PACS期末复习资料

一、名词解释：PACS、PACS涉及的名词、DICOM、DICOM分类概念、医院信息系统及各个子系统，临床路径、HL7、图像处理、图像压缩，图像存储、三维成像.PACS系统概念、分类医学图像存储与传输系统PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem,PACS)：是指应用数字成像技术、计算机技术和网络技术，对医学图像进行获取、显示、存储、传送和管理的综合信息系统分类：全规模PACS、数字化PACS、小型PACS全规模PACS(full-servicePACS):院内集成PACS(Hi-PACS)即指包括了模块化结构、开放性架构、DICOM标准、整合医院信息系统/放射信息系统(HIS/RIS)等特征的full-servicePACS范畴。数字化PACS(digitalPACS)小型PACS(mini-PACS):局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内.简述PACS系统的组成和各部分的主要功能PACS系统主要包括有图像采集、传输存储、处理、显示以及打印的功能组成：图像的采集子系统；影像传输存储管理系统；影像工作站；影像拷贝输出系统.图像的采集子系统图像采集设备是PACS系统的前级设备，采集的图像质量决定了PACS系统实际使用的价值。临床采集的图像：静态图像、动态图像.影像传输存储管理系统将采集到的图像按一定的格式、一定的组织原则存贮到物理存储介质上，然后按需求通过网络传输到各影像工作站或其它用户系统。图像必须采用无失真压缩，JPEG、H.261及MPEG存储介质：硬磁盘、光盘存储器、流磁带(库).影像工作站影像工作站主要完成的功能有：病案准备、病案选择、图像的处理、文件编制、病案介绍。影像诊断工作站、影像后处理工作站和影像浏览工作站显示分辨率：1024X1024的1KB视窗或4096X4096的4KB视窗。图像后处理：图像放大缩小、灰度增强、锐度调整、开窗以及漫游等，图像面积、周长、灰度等的测量.影像拷贝输出系统DICOM网络打印输出到DICOM网络打印输出到医用胶片或医用打印纸.什么是DICOM标准，它的作用和意义是什么？DICOM是医学图像和相关信息的国际标准(ISO12052)。它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。作用和意义：避免许多重复性的工作，加速信息系统的开发速度，对无纸化、无胶片化的亿元和远程医疗系统的实施将会起到极其重要的作用。.DICOM分类概念.医院信息系统HIS定义HIS定义和组成定义：利用计算机软硬件技术、网络通信技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存储、处理、提取、传输、汇总、加工生成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种服务的信息系统。组成：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.LIS、NIS、RIS、CDSS,并简述其主要功能。LIS:实验室系统，利用计算机技术和网络技术，实现临床信息的信息采集、存储、处理、传输、查询，并提供分析及诊断的计算机软件系统。功能：对检验申请的自动处理；对标本的自动预处理；自动分析；通过质量控制的标准样本和试剂管理，在后台完成质量控制操作，并对当天的样本进行一次或多次核准，确保检验结果的准确性。NIS:利用计算机软硬件技术，网络通信技术，帮助护士对患者信息进行采集、管理，为患者提供全方位护理的信息系统。功能：获取或查询患者的一般信息，以及既往住院或就诊信息；实现对床位的管理及对病区一次性卫生材料消耗的管理；实现医嘱管理；实现费用管理；实现基本护理管理。RIS:利用计算机技术，对放射学科室数据信息，完成输入、处理、传输、输出自动化操作的计算机软件系统。功能：预约登记；分诊；诊断报告；模板；查询；统计CDSS:用人工智能技术队临床医疗工作予以辅助支持的信息系统。功能：医院财务状况的查询与分析；药品信息汇总与分析；人事行政方面信息分析；总务后勤信息汇总与分析；医疗统计信息汇总与分析。.简述临床路径的概念和组成要素。概念：由医院中各种背景的专家，根据某种疾病或某种手术方法，之定义中大家同意认可的治疗模式，让患者由住院到出院都以此模式来接受治疗，并依据治疗结果来分析评估及总结每个患者的差异，以避免下一个患者住院时发生同样的失误来控制医疗成本，维护并提高医疗质量。组成：患者类型，常用的医疗照顾方法和实施的时间顺序，多学科的临床医疗、护理，其他专科医生，辅助科室人员，偏离常规路径的差异问题，连续性评估和改进。.医学信息交换标准概念，医学信息交换协议(HL7)概念和应用领域P69医学信息交换：两个不同设备或不同地域的不同系统所产生的信息能够实现彼此交流和通信医学信息交换标准(HL7):在信息的底层研究各种不同类型医学信息的相互通信和相互交换的接口、方法和实现规则。