PACS系統的現狀與發展

錢 凱

(中日友好醫院，北京100029)

PACS系統的現狀與發展

錢 凱

(中日友好醫院，北京100029)

目的:隨著醫院現代化進程和醫療設備的更新步伐加快，醫院信息系統(HIS)、臨床信息系統(CIS)、醫學影像存儲與傳輸系統(Picture archiving and communicationsystem PACS)等顯得越發重要。PACS目前已成為醫院醫學影像科(如放射科、超聲影像科、核醫學科等)建設中的重點.而PACS系統又是醫院各系統(HIS、CIS等)中的核心，也是醫院數字化中醫學影像實施存儲與傳輸的基礎，更重要的是醫院各系統實現全面醫學信息無縫融合的先決條件。然而PACS系統的結構與功能參差不齊，影響PACS的發展。為了適應新世紀醫院現代化、網絡化與數字化新需求，為了提高醫院的管理質量、工作效率與降低醫療成本，特別是改變傳統落后(醫學影像科)影像以膠片或打印方式的存儲摸式與工作流程，實施PACS系統已顯得非常必要。

PACS系統，數字影像，放射科

1 PACS介紹

1.1 PACS主要用于解決醫學影像的采集和數字化、圖像的存儲和管理、醫學圖像的高速傳輸、圖像的數字化處理和重現、圖像信息與其他信息的集成等五個方面的問題。在醫學信息領域主要提供四個方面的功能:

(1)在診斷、報告、會診和遠程工作站上觀察醫學圖像;

(2)根據圖像的性質，把圖像存儲在適于短期或長期保存的介質中;

(3)利用局域網、廣域網和公共通訊設施進行通訊。

(4)向用戶提供一個集成信息系統。涉及多項技術:計算機、通訊、存儲、數據處理、圖像顯示、壓縮、人工智能、光電子設備、安全、標準化和系統集成。依規模大小可分為四類:

(a)科室內PACS系統(Departmental PACS);

(b)院內圖像發布系統(Inter－Hospital Distribution IHID);

(c)整個醫院PACS系統(Full Hospital PACS);

(d)基于全院PACS的遠程放射醫學系統(Full Hospital PACS/Teliradirlogy)。

1.2 目的在于促成醫院信息化、現代化發展，提高診斷水平，降低固有成本，加強質量管理，構建臨床信息資源。相對于傳統基于膠片，PACS具有許多優勢:

(1)數字圖像代替膠片減少了制造和購買膠片及相應化學制品的費用;

(2)昂貴的膠片存檔空間被安放數據處理和存儲設備的更小、更潔凈(整潔)的場所代替;

(3)減少了管理膠片的工作人員費用;

(4)將不再有膠片的丟失、錯放、老化等問題;

(5)對已存儲的圖像進行多份考備變得既簡單又直接;

(6)完善的統計、查詢功能;

(7)快速獲取圖像;

(8)根據診斷需要，可以靈活的處理圖像;

(9)便于處理遠程醫療服務。

2 PACS定義

PACS的4個字母是英文 Picture Archiving＆Communication System的縮寫，譯為“醫學影像存檔與通信系統”，其組成主要有計算機、網絡設備、存儲器及軟件。PACS用于醫院的影像科室，最初主要用于放射科，經過近幾年的發展，PACS已經從簡單的幾臺放射影像設備之間的圖像存儲與通信，擴展至醫院所有影像設備乃至不同醫院影像之間的相互操作，因此出現諸多分類叫法，如幾臺放射設備的聯網稱為Mini PACS(微型PACS);放射科內所有影像設備的聯網Radiology PACS(放射科PACS);全院整體化PACS，實現全院影像資源的共享，稱為Hospital PACS。PACS與RIS和HIS的融合程度已成為衡量功能強大與否的重要標準。PACS的未來將是區域PACS的形成，組建本地區、跨地區廣域網的PACS網絡，實現全社會醫學影像的網絡化。

3 PACS歷史及現狀

PACS的概念提出于八十年代初。建立PACS的想法主要是由兩個主要因素引起的:一是數字化影象設備，如CT設備等的產生使得醫學影象能夠直接從檢查設備中獲取;另一個是計算機技術的發展，使得大容量數字信息的存儲、通訊和顯示都能夠實現。在八十年代初期，歐洲、美國等發達國家基于大型計算機的醫院管理信息系統已經基本完成了研究階段而轉向實施，研究工作在80年代中就逐步轉向為醫療服務的系統，如臨床信息系統，PACS等方面。在歐洲、日本和美國等相繼建立起研究PACS的實驗室和實驗系統。隨著技術的發展，到九十年代初期已經陸續建立起一些實用的PACS。

