醫(yī)學(xué)信息學(xué)詳解演示文稿

醫(yī)學(xué)信息學(xué)詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共83頁。（優(yōu)選）醫(yī)學(xué)信息學(xué)當(dāng)前2頁，總共83頁。第一節(jié)常用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備簡介宏觀

微觀體表體內(nèi)結(jié)構(gòu)功能靜態(tài)動態(tài)目前的各種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備只能反映人體某一方面的信息，且對人體有不同的靈敏度和分辨率，因而有著各自的適用范圍和局限性。當(dāng)前3頁，總共83頁。1895年，Ｘ光的發(fā)現(xiàn)者倫琴，1901年獲諾獎(jiǎng)X線圖像及成像設(shè)備利用人體器官和組織對X線的衰減不同，透射的X線的強(qiáng)度也不同這一性質(zhì)，檢測出相應(yīng)的二維能量分布，并進(jìn)行可視化轉(zhuǎn)換，從而可獲取人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。當(dāng)前4頁，總共83頁。計(jì)算機(jī)X線攝影（CR)

利用激活熒光體，熒光體含有收集器，收集入射的X射線激活的電子構(gòu)成潛影，并由激光讀出成像信息，形成數(shù)字式平片圖像。與常規(guī)膠片圖像的形成過程相比，CR所需的X線劑量較少，能用較低的X線劑量得到清晰圖像?？衫糜?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行一系列處理，從而改善圖像的清晰度和對比度等性能，挖掘更多的可視化診斷信息。

計(jì)算機(jī)X線攝影（computedradiography，CR)當(dāng)前5頁，總共83頁。數(shù)字X線攝影（DR）是在X線影像增強(qiáng)器－電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行存儲、分析、顯示的技術(shù)。數(shù)字X線攝影包括硒鼓方式、直接數(shù)字X線攝影（directdigitalradiography，DDR）和電荷藕合器件（chargecoupleddevice，CCD）攝像機(jī)陣列方式等。

數(shù)字X線攝影（digitalradiography，DR)肺癌DR片當(dāng)前6頁，總共83頁。數(shù)字減影血管造影（DSA）是利用數(shù)字圖像處理技術(shù)中的圖像幾何運(yùn)算功能，將造影劑注入前后的數(shù)字化X線圖像進(jìn)行相減操作，獲得兩幀圖像的差異部分—被造影劑充盈的血管圖像。DSA類型時(shí)間減影、能量減影、混合減影、數(shù)字體層攝影減影等。應(yīng)用腦血管瘤及血管畸形的檢查介入手術(shù)基礎(chǔ)輔助技術(shù)數(shù)字減影血管造影（DigitalSubtractionAngiography，DSA)當(dāng)前7頁，總共83頁。X線CT圖像是以測定X射線在人體內(nèi)的衰減系數(shù)為物理基礎(chǔ)，采用投影圖像重建的數(shù)學(xué)原理，經(jīng)過計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算，求解出衰減系數(shù)數(shù)值在人體某斷面上的二維分布矩陣，然后將該二維分布矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸?shí)圖像的灰度分布，從而實(shí)現(xiàn)建立斷層圖像的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。概括地說，X線CT圖像的本質(zhì)是衰減系數(shù)成像。優(yōu)點(diǎn)：能獲得真正的斷面圖像，具有非常高的密度分辨率，可準(zhǔn)確測量各組織的X線吸收衰減值，并通過各種計(jì)算進(jìn)行定量分析。X線CT圖像（ComputerizedTomography，CT）當(dāng)前8頁，總共83頁。螺旋CT機(jī)是目前世界上最先進(jìn)的CT設(shè)備之一，其掃描速度快，分辨率高，圖像質(zhì)量優(yōu)。用快速螺旋掃描能在15秒左右檢查完一個(gè)部位，能發(fā)現(xiàn)小于幾毫米的病變，如垂體微腺瘤及小動脈瘤等。功能全面，能進(jìn)行全身各部檢查，可行多種三維成像，如CT血管造影、器官表面重建及仿真腸道、氣管、血管內(nèi)窺鏡檢查。可進(jìn)行實(shí)時(shí)透鏡下的CT導(dǎo)引穿刺活檢。16排、32排、64排?！芭拧笔侵窩T掃描機(jī)探測器的陣列數(shù)，一般排數(shù)越多，探測器寬度越寬，一次掃描完成的寬度越大當(dāng)前9頁，總共83頁。CR、DR、DSA和X機(jī)都是平面X線成像，X光機(jī)是膠片，CR采用ip板，DR是直接數(shù)字成像。CT是斷層掃描，可重構(gòu)三維圖像。體表->體內(nèi)平面->立體倫琴對科學(xué)做出的偉大貢獻(xiàn)，1901年被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。倫琴成為諾貝爾獎(jiǎng)設(shè)立后的第一位獲獎(jiǎng)?wù)?。?dāng)前10頁，總共83頁。超聲US圖像頻率高于2萬赫茲的聲波稱為超聲波。超聲成像就是利用超聲波在人體內(nèi)部傳播時(shí)組織密度不連續(xù)性形成的回波進(jìn)行成像的技術(shù)。依據(jù)波束掃描方式和顯示技術(shù)的不同，超聲圖像可分為：A型顯示、M型顯示、斷層圖像的B型顯示和多普勒D型顯示等。當(dāng)前11頁，總共83頁。三維超聲成像。

