基于電子膠片的PACS系統的構建

朱海明，王耀偉

1.上海交通大學附屬胸科醫院 信息科，上海 200030；2.上海金仕達衛寧軟件股份有限公司，上海 200072

基于電子膠片的PACS系統的構建

朱海明1，王耀偉2

1.上海交通大學附屬胸科醫院 信息科，上海 200030；2.上海金仕達衛寧軟件股份有限公司，上海 200072

本文論述了PACS系統的不足以及基于電子膠片的PACS系統的構建，分析了系統的整體架構，詳細描述了電子膠片系統中核心模塊虛擬膠片打印機的設計內容，從而實現了醫院PACS系統應用的優化轉型。

電子膠片；PACS；虛擬膠片打印機；醫院信息系統

1 PACS系統的不足

醫學影像存檔與通訊系統（Picture Archiving and Communication System，PACS）的快速發展，解決了醫院影像無膠片存儲的問題，使得放射科醫生可以通過影像工作站進行無膠片影像閱讀和報告書寫，臨床科室醫生也可以通過PACS進行病人影像的調閱[1]。

隨著影像檢查設備的發展，使得影像檢查信息量激增。在臨床工作中，海量的醫學影像數據，一方面通過PACS / RIS為臨床提供更豐富、更及時的影像信息；另一方面，也使服務器、網絡負荷、臨床醫生的閱片負擔越來越重[2]。而病人在進行復診、轉院檢查等情況下，仍然希望醫院能夠提供具有攜帶方便、觀看直接的傳統（實物）膠片。由于這些需要，仍然會產生大量的傳統膠片，而傳統的膠片打印和管理方式勢必產生一系列問題：① 醫院要付出大量的人力物力進行膠片的打印、核對、分發等煩瑣的手工處理工作；② 實物膠片不易保存、容易損壞。如果病人的膠片損壞、丟失或者出現醫療糾紛，醫院難以提供與原膠片攜帶相同影像信息的膠片。質控中心也無法對膠片的打印質量進行測評；③ 部分病人（特別是急診陰性病人）可能會放棄獲取膠片，這將使得膠片的浪費和保管成本增加。

即使不再產生傳統膠片，由于PACS自身的特點和現代醫療影像設備的發展，也會出現一些實際問題：① 醫療影像信息量巨大，臨床醫生調閱病人信息時需要查看近百幅相關圖片，加大了臨床醫生工作量、檢查效率變低、診斷準確率下降；② 臨床醫生反復調閱成百上千幅影像信息，也增加了PACS服務器的負擔，使得系統面臨各種風險，網絡穩定性降低。

為了解決以上問題，我院著手建立電子膠片系統，電子膠片是指經膠片打印技師（或醫生）處理完成的（已排版、已調整窗寬窗位）、需打印給病人的實物膠片的電子版。電子膠片系統使得上述困擾有了切實的改進。

2 系統需求

（1）實現院內影像信息無片化。在醫院內，臨床醫生可以通過PACS終端進行電子膠片調閱，方式如同觀看傳統影像膠片。同PACS調閱病人全部影像相比可以大大減少服務器負擔，減少網絡擁堵；同時減少臨床醫生閱片量，提高工作效率和檢查準確性。

（2）實現膠片按需打印。在病人取影像診斷報告時，可根據病人實際需求，將電子膠片進行打印輸出，減少不必要的打印，杜絕無人認領膠片的現象。

（3）實現膠片系統管理。實現對膠片的打印過程進行監控、記錄和管理，杜絕漏片和人情片的出現。并可以保存與實際膠片效果一致的電子膠片，以備病人補片。

（4）節約醫院運行成本。放射科避免了無效的膠片消耗，窗口不再出現膠片廢棄、積壓,節省了支出成本，創造了直接的經濟效益，是節能環保的舉措之一[3-4]。

3 系統架構

基于電子膠片的PACS系統由設備后處理打印工作站、排版打印模塊、虛擬膠片打印服務器、手工匹配模塊、打印功能等模塊組成，見圖1。

圖1 基于電子膠片的PACS系統模塊示意圖

（1）設備后處理打印工作站與虛擬膠片打印服務器（①）。虛擬膠片打印服務器（SCU）截獲設備后處理打印工作站（SCP）傳入的膠片。兩者間通過DICOM標準協議進行通信。

