最新PACS的发展与组成.doc

精品资料PACS的发展与组成.PACS的发展与组成    一、PACS的发展（这些英文和相应名称经常互考）    PACS(Picture Archiving and Communication System，图像存储与传输系统)是应用在医院影像科室的信息系统，与临床信息系统(Clinical Information System，CIS)、放射学信息系统(Radiology Information System，RIS)、医院信息系统(Hospital Information System，HIS)、实验室信息系统(Laboratory Information System，LIS)等同属于医院信息系统。PACS的主要任务是把医学影像以数字化的方式保存起来，当需要的时候能够快速调取浏览和使用；并同时具有图像诊断和图像管理功能。    发展至今，PACS系统根据其规模大小可划分为：基于影像科室或某个部门的小型PACS系统；将影像服务扩展到医院的院级大型PACS系统；以及通过将某个地区的医疗资源应用信息网络技术整合在一起的区域PACS系统。    二、PACS的构架和工作流程    （一）PACS系统的组成及架构    PACS系统的基本组成部分包括：数字影像采集、通讯和网络、医学影像存储、医学影像管理、各类工作站五个部分（图8-1-1）。    而目前PACS系统的软件架构选型上看，主要有C/S和B/S两种形式。    C/S架构，即Client/Server(客户机服务器)架构。C/S架构常用在局域网内，因此信息安全性更高，由于客户端运算内容较多，因此减少了网络数据的传输，运行速度较快，界面更佳灵活友好。但是所有客户端必须安装相同的操作系统和软件，不利于软件升级和随时扩大应用范围。B/S架构，即Browser/Server（浏览器服务器）架构，在这种结构下，用户界面完全通过万维网浏览器实现。在B/S架构的PACS系统中，医学影像显示工作站只需要打开万维网浏览器(比如IE)就可以查询数据和调取影像了。B/S架构常用在广域网内，因此信息安全性较弱，但有利于信息的发布；客户端只要有浏览器就可以使用，因此通常不限定操作系统，不用安装软件，对客户端计算机性能要求较低，软件升级更容易。(二）PACS的工作流程    典型数字化医院的工作流程中，患者办理就诊卡或住院登记临床医生开具检查申请单到达放射科使用登记预约工作站预约登记放射科的接诊人员为病人安排检查病人到相应的检查室进行检查技师操作医学影像采集采集图像发送到PACS系统医师调取PACS系统中的图像进行图像的阅览、历史图像的比较、测量与处理、最后做出影像的诊断。    三、数字影像采集    PACS系统通常连接着大量的影像采集设备。典型PACS的组成部分就包括各种类型的影像采集设备，如：CT、磁共振仪(MRI)、直接数字化X线摄影(DR)、计算机数字化X线摄影(CR)，还可能是核医学扫描机、正电子发射断层扫描(PET)、超声(ultrasound)、病理(pathology)、内镜，更可能是冠状动脉造影(CCA)、心电图(ECG)等，甚至还有胶片扫描仪。    四、通讯和网络    PACS可以借助各种形式的网络进行图像的传输。当前的PACS主要借助于使用TCP/IP协议的局域网进行通讯。局域网的特点是网络构成成本低，网络成熟稳定，网络传输速度快。    五、医学影像存储    医学影像的存储由在线高速主存储设备、近线存储设备以及备份存储设备构成。    高速在线主存储设备用于保证医院对大容量、高速度、高可靠的数据短期（约3年）存储要求，数字化的医学影像都会保存在PACS系统的本地存储器上，以便进行图像的调取。   通常情况下，在PACS系统的建立时就会同步建立一套完整的图像备份存储。备份存储设备分为在线备份存储设备和离线备份存储设备。在线备份存储是将影像数据备份到硬盘阵列、磁带库或光盘塔中。离线备份存储设备制作的光盘、磁带已经从设备上移除，读取其中数据则需要人工更换这些存储媒介。    目前通常采用硬盘阵列进行图像的存储，而光盘、大容量磁带都是PACS备份系统曾经使用的主要存储介质，它们的优势是价格便宜、保存时间长；弱点是读取速度慢，需要额外的人工整理等。    