具有強(qiáng)圖像立體感.分為靜態(tài)三維成像和動態(tài)三維成像，動態(tài)三維成像由于把時(shí)間的因素加進(jìn)去，用整體顯像法重建感興趣區(qū)域準(zhǔn)確實(shí)時(shí)活動的三維圖像（又稱四維）。當(dāng)前12頁，總共83頁。醫(yī)用紅外圖像人體是天然熱輻射源，利用紅外線探測器檢測人體熱源深度及熱輻射值，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，送入?jì)算機(jī)進(jìn)行成像。紅外圖像用來診斷與溫度有關(guān)的疾病。系統(tǒng)根據(jù)正常異常組織區(qū)域的熱輻射差，得出細(xì)胞新陳代謝相對強(qiáng)度分布圖，即功能影像圖，用于對淺表部位腫瘤、乳腺癌及皮膚傷痛等疾病的診斷。當(dāng)前13頁，總共83頁。內(nèi)窺鏡圖像內(nèi)窺鏡是一種直接插入人體的腔管內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察表面形態(tài)的光學(xué)診斷裝置。光纖內(nèi)窺鏡使用的纖維束有兩種，一種是傳遞光源以照明視場的導(dǎo)光束；另一種是回傳圖像的傳像束。電子內(nèi)窺鏡的發(fā)明為內(nèi)窺鏡影像的臨床應(yīng)用提供了一種新的技術(shù)，具有輪廓清晰、可以定量測量等特點(diǎn)，三維立體內(nèi)窺鏡系統(tǒng)還可產(chǎn)生逼真的立體圖像。當(dāng)前14頁，總共83頁。膠囊內(nèi)窺鏡(capsuleendoscopy)

膠囊內(nèi)窺鏡由七部分組成，透明外殼、光源、成像元件、傳感器、電池、發(fā)射和接收模塊組成。圖像、溫度、pH值等傳感器檢測部件檢測消化道內(nèi)信息，該信息經(jīng)過信號處理部件的處理經(jīng)無線發(fā)射部件發(fā)送至體外。體外接收機(jī)接受信號，經(jīng)過體外處理單元的處理，在終端顯示出來當(dāng)前15頁，總共83頁。顯微圖像顯微圖像是指利用顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)獲得的關(guān)于細(xì)胞、組織切片的二維影像。應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和形態(tài)計(jì)量學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞、組織的定量分析，并可進(jìn)行三維重組和動態(tài)顯示。癌細(xì)胞核分裂當(dāng)前16頁，總共83頁。眼科光學(xué)相干斷層掃描OCTOCT是近年迅速發(fā)展起來的一種光學(xué)診斷技術(shù)，可進(jìn)行活體眼組織顯微結(jié)構(gòu)的非接觸式、非侵入性斷層成像。工作原理與超聲非常相似，只是它使用的是光，而非超聲波。用在視網(wǎng)膜檢查，尤其是黃斑活體解剖結(jié)構(gòu)的檢測、眼底疾病定位和定性等方面當(dāng)前17頁，總共83頁。放射性核素圖像放射性核素成像技術(shù)是通過將放射性示蹤藥物引入人體內(nèi)，使帶有放射性核的示蹤原子進(jìn)入要成像的組織，然后測量放射性核素在人體內(nèi)的分布來成像的一種技術(shù)。放射性核素成像技術(shù)能夠反映人體內(nèi)的生理生化過程，能夠反映器官和組織的功能狀態(tài)，可顯示動態(tài)圖像，是一種基本無損傷的診斷方法。按照放射性核素種類的不同，可以分為單光子發(fā)射成像(SinglePhotonEmissionTomography，SPECT)和正電子發(fā)射成像(PositronEmissionTomography，PET)。因?yàn)镾PECT和PET都是對從病人體內(nèi)發(fā)射的γ射線成像，所以統(tǒng)稱為ECT。當(dāng)前18頁，總共83頁。單光子發(fā)射成像(SPECT)心臟的三維重建腦骨骼當(dāng)前19頁，總共83頁。正電子發(fā)射成像(PET)放射性同位素注入人體，同位素的正電子在湮滅時(shí)發(fā)射伽瑪射線，經(jīng)檢測器陣列接收，根據(jù)接收強(qiáng)度成像。可以反映活體靶組織在某一時(shí)刻的血流灌注、糖/氨基酸/核酸/氧代謝或受體的分布及活性狀況，可同時(shí)給出相應(yīng)的活性生理功能參數(shù)GE公司SPECT/PET、CT組合當(dāng)前20頁，總共83頁。磁共振圖像（MRI）系統(tǒng)通過對處在靜磁場中的人體施加某種特定頻率的射頻脈沖，使人體組織中的氫原子受到激勵(lì)而發(fā)生磁共振現(xiàn)象，當(dāng)中止RF脈沖后，氫原子在馳豫過程中發(fā)射出射頻信號而成像的。磁共振波譜分析是MRI技術(shù)研究的熱門課題，有可能在獲得病人解剖結(jié)構(gòu)信息的同時(shí)又得到功能信息。磁共振圖像（MagneticResonanceImaging，MRI）當(dāng)前21頁，總共83頁。醫(yī)學(xué)圖像簡介按信號方式區(qū)分：