HL7从医院信息、系统(HospitalInformationSystem,HIS)接口结构层面上定义了接口标准格式，并支持使用现行的各种编码标准应用领域：达成临床上跨平台的应用，方便各个医疗系统之间的信息交换。.HL7HL7:医学信息交换协议。美国卫生信息传输标准，应用于临床上的跨平台的应用，方便各个医疗系统之间的信息交换。.Dicom和HL7的区别：P100DICOM和HL7是目前在医疗信息领域应用比较广泛的信息传输标准，Dicom主要用于医学影像领域，HL7主要解决医学信息系统之间的信息交换问题。.图像处理图像处理(imageprocessing),用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值称为灰度值。图像处理技术的一般包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。.图像压缩图像压缩是指以较少的比特有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术，也称图像编码压缩方法：有损压缩和无损压缩.图像压缩的概念减少表示数字图像时需要的数据量.图像压缩的基本原理图像数据之所以能被压缩，就是因为数据中存在着冗余。图像数据的冗余主要表现为：图像中相邻像素间的相关性引起的空间冗余；图像序列中不同帧之间存在相关性引起的时间冗余；不同彩色平面或频谱带的相关性引起的频谱冗余。数据压缩的目的就是通过去除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数。由于图像数据量的庞大，在存储、传输、处理时非常困难，因此图像数据的压缩就显得非常重要。信息时代带来了“信息爆炸”，使数据量大增，因此，无论传输或存储都需要对数据进行有效的压缩。在遥感技术中，各种航天探测器采用压缩编码技术，将获取的巨大信息送回地面。图像压缩是数据压缩技术在数字图像上的应用，它的目的是减少图像数据中的冗余信息从而用更加高效的格式存储和传输数据。.图像压缩技术小波变换图像压缩JPEG2000标准图像压缩DICOM标准图像压缩分形图像压缩.图像存储图像存储，指的是各种图形和影像在存储器中最多可以存储多少帧的视频信号。存储方式数字图像文件存储方式：（1）位映射图像。以点阵形式存取文件，读取时候按点排列顺序读取数据。（2）光栅图像。也是以点阵形式存取文件，但读取时候以行为单位进行读取。（3）矢量图像。用数学方法来描述图像。图像的存储方式最直接的就是点阵方式，点阵即点的阵列，阵列中的点称为像素。图像中的像素越多，能表示的细节（如物体）也就越多，每个像素的表示范围越大，能表示的细节（如颜色，灰度）也就越多.三维成像通常我们说一个客观的世界是三维的，客观世界的三维图像通过某种技术把它记录下来然后处理、压缩再传输出去，显示出来，最终在人的大脑中再现客观世界的图像，这个过程就是三维成像技术的全过程。医学影像医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。它包含以下两个相对独立的研究方向：医学成像系统（medicalimagingsystem）和医学图像处理（medicalimageprocessing）。前者是指图像行成的过程，包括对成像机理、成像设备、成像系统分析等问题的研究；后者是指对已经获得的图像作进一步的处理，其目的是或者是使原来不够清晰的图像复原，或者是为了突出图像中的某些特征信息，或者是对图像做模式分类等等。EMR电子病历系统电子病历系统是指医院内部支持电子病历信息的采集、存储、访问和在线帮助，并围绕提高医疗质量、保障医疗安全、提高医疗效率而提供信息处理和智能化服务功能的计算机信息系统。比较:EMR电子病历EHR电子健康档案PHR个人健康档案目的医疗质量控制信息共享、公共卫生个人健康信息信息归属医院政府管理机构个人信息内容与医疗相关的信息医疗信息、公共卫生信息医疗信息、个人健康信息7.X线图像及成像设备(CR计算机X线摄影、DR数字X线摄影、DSA数字剪影血管造影)X线图像：利用人体器官和组织对X线的衰减不同，透射的X线的强度也不同这一性质，检测出相应的二维能量分布，并进行可视化转换，从而可获取人体内部结卞^的图像。与常规胶片图像的形成过程相比，X线数字成像系统形成数字图像所需的X线剂量较少，能用较低的X线剂量得到清晰图像。可利用计算机图像处理技术对图像进行一系列处理，从而改善图像的清晰度和对比度等性能，挖掘更多的可视化诊断信息。成像设备：计算机X线摄影(computedradiography,CR)是X线平片数字化的比较成熟的技术。CR系统是使用可记录并由激光读出X线成像信息的成像板(imagingplate,IP)作为载体，经X线曝光及信息读出处理，形成数字式平片图像。