HIS系统中的医学影象系统
一、HIS系统中医学影象系统概述
二、RIS系统的设计
三、PACS系统的设计
四、PACS 与HIS、RIS系统的连接
五、PACS系统的规划和建设
六、FPACS系统介绍
一、HIS系统中医学影象系统概述
? 在HIS系统中，医学影象系统应包括放射信息系统RIS、图象存档与通信系统PACS以及病理信息系统PIS（Pathology Information System）等内容。
? 也许是问世较早的原因，目前在医院中使用最多的是RIS和PACS系统。
1、什么是PACS
? PACS（Picture Archiving and Communication System）系统，是1981年由美国迈阿密大学医学院A.J.Duerinchx首先提出的。
? 它的基本作用是：
– 将不同地点所产生的医学数字图像，通过计算机网络送到中央数据管理系统进行存储处理，再由计算机网络送到各图像显示工作站，以供放射科或其它科室的医护人员调用。
2、什么是RIS？
? RIS（Radiology Information System）系统 是在PACS 系统后为适应临床放射科对影象诊断的要求而出现的影象信息系统。
? 在现代医学中，各种现代化放射设备对于临床诊断有着非常重要的作用。
? 从临床角度看，RIS 系统的作用在于：
– 帮助放射科医生从各种放射设备中获取病人的生理影象，以便医生根据得到的影象给出准确的诊断。
3、影象系统的发展概况
? 影象系统最早是随着PACS系统而发展起来的。PACS系统的发展大体经历了三个阶段：
– （1）初期阶段
– （2）成熟阶段
– （3）提高阶段
（1）初期阶段
? 初期阶段大约从20世纪80年代初期到90年代中期，这个阶段又分两个时期：
– 早期：
主要是将放射科一个科室的影象设备连接起来，对其图象进行集中存储，实现科室内部不同设备的图象资源和数字化影象的信息共享。
? 这个阶段主要是单机运行，速度慢，功能单一，不同设备之间的图象难以交换，基本还没有RIS系统，图象显示质量不高，基本不能满足临床需要。
– 后期：
为了实现PACS系统与病人的相关信息管理结合起来，具有信息登录、检查预约、查询、统计等功能，所以这个阶段催生了RIS系统的产生，也实现了PACS与RIS的融合，而且应用DCOM 统一了图象传输标准，从而实现了不同设备之间图象的相互交换。
这个阶段PACS系统通常称为数字化PACS（Digital PACS）。
（2）成熟阶段
? 成熟阶段大体在20世纪90年代中后期，这个阶段的主要特征是：
– 将医院所有的检查影象设备（涉及放射科、超声科、内窥镜室、病理科、核医学科等）连接起来，对其图象进行集中存储，实现科室内部不同设备的图象资源和数字化影象的信息共享。
– 这个阶段的PACS通常称为完全PACS系统，即Full PACS。
（3）提高阶段
? 这个阶段大体始于20世纪末期至今，其主要特征是：
– 随着PACS系统的不断使用和发展，PACS的功能不仅仅是存储和传输图象，而且也能进行图象分析和处理，同时逐渐实现了与RIS系统、HIS系统和LIS系统等不同功能的系统的融合。
– 这个阶段PACS通常称为Hi PACS系统（Hospital Integrated PACS） 。
二、RIS系统的设计
1、放射科的基本工作流程
2、RIS系统的基本功能组成
3、RIS系统的功能模块描述
1、放射科的基本工作流程
? 总体上说，放射科的工作流程主要包括两个阶段：一是拍片；二是读片。
– 所谓拍片，就是安排病人进行检查并获取图片（象）的过程。
– 所谓读片，就是阅读获取到的病人图片并产生诊断结果的过程。
2、RIS系统的基本功能组成
? RIS系统的基本任务就是要将放射科工作过程中所产生的各种信息，用计算机进行模拟和处理。
? 根据放射科的整个工作流程，不难看到，一个RIS系统的基本功能组成，可如下图所示：
3、RIS系统的功能模块描述
? 从上面系统组成可知，一个RIS系统一般具有：
– 检查预约、检查确认、计价处理、诊断报告、字典与模板管理、检查查询、统计处理、权限控制和系统维护等9个功能模块。
（1）检查预约
? 检查预约模块的基本功能是：接受需要放射设备检查的申请和预约。
? 申请和预约有4个入口：