-模擬圖像：人眼看到的景物圖像及用照相機(jī)拍的照片和X線底片等利用光學(xué)、化學(xué)等技術(shù)方法和相應(yīng)設(shè)備，對圖像本身進(jìn)行的加工和處理所得到的圖像，如X膠片。

-數(shù)字圖像：用數(shù)碼相機(jī)或數(shù)字化儀器獲得的能直接在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理的數(shù)字化的圖像數(shù)字圖像相比模擬圖像有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是可以方便的改善圖像質(zhì)量，提高人眼對圖像的視覺效果。例如對圖像的亮度、對比度和彩色進(jìn)行變換；增強(qiáng)感興趣部分、抑制不感興趣部分；對圖像進(jìn)行變形矯正等。二是可以靈活的提取圖像中所包含的某種特征信息，如形狀特征、紋理特征、灰度顏色特征、邊界特征、頻率特征等信息，供計(jì)算機(jī)分析圖像時(shí)使用；三是可對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼及壓縮，以便圖像處理、存儲和傳輸?shù)?。?dāng)前22頁，總共83頁。按記錄方式區(qū)分：

-位圖：位圖圖像是由固定的像素構(gòu)成，其中每一個(gè)像素都有其特定的位置和顏色值，圖像是像素(點(diǎn))的集合，它以與屏幕相對應(yīng)的存儲單元來記錄和處理圖像。DICOM采用的是位圖的方式。

優(yōu)點(diǎn)：色彩顯示自然柔和逼真。

缺點(diǎn)：圖像在放大或縮小的轉(zhuǎn)換過程中由于象素沒有改變會導(dǎo)致失真，且隨著圖像精度提高或尺寸增大，所占用的磁盤空間也急劇增大。

-矢量圖：是以數(shù)學(xué)方式來記錄圖像的，由軟件制作而成。

優(yōu)點(diǎn)：信息存儲量小，分辨率完全獨(dú)立，在圖像的尺寸放大或縮小過程中圖像的質(zhì)量不會受到絲毫影響，而且它是面向?qū)ο蟮?，每一個(gè)對象都可以任意移動、調(diào)整大小或重疊，所以很多3D軟件都使用矢量圖。

缺點(diǎn)：用數(shù)學(xué)方程式來描述圖像，運(yùn)算比較復(fù)雜，而且所制作出的圖像色彩顯示比較單調(diào)，圖像看上去比較生硬，不夠柔和逼真。當(dāng)前23頁，總共83頁。當(dāng)前24頁，總共83頁。按是否變化區(qū)分：

-靜態(tài)圖像:

指一幅圖像顯示出來以后，在不對其進(jìn)行修改時(shí)它在長時(shí)間內(nèi)是不變的，是靜止不動的醫(yī)學(xué)圖像大部分是靜態(tài)圖像:CT,X,MRI

-動態(tài)圖像:超聲、內(nèi)鏡

-視頻圖像當(dāng)前25頁，總共83頁。醫(yī)學(xué)圖像的參數(shù)醫(yī)學(xué)圖像最常見的是數(shù)字化的靜態(tài)的位圖圖像。顏色：圖像中像素可以區(qū)別的顏色數(shù)目，如單色、4色、16色、256色、24位真彩色等，顏色越豐富，圖像的表現(xiàn)能力越強(qiáng)灰度：像素的亮度，用于表示黑白照片象素之間的可區(qū)分程度，用灰度級來表示，灰度級越高，黑白圖像的表現(xiàn)力越強(qiáng)，層次感越好。彩色圖像：640x480x256(寬度像素x高度像素x顏色數(shù))灰度圖像：640x480x256(寬度像素x高度像素x灰度級數(shù))當(dāng)前26頁，總共83頁。數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的特點(diǎn)：二高一大（高分辨率、高精度和大數(shù)據(jù)量）