（2）排版打印模塊與虛擬膠片打印服務器（②）。排版打印模塊把經排版后的膠片信息保存入虛擬膠片打印服務器的數據庫中，把入庫到PACS中的電子膠片信息注冊到虛擬膠片打印服務器。

（3）排版打印模塊與PACS（③）。排版打印模塊從PACS中獲取待打印圖像,通過DICOM標準通信協議從PACS獲取圖像。經排版打印模塊排版后的膠片形成電子膠片后并入庫到PACS中。

（4）虛擬膠片打印服務器與手工匹配模塊（④）。手工匹配模塊從虛擬膠片打印服務數據庫中獲取匹配失敗的膠片信息。

（5）手工匹配模塊與PACS （⑤）。經手工匹配后的膠片形成電子膠片后入庫到PACS中。

（6）虛擬膠片打印服務器與PACS（⑥）。虛擬膠片打印服務器把經匹配后形成的電子膠片入庫到PACS中。

（7）虛擬膠片打印服務器與打印功能模塊（⑦）。打印功能模塊從虛擬膠片打印服務器數據庫中獲取膠片排版格式及膠片注冊信息。

（8）打印功能模塊與PACS（⑧）。打印功能模塊從PACS獲取電子膠片及原始圖像。

（9）RIS、自助機與打印功能模塊（⑨）。RIS驅動打印功能模塊實現按需打印或集中打印。自助機驅動打印功能模塊實現自助打印。

（10）打印功能模塊、排版打印模塊與膠片打印機（⑩）。支持 DICOM 的服務類 Print SCU/SCP，這樣可以虛擬為1臺DICOM 打印機接收打印的圖像，同時還可以將圖像發送到DICOM 打印機去打印[5]。

4 系統設計

基于電子膠片的PACS系統的核心模塊是虛擬膠片打印服務器，它是一個可提供膠片打印服務功能并產生電子膠片的軟件系統，可以替代真實的膠片相機來與膠片打印工作站進行通信，并將膠片打印工作站打印的膠片以磁盤文件的形式保存到PACS系統中。虛擬膠片打印服務器由PrintSCP模塊、打印轉發模塊、本地磁盤存儲、膠片識別模塊以及DB模塊組成。“手工匹配模塊”則是作為虛擬膠片打印服務器的一個補充模塊而存在，用來對那些膠片識別模塊沒能識別出的膠片進行手工匹配，見圖2。虛擬膠片打印服務器各組成模塊詳述如下。

圖2 虛擬膠片打印服務器

4.1 PrintSCP模塊

DICOM Print SCP模塊相當于一個虛擬DICOM相機，它接收并存儲各個設備的打印工作站輸出的打印膠片任務[6-7]。PrintSCP模塊會將接收到的數字膠片像素數據保存為一個文件，存儲在本地，供膠片識別模塊進行相關處理，邏輯流程，見圖3。

4.2 打印轉發模塊

本模塊把由PrintSCP模塊接收到的打印請求轉發給真實的DICOM相機。之所以要轉發DICOM打印請求給DICOM相機，是因為目前醫院的現有流程需要打印出物理膠片，如果沒有此模塊，將會引起放射科工作人員在打印膠片的時候既要向虛擬膠片打印服務器發送打印請求又要向真實DICOM相機發送打印請求，這無疑帶來了不便。而通過轉發模塊，可以把工作站發送給虛擬膠片打印服務器的打印請求通過此模塊轉發一份給DICOM相機，減輕技師的工作同時不影響醫院現有的打印流程[8]。