数字X线摄影(digitalradiography,DR)是在X线影像增强器—电视系统的基础上，采用模/数转换器将模拟视频信号转换成数字信号后送入计算机系统中进行存储、分析、显示的技术。数字X线摄影包括硒鼓方式、直接数字X线摄影(directdigitalradiography,DDR)和电荷藕合器件(chargecoupleddevice,CCD)摄像机阵列方式等。数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)是利用数字图像处理技术中的图像几何运算功能，将造影剂注入前后的数字化X线图像进行相减操作，获得两帧图像的差异部分一一被造影剂充盈的血管图像。目前DAS有时间减影(temporalsubtraction)、能量减影(energysubtraction)、混合减影(hybridSubtraction)和数字体层摄影减影(digitaltomographysubtraction)等类型。.CT(电子计算机断层扫描)P44CT是利用精确准直的X线束、丫射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT(X-CT)、超声CT(UCT)以及丫射线CT(^CT)等。.磁共振图像MRI、磁共振血管造影MRA、磁共振波普分析磁共振成像(MRI)是根据有磁距的原子核在磁场作用下，能产生能级间的跃迁的原理而采用的一项新检查技术，MRI有助于检查癫痫患者脑的能量状态和脑血流情况，对变性病诊断价值很大。MRI是通过体外高频磁场作用，由体内物质向周围环境辐射能量产生信号实现的，成像过程与图像重建和CT相近，只是MRI既不靠外界的辐射、吸收与反射，也不靠放射性物质在体内的丫辐射，而是利用外磁场和物体的相互作用来成像，高能磁场对人体无害。所以MRI检查是安全的。磁共振血管造影(MRA)是利用电磁波产生身体二维或三维结构的图像的一种检查方法。有时也称作“核磁共振显像(MRI)”。是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号，并重建出人体信息。磁共振波谱分析(MRS)是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术，是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物，是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊断方法。.超声图像US（B超）超声波检查（US检查）是利用人体对超声波的反射进行观察。一般称为US的超声波检查，是用弱超声波照射到身体上，将组织的反射波（echo）进行图像化处理。所谓US是根据英语超声波（ultrasonic）这个词的拼写而来的。.放射性核素图像放射性核素成像技术是通过将放射性示踪药物引入人体内，使带有放射性核的示踪原子进入要成像的组织，然后测量放射性核素在人体内的分布来成像的一种技术。放射性核素成像技术能够反映人体内的生理生化过程，能够反映器官和组织的功能状态，可显示动态图像，是一种基本无损伤的诊断方法。.红外图像红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线，又称红外辐射。是指波长为0.78—1000微米的电磁波，其中波长为0.78—2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0—1000微米的部分称为热红外线。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。按成像原理和制造技术，夜视技术可分为：1、微光夜视2、红外夜视从上面的分析的技术特点来看，被动红外热成像夜视仪是夜视设备的主流，特别是红外热像仪技术已长足发展及成本大幅度降低的今天，军方主流的光电观瞄设备都是三光合一，即集成可见光、热像仪、激光测距机。微光夜视主要是应用于某些特殊场合或者配合热像仪使用，主动红外由于易于暴露及探测距离不远的原因，主要运用于民用的低端领域。.内窥镜图像.显微图像通过逐点、逐行、逐面快速扫描成像，并通过数据线连接到计算机上进行图像分析。由显微镜摄像头+图像分析软件组合而成的系统.x射线、超声（B超）、CT、磁共振的原理与区别x光摄影（平片）X光会穿过人体，不同部位吸收射线，底片上不会曝光或部分曝光，洗片后这个部位就是白色的。优点：快捷、价廉。缺点：受制于深浅组织的影像相互重叠和隐藏，有时需要多次多角度拍摄X光片才能看清。CT的检查原理是X光会断层穿过人体，通过电脑计算后处理为二次成像。优点：可以断层看，经后处理可以显示更多信息。缺点：费用比X光摄影贵，且CT检查的辐射剂量通常高于单次X光摄影。B超的原理是用超声波穿透人体，当声波遇到人体组织时会产生反射波，通过计算反射波成像。优点：多方向观察，实时成像。