– 门诊医生工作站、病房医生工作站、电话或Internet网以及放射科现场登记 等。
? 假如申请和预约是来自病房医生工作站，那么检查预约模块的功能是：
– 由放射科负责申请和预约工作站接受来自病房医生/护士工作站传送过来的病人检查申请和预约，该申请单包含有病人的基本信息和检查要求等信息。（住院医生在申请时，他是在医生工作站的申请和预约菜单中选择检查项目后，通过局域网传送给放射科的。）
– 当放射科接受到来自HIS系统医生/护士工作站的申请和预约后，随即进行确认，并对申请单的病人及其检查信息进行登记使其录入系统数据库中，同时将确认信息传回病房医生工作站。
（2）检查确认
? 检查确认模块的功能是：
– 当放射科向病房医生工作站返回确认信息后，还要形成一个检查工作单送给相关检查设备，以通知检查设备作好检查准备。
– 当病人到达放射科检查设备时，发射设备医生工作站的医生将再次确认病人的基本信息、检查内容、交费情况等。如果正常，则改变系统的预约状态，并开始检查操作。
（3）计价处理
? 计价处理模块的功能显而易见：
– 它应该是在确认申请和预约过程中执行的，因为只有病人在完成交费或记账后，才能实施检查。
– 另外，计价处理模块虽是RIS的一部分，但它也必须与HIS系统中财务系统相联系。
（4）诊断报告
? 诊断报告模块的功能是：
– 放射科医生在检查设备医生工作站根据检查的图象，书写诊断结果；
– 将诊断结果保存并传送给提出申请的病房医生/护士工作站。
– 诊断报告必须允许用户在权限允许情况下打印检查报告清单，而且可以根据需要在打印窗口设置并打印出不同的格式。
值得注意的一个问题：
? 在进行诊断时，应该允许通过放射科图象服务器或PACS系统的存储系统获取病人的历史资料，以便提供诊断的比照
（5）字典与模板管理
? 字典与模板管理模块的功能是：
– 为了提高医生书写诊断报告的工作效率和规范报告的格式，必须在RIS系统中创建必要的数据字典、诊断词库和检查模板，以供医生选用。
（6）检查查询
? 检查查询模块的功能是：
– 接受用户对检查的查询，既可查询现时的检查结果，也可查询历史的检查结果。
– 查询的条件应该是多种形式的，比如：
? 可按病人的ID号、姓名、住院号、检查名称、检查时间；
? 也可按申请医生或检查医生；
? 还可以根据检查报告的大致内容，如检查参数、检查印象、诊断建议或者某些标志如某个项目阳性等进行模糊查询等。
（7）统计处理
? 统计处理的功能主要体现在三个方面：
– 一是统计医护人员的工作量；
– 二是统计放射科检查项目的收费情况；
– 三是统计某种疾病的发病情况。
（8）权限控制
? 权限控制模块的功能是：
– 控制和限制未经授权的用户使用RIS系统。一般他必须包括以下一些权限：
? 检查申请和预约、浏览和查询、修改诊断报告、确认报告、打印报告、字典和模板修改等。
（9）系统维护
? 系统维护模块的功能与其他HIS系统中的系统维护模块基本相同，主要负责RIS系统的初始化处理等。
三、PACS系统的设计
1、PACS的基本组成
2、 PACS的功能设计
3、 PACS的标准
4、 PACS的规划和建设
1、PACS的基本组成
? 从功能结构来说，PACS系统通常由下面部分组成：
– 影像采集系统
– 影象存储系统
– PACS服务器控制系统
– 影象显示系统
– 影象输出系统
– 网络通信接口（如下示意图）。
2、 PACS的功能设计
（1）影象采集系统设计
（2）影象存储系统设计
（3）PACS服务器控制系统设计
（4）影象显示系统设计
（5）影象输出系统设计
（6）网络及通信系统设计
（1）影象采集系统设计
? 影象采集设计是整个图象信息系统设计的关键，它的好坏直接关系到图象信息系统的应用质量。
? 影象采集系统的基本功能是：
– 从各种不同类型的成像设备获取各种不同形式的数字图象信息，通过DCOM网关和软件子系统将其转换成DCOM格式的图象信息后送到PACS控制系统即PACS图象服务器。
? 在临床医学中，影象采集通常包括三个方面：
– 胶片或图片上的影象采集
– 视频信号图象的采集
– 数字图象的采集
胶片或图片上的影象采集
? 在发射科检查中，颅骨、胸部、乳房和骨骼等器官的检查结果一般是保存在X光胶片上。