六、医学影像管理PACS系统管理的医学影像通常为DICOM格式，这些影像除了图像以外，还含有标准的医学图像信息，比如：病人的基本信息、检查信息等。 一、PACS系统管理（6个大点）    PACS系统管理的目的就是保证数据的可用性、完整性和机密性。    （一）PACS软硬件管理    需要定期查看PACS系统硬件（主要为服务器、交换机）是否运转正常，是否硬件有提示报错，并及时排除问题。软件方面，需要定期登录PACS系统的管理软件或操作系统，查看系统的运行状况，是否有系统报错，并及时通知厂商工程师予以解决。    （二）存储管理    PACS的主要功能是存储和管理病人检查时所产生的图像数据。需要定期检查存储器的使用状况，在存储空间用尽前需要规划扩充方案。    （三）数据管理    在PACS系统中同一个病人只能有一个病人ID，否则PACS系统无法识别多次检查属于同一病人。数据的修改、删除、浏览应该是可以追溯的，以便发现数据异常时可以回溯问题，并更正数据。    （四）医学设备管理    向PACS系统输入或从PACS系统调取图像的医学设备应该受到严格控制。只有符合接入要求并可以遵守使用规范的设备才允许接入系统。不规范的设备接入系统可能造成数据混乱、系统性能下降、泄露隐私、传播计算机病毒等问题。影像采集设备与PACS系统进行DICOM连接通常需要完成两个部分的连接配置工作：工作列表、图像传输。配置内容包括：在影像采集设备和PACS系统中分别配置对方的IP地址、应用实体名称(AE Title)和端口号(Port Nummber)。完成配置后，影像采集设备和PACS即可进行DICOM通讯，并实现工作列表信息传输和图像传输功能。此外，还应该经常对查看医学影像的医用显示器进行校准，保证检查、诊断、后处理等岗位图像显示的一致性。    (五）安全性管理    为每个PACS的使用者提供单独的用户，避免过于简单的密码造成账户被冒用。为每个用户配置系统的访问权限，避免用户越权修改、删除、浏览数据。PACS系统所覆盖的所有计算机设备应设置防控计算机病毒的机制，避免计算机病毒在PACS系统范围内爆发。    （六）统计分析管理    PACS系统可提供日常工作的查询、统计，可生成各种医学统计信息、工作量信息、收费信息的报表，以便随时掌握放射科的运营情况。    二、远程放射学远程放射学的意义：远程放射学能将符合诊断要求的图像无损失地传送给放射诊断专家；提高诊断效率；缩短了从生成图像到获得诊断结果的周期；提高诊断准确率。由于影像学又细分为更多的子学科，因此诊断医生通过远程放射学可以参考更多、更专业的专家诊断意见，可以节省医疗卫生的成本，减少各医疗机构放射学诊断医生的数量。    三、系统安全    PACS的硬件系统应采用高可靠性服务器集群模式，才能消除单点故障。当然系统硬件的安全性是以资金投入为代价的，所以在满足其安全性和稳定性目标的原则下，同时应考虑医院的预算能力。    PACS的软件权限关系到整个系统的安全，因此系统使用中应验证用户身份和使用权限，防止越权操作，必须杜绝非授权人的侵入。系统的所有用户由系统管理员统一创建，并根据该用户在业务流程中担任的角色设置用户权限。每个用户必须使用各自的ID和密码登录系统，访问系统中的数据。用户如离开系统时应及时退出，以防他人非法使用，造成信息的篡改、泄漏、丢失。    PACS的影像数据安全是系统安全中的重点，对于医学影像的管理需要遵循以下几个原则：    1以病人为中心的医疗记录。    2确保影像数据的安全性。    3数据内容可以被复制，但是不可以被随意更改。    4数据内容未经授权不可被随意获取。    5数据内容不可以被删除。    6数据内容一旦被修改，应当保留下修改痕迹。    四、与HIS/ RIS系统集成    医院信息系统(Hospital Information System，HIS)：利用电子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信息，具有收集、存储、处理、提取和数据交换的能力，是满足授权用户所需功能的平台。    放射科信息系统(Radiology Information System，RIS)：它与PACS系统共同构成医学影像学的信息化环境。