圖3 PrintSCP模塊邏輯流程

4.3 膠片識別模塊

本模塊是一個獨立的線程，本線程在虛擬膠片打印服務器啟動時開始，在服務器退出時結束。模塊使用OCR識別引擎做為膠片文字識別的工具。模塊的重點是正確識別出膠片上的病人條碼號和影像號，并以這兩個號作為查詢條件到PACS系統中查詢病人某次檢查的基本信息（如病人姓名、生日、性別、檢查ID等信息），將這些信息寫入由PrintSCP模塊保存的膠片像素數據中，形成電子膠片（DICOM文件），并保存到PACS系統中，邏輯流程，見圖4。

圖4 膠片識別模塊邏輯流程

4.4 DB模塊

本模塊主要是提供虛擬膠片打印服務器與數據庫的接口函數，用來向數據庫中記錄識別成功與識別失敗的膠片信息。其中，識別失敗的膠片信息將會被手動匹配模塊調用。

4.5 手動匹配模塊

本模塊是一個獨立的可執行程序，可在任意與虛擬膠片打印服務器聯通（網絡聯通）的客戶端上運行。主要用于手工處理虛擬膠片打印服務器識別病人條碼號和影像號失敗的膠片，可以通過與用戶交互的方式實現對識別失敗的膠片進行手工匹配并入庫電子膠片，邏輯流程，見圖5。

5 結論

放射科PACS系統轉向以電子膠片為基礎的PACS系統是隨著放射科信息化而產生的現實需求，通過上文的需求分析與系統設計，成功編程完成了醫院電子膠片打印系統。通過不斷調試OCR識別方式，CT截獲識別率已到達95%，而DR、RF等識別率較低的檢查建議使用手動匹配模式來產生電子膠片，臨床對于膠片的調閱速度也顯著得到提高。下一步會進行與自助機的接口調試，以期實現自助打印，按費用限制補片次數，進一步為醫療信息化的發展做努力。

[1] National Electrical Manufacturers Association．Digital Imaging Communications in Medicine (DICOM)[S]．2000．

[2] 樊樹峰,黃金標,李政,等．關鍵影像標注和電子膠片在臨床工作中的應用[J]．生物醫學工程學進展,2009,30(3):163-168．

[3] 王伯胤,李懷峰,江新民．膠片按需打印、自助式取片在優化放射檢查工作流程的應用[J]．中國醫院,2012,(12):44-45．

[4] 賈斌．醫學影像按需打印系統關鍵技術研究[D]．廣州:華南理工大學,2013．

[5] 王志康,婁海芳,孫建忠．“DICOM 電子膠片”在醫院影像信息化中的應用[J],中國醫療設備,2012,27(2):41-43．

[6] 王小冬．DICOM自助膠片打印系統的設計與實現[J]．中國醫療器械雜志,2013,37(5):345-347．

[7] 梁梁,王湘云,林家瑞．全自動DICOM影像打印工作流的設計與實現[J]．中國醫療器械雜志,2003,(6):400-404．

[8] 樊樹峰,曹武強,謝英杰．PACS中網絡打印的DICOM遵循性研究及實現[J]．生物醫學工程學雜志,2007,13(6):471-473．

Establishment of PACS Based on Electronic Film

ZHU Hai-ming1, WANG Yao-wei2
1. Department of Information, Chest Hospital Aff i liated to Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China; 2.Shanghai Kingstar Winning Software Incorporated Company, Shanghai 200072, China

This paper discusses the shortcomings of traditional PACS and the establishment of PACS based on electronic fi lm, analyzes overall architecture of the later system, then describes in detail the design contents of virtual fi lm printer which is the core module of the system. As a consequence, the transformation of PACS system in hospital application is realized.

electronic fi lm; picture archiving and communication system; virtual fi lm printer; hospital information system

TN911.73；R197.324

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.030

1674-1633(2014)07-0085-03

2014-01-14

2014-03-24

作者郵箱：zhm017@163．com