? 由于拍成胶片或印刷在纸上的图象是光学信号，所以采集这类图象的方法通常是：
– 使用摄像机或激光扫描仪，将光学信号转换成电信号，再转换成符合DCOM格式的数字信号送入PACS服务器控制系统进行处理。
? 这种方法，要求摄像机或激光扫描仪的精度通常是：
– 1024×1024或2048×2048象素，256灰阶。
视频信号图象的采集
? 在放射科检查中，有些设备的图象是通过视频信号输出的，如各种内窥镜、早期的B超等。
? 采集这类图象的方法通常是：
– 在采集计算机上插入一个图象采集卡，由采集卡来完成图象信息的获取、转换和传输工作。
? 图象采集卡按其图象质量分类，有：
– 广播级、专业级和家用级三个层次。
数字图象的采集
? 医院一般存在两类放射设备:一是虽数字化了,但不符合DCOM标准;另一类是不但数字化了,而且也符合DCOM标准并配有通用的网络接口。
? 要实现对这些设备产生的数字图象采集，其方法是：
– 对于前者，需要设计DCOM标准转换接口，经转换后才能传送到PACS服务器处理；
– 对于后者，只需通过网络接口直接从这些设备获取图象，并传送给PACS服务器进行处理。
（2）影象存储系统设计
? 在医院，每天检查出现的影象信息量都特别大：
– 常规一张CT图约10MB，X光机胸片图约20MB，心血管造影图可达80MB以上。
? 因此要存储这些影象信息就成了PACS 系统一个十分重要的功能。
? 存储影象信息的存储介质一般有：
– 电子存储： 如ROM和RAM；
– 磁存储： 如磁盘阵列（RAID：Redundant Array of Inexpensive Disks）、SCSI（Small Computer System Interface）磁盘、磁带（库）等；
– 光介质存储： 如光盘库等；
– 网络存储服务器存储： 如网络直接连接存储NAS（Network Attached Storage）、存储区域网络SAN（Storage Area Network）等。
PACS系统存储层次
? PACS 存储影象信息完全是在PACS服务器控制系统控制下进行的。其存储过程通常是按下面三个层次进行存储：
– 在线存储
– 近线存储
– 离线存储
在线存储
? 在线存储（On-Line）是指将“现时” 的图象，存储在PACS服务器本地盘上 。
? 在PACS 系统中，通常将采集的图象按照使用的时间分成“现时” 和“历史” 两类。
– 所谓“现时”的图象，是指那些在现在时间需要经常使用的图象，例如正在住院病人的图象；
– 所谓“历史”的图象，是指那些在“现时”时间内不再使用而在“现时”时间之外的近期内可能使用的图象。
? 在线存储的磁盘通常采用目前最成熟的数据安全存储设备之一的磁盘阵列RAID ， 其存储数量可达几十个GB 到几百个GB 以上。
? 在线存储的最大优点是方便用户快速调阅各种图象。
近线存储
? 近线存储（Near-Line）是指将“历史”的图象存储到专用的存储设备上。
? 近线存储的存储设备常用：
– 光盘库、磁带库、SCSI磁盘、网络直接连接存储NAS和存储区域网络SAN。
? 近线存储的数量一般可达几十个TB 以上。
离线存储
? 离线存储（Off-Line）是指将那些近期不再使用而要从存储设备中删除、但这些信息又需要永久保存的图象，保存（刻录）到光盘或磁带上。 其实在近线存储设备盘满而被更换出来旧盘上的图象信息也就成了离线图象。
? 离线存储的存储容量，在理论上讲显然是海量的，或者说是无限的。
（3）PACS控制系统设计
? PACS控制系统是整个PACS系统的核心，它的基本作用是负责接受和处理来自图像采集计算机系统和HIS系统或RIS系统的数据信息，一般它包括两大部分：
– 数据库管理系统
– 图象存档管理系统
? 由此可知,一个PACS服务器控制系统，一般有两个服务器系统：
– 一个是PACS数据库服务器系统。
– 一个是PACS图象存档服务器系统。
数据库服务器系统
? 主要负责接受和管理来自HIS/RIS系统的病人的文本资料，如病人在放射科的挂号登记、临床数据、检查诊断报告等。
图象存档服务器系统
? 存档服务器系统是PACS系统中最核心的部分。通常它由图像存档管理服务器、光盘库、小型计算机接口（SCSI）、数据总线和网络接口等组成。