放射科信息系统是对医院影像科室工作执行过程进行管理的计算机信息系统，主要实现医学影像学检查工作流程的计算机网络化控制、管理和医学图文信息的共享。    所有的PACS系统，无论是院级的、还是科室级的，都应当与现有的医院信息系统进行集成。目前在多数医院中，当影像检查前需要从临床医师处接收医嘱时，这些医嘱信息会通过两个信息系统之间的集成接口从HIS发送到RIS，而后这些信息会被RIS传输到影像采集设备。在这个过程中，医嘱信息由HIS到RIS的过程，使用了HL7消息；而从RIS传输到影像采集设备，则使用到了DICOM工作列表(Worklist)协议。在医院与科室之间和科室与科室之间，HIS/RIS系统集成实现了数字化方式的数据传递。这样的传递效率更高；避免人工录入产生错误；减少纸张使用。    五、日常维护PACS系统日常维护管理工作主要包括：硬件管理、软件维护、数据管理、用户及权限管理等几个方面。然而，PACS的维护远不止于此。积极主动的应急方案需要包含以下要点：及时判断、统一调度、病患疏导、事后处置。第三节  国际标准和规范    一、HL7标准（技师以上）    HL7的英文全称为Health Level Seven，中文意译为“标准化医学信息传输协议”。HL7标准是一系列在医院各信息系统之间传递临床及管理信息的国际标准。这些标准将关注点集中在“应用层”，也就是信息技术领域内的ISO开放式系统互联参考模型(Open System Interconnection，OSI)的第七层，因而得名HL7。    HL7的目的是：开发和研制医院数据信息传输协议和标准，规范临床医学和管理信息格式，降低医院信息系统互连的成本，提高医院信息系统之间数据信息共享的程度；规范了医疗机构之间；医疗机构与病人、医疗管理机构和其他单位之间，不同的信息系统进行医疗数据传递的标准。HL7标准简单的说就是医院各种系统的信息传递用HL7，比如HIS与RIS系统直接通讯，相当于两个系统之间的沟通桥梁。 二、DICOM标准    DICOM的英文全称是Digital Imaging and Communications in Medicine中文直译为“医学数字成像与通信”。DICOM标准同时也是国际标准：IS0 12052。    为规范医学影像及其相关信息的交换，美国放射学会( ACR)和美国国家电子电器制造商协会(NEMA)联合推出DICOM。目前的DICOM 3.0标准已经由1993年发布之初的9部分扩展到2007年的18部分，涵盖了医学影像的采集、存储归档、传输通信、显示、打印、工作表、成像工作流程及查询等几乎所有信息交换的协议，结构化地定义了制造厂商的兼容性声明。医院在采购影像成像设备时必须要求设备配置DICOM Storage（存储）、Send/Receive(发送接收)、Query/Retrieve（查询检索）、Worklist(工作列表)、Print(打印)、MPPS（设备执行程序步骤）等功能，以方便其顺利接入PACS系统。（可能考中英文对照）。    DICOM对于医学图像的支持范围也远不止于放射学领域内的各种影像，例如：CT、MRI、CR、DR、PET、DSA、乳腺钼靶等；更是涵盖了心脏病学、放射肿瘤学、口腔、病理学等一系列领域，并且仍然在不断完善中。DICOM标准简单的说就是把图像变成数字矩阵存储起来，哪里需要就把信息调取出来再转换为图像信息。由于原始图像数据量大，转换为数字矩阵后数据量大大减小，调取数度也快。    三、IHE规范（技师以上）    IHE的英文全称为Integrating the Healthcare Enterprise，中文意译为“医疗机构信息集成规范”。不同于前面介绍过的DICOM、HL7，IHE是一份面向场景提供解决方案建议的规范文档；通过提高已有通讯标准（如DICOM和HL7）之间的协同使用水平，优化医疗信息系统之间信息共享能力，实现为病人提供最佳服务。因此，IHE所描述的规范内容，对于制造商、使用者都没有强制性，即：参考性大于强制性。初期的IHE规范由北美放射学会(Radiological Society of North America，RSNA)与美国医学信息管理系统学会(Healthcare Information and Management Systems Society，HIMSS)共同发起创立。