醫(yī)學(xué)影像信息容量表名稱一幅圖像容量每次圖像數(shù)總?cè)萘緿SA512×512×815-404-10MBMRI256×256×12(16)608MBCT512×512×12(16)4020MBCR2048×2048×12216MBDR2048×2048×12216MB當(dāng)前27頁，總共83頁。第二節(jié)PACS系統(tǒng)的概念及發(fā)展歷史一PACS系統(tǒng)概念

PACS（PictureArchivingandComuniationsSystem）即圖像存儲與傳輸系統(tǒng)，是應(yīng)用于醫(yī)院的各種數(shù)字醫(yī)療影像設(shè)備如CT、MR、US、內(nèi)鏡、DSA、CR、DR等設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像信息的采集、存儲、管理、診斷、信息處理的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。硬件和軟件系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，許多概念、關(guān)鍵技術(shù)發(fā)生了很大的變化。從影像管理到影像診斷，從診斷到更大范圍和更高層面管理和應(yīng)用。影像管理-->診斷-->管理當(dāng)前28頁，總共83頁。當(dāng)前29頁，總共83頁。二PACS系統(tǒng)的發(fā)展歷史PACS的概念提出于80年代初。建立PACS的想法主要是由兩個(gè)主要因素引起的：一是數(shù)字化影象設(shè)備，如CT設(shè)備等的產(chǎn)生使得醫(yī)學(xué)影象能夠直接從檢查設(shè)備中獲?。涣硪粋€(gè)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得大容量數(shù)字信息的存儲、通訊和顯示都能夠?qū)崿F(xiàn)。從PACS的技術(shù)發(fā)展來看，可分為三個(gè)階段第一階段（80年代中期-90年代中期）第二階段（90年代中期-上世紀(jì)末）第三階段（上世紀(jì)末-現(xiàn)在）當(dāng)前30頁，總共83頁。第一階段（80年代中期-90年代中期）計(jì)算機(jī)自身性能有限，CPU主頻僅幾十兆，內(nèi)存只有64兆字節(jié)，而且價(jià)格昂貴。研究主要集中在如何用有限的計(jì)算機(jī)資源處理大容量的數(shù)字圖像，如用各種算法優(yōu)化、硬件加速等。而顯示技術(shù)也不能保證圖像顯示的一致性。因?yàn)闆]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同設(shè)備的圖像交換困難，DICOM標(biāo)準(zhǔn)開始出現(xiàn)。這一時(shí)期的PACS系統(tǒng)以單機(jī)為主，速度慢，功能單一，基本上沒有RIS(RadiologyInformationSystem),顯示質(zhì)量不高，人們普遍認(rèn)為不可能用軟拷貝代替膠片。PACS顯然不能滿足臨床的需要。當(dāng)前31頁，總共83頁。第二階段（90年代中期-上世紀(jì)末）計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是PC機(jī)性能的大大提高，使PACS用戶終端的速度和功能加強(qiáng)了。而顯示技術(shù)的發(fā)展和顯示質(zhì)量控制軟件的出現(xiàn)，圖像顯示質(zhì)量基本達(dá)到讀片要求，PACS的診斷價(jià)值開始得到臨床的認(rèn)可。應(yīng)診斷報(bào)告和信息保存的要求，RIS系統(tǒng)出現(xiàn)。臨床的應(yīng)用使人們關(guān)注工作流的問題，即在檢查登記、圖像獲取、存儲、分發(fā)、診斷等等的步驟中PACS如何與RIS溝通，提高工作效率。當(dāng)前32頁，總共83頁。第三階段（上世紀(jì)末-現(xiàn)在）DICOM標(biāo)準(zhǔn)被廣泛接受，PACS、RIS開始與HIS全面整合，PACS被用于遠(yuǎn)程診斷。顯示質(zhì)量控制軟件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新的顯示設(shè)備的出現(xiàn)，淡化了溫度、壽命對顯示器顯示質(zhì)量的影響。PACS系統(tǒng)中引進(jìn)臨床專用軟件，以利于輔助診斷和治療。無膠片化的進(jìn)程，促使人們開始研究PACS系統(tǒng)的安全性。當(dāng)前33頁，總共83頁。StandaloneWorkstationEnterpriseImageManagementPACSEvolution1980s1990sCurrentGenerationModalityarchiving–simplestoragesystemsIndividualmodalitybasedsystemsNoworkflowMulti-modalitysystemsFocusonworkflowSimpleRISintegrationusinginterfaces/brokersLimitedenterpriseworkflowNoITintegrationModalityArchiveDepartmentWorkflowEnterprisesolution–hospitals,clinicsIntegratedRIS/PACSworkstationWebbasedconnectivitywithreferringphysiciansStandaloneadvancedclinicalappsEnterpriseWorkflowRISDBCRMR/CT,etc.DiagnosticWSWebIntegratedRIS/PACSWSAdvancedApps當(dāng)前34頁，總共83頁。1醫(yī)院2管理3患者4醫(yī)生三建設(shè)PACS系統(tǒng)的意義當(dāng)前35頁，總共83頁。當(dāng)前36頁，總共83頁。當(dāng)前37頁，總共83頁。當(dāng)前38頁，總共83頁。四PACS的發(fā)展現(xiàn)狀制約PACS發(fā)展的技術(shù)和價(jià)格瓶頸已經(jīng)被打破，網(wǎng)絡(luò)、存儲、顯示、數(shù)據(jù)庫等已經(jīng)非常成熟。PACS的軟件經(jīng)過30年的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)完善和實(shí)用，價(jià)格已經(jīng)降到可以接受的水平。大部分醫(yī)院已經(jīng)上了HIS,有了相當(dāng)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和技術(shù)隊(duì)伍。影像設(shè)備都支持DICOM3.0接口。當(dāng)前39頁，總共83頁。圖像第三節(jié)PACS的功能與業(yè)務(wù)流程影像采集影像存儲影像傳輸影像顯示影像處理當(dāng)前40頁，總共83頁。當(dāng)前41頁，總共83頁。