? 它的基本功能是负责对来自图象采集系统的图象进行存储和管理（发送、检索等）。最主要的是存储和检索图象。
（4）影象显示系统设计
? 影象显示系统模块的基本功能是：在计算机屏幕上显示和处理各种医学图象 。
? 要实现从各种放射设备得到的图象在计算机屏幕上高质量的显示，其影响的因素很多，其中最基本的是选择具有合适分辨率的显示器。
关于显示分辨率：
? 目前，图象显示器的分辨率大体有：512、1024、2048、4096扫描线等。
? 对于医学图象的显示，美国放射研究所ACR(America College of Radiology)专门制定了一个两级标准：
– 一级是低矩阵图象（Small Matrix Images），显示分辨率≥512×512×8bit即可满足要求；
– 另一级是高矩阵图象（Large Matrix Images），显示分辨率必须≥1024×1024×10bit，才能满足临床要求 。
? 不过，要得到高矩阵图象，一般需要选用专业的灰阶显示器。但是选用专业的灰阶显示器，目前其价格昂贵，一般医院难以承受。
? 作为变通的解决方式，通常的做法是：
– 医院在保证至少规划一套标准的灰阶显示器，以便确保复杂病例影像的诊断和会诊质量的前提下，采用宽屏的彩色显示器作为替代方案， 因为这种显示器的分辨率通常可达1600×1200×8bit ，基本能较好地显示医学图象。
? 目前PACS的显示系统主要由下面部件组成：
– 诊断工作站
– 浏览工作站
– 图象后处理工作站
诊断工作站
? 诊断工作站的功能主要是：
– 为放射科医生提供对图象片的阅读、诊断和软拷贝的工作平台 。
? 关于诊断工作站，有两个问题必须考虑：
– 第一，显示器的分辨率问题。由于临床医生需要利用工作站进行读片并作出诊断，因此不同疾病需要不同的分辨率。
? 例如对于CT/MR/RF/DSA等图象，可选用低矩阵图象级别的分辨率显示器即可；而对于CR/DR等图像，则需选用高矩阵图象级别的显示器才能满足诊断的要求。
– 第二、PACS与RIS的融合问题。由于影象诊断的执行过程将同时涉及RIS的操作，因此PACS的诊断过程与RIS系统的诊断报告在这个环节上将被融合在一起。
浏览工作站
? 浏览工作站的功能主要是：
– 为临床科室的临床医生提供查阅所需图象的工作平台。
? 由于浏览是非诊断性工作，因此对显示器的分辨率要求不是很高。
? 实现图象浏览的方式有：
– 使用Web浏览器。方法简单，维护成本小。这是最常用方式；
– 使用专业浏览器。功能丰富，效率也高，但维护强度大；
– 使用ActiveX控件。可以集成在医生工作站中，但对HIS结构要求较高。
图象后处理工作站
? 图象后处理工作站的功能主要是：
– 对从放射设备得到的医学图象进行相应的处理，为放射科后续的读片和诊断作准备 。
? 图象后处理工作站对显示器的分辨率也是没有严格要求。
图象后处理功能
? 图象后处理工作站所能提供处理功能有：
– 图象编辑：Image Edit
– 图像勾边：Image Outline、
– 边界检测：Boundary Detection、
– 模糊去除：Blur Eliminate、
– 噪声消除：Noise Cleaning、
– 滤波处理：Filtering Process
– 数字减影：Digital Subtraction等
（5）影象输出系统设计
? 影象输出系统的功能主要是：
– 将存储在PACS系统服务器中图象以各种不同方式用胶片或纸张形式打印出来。
? 打印PACS 系统中图象的基本工具有：
– 符合DCOM格式的网络激光打印机、激光照相机等。
（6）网络及通信系统设计
? PACS系统多建立在稳定性较好的星形拓扑结构的局域网中。
– 一般地，从图象采集系统到PACS服务器，可选高速（>155Mbps）ATM网或高速以太网；其余部分可选中速（=100Mbps）FDDI网。
? PACS系统的工作模式多采用C/S或B/S模式。
? PACS系统使用的网络传输协议：
– TCP/IP以及DCOM。
– 由于TCP/IP协议是一个广泛应用的跨平台通信协议，它可以比较方便地在它的高层实现与DCOM应用通信中的兼容。
3、PACS系统的标准
? （1）DICOM 3.0标准
