影像医学无胶片式管理浅析
1 PACS 的定义和内容
医学图像归档和传输系统中应设计相关的接口, 实现与医院信息管理系统( HIS)的无缝;连接。PACS采用国际标准 DICOM3.0协议, 可以同所有的数字化、非数字化(转换后)接口的医疗仪器通过网络连接, 组成大型的医学影像管理系统( RIS)。
2 PACS 的功能及作用
PACS要求有强大的图像处理与图像编辑功能:
( 1) 图像可以无级放大并有局部放大, 也可无级缩小并可局部缩小, 方便医生诊断病变部位并看到其全貌。
( 2) 可以根据需要设置不同灰度区域值的颜色, 便于医生分辨其不同的变化。
( 3) 连续采集的动态图像, 可以进行电影式回放, 速度可任意调节。
( 4) 可根据需要设置窗宽/ 窗位值。
( 5) 可在图像任意位置加注文字符号标识, 并可以打印在胶片上, 方便医生下次查找该图像以做参考。
( 6) 可自动测量出病灶部位的多种参数。
2.1 PACS要求提供两大类查询:
( 1) 复合查询,可以进行模糊查询和精确查询, 其中查询的项目很多(包括病人姓名、性别、年龄、设备、CT号、MR号、DSA号、X线号、光盘号、检查部位、病人编号、日期、图像数、住院号、门诊号、病房、床号、科别、转诊医院、临床怀疑等) , 这些项目可以进行关系运算和逻辑运算。
( 2) 简易查询, 在本地病人目录下可以进行模糊查询, 查询的项目( 包括姓名、编号、性别、设备、起止日期等) 可以自定义。
2.2PACS 系统还要求有下列功能:
( 1) 统计报告,统计报告是运行在PACS站点上的模块, 统计的内容全部和诊断关于。
( 2) 登记管理, 登记室将病人的CT/MR编号、科室、病床、介绍人、交费情况等录入电脑, 病人做完检查后, 图像传递到PACS站点中, 自动和登记信息合并到一起。其上的统计功能主要涉及总收入、病人数、开单人的回报等管理功能。
( 3) 图像借阅, 根据临床提出的检索条件, 查找关于影像, 将其放置到 PACS 服务器的共享设备中。临床科室可以通过其自己的密码, 用自己的电脑直接访问图像。借阅功能提供真正的无胶片化管理。
(4)PACS的报告系统要求满足检查科室对报告书写的各种要求, 并且写完后可以与病人图像信息一起存入数据库中, 为以后的查阅和修改提供方便。
诊断报告中的格式、字体, 以及报告项目和数据库中字段的对应关系都可以在诊断报告界面中自己定义和修改, 完成各种图文混排的报告格式。此外诊断报告还应具有多种报告词条及完整的报告模板,这样做可减少医生的录入工作量, 节省时间。
工作站上的用户权限面向设备和对该设备的操作。可分别限制的功能为浏览影像、写入影像、修改影像、浏览报告、写报告、修改报告、删除、列目录等。网络中的权限管理以虚拟的存储设备为中心, 将用户分为Owner, Group, Others 三类。建立用户使用档案, 设置用户使用权限, 分级管理用户口令, 使系统具有很好的安全性和保密性。图像和数据资料定期备份, 可自动修复由于断电或非正常退出而造成的数据丢失。
3 PACS的图像采集和存储
目前我国存在的各种医学成像设备, 只有近年的产品中有部分支持数字化DICOM3.0标准, 早期成像设备只有视频接口或只是胶片输出。PACS的图像采集有如下几种: 有完备的网络接口并符合DICOM3.0标准的成像设备可以用网络方式直接连接; 有网络接口对于非 DICOM标准接口的成像设备, 可以转换成 DICOM标准, 使用网络方式连接;有视频数字化接口, 但目前还存在标准视频和非标准视频接口的成像设备, 如X光机B超早期的CT机等, 要能够将视频数字化, 并能转换为DICOM3 0标准; 使用数字化暗盒设备, 改造传统的X光胶片成像方式为数字化成像方式, 转换为DICOM格式通过网络连接; 使用高清晰的数字化胶片扫描设备将现有的胶片数字化, 并转换为DICOM3.0标准。