一影像采集醫(yī)學(xué)影像非數(shù)字化接口采集卡DICOM網(wǎng)關(guān)數(shù)字化但非DICOM3.0格式的接口標(biāo)準(zhǔn)DICOM3.0接口DICOM網(wǎng)關(guān)影像服務(wù)器DICOM文件病人信息病人信息病人信息當(dāng)前42頁，總共83頁。支持DICOM3.0的設(shè)備:當(dāng)前43頁，總共83頁。不支持DICOM3.0但為數(shù)字化的設(shè)備:骨密度測量儀熱成像儀DICOM網(wǎng)關(guān)當(dāng)前44頁，總共83頁。膠片等其它圖像:當(dāng)前45頁，總共83頁。二影像存儲影像存儲并不是單純的影像存儲，而是追求更為有效和安全管理的PACS系統(tǒng)的核心部門。在存儲影像的數(shù)據(jù)庫方面，要結(jié)合醫(yī)院實(shí)際情況和業(yè)務(wù),徹底分析影像信息及與影像相關(guān)的所有信息。為了管理如此大容量的信息，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)必須使用通過安全性檢驗(yàn)的商用產(chǎn)品。存儲設(shè)備同樣需要穩(wěn)定性，可靠性和數(shù)據(jù)的管理方法，同時(shí)因多數(shù)用戶同時(shí)接入設(shè)備中，所以對設(shè)備的性能，配置要求比較高。當(dāng)前46頁，總共83頁。1分級存儲策略：本地存儲：影像工作站本地硬盤。為了提高顯示速度，通常在院和15d以內(nèi)病人的影像信息以本地保存。影像工作站硬盤選擇根據(jù)需求大小。在線存儲(短期)：保存醫(yī)院全部病人的醫(yī)學(xué)影像，供全院各科室在預(yù)先授權(quán)下，隨時(shí)、快速調(diào)閱和查詢，一般可以在線保存3-6個(gè)月的影像。近線存儲(中期)：通常保存5年以內(nèi)病人的影像信息。離線存儲(長期)：超過5年的影像。當(dāng)前47頁，總共83頁。短期存儲設(shè)備(在線存儲)RAID，是RedundantArrayofIndependentDisks的縮寫，并行存儲和傳送當(dāng)前48頁，總共83頁。RAID1：由主硬盤和鏡像硬盤各一半的結(jié)構(gòu)，安全性增加，需要的費(fèi)用較多。RAID1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAlD級別上來說是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%，是所有RAID級別中最低的。使用RAID-1，寫入到硬盤0的所有東西的副本被寫入它的鏡像硬盤。RAID-1的好處是如果一個(gè)硬盤壞了，你有一個(gè)能夠提取的完美工作備份，直到你更換了壞掉的硬盤。支持“熱替換”RAID1當(dāng)前49頁，總共83頁。中期存儲設(shè)備(近線存儲)解決方案(1)直接附加存儲DAS（DirectAttachedStorageDAS）(2)存儲附加網(wǎng)絡(luò)（NetWorkAttachedStorageNAS）(3)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（StorageAreaNetWorkSAN）當(dāng)前50頁，總共83頁。DASNASSAN優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)現(xiàn)容易成本低易于使用和管理可靠性高可靠性高擴(kuò)展靈活存儲量大高速存儲缺點(diǎn)擴(kuò)展性差占用服務(wù)器資源增加網(wǎng)絡(luò)開銷應(yīng)用廣泛通用性差實(shí)現(xiàn)較難成本高三種中期存儲設(shè)備解決方案的比較當(dāng)前51頁，總共83頁。長期存儲設(shè)備(離線存儲)作為備份設(shè)備采用磁帶庫系統(tǒng)方式，定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份,以確保發(fā)生故障之后能夠復(fù)原數(shù)據(jù)。當(dāng)前52頁，總共83頁。磁盤陣列和磁帶庫的區(qū)別？磁盤陣列RAID:多個(gè)磁盤被同時(shí)讀寫，共同協(xié)作，用來存取數(shù)據(jù)，組成的高性能高可靠性的陣列磁帶庫:用來存數(shù)據(jù)，存好放起來，由于性能低下，并不能實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶請求，就是作為個(gè)數(shù)據(jù)倉庫，用來長久的存放數(shù)據(jù)。當(dāng)前53頁，總共83頁。三影像傳輸:速度對整個(gè)PACS的成敗有著非常重要的影響1PACS影像傳輸流程影像服務(wù)器非數(shù)字化設(shè)備采集工作站DICOM網(wǎng)關(guān)數(shù)字化但非DICOM格式的設(shè)備DICOM設(shè)備磁帶庫/光盤庫瀏覽工作站診斷工作站診斷工作站瀏覽工作站當(dāng)前54頁，總共83頁。2提高影像傳輸速度的方法：增加網(wǎng)絡(luò)帶寬：將檢查科室和臨床醫(yī)生工作站的網(wǎng)絡(luò)帶寬從l0M升級到l00M。將影像服務(wù)器設(shè)在影像樓，這樣影像科室就能在1個(gè)網(wǎng)段內(nèi)調(diào)閱病人影像服務(wù)器采用多網(wǎng)卡，增加服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)帶寬。影像后臺自動傳輸：就是影像服務(wù)器根據(jù)HIS檢查信息將生成的DIC0M文件由后臺自動發(fā)送到診斷工作站和提出檢查申請的臨床瀏覽工作站。這樣要調(diào)閱病人影像時(shí)其影像已在本地機(jī)器，從而提高醫(yī)生瀏覽速度。分級調(diào)度管理：把診斷工作站或?yàn)g覽工作站中的一臺設(shè)為分中心。通常影像服務(wù)器只把影像分發(fā)到分中心，其余工作站的影像信息由分中心分發(fā)，這樣既保證了醫(yī)生能在任意一臺工作站上調(diào)閱病人影像，又減輕了影像服務(wù)器壓力，從而提高了影像傳輸速度。當(dāng)前55頁，總共83頁。分級調(diào)度示意圖影像服務(wù)器放射科分中心臨床科分中心……分中心放射科1放射科3臨床科1臨床科5………………當(dāng)前56頁，總共83頁。當(dāng)前57頁，總共83頁。3圖像壓縮提高影像傳輸速度的另一方法是圖像壓縮圖像壓縮技術(shù)是PACS中優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)?、不可或缺的重要工具。圖像壓縮的目的：在確保診斷準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，通過減少圖像數(shù)據(jù)的冗余度來節(jié)約儲存管理的成本，提升傳輸?shù)男省．?dāng)前58頁，總共83頁。圖像壓縮技術(shù)的分類無損壓縮(losslesscompression)