? （2）HL7标准
（1）DICOM 3.0标准
? 什么是DCOM3.0标准？
– DICOM （Digital Imaging and Communications in Medicine ）3.0 标准是在ACR-NEMA （American College of Radiology/National Electrical Manufacturers Association ， 即美国放射学会/ 国家电气制造商协会）300 标准的基础上发展起来的一个主要用于图形图像传输的事实上的国际标准。
– 该标准1985 年产生。后经过13 次完善、提高直到目前最新版本为2003 年发布的DICOM 3.0 2003 版本。
DICOM中涉及的基本概念和定义
? DICOM标准涉及到医学图像、数据通信、管理信息系统等领域，在标准中又采用了面向对象的描述方法和E-R (Entity-Relation)模型，从而引入了大量的各专业方面的术语，给标准的阅读和理解带来困难。
? 下面简要地将标准中涉及的常用的技术词汇和缩略语给予解释。
? 1. 实体(Entity):
– 表示一个或一类有相同特性个体的应用对象。
? 2. 联系(Relation):
– 表示实体之间的相互关系。
? 3. E-R模型:
– 描述现实世界的一种信息模型。
? 4. 对象(Object):
– 外部世界事物在计算机内部的表示，是事物属性值和处理方法的集合。
? 5. 信息对象定义(Information Object Definition，IOD):
– 信息实体的抽象， 是DICOM 命令的作用受体。
? 6. 服务(Service):
– 某对象为其它对象或程序提供的功能。
? 7. 服务对象对(Service Object Pair，SOP):
– DICOM信息传递的基本功能单位。包括一个信息对象和一组DICOM消息服务元素。
? 8. 协议:
– 计算机网络中为保证能正确地传输数据而必须共同遵守的通信规则和格式。
? 9. ISO-OSI:
– 国际标准化组织(ISO)所定义的开放系统互联(OSI)的七层网络参考模型。
? 10. TCP/IP:
– 传输控制协议/互联网协议
DICOM标准的组成（ 14个基本部分和两个扩充部分） ：
? 第1部分:
– 给出了标准的设计原则，定义了标准中使用的一些术语，对标准的其它部分给了一个简要的概述。
? 第2部分:
– 给出了DICOM 的兼容性定义和方法。
? 第3部分:
– 描述如何定义信息对象，对医学数字图像存储和通信方面的信息对象提供了抽象的定义。
? 第4部分:
– 服务类的说明。服务类是将信息对象与作用在该对象上的命令联系在一起，并说明了命令元素的要求以及作用在信息对象上的结果。典型的DICOM 服务类有查询/ 检索服务类、存储服务类、打印管理服务类等
? 第5部分:
– 数据结构和语义，说明了DICOM 应用实体如何构造从信息对象与服务类的用途中导出的数据集信息，给出了构成消息中传递的数据流编码规则。
? 第6部分:
– 数据字典，是DICOM 中所有表示信息的数据元素定义的集合。在DICOM 标准中为每一个数据元素指定了唯一的标记、名字、数字特征和语义，这样在DICOM 设备之间进行消息交换时，消息中的内容具有明确的无歧义的编号和意义，可以相互理解和解释。
? 第7部分:
– 消息交换。消息是由用于交换的一个或多个命令以及完成命令所必需的数据组成，是DICOM 应用实体之间进行通信的基本单元。
? 第8部分:
– 消息交换的网络支持。说明了DICOM 实体之间在网络环境中通信服务和必要的上层协议的支持。
? 第9部分:
– 消息交换的点对点通信支持。说明了 与ACR-NEMA2.0 相兼容的点对点通信环境下的服务和协议。它包括物理接口、信号联络过程以及使用该物理接口的与OSI 类似的会话/ 传输/ 网络协议及其服务。
? 第10部分:
– 用于介质交换的介质存储和文件格式。这一部分说明了一个在可移动存储介质上医学图像信息存储的通用模型。提供了在各种物理存储介质上不同类型的医学图像和相关信息进行交换的框架，以及支持封装任何信息对象定义的文件格式。
? 第11部分:
– 介质存储应用卷宗，用于医学图像及相关设备信息交换的兼容性声明。给出了心血管造影、超声、CT 、 核磁共振等图像的应用说明和CD-R 格式文件交换的说明。
? 第12部分:
– 用于介质交换的物理介质和介质格式。它提供了在医学环境中数字图像计算机系统之间信息交换的功能
? 第13部分:
– 点对点通信支持的打印管理。
? 第14部分:
– 说明了灰度图像的标准显示功能。这部分仅提供了用于测量特定显示系统显示特性的方法。
? 第15部分：
– 安全措施。（扩充）
? 第16部分：
– 标准内容参考资源。（扩充）
（2）HL7标准
什么是HL7标准？
– HL7 （Health Level seven ） 标准是1987 年3 月由美国宾西法尼亚大学医院，联合一些健康护理人员和专家顾问共同提出的。该标准于1994 年得到美国标准化协会（ANSI ） 的正式承认，并作为美国国家标准实行 。
– 这个标准之所以称之为Level seven ， 是因为这个标准主要是建立 在OSI 模型的第7 层应用层上，即在应用层定义了一个数据信息的处理系统。
? HL7标准是一个主要用于数据交换的协议。在HL7协议中，定义了两种数据交换的方式 ：
– 一是Engine方式。这种方式主要用于系统之间比较简单的数据交换。因为这种方式的主要目的是使用户原有正在使用运行的不能替换的系统具有HL7通信能力，这就相当于在整个系统中增加一个通信模块来对系统之间的数据库进行数据操作，从而使工作站从数据库中获取其它系统提供的数据。
– 另一种是Ready方式。这种方式是在整个系统中，对各个应用系统的工作站终端进行HL7协议的标准设计和处理，使各个终端都能接受和处理来自其它系统的HL7消息，从而实现系统与系统之间的数据交换。
HL7标准文件内容简介：
HL7标准文件主要部分有5章：
? Chapter 1：Introduction 简介
? Chapter 2：Control/Query控制/查询
? Chapter 3：Patient Administration患者管理
? Chapter 4： Order Entry医嘱录入
? Chapter 5： Query查询
? Chapter 6：Finance Management财务管理
? Chapter 7：Observation Reporting观察报告
? Chapter 8：Master Files主文件
? Chapter 9：Medical Records/Information Management病案记录/信息管理
? Chapter 10：Scheduling日程安排
? Chapter 11：Patient Referral患者转诊
? Chapter 12：Patient Care患者护理
? Chapter 13：Laboratory Automation自动检验
? Chapter 14：Application Management应用管理
? Chapter 15：Personnel Management人员管理
需要指出几点：
? 由于国内的信息系统没有统一的标准，大多都没有采用HL7标准。PACS系统也一样，大多采用了DICOM标准，但没有应用HL7标准。 因此在PACS系统中DICOM与HL7标准的融合是当前PACS系统研究和发展的一个重要课题。
? 目前国外的HL7标准的信息系统包括PACS系统已经成为新一代HIS系统的研究和发展方向。
? 国内的信息系统也正逐步向HL7靠拢，卫生部门在2003年开展“CPACS标准”研究的基础上，正在制定HL7 FOR CHINA 的相关标准。
四、 PACS与 HIS、RIS系统的连接
1、PACS与RIS的连接
2、PACS与HIS的连接
1、PACS与RIS的连接
? 在早期，由于PACS和RIS系统分别是独立开发，所以国外很多医院在应用时，医生必须使用两套计算机系统分别进行处理。
? 为了解决PACS与RIS的连接和融合问题，目前基本的方法是：
– 利用DCOM标准来规范两个系统进行信息交换和传输的连接接口。
– DCOM3.0 是基于OSI模型应用层上的一种软件。不管在任何设备的计算机上，只要嵌入了DCOM软件，那么这台设备就具有了DCOM功能，或者说就拥有了DCOM软接口。
