医学影像设备学第9章-图像存储与传输系统.ppt

医学影像设备学第九章图像存储与传输系统 重点难点vPACSPACS系统的主要功能系统的主要功能vDICOMDICOM标准的基本概念、基本内容标准的基本概念、基本内容vDICOMDICOM文件格式文件格式vPACSPACS系统的分类情况系统的分类情况vDICOMDICOM标准的应用范围及领域、网络结构、接口标准的应用范围及领域、网络结构、接口与通讯与通讯v远程放射学系统远程放射学系统vHISHIS与与RISRIS、PACSPACS的完全融合的完全融合第一节 概 述 目录一、一、发展简史与发展趋势发展简史与发展趋势二、主要功能二、主要功能三、分类三、分类第一节 概述一、发展简史与发展趋势 （一）发展简史（一）发展简史 PACS在国际上兴起于20世纪80年代初。1982年1月举行了第一次关于PACS的国际会议（美国），1982年7月召开了第一次国际讨论会（日本）；1983年开始实施与PACS相关的研究计划（美国）；1989年医学数字图像和通信（digitalimagingandcommunicationsinmedicine，DICOM）标准3.0出台后，PACS得到了迅速发展。第一节 概述（一）发展简史（一）发展简史 第一代第一代PACS：1991年，以加利福尼亚州洛杉矶大学（年，以加利福尼亚州洛杉矶大学（University of California Los Angeles，UCLA）医学院研制的）医学院研制的PACS为代为代表。它只是放射科专用系统，开发技术、标准均不统一。表。它只是放射科专用系统，开发技术、标准均不统一。PACS的发展经历了三三个时代：第一节 概述（一）发展简史（一）发展简史 第二代第二代PACS 1996年，以加利福尼亚州旧金山大学（年，以加利福尼亚州旧金山大学（University of California San Francisco，UCSF）医学院研制的）医学院研制的PACS为代表。它可向医院其他临床为代表。它可向医院其他临床科室提供医学图像服务，可与科室提供医学图像服务，可与HIS/RIS集成，结构开放，广泛使用了工集成，结构开放，广泛使用了工TCP/IP协议协议，ACR/NEMA，HL7等协议，系统可跨平台运行，部分采用等协议，系统可跨平台运行，部分采用DICOM 3.0，但仍未形成统一的工作流程和数据流程协议。，但仍未形成统一的工作流程和数据流程协议。第一节 概述（一）发展简史（一）发展简史 第三代第三代PACS 从从1998年开始，以广泛使用年开始，以广泛使用DICOM和医疗卫生综合标准（和医疗卫生综合标准（IHE）为代）为代表的表的PACS，图像传输都采用，图像传输都采用DICOM3.0标准，具有开放性和扩展性；标准，具有开放性和扩展性；系统结构可跨平台（系统结构可跨平台（Unix/Linux/Windows）操作，具有较好的安全）操作，具有较好的安全性、可靠性、稳定性和伸缩性；系统结构模块化，具有较好的容错性；性、可靠性、稳定性和伸缩性；系统结构模块化，具有较好的容错性；在遵从在遵从HL7、DICOM和和IHE标准和协议下，与标准和协议下，与RIS/HIS集成；具有自动集成；具有自动监控系统，可对监控系统，可对PACS各单元和工作数据流程进行监控和管理。各单元和工作数据流程进行监控和管理。第一节 概述（二）发展趋势（二）发展趋势 PACS是一项技术含量高且应用前景十分广阔的高新技术，它的发展与普及不仅对影像医学，而且对临床医学的发展都起到了重大的推动作用。其发展趋势为：提高速度和存储量；提高图像质量；三维重建、多影像融合和计算机辅助诊断；区域影像中心等。第一节 概述二、主要功能二、主要功能 （一）图像的获取与传输（二）图像管理（三）图像处理与显示（四）影像报告（五）图像存储第一节 概述（一）图像的获取与传输（一）图像的获取与传输PACS的首要任务是获得符合DICOM标准的图像数据，即接收由影像设备产生的图像信息：1直接接收符合DICOM标准的数字图像2间接接收模拟图像和非DICOM标准的数字图像3图像传输具有多目的地发送能力，可通过网络将已获取的指定图像或全部图像，按照DICOM通讯标准传送给呼叫主机。4采集标准纳入PACS的图像必须符合DICOM标准，且图像清晰度能满足临床诊断、教学、浏览等不同层次的要求。5图像传输速度图像传输速度与图像大小、网络带宽、用户多少、资料库大小、服务器性能、工作站性能和存储硬盘速度等有关。第一节 概述（二）图像管理（二）图像管理它是对已获取的图像进行查询、修改、删除等操作。