優(yōu)點(diǎn)：可完整重建源圖像而不導(dǎo)致任何圖像信息損失

缺點(diǎn)：圖像壓縮比≤1.5:1～4:1有損壓縮(lossycompression)

優(yōu)點(diǎn)：可達(dá)到相當(dāng)高的圖像壓縮比

缺點(diǎn)：重建的圖像丟失部份信息，源圖像不能完全重建顯然，有損壓縮在PACS傳輸中具有更大的實(shí)用價(jià)值。當(dāng)前59頁，總共83頁。圖像壓縮技術(shù)在醫(yī)學(xué)臨床上的應(yīng)用鑒于有損壓縮有可能丟失具診斷價(jià)值的信息，影響醫(yī)學(xué)影像的診斷準(zhǔn)確性，關(guān)于它在臨床上是否適用，一直存有爭議。美國放射學(xué)院(ACR)：ACRStandardforTeleradiology-在確保臨床診斷所需的圖像質(zhì)量前提下，由醫(yī)師自行決定采用何種壓縮方法(包括有損和無損壓縮)。

-凡壓縮圖像，必須標(biāo)示所采用的壓縮方法和壓縮比率。

-負(fù)責(zé)醫(yī)師必須定期檢查評估系統(tǒng)所用的壓縮方法與比率，確保臨床影像的質(zhì)量。當(dāng)前60頁，總共83頁。無損壓縮無損壓縮算法通常包括圖像分解和編碼兩個(gè)步驟霍夫曼編碼游程編碼LZW編碼當(dāng)前61頁，總共83頁。有損壓縮醫(yī)學(xué)上常用的有損圖像壓縮算法包括：離散余弦變換(DCT)編碼

-如：舊有的JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)，目前應(yīng)用最廣小波(Wavelet)變換編碼

-如：新頒布的JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)，有后來居上之勢分形基(Fractal)編碼

