(fā)揮設備的最大使用效率。 病人檢查完一分鐘以后，臨床醫(yī)生即可通過瀏覽工作站查看病人圖像。 無人工干預的存儲步驟，圖像不會丟失。 第13頁/共42頁四、四、PACSPACS的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成PACS是以計算機為中心，由圖像信息的獲取、傳輸與存檔和處理等部分組成。第14頁/共42頁（1)圖像信息的獲取 ： CT、MRI、DSA、CR、DR及ECT等數(shù)字化圖像信息可直接輸入 。 X光、B超、內(nèi)鏡等非數(shù)字化

9、圖像需經(jīng)信號轉換器轉換成數(shù)字化圖像信息才能輸入 。第15頁/共42頁(2)圖像信息的傳輸方法 1.以局域為主：光纖和雙絞線 2.遠程可用：公用電話線 光導通信 微波通信 (3)圖像信息的儲存與壓縮 儲存可用磁帶、磁盤、光盤和各種記憶卡片 壓縮方法多用間值與哈佛曼符號壓縮法，影像信息壓縮1/51/10，仍可保持原有圖像質量 第16頁/共42頁(4)圖像信息的處理 計算機的容量、處理速度和可接終端的數(shù)目決定著PACS的大小和整體功能。 軟件則關系到檢索能力、編輯和圖像再處理的功能 檢索 ：輸入圖像信息時要同時準確輸入病歷號和姓名等，便于檢索時使用 。 編輯 ：刪去無意義的圖像，以避免不必要的存儲，

10、并把文字說明與相應的圖像信息一并存入。 再處理 ：包括圖像編組，對興趣區(qū)作圖像放大，窗位與窗寬。第17頁/共42頁病人信息 、DICOM影像海量儲存中心HIS/RIS登記工作站登記工作站DICOM影像采集影像采集非非DICOM影像采集影像采集掃描采集掃描采集影像瀏覽工作站影像瀏覽工作站醫(yī)生診斷工作站醫(yī)生診斷工作站遠程工遠程工作站作站PACS示意圖示意圖第18頁/共42頁PACS系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡圖系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡圖第19頁/共42頁設備PACS服務2完成影像的自動歸檔。自動歸檔的功能是對數(shù)據(jù)庫中登記信息與圖像路徑的匹配計算與狀態(tài)更新。報告工作站報告工作站 PACS服務1獲取設備工作站圖像，然后復制到存儲

11、上，然后返回影像設備工作站為成功標識。第20頁/共42頁五、五、PACS PACS 的主要技術發(fā)展的主要技術發(fā)展 用圖像服務計算機來管理和保存圖像 醫(yī)生用影像工作站來看片 用 DICOM 3.0 將醫(yī)院各科室臨床主治醫(yī)師、放射科醫(yī)師和?？漆t(yī)師以及各種影像、醫(yī)囑和診斷報告聯(lián)成一網(wǎng) 。 用 Web、email 等現(xiàn)代電子通訊方式來做遠程診斷和專家會診 用專業(yè)二維、三維分析軟件輔助診斷 用專業(yè)醫(yī)療影像診斷報告軟件 第21頁/共42頁幾類圖像的數(shù)據(jù)量幾類圖像的數(shù)據(jù)量 CT：51251212（bit） B超：5125128（bit） MRI：25625612（bit） DSA：5125128（bit）或

12、102410248（bit） 核醫(yī)學：12812812（bit） 數(shù)字化X線膠片：2000250012（bit）第22頁/共42頁PACS 影像模式支持技術的發(fā)展影像模式支持技術的發(fā)展 醫(yī)療診斷影像模式 的多樣性促使mini PACS 誕生 灰階影像 ：CR/DR、CT 和 MR 超聲波、內(nèi)鏡 心臟超聲波、心導管影像、核醫(yī)學和正電子掃描 (PET) 例如：西門子 專為心臟和功能影像 (functional imaging) 設計的mini PACS 第23頁/共42頁 一種趨勢：就是在?？?mini PACS 基礎上開發(fā)放射科和全院性 PACS 系統(tǒng)。不足部分捆綁第三家技術。第24頁/共42頁

13、1、DICOM 與圖像傳輸技術 DICOM ：Digital Imaging and Communications in Medicine 的縮寫。 1993 年，美國 ACR （American College of Radiology) 和NEMA （National Electrical Manufacturers Association）指定的圖像傳輸標準。 第25頁/共42頁 PACS 本身并不產(chǎn)生圖像，圖像必須從影像設備 (Modality Scanner) 傳過來 。 在沒有 DICOM 3.0 之前，廠家用自己的圖檔格式和傳輸協(xié)議來將圖像從影像設備 (Modality Scan