早期的數字化醫學影象設備所產生的數字圖象格式都是由各個設備生產廠商自己確定的專有格式，別人無法利用。這個問題極大地影響了PACS的發展，這引起廣大致力于醫學影象研究的學者、廠商和學術及行業團體的重視。1982年美國放射學會(ACR)和電器制造協會(NEMA)聯合組織了一個研究組，1985年制定出了一套數字化醫學影象的格式標準，即ACR－NEMA1.0標準，隨后在1988年完成了ACR－NEMA 2.0。隨著網絡技術的發展，人們認識到僅有圖象格式標準還不夠，通訊標準在PACS中也起著非常重要的作用。隨即在1993年由ACR和NEMA在ACR－NEMA 2.0標準的基礎上，增加了通訊方面的規范，同時按照影象學檢查信息流特點的E－R模型重新修改了圖象格式中部分信息的定義，制定了DICOM 3.0標準。這個標準已經被世界上主要的醫學影象設備生產廠商接受，因此已經成為事實上的工業標準。

4 PACS系統的發展趨勢

4.1 應用范圍不斷擴大:PACS最初是從處理放射科的數字圖像發展起來的。然而隨著PACS標準化的進程，尤其是ACR－NEMA(American College of Radiology＆National Electrical Manufactures'Association，美國放射學會和美國電器制造商學會)DICOM(digital imaging and communications in medicine，醫學數字成像和通信標準)3.0標準的普遍接受，目前的PACS已擴展到所有的醫學圖像領域，如心臟病學、病理學、眼科學、皮膚病學、核醫學、超聲學以及牙科學等。

4.2 多媒體技術逐步引入:多媒體技術是上世紀90年代計算機發展的時代特征，也是計算機技術的又一次革命，PACS的主要功能中將包含多媒體功能。

4.3 隨著話音識別技術的發展，近來已有人推出了可直接將聲音轉化為文字的系統，并成功地用于放射科報告的書寫。這一系統的使用說明，醫生通過PACS進行口述報告的時代已經為期不遠了。

4.4 采用最先進的存貯技術:在計算機中一頁文字資料僅占幾千字節(kb)，而一張數字化的X線片將產生上百萬字節(Mb)的信息量，這就是所謂“兆字節問題”，也是PACS系統面臨的諸多挑戰之一。可以說，從PACS誕生的那天起，人們就致力于探索最經濟、最可靠的圖像存貯方式，而且始終得益于計算機存貯技術的發展。目前最常用的是WORM(write－once－read－multiply，一次寫入多次可讀)光盤的出現，給醫學圖像的長期保存帶來了曙光。WORM盤的缺點是讀盤速度較慢或者說檢索時間較長，DVD技術的發展和普及將逐漸取代CD－R光盤的利用。

4.5 遠程放射學中的PACS:近年來，遠程放射學一詞越來越多地出現在放射學的文獻中，因而引起了放射學家和臨床醫生的廣泛關注。遠程放射學的出現使傳統的會診觀念發生了根本的變化，放射科專家可以在千里之外的放射醫學影像中心、辦公室甚至家中觀看通過通訊網絡傳來的影像資料，從而為一些小醫院、邊遠地區的診所提供會診服務，這就是所謂的遠程會診。可見遠程放射學的概念與圖像的傳送、異地診斷均有關系。

4.6 綜合業務數字網ISDN(intergrated services digital network)是一種先進的數字通訊系統，它將取代現有的大部分電話系統，使音頻和非音頻的業務一體化。這一技術的引入，將使異地的醫學圖像設備以極高的數據流(歐洲為144 Mbps，美國為155 Mbps或者622 Mbps)相連接成為可能。即人們不僅可以快速地獲得存貯在各醫院、各診所中的病人圖像，而且可以隨時請遠在外地的專家進行會診(圖像將同時在各自的顯示器上出現)，這就是真正的遠程放射學。從這種意義上講，遠程放射學將完全同PACS合并，而遠程診斷將成為PACS的重要功能之一。

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2011－1－27