PACS的数据存储: 可把图像分为短、中、长期来管理。短期: 按时间分一月或按医院统计数字来制定。这一阶段病人正处在进行诊断或治疗过程中,医生需要多次查阅该病人图像, 需要存储设备对图像存取和检索响应时间较快, 此时的病人图像信息总量并不很大。采用磁盘阵列( RAID)对短期图像进行存储。中期:如果病人图像在所规定的短期时间内未被调用, 存储区要从短期存储区转到中期存储区。这种图像的数目明显增加, 但是还要有可能被调用, 因此存储区要相应的加大和容易扩容, 此时采用CDRW光盘阵列塔作为存储介质, 可以任意增加存储量。长期图像: 两年以上未被调用的图像定义为长期图像, 转入长期存储区。由于长期图像的数目极大, 极少修改, 因此采用CD/ DVD光盘塔和数据流式线形磁带。每位医生同时可以根据自己的需要或者疾病类型定义多个存储空间, 保存自己感兴趣的病例。每个自定义存储都可以设置严格的权限保护, 可在任何一台电脑中查阅影像资料, 方便交流与典型病例的收集。无论主数据库如何删除图像, 此空间都不受影响。权限保护使得没有本人的许可, 其他人不能查看和操作其中的病例图像。存贮介质有下面几种:
( 1) CD R 存储、DVDR存储, 它具有操作简便、速度快、成本低廉等优点。
( 2) 磁盘阵列, 由于硬盘的容量不断增大, 使得用硬盘存储较多的图像资料成为可能。
( 3) 磁带存储, 就是用某些通用的磁带存储设备来保存病人数据。
( 4) 海量存储, 通过专用的接口与电脑连接(一般是SCSI接口) , 速度很快, 安全性高, 保存数据量极大, 从几T到几十T不等。存贮介质一般为磁带, 但由于设备带有自己的管理及缓存机制,所以速度比简易的磁带要快得多。海量存储具有无可比拟的优势, 但就现阶段的国情来讲太过昂贵, 在国内医院还没有被采用过。所以我们强烈推荐集中/ 分布存储, 即CD R结合 RAID,一个带有100G左右的RAID磁盘的高性能服务器来存储最近3个月的影像, 各个科室的影像数据分别在各个科室备份和存储。如果需要查找3个月前的影像, 需要存储影像的科室配合检索。这对目前科室的管理结构没有过多的改变, 同时拥有了大量的、快速的可检索病例, 所以性能价格比十分高。
4 PACS 的硬件配置和网络结构
我们在作出网络方案时必须在网络要求和紧张的预算之间做出平衡, 方案必须经济高效、可扩展。当需求提高时, 只须简易的升级, 而不是替换。要求服务器的配置为: RAID控制器、风扇、电源、动态存储均有冗余, CPU选P4×2, 内存512M, 硬盘要求1万转。这样可提高稳定性, 减少停机和数据丢失的风验。网络交换机和集线器均选10M/ 100M自适应双速机种, 方便网络参数变化和发展。
工作站选不带光驱、软驱的品牌计算机, 一方面可防病毒另外维护方便。计算机中心的UPS一定要选在线式以保服务器不断电。工作站UPS可选后备式。数据库统一采用SQL Server 2000方便网管人员维护网络。所有的系统操作请求均有严格的权限检查, 以防非法用户的入侵, 保护病人隐私权。连接PACS系统的医院管理网络。
5 PACS效益分析
PACS的管理对于医院带来好处是:
( 1) PACS
管理对于医院可减少各种相关费用如: 胶片购买费、化学药品费、保养存储费、查阅送片的人工费用。释放用于存储胶片和记录的大量有价值的空间, 提供网络化协同工作能力。
( 2) 可以实现资料
统计的自动化, 可对工作量和现实进行统计, 发现管理薄弱环节。可规范诊断报告, 同时产生电子病历, 形成社区电子病历中心。
( 3) 提供更快更有效
从医院获取病人信息的途径。通过与周围医院联合提供更多的医疗服务。使临床医生悉心照顾他们的病人, 扩大医院知名度。
( 4) PACS 管理对于影像
医生带来好处是: 快速得到病人的以往胶片, 几秒钟便获得检查数据, 多种图像直接参考对比 ( 如超声、核磁、CT、DSA 等) , 并进行相应图像处理,方便诊断。影像可以永久利用, 直接得到无失真的原始图像用于学术交流。
( 5) 病人在 PACS 管理后可减少住院时间、诊断更快和治疗更快。
信息化和数字化是当今技术发展主要推动力,信息技术( IT) 引发的社会各个行业的变革将是深远和难以估量的。医疗卫生工作作为技术依赖性很强的一个行业, 势必受到信息技术革命的巨大冲击。可以预见, 当信息流动取代了大部分不必要的医生、患者、病案资料、影像资料等实物移动后,社会的医疗卫生资源将会得到最为有效的利用。
[ 参考文献]
[ 1] 杨卫东.网络系统集成与工程设计[ M]科学出版社.
[ 2] 刘冀萍.医院影像传输系统的应用[ ]医疗装备,2002 10