缺点：超声受气体干扰很大，对于肠道等含气较多的器官，超声诊断准确率会降低，所以一般肠道检查使用肠镜磁共振成像是利用收集磁共振现象所产生的信号而重建图像的成像技术，简单说就相当于用手摇一摇，让氢质子振动起来，再平静下来，感受一下里面的振动。优点：与CT相比，它没有放射辐射，没有骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力。缺点：费用相对比较昂贵。1.图像的数字化过程图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤采样采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。例如：一副640*480分辨率的图像，表示这幅图像是由640*480=307200个像素点组成。量化量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。压缩编码数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。.图像采集图像采集，一般用摄像头，照相机采集。特殊情况用红外摄彳a机，x光机，ct扫描仪，贺词共振图像处理，采集下的照片有的时候不是很清晰，例如X光片，透视的，肯定不清晰，一般要对照片进行拉伸，对比度调整等处理手段模式识别，图像处理完以后，会得到很多特征，通过特征来判断，就叫识别。例如虹膜识别个人身份，人脸识别.图像采集方式：①DICOM采集：数字图像直接通过网络实现图像采集，传递和接受影像的双方都采用DICOM标准。②非标的数字采集：对于某些没有DICOM接口的影像设备，如果其所使用的主机系统是标准的和开放的，那么可以在操作系统一级建立软件联系，通过破解图像格式和建立标准的FTP通讯获得影像。这类影像设备的量很大。③视频采集：技术成熟，价格低廉，适用于所有影像设备。④胶片扫描：专门用于将已由的胶片转化成数字化的影像。.影像文件格式静态影像文件格式有：BMP、PCX、TGA、TIFF、JPEG、GIF、PCD、DICOM等;动态影像文件格式有AVI、MPEG等表；.帚见医学图像格式w称文件扩展名分析软件及来源Analyze.iii^g/sheirAnaljrze软件t梅奥临床医学中心DICOM无ACR/网口协会NIfll、nii或.iing/\hdr影像学信息H具倡议MINC蒙牛轿1J尔神经学尚究所（m.广展名熊tCDF）AFNIbrick,BRIK式Z软件威斯康星医学中心.影像的采集，传输，储存图像采集：图像采集是本系统的“根”，是系统能够正常运行的基本点。只有采集到图像后，才能进行后续的显示、处理等工作，采集的图像质量决定PACS系统是否可用以及是否具有实际意义。图像的采集可分为两种类型，一是静态图像，主要是单帧图片，例如腹部超声发现的结石图像；二是动态图像，为一段或多段连续的图像系列，如心脏超声可以采集一个或多个心动周期的图像。根据超声仪器的特点，决定了其图像采集的方式，目前大体有两种方式：数字图像以及视频图像的采集。数字图像直接通过网络实现图像采集。以超声仪器为例，该方式的前提：一是超声仪器为数字化超声仪，二是其图像支持国际医学图像标准如DICOM（DigitalImagingandCommunicationinMedicine）或其它标准，三是开发支持对应格式的图像存贮、显示等软件。该方式实现起来比较简单，只要超声仪通过网络与图像存贮设备例如图像存贮工作站连接即可。该方式要求超声仪器本身支持DICOM或其它标准，但它是超声图像采集的最终方式，将来很可能是超声仪器的基本配置。视频图像的采集是将超声仪器输出的视频信号通过计算机转化为数字信号。具体是通过图像采集卡将超声仪器的图像采集到工作站，然后保存到存贮设备中。该方式目前基本满足于所有的仪器，实现的条件也比较成熟。传输存储：图像的传输存储过程是将采集到的位于超声工作站上的图像按一定的格式、一定的组织原则存贮到物理介质上，如服务器、光盘等，以备使用。必须考虑的问题：存贮格式、存贮空间、存贮介质等问题。可以使用的存贮格式为：TIF、TGA、GIF、PCX、BMP、AVI、MPEG、JPEGDICOM,我们选择比较通用的AVI格式或DICOM格式。图像压缩方法很多，但医学图像必须保证图像能完全还原为原图式样。也就是说，必须为无失真压缩（或称无损压缩，相对于有失真压缩）。目前几种实用标准为ISO（国际标准化组织）和ITU（国际电信联盟）制定的如下三种：JPEGH.261以及MPEG等。常用存储介质：（1）硬磁盘一一用于临时存贮采集的图像或显示的图像，在图像采集工作站上或者专门的图像服务器上皆配备该设备。（2）光盘存储器一一即CD-R盘片，一张盘片存贮量可达到650MB或更大，多张光盘可组成光盘塔、光盘阵，以实现大量数据的存贮。（3）流磁带（库）。8.HL7与DICOM的优缺点区别区别：DICOM标准是定义在网络通信协议的最上层