-適用于一般彩色圖像當(dāng)前62頁，總共83頁。醫(yī)學(xué)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG(jointphotographicexpertgroup，聯(lián)合圖片專家組)：靜止圖像的壓縮編碼MPEG(movingpictureexpertgroup，運(yùn)動圖像專家組)：運(yùn)動圖像的壓縮編碼當(dāng)前63頁，總共83頁。DICOM標(biāo)準(zhǔn)與圖像壓縮技術(shù)DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)都支持JPEG圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。DICOM標(biāo)準(zhǔn)委員會WorkGroup4負(fù)責(zé)篩選適用于醫(yī)學(xué)影像的圖像壓縮方法，它與聯(lián)合專家小組(JPEG)保持密切聯(lián)系，確保新制定的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如：JPEG2000，充分考慮醫(yī)學(xué)影像的特殊需要。2001年9月，DICOM標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)將JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)Part1納入DICOM標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充文件。當(dāng)前64頁，總共83頁。有損壓縮和無損壓縮對圖像質(zhì)量影響的對比研究-雙盲法(上海第二醫(yī)科大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院)標(biāo)準(zhǔn)有損壓縮(10:1)圖像與無損壓縮(3:1)圖像質(zhì)量比較(1947幅)

-有損壓縮與無損壓縮的圖像質(zhì)量被判定為相同—占97.35%；

-有損壓縮的圖像質(zhì)量被判定為優(yōu)于無損壓縮的圖像質(zhì)量—25幅圖像；

-有損壓縮的圖像質(zhì)量低于無損壓縮的圖像質(zhì)量—28幅圖像，不過兩位讀片者均認(rèn)為這些圖像不影響診斷。高比率有損壓縮(20:1)圖像與無損壓縮(3:1)圖像質(zhì)量比較(1727幅)

-有損壓縮與無損壓縮的圖像質(zhì)量被判定為相同—占86.35%；

-有損壓縮的圖像質(zhì)量被判定為優(yōu)于無損壓縮的圖像質(zhì)量—4幅圖像

-高比率有損壓縮的圖像質(zhì)量低于無損壓縮的圖像質(zhì)量—269幅圖像，但兩位讀片者都認(rèn)為這些圖像不影響診斷。肉眼無法區(qū)分無損壓縮(壓縮比為3:1)和標(biāo)準(zhǔn)壓縮比(10:1)的有損壓縮圖像，甚至較難區(qū)分部分高壓縮比(20:1)的有損壓縮圖像。因此有損壓縮的圖像完全可以運(yùn)用到臨床影像診斷中去，適度的有損壓縮不會影響臨床診斷的準(zhǔn)確性。當(dāng)前65頁，總共83頁。PACS系統(tǒng)中的具體圖像壓縮方案醫(yī)院PACS系統(tǒng)可以同時(shí)采用無損壓縮和有損壓縮，其中有損壓縮算法采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)。原則：根據(jù)臨床工作實(shí)際需求，對不同備份的影像采取不同的壓縮方法與壓縮比，從而既保證醫(yī)學(xué)影像診斷所需要的圖像質(zhì)量，又可以增加主服務(wù)器上所能在線保存的影像數(shù)量。當(dāng)前66頁，總共83頁。PACS系統(tǒng)中的具體圖像壓縮方案主服務(wù)器上的影像：3-6個(gè)月內(nèi)(在線存儲)取無損壓縮，主要供放射科診斷及部分對圖像質(zhì)量要求較高的臨床科室使用；6個(gè)月(近線存儲)以后的圖像取10:1的有損壓縮，主要用于圖像的回顧對照。前置服務(wù)器上的圖像：取10:1的有損壓縮，主要供一些對影像質(zhì)量要求不高的臨床科室使用，并可降低主服務(wù)器的壓力。后備服務(wù)器上的影像：取無損壓縮離線備份的影像：取無損壓縮，以備長期存檔和舉證之用。當(dāng)前67頁，總共83頁。四影像顯示與顯示器傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)圖像診斷：“熒光屏--膠片--燈箱”組合模式

PACS中圖像診斷：“數(shù)字圖像信息--監(jiān)視器”或“膠片--數(shù)字化儀--監(jiān)視器”組合模式

顯示器是PACS組成中的一個(gè)重要部分，它直接關(guān)系到PACS所顯示的圖像質(zhì)量并影響到軟讀片的準(zhǔn)確性。另外顯示器在整個(gè)PACS建設(shè)的投資中也占有相當(dāng)?shù)谋壤?。因此如何合理選擇和配置顯示器，在PACS建設(shè)中具有重要意義。當(dāng)前68頁，總共83頁。影響"顯示器"顯示圖像質(zhì)量主要因素1顯示器本身的性能

-灰階：假設(shè)灰階是10BIT，就表明從最黑到最百的變化過程是2**10=1024個(gè)變化。(醫(yī)用專業(yè)高灰階顯示器)