14、ner) 傳到影像工作站或 mini PACS。 飛利浦和西門子定義了 SPI 格式 超聲波 ACR-NEMA 2.0 和 QuickTime 混合格式 。 核醫(yī)學圖像交換的標準格式 。 結果：即使知道廠家的圖像文件格式，要從他們的機器里取出文件來也是很難的。第26頁/共42頁 1990 年代中，大部分的中、高檔醫(yī)療影像設備都有 DICOM 3.0 功能讓用戶選購。 不少廠商開始將一些基本 DICOM 功能，如 DICOM Store 和 DICOM Print, 變成了影像設備的標準配置。 廠商DICOM 3.0 的圖像傳輸和內(nèi)容趨于完整和正確，兼容性大有進步。 原來 DICOM 3.0 圖

15、像的老大難核醫(yī)學和超聲波已經(jīng)不再是個大問題 傳輸圖像趨于自動化，免去了許多手工選擇圖像后再送的步驟。第27頁/共42頁 常規(guī)X-光圖像顯示在化學膠片上，不是一種數(shù)字型影像、上不了 PACS。數(shù)字化的解決方案包括： 給現(xiàn)有常規(guī) X-光設備配 CR。 淘汰現(xiàn)有 X-光設備，換成 DR。 配膠片掃描機。第28頁/共42頁2、DICOM3標準的內(nèi)容 涵蓋醫(yī)學數(shù)字圖像的采集、歸檔、通信、顯示及查詢等所有信息交換的協(xié)議； 定義了一套包含各種類型的醫(yī)學診斷圖像及其相關的分析、報告等信息的對象集； 定義了用于信息傳遞、交換的服務類與命令集，以及消息的標準響應； 詳述了唯一標識各類信息對象的技術； 提供了應用干

16、網(wǎng)絡環(huán)境（OSI或TCP/IP）的服務支持。 第29頁/共42頁DICOM標準的組成部分 目前DICOM標準（指）由十四部分組成。介紹與概覽遵循聲明信息對象定義服務類細則數(shù)據(jù)結構與編碼數(shù)據(jù)字典第30頁/共42頁 消息交換 對信息交換的網(wǎng)絡通訊支持 對信息交換的點對點通訊支持已經(jīng)廢棄 介質交換的介質存儲要求及文件格式規(guī)范 介質存儲應用程序規(guī)格 介質交換的介質格式及物理介質要求 打印管理及點對點通訊支持 灰度圖像顯示功能標準第31頁/共42頁PACS系統(tǒng)設備信息采集系統(tǒng)設備信息采集第32頁/共42頁 存儲格式標準化為 所有歐美先進 PACS 廠家都用正式 文件格式來儲存圖像 用 DICOM 3.0

17、 文件格式可以隨時加影像模式、加減和更改圖像文件的內(nèi)容 圖像壓縮方面 采用 DICOM 支持的標準壓縮算法，如 JPEG、JPEG Lossless、JPEG 2000、JPEG-LS 和 Deflate 等。第33頁/共42頁PACS 圖像管理和歸檔的技術圖像管理和歸檔的技術 圖像從影像設備 (Modality Scanner) 傳到 PACS 服務器有幾個目的: 供醫(yī)生影像工作站調(diào)用 分發(fā)給臨床主治醫(yī)師和會診專家 當成病歷的一部分歸檔長期保存以備后用 近年PACS 圖像管理和歸檔的技術發(fā)展主要體現(xiàn)在下列幾方面： 內(nèi)部存儲格式標準化為 采納標準壓縮算法來壓縮圖像文件。 三級儲存模式 (在線、近線和離線) 已經(jīng)轉變成兩級 (在線和備份) 第34頁/共42頁PACS系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖第35頁/共42頁PACStationsTM 業(yè)務流程業(yè)務流程Medi-PACSTMPACS系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖PACS系統(tǒng)第36頁/共42頁 PACS使醫(yī)學圖像的處理以及現(xiàn)代化醫(yī)院放射科對其他科室的服務模式進入一個新紀元。它不僅僅是數(shù)字化技術,計算機技術,網(wǎng)絡技術和通訊技術在醫(yī)院與放射科應用,推廣和普及的過程!同時它更是醫(yī)療觀念更新,醫(yī)療體制改革過程中的重要一步. 隨著中日韓在高質量的醫(yī)療設施采用PACS系統(tǒng)提高 醫(yī)護標準,亞太地區(qū)將繼歐美之后將成為第3大PACS市場