– 凡是符合DCOM标准的设备，都能作为一个独立的节点连接到PACS网络上，实现与其它符合DCOM 标准的节点（设备）进行信息交换。
– 显然，要实现PACS与RIS的连接，及其相关设备进行信息交换，只需在RIS系统及其连接设备上也象PACS系统一样，使其具有DCOM标准接口。
2、PACS与HIS的连接
? PACS与HIS的连接在操作上其实是PACS与临床医生工作站的连接。
– 而这种连接可以通过医生工作站上的阅读检查报告和图象的软件，直接与PACS和RIS系统进行连接。
– 实际上更多的操作是进行RIS与HIS的连接。当然，实现PACS与HIS的连接和实现RIS与HIS的连接，其基本原理是相同的。
? 对于PACS/RIS与HIS系统的连接，通常有两种方法：
– 一种是直接利用数据库作为数据交换接口，通过应用程序中SQL语言实现。
这种方法进行信息融合效率高，传输数据实时性好，但不通用。
这种方法在国际上、尤其是专业公司一般不采用。
– 另一种方法就是使系统具有HL7标准功能，建立起HL7标准接口，从而实现两个系统之间的数据交换。
这种方法虽在信息融合的效率和实时性不如前者，但有两个最大的优点：
一是使用的通用性，这便于应用软件开发和维护；
二是系统的独立性，这便于不同产商的生产。所以这是一种目前国际上普遍采用的方法。
PACS/HIS系统连接的拓扑结构示意图
五、 PACS的规划和建设
? 一个医院要建设一个PACS系统，需要工程技术人员和当政者认真规划，统筹处理，精心设计。一般来说，下面几个问题必须考虑：
– 1、建设的可行性
– 2、网络平台的考虑
– 3、工作模式的选择
– 4、标准的确定
– 5、设计的基本原则
1、建设的可行性
? 建设的可行性是指医院建设PACS系统在技术和资金两个方面是否可行。
? 单就资金来说，由于要对大容量的图象信息进行存储、传输、处理等，因此对硬件（服务器、终端和网络设备等）和软件有较高的要求，因此建设一个PACS系统，其资金是非常巨大的。
? 有人估算,开发一个PACS系统需要资金是：
– 下限临界点是200万人民币。
– 据韩国已经开发的PACS系统估算，开发一个PACS系统所需资金为2500-6000万人民币。
? 各国开始开发PACS 系统时，一般是由国家、大公司和医院联合进行：
– 美国：由政府、产商共同资助医院进行 ；
– 欧洲：由跨国集团、国家或地区基金资助，与产商合作进行；
– 日本：由国家统一规划，产商和医院共同进行；
– 韩国：由大型私营企业资助进行等。
? 我国PACS 系统发展大概是近10 多年的事。目前大都集中在北京、上海、广州等省会城市及沿海发达地区的大型综合医院，而且大多都由医院独立开发。
? 因此，开发和建设一个PACS 系统，必须坚持事实求是的原则，量力而行。即便是具备一定可行性，也要认真规划，循序渐进，分步进行。
2、网络平台的考虑
? 建设PACS系统时，一般将其作为HIS系统的一个部分来考虑。
? 因此在规划HIS系统的网络平台时，必须保证要有足够的带宽和速率以满足PACS的工作要求。
? 鉴于基于以太网TCP/IP协议已成为Internet的标准，1998年6月又制定了千兆以太网标准，网络设备厂商也已将具有这种标准的大量设备投放市场，因此在设计网络平台特别是连接PACS服务器的网络时，从性能、扩展、维护等出发，应尽可能选择千兆以太网，或者高速ATM网。
3、工作模式的选择
? PACS与HIS系统一样，其工作模式可以有C/S模式和B/S模式，显然，选择B/S模式可能更胜一筹：
– 容易访问多个平台并进行跨平台操作。因为B/S模式本身就是多级C/S模式的扩充形式，因此它很方便地利用HTML语言和超连接（Hyperlink）实现不同平台的连接；
– 界面统一，易于操作。由于B/S模式的客户端就是标准的浏览器，而浏览器的使用几乎是人人皆知、无人不晓。
– 容易新版本的更新。由于B/S模式的代码分布不象C/S那样是分布在客户端和服务器端，因此版本更新时只需考虑服务器端的代码更新，这样就明显地降低了系统运行的成本和软件开发的难度。
– 易于利用WWW技术，更好地设计和开发PACS功能。
4、标准的确定
? 在建设PACS系统时，由于国际上尚无统一的标准，国内虽已在研究“CPACS”标准，但也不是真正意义上标准，因此在理论上说，人们可以自己选择不同标准。