其主要任务是：提高图像文件的存档和回取的速度和效率，对调用图像的订单（order）安排轻重缓急的顺序，发放用户进入（entry）许可，对不同用户要求编制相应的时间表，对特殊用户要求做出快速响应并给以明确答复。第一节 概述（三）图像处理与显示（三）图像处理与显示图像处理与显示工作站：可支持多屏幕显示；可支持同一检查多序列图像同窗口显示；支持对图像的调节功能：如调节亮度/对比度、调节窗宽/窗位、局部放大、翻转、导航等；支持对图像的测量功能：CT值测量、定位测量、感兴趣区的面积、长度、角度测量等；支持对图像的标注功能：可对感兴趣区进行标注、测量、截取、遮盖等；支持转换：伪彩色转换、灰阶转换；支持电影回放：播放速度可任意调节。另外，三维重建、多影像融合和计算机辅助诊断也是PACS制造商的研发热点。第一节 概述（四）影像报告（四）影像报告可根据用户的权限，读取、书写或确定医学影像报告。在书写医疗影像报告时，用户可调用与当前影像类型相同或接近的报告模板，快捷、方便地给出影像报告。也可查阅患者既往的报告，用作病情对比。第一节 概述（五）图像存储（五）图像存储 图像存储方式有三级：在线、近线、离线。图像存储方式有三级：在线、近线、离线。图像存储参数：图像存储参数：1响应时间2权限和范围3访问优先级第一节 概述三、分类据PACS的覆盖范围，可将其分为科室级、全院级、区域级三种类型。（一）科级PACS它是指影像科室范围内的图像传输网络，即miniPACS。（二）院级PACS将PACS能够提供的所有影像服务扩展到医院的每一个科室、每一个部门、每一个角落，既与HIS相融合的PACS。（三）区域级PACS其特点是图像传输要借助公用通信网在广域网上进行。远程放射学正是在区域PACS的基础上发展起来的，远程诊断将成为PACS的重要功能之一。第二节 数字图像和通信标准 目录一、应用范围和领域一、应用范围和领域二、主要内容二、主要内容三、文件格式三、文件格式四、网络结构四、网络结构五、接口与通讯五、接口与通讯六、现代医学影像设备体系的建立六、现代医学影像设备体系的建立七、我国医学影像设备发展简况七、我国医学影像设备发展简况第二节 数字图像和通信标准一、应用范围和领域一、应用范围和领域DICOM标准是医学影像设备之间数字图像信息交换的保证，DICOM标准的应用范围很广，与PACS、RIS、HIS等系统均有重叠：从HIS和RIS中直接获得可避免重复输入，减少错误发生。书写诊断报告或复查时，工作站在可显示病人图像，同时可显示HIS和RIS中病人的各种临床记录。第二节 数字图像和通信标准一、应用范围和领域一、应用范围和领域临床医生也可以在HIS中看到病人的各种影像检查图像，达到信息共享。做影像检查时，病人资料从HIS和RIS中传输到PACS；对于曾有过影像检查的病人（复诊病人），利用病人信息检索功能，PACS能将长期保存的数字图像调出，传输到书写报告的工作站，以便医生前后对照。检查完成后，图像和诊断报告随即传回到HIS和RIS，临床医生能立即看到。临床医生的工作站也有图像分析处理功能。第二节 数字图像和通信标准二、主要内容二、主要内容（一）基本概念（一）基本概念1属性2命令元素3命令流4信息对象类5信息对象实例6服务类（serviceclass）7服务类用户（serviceclassuser，SCU）8服务类提供者（serviceclassprovider，SCP）第二节 数字图像和通信标准（一）基本内容（一）基本内容DICOM标准经过多年的丰富和发展，目前主要包括以下15项内容。1概述概述2兼容性兼容性3信息对象定义信息对象定义4服务类服务类5数据结构和语义数据结构和语义6数据字数据字7消息交消息交换换 8消息交换的网络支持消息交换的网络支持 9消息交换的点对点通信支持消息交换的点对点通信支持 10介质交换的介质存储和文件格式介质交换的介质存储和文件格式 11介质存储应用介质存储应用 12介质交换的物理介质和介质格介质交换的物理介质和介质格 13点对点通信支持的打印管理点对点通信支持的打印管理 14灰度图像的标准显示功能灰度图像的标准显示功能 15安全性概述（安全性概述（security profiles）第二节 数字图像和通信标准三、文件格式三、文件格式（一）文件头（一）文件头它包含标识数据集合的相关信息。每个文件都必须包括该文它包含标识数据集合的相关信息。每个文件都必须包括该文件头。文件头由前言开始，接下来是前缀，它是一个长度为件头。