-圖像幾何形狀:尺寸、位置、方向

-空間分辨率

-亮度

-穩(wěn)定性:不出現(xiàn)過度閃爍

-偽影:疊影，黑白交換的疊影等

-與色彩相關(guān)的性能:色彩穩(wěn)定性,色平衡等當(dāng)前69頁，總共83頁。2環(huán)境條件-建議軟讀片室的環(huán)境:

(1)保證軟讀片室有較暗的讀片環(huán)境。

(2)軟讀片室燈光必須采用白熾燈或鹵素?zé)簟?/p>

(3)軟讀片室絕對不能使用熒光燈，以防止頻閃，影響讀片。

(4)軟讀片室內(nèi)每個(gè)讀片終端最好各自配備一個(gè)可調(diào)燈光，以確保滿足每一個(gè)人的對環(huán)境亮度的個(gè)性需要，提高讀片質(zhì)量

(5)軟讀片室內(nèi)的墻壁最好選用低反射的墻壁涂料。

(6)軟讀片室內(nèi)的地板最好也選用暗的或亞光的油漆。

(7)讀片終端的桌面最好也選用低反射的桌面，這不光是為了確保讀片室的低亮度環(huán)境，也是為了防止影響光電鼠標(biāo)的準(zhǔn)確性。

(8)讀片終端顯示器必須遠(yuǎn)離高電磁輻射，以免影響顯示器上顯示的讀片質(zhì)量。當(dāng)前70頁，總共83頁。顯示器的檔次專用醫(yī)學(xué)高分辨率高亮度CRT顯示器(1K、1.5K、2K、及2K以上)等專用醫(yī)學(xué)高分辨率高亮度液晶顯示器(1K、1.5K、2K)等普通的大屏幕CRT顯示器(21‘、25’)附：各種分辨率

1024X768/768X1024

1280X1024/1024X12801M顯示器

1600X1200/1200X16002M顯示器俗稱1KX1K，或簡稱為1K。

2048X1536/1536X20483M顯示器

2560X2048/2048X25605M顯示器俗稱2KX2K，或簡稱為2K。當(dāng)前71頁，總共83頁。多屏顯示器單屏顯示器：空間占有小，投資成本略低，適合臨床科室的圖像瀏覽及一些空間較狹小讀片室內(nèi)使用。雙屏顯示器：投資成本略高，但較適合放射科診斷所用，因?yàn)樗茌^方便地提供雙屏圖像對照使用。4－8屏的多屏顯示器:在以前PACS剛推出時(shí)，是非常流行，但它空間體積大，投資成本高，目前的PACS已較少配置，目前主要用于會診及讀片討論。當(dāng)前72頁，總共83頁。當(dāng)前73頁，總共83頁。不同種類的醫(yī)學(xué)影像有不同的顯示器要求影像空間分辨率要求灰階分辨率要求Ｘ光片、CR、乳腺Ｘ片影像2Ｋ以上1024級-4096級ＣＴ、ＭＲＩ影像512x5124096級超聲、內(nèi)窺鏡影像320-512256級彩色影像病理影像512x512或1Kx1K256級彩色圖像當(dāng)前74頁，總共83頁。圖像顯示器的亮度是非常重要的。ACR建議最小亮度為50foot-Lamberts(英制單位,1fL＝3.426nits,nits為每平方米的燭光亮度)一般可用的亮度為65foot-Lamberts國外一些放射專家甚至要求120-140foot-Lamberts顯示器調(diào)節(jié)得越亮，則意味著，顯示器的壽命越短，醫(yī)生眼睛的疲勞程度也越大（圖像很暗，也會增加眼睛的疲勞程度）注意：關(guān)于圖像顯示器的亮度當(dāng)前75頁，總共83頁。五影像處理圖像和數(shù)據(jù)后處理功能:如直方圖均衡、圖像平滑處理、邊緣增強(qiáng)、窗寬、窗位的預(yù)設(shè)和連續(xù)調(diào)整、正負(fù)像旋轉(zhuǎn)、漫游以及長度、角度、面積測量等，以坐標(biāo)方式顯示CT值。具有無級縮放功能。多幅圖像同屏顯示，顯示矩陣可由用戶自定義。支持圖像黑白反轉(zhuǎn)、偽彩色等顯示功能。支持動態(tài)電影回放，并可同屏顯示同一病人不同設(shè)備檢查的多個(gè)動態(tài)電影圖像。同一屏幕可分格顯示病人的不同影像供診斷比較。圖像上可以添加任意形式的圖形或文字標(biāo)注，并可在激光相機(jī)上輸出。多途徑的圖像查詢和調(diào)閱(根據(jù)病人姓名、住院號、檢查號、ID號、檢查科室、檢查醫(yī)生、影像設(shè)備多種條件)。當(dāng)前