医学影像设备学 图像存储与传输系统PPT学习教案

1、会计学1医学影像设备学医学影像设备学 图像存储与传输系统图像存储与传输系统 第2页/共38页第3页/共38页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（digital imaging and communications in medicine，DICOM）标准3.0出台后，PACS得到了迅速发展。第4页/共38页 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 Californi

2、a 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5页/共38页 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

3、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，部分采等协议，系统可跨平台运行，部分采用用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6页/共38页 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

4、）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；在遵从性；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；具集成；具有自动监控系统，可对有自动监控系统，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7页/共38页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

5、影像中心等。第8页/共38页（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9页/共38页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

6、能、工作站性能和存储硬盘速度等有关。第10页/共38页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11页/共38页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

7、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12页/共38页可根据用户的权限，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13页/共38页 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14页/共38页据PACS的覆盖范围，可将其分为科室级、全院级

8、、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mini PACS。（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15页/共38页第16页/共38页第17页/共38页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

9、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18页/共38页临床医生也可以在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19页/共38页（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

10、服务类（service class）7服务类用户（service class user，SCU）8服务类提供者（service class provider，SCP）第20页/共38页（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

11、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21页/共38页（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，它是一个文件头。文件头由前言开始，接下来是前缀，它是一个长长度为度为4的字符串的字符串“DICM”，可以根据该值来判断一个文件，可以根据该值来判断一个文件是不是是不是DICOM文件。文件。第22页/共38

12、页（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。D ICOM文件结构模型 第23页/共38页（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24页/共38页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

13、的交换2图像信息存储（storage）3工作列表（work list）4打印（print）包装解包回答第25页/共38页第26页/共38页第27页/共38页（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28页/共38页（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

14、。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29页/共38页（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30页/共38页（四

15、）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31页/共38页 对全院级PACS的理解第32页/共38页（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33页/共38页（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34页/共38页远程放射学系统（tele radiology system）是PACS在空间的延伸，可包含在PACS之内，也可自成系