文件头由前言开始，接下来是前缀，它是一个长度为4的字符串的字符串“DICM”，可以根据该值来判断一个文件是不，可以根据该值来判断一个文件是不是是DICOM文件。文件。第二节 数字图像和通信标准三、文件格式三、文件格式（二）数据集合（二）数据集合 DICOM数据集合代表一个实际的数据集合代表一个实际的DICOM信息对象的实例，由一信息对象的实例，由一组数据元素（组数据元素（data element）构成。）构成。DICOM文件结构模型第二节 数字图像和通信标准四、网络结构四、网络结构（一）（一）信息交换的网络支持信息交换的网络支持DICOM的网络传输协议是与开放系统互连（OSI）协议相对应的。OSI参考模型有7层。DICOM/OSI模型结构图（1）物理层（2）数据链路层（3）网络层（4）传输层（5）会话层（6）表示层（7）应用层第二节 数字图像和通信标准五、接口与通讯五、接口与通讯两台计算机进行通讯，需要请求DICOM给以支持，首先要进行通讯的起始设定。1起始信息的交换2图像信息存储（storage）3工作列表（worklist）4打印（print）包装解包回答 第三节 应 用 目录一、医院信息系统简介一、医院信息系统简介二、全院二、全院PACSPACS的规划与建设的规划与建设三、三、HIS HIS与与RISRIS、PACSPACS的完全融合的完全融合四、四、远程放射学系统远程放射学系统第三节 应用一、医院信息系统简介一、医院信息系统简介（一）医院信息系统功能划分（一）医院信息系统功能划分 医院信息系统划分为以下五部分：临床诊疗部分；药品管理部分；经济管理部分；综合管理与统计分析部分；外部接口部分。其中，临床诊疗部分基本上包括了临床信息系统CIS所有功能模块。第三节 应用（二）（二）医院信息系统体系结构医院信息系统体系结构 随着系统的大型化、复杂化，传统的“主机/终端”模式或两层C/S模式已不能满足人们的要求，于是就产生了新的分布式应用系统：三层结构系统。三层C/S模式就是对两层C/S模式的进一步任务细分和功能划分，即在客户层与数据库服务器之间增加了一层或几层中间件（mid-ware）或称为应用服务器，由中间件处理应用系统的业务逻辑，客户端程序只处理界面的显示，由中间层与数据库通讯，客户端因为不需要与数据库通讯，所以不需要安装数据库的客户端程序和数据库驱动程序，使客户端程序变得更小、更快，便于客户端的维护和升级。第三节 应用一、医院信息系统简介一、医院信息系统简介（三）（三）医院信息系统的信息整合、系统集成医院信息系统的信息整合、系统集成 在信息系统设计时必须考虑以下几方面问题：1信息的整合2数据库性能的优化3信息系统应留有外部接口4信息交换的标准化问题第三节 应用（四）医学信息的标准化（四）医学信息的标准化 信息标准化定义：狭义的信息标准化是指信息表达上的标准化，实质上就是在一定范围内人们能共同使用的对某类、某些、某个客观抽象的描述与表达。医学信息的标准化是特指信息标准化在医学领域的具体应用。广义的信息标准化不仅涉及信息元素的表达，而且涉及整个信息处理：包括信息传递与通讯、数据流程、信息处理的技术与方法、信息处理设备等等。第三节 应用二、全院级二、全院级PACSPACS的规划和建设的规划和建设 对全院级PACS的理解第三节 应用三、三、HISHIS与与RISRIS、PACSPACS的完全融合的完全融合（一）融合的必然性（二）HIS-PACS融合面临的问题（三）集成方法与原则（四）HIS-PACS融合需求分析 第三节 应用三、三、HISHIS与与RISRIS、PACSPACS的完全融合的完全融合（四）（四）HIS-PACSHIS-PACS融合需求分析融合需求分析 PACS与HIS的双向信息整合第三节 应用四、远程放射学系统四、远程放射学系统远程放射学系统（teleradiologysystem）是PACS在空间的延伸，可包含在PACS之内，也可自成系统。通常意义下，PACS是指局限于医院内或放射科室内的图像存储和传输系统，属于局域网（LAN）通信；而远程放射学系统是通过多媒体通讯技术和医学信息（如高分辨力的静态和动态图像、声音、数据和文字等）相结合而产生的一种新的医学科学。利用各种诸如卫星线路、公用数据网、因特网和电话线路等通讯介质作为载体，可以进行远程的多种医疗卫生活动，如：远程医疗、远程放射学、远程病理学、远程教育等。小结vPACSPACS系统的主要功能系统的主要功能。vDICOMDICOM标准的基本概念、基本内容标准的基本概念、基本内容及及DICOMDICOM文文件格式件格式。vPACSPACS系统的分类情况系统的分类情况。v远程放射学系统远程放射学系统。