? DCOM3.0标准虽是美国标准，但目前世界各国在建设PACS系统和生产设备时，大多数都在使用DCOM3.0标准，使得DCOM成了事实上的一个国际标准。对于HL7标准，其境况和使用它与PACS基本相同。
? 因此，在建设PACS系统时，应尽可能选择DCOM 3.0和HL7标准。
5、设计的基本原则
? 具体在设计PACS系统时，一般要遵循以下几条基本原则：
? （1）独立性与一致性原则
– PACS的独立性，和与HIS的一致性。
? （2）实用性与开放性原则
– 现时的应用与未来的扩充。
? （3）经济性与先进性原则
– 先进设备的引进和原有设备的利用。
六、FPAX系统介绍
（1）什么是FPAX系统？
（2）FPAX系统的基本结构是什么？
（3）FPAX系统有什么特点？
（1）什么是FPAX系统？
? FPAX是医工学院于2004年3月在国家自然科学基金资助下，与广州军区总医院合作，完全自主研发的具有完整知识产权的功能化PACS系统，即FPAX：Functionalized PACS。
（2） FPAX系统的基本结构是什么？
? 从功能上讲，FPAXX系统主要分成两大部分：
– 一是FPAX基础平台，即传统概念上的PACS系统；
– 二是以FPAX基础平台为框架的功能强大的图像处理集成环境。
? 从结构上讲，FPAX系统主要由六部分组成：
– FPAX服务器、临床医生工作站、诊断工作站
– 视频/图片采集工作站、打印服务器以及远程服务器等。
FPAX服务器
? FPAX 服务器可自动采集所有医学影像数据并将其与患者的各项医疗检查信息相匹配，通过调度策略实现图像数据的自动分发、安全存储和归档服务，并接受用户对图像的信息查询。
? FPAX 服务器包括PAX服务程序、DICOM服务程序、Worklist服务程序和轮询服务程序等多个组件。
临床医生工作站
? FPAX医生工作站是基于Windows98/ME/NT/2000的DICOM工作站，是提供给临床科室医生阅片的工具，用于DICOM图像的存储、传输、显示与处理。
诊断工作站
? FPAX诊断工作站是临床医生工作站的扩展版本，它提供了更丰富的诊断工具，主要用于影像诊断中心。
? FPAX诊断工作站可支持2-4个2K高分辨率显示器
视频/图片采集工作站
? FPAX 视频采集工作站主要负责将非DICOM设备的图像转换为DICOM标准的DICOM网关。
? 该工作站支持动态和静态视频采集，并提供完整的DICOM通讯支持，将采集到的图像数据传送到FPAX服务器。
? 该工作站还可接受HIS系统的检查预约信息。
打印服务器
? FPAX打印服务器可以为FPAX系统中的各诊断工作站提供共享打印服务，可以将DICOM图像输出到DICOM或非DICOM打印设备中。
远程服务器
? FPAX是基于WEB的PACS客户服务系统，允许通过WEB浏览器对FPAX系统进行经认证的安全访问。
（3） FPAX系统特点
? 良好的系统伸缩性和系统的完整性：
– FPAX既可作为单机版的DICOM工作站使用，亦可采用FPAX服务器来组成全院范围的完整PACS系统。
? FPAX系统全面支持DICOM标准：
– 包括存储、查询/提取、打印、工作列表、介质交换和结构化报告等等。
? 支持集中式和分布式两种存储模式；
? 提供了优化的DICOM传输和高效压缩传输两种数据传输模式：
– 前者通过对DICOM通信过程的优化实现了快速的DICOM传输，比未优化前速度提高4倍；
– 后者是自主研制的内部通信协议，传输速度比标准DICOM传输速度快10倍以上。
? 独特的高层图像处理功能：
– 所谓高层图像处理功能，是指传统PACS系统中基本图像处理功能之外的各种图像处理技术：
? 如：高效压缩技术、数据防伪技术、信息融合技术、伪影消除技术、运动估计技术、数字减影技术、病灶优质分割技术、三维显示技术等。
? 适用不同类型的医院。
本节内容回顾
? 本节主要介绍了6个问题：
– HIS系统中医学影象系统基本概况
– RIS系统的设计方法
– PACS系统的设计方法
– PACS 与HIS、RIS系统的连接方法
– PACS系统规划和建设中几个问题
– FPACS系统的简单介绍