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醫學影像計算機存檔與傳輸系統（PACS）

PACS（Picture Archiving and Communication Systems）是醫學影像計算機存檔與傳輸系統的簡稱，是近年來隨著數字成像技術、計算機技術和網絡技術的進步而迅速發展起來的、旨在全面解決醫學影像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統。本設計方案完全遵循DICOM3.0國際標準（Digital Imaging and Communications in Medicine），符合醫院的工作流程習慣，并可根據醫院的實際需求提供整套的PACS解決方案，以滿足醫院實用、具有良好的擴展性和柔軟性。以讀片診斷中心（PACS Station）為中心可組建PACS系統的各個模塊，如下圖所示。具體的PACS項目可根據醫院的規模和投資的大小構成，組建不同級別的PACS系統。 1、放射與核醫學影像中心該模塊將醫院的CT、MR、DSA、CR、DR、RF等數字影像設備獲得的標準DICOM影像傳輸到PACS系統，進行存儲、管理，并通過讀片中心顯示和診斷。它遵循DICOM3.0國際標準，可以將所有滿足該標準的數字影像設備輕松地接入PACS系統，具有無限的可擴展性。 2、視頻設備該模塊將超聲、內窺鏡、病理等視頻設備獲得的非DICOM影像通過DICOM網關轉換成DICOM影像，接入PACS系統。 3、登記與管理該模塊完成病人及其檢查項目的登記、預約、病歷管理、科室管理和系統維護等功能。包括放射科登記、核醫學登記、超聲登記、內窺鏡登記、病理登記、急診登記等。 4、DICOM照相輸出該模塊將PACS系統中病人的DICOM影像和診斷結果進行編輯，通過激光相機打印，輸出膠片。還可以將病人的膠片通過高精度掃描儀轉換成DICOM數字影像，輸入到PACS系統中。 5、診斷讀片報告中心該模塊是PACS系統的核心部分，可以完成調閱病歷和查詢病人檢查狀態、閱讀各種檢查的影像資料、編輯診斷結論和審核等功能。診斷讀片工作站具有強大的影像處理功能，可以對圖像進行多模式調入、鎖定、調節窗位窗寬、放大/縮小、移動、旋轉、圖像測量、標注、動態播放、偽彩、濾波、均衡、反相、拷貝、導出等操作，支持雙屏瀏覽，內含放射影像描述專家系統，幫助醫生快速生成診斷報告。 6、PACS影像存儲中心該模塊由PACS服務器和RAID磁盤陣列構成，實現PACS影像的海量存儲和自動備份管理。RAID磁盤陣列實現TB級的在線影像存儲，可管理醫院3－5年的影像資料。可外接CD－R、DVD－RW或磁帶機，實現歷史影像資料的離線存儲。所有在線和離線影像均由數據庫統一管理。 7、WEB發布與遠程診斷該模塊通過WEB服務器實現B/S方式的影像資料的共享，醫生工作臺只需IE網絡瀏覽器而不需要安裝其他軟件，即可瀏覽影像資料和診斷結論，方便臨床和門診醫生。 8、HIS互連該模塊可根據醫院現有HIS系統結構，實現PACS系統和HIS系統的互連。本次開發包括上述的1至6模塊，7和8模塊作為本系統未來的可擴充功能。讀片診斷工作站（PACS Station）是PACS系統中的核心模塊，其他的模塊都是為它服務的。它接受和管理所有數字影像設備送來的DICOM影像，從數據庫中獲取病人的信息，在高精度影像顯示器上顯示檢查的圖片資料，對病灶部位的重要影像進行一系列操作，并幫助醫生做出最后的診斷。系統結構如圖所示。 “管理工作站”負責將病人的基本信息、檢查申請和醫囑輸入PACS數據庫。病人在CT（或者MR、DSA、RF、CR、DR等）做完檢查后，檢查的影像資料通過DICOM網關PACS Station的DICOM服務器。DICOM服務器將資料存入工作站的影像文件庫的同時，通知數據庫影像的位置和修改工作流（Workflow）的狀態。最后，醫生通過讀片診斷工作站（PACS Station）主程序，從數據庫讀取病人信息，從影像文件庫讀取檢查影像并顯示，使用該工作站提供的工具對影像資料進行調入、調窗、放大、縮小、移動、旋轉、測量（長度/角度/面積）、標注等一系列的操作，鍵入診斷結論并輸出。適合于中小型醫院、縣級醫院、醫學院和大學的附屬醫院等。主要技術指標： PACS Station的主要技術指標如下： 1、PACS Station支持的醫學影像的分辨率和灰階值醫學影像模式分辨率灰階值 X射線 2048x2048 12 CT 512x512 12-16 DA或DF 512x512 8-12 1024x0124 2048x2048 MRI 256x256 12 NMI 64x64 8-16 128x128 256x256 US 64x64 16-32 128x128 2、影像分割模式：有1x1，1x2，2x2，2x3等四種模式（用戶可自定義）。 3、調窗：支持鼠標快速調窗；精細調窗；窗寬調節等。 4、影像大小調節：支持 l 無級縮放：縮放倍數無限可調； l 放大鏡：在鼠標所在處出現一個方框，方框可自由移動，框內圖像被放大一倍； l 圖像滿幅顯示：恢復到圖像被載入時的初始狀態； l 原始大小顯示：被選中的圖像以實際物理大小顯示。 5、圖像移動與翻轉：支持 l 圖像移動：用鼠標按住圖像，直接拖動； l 圖像翻轉：可水平鏡像和垂直鏡像翻轉； l 圖像旋轉：可按順時針或逆時針方向0－360度任意旋轉。 6、圖像測量：支持以下方式 l 點測量：顯示鼠標所在點的CT值（或灰度值）以及坐標； l 長度測量：顯示鼠標給定的兩點間的長度； l 面積測量：可按矩形、橢圓形和任意多邊形顯示和測量面積，并顯示測量區域CT值的最大、最小、均值等統計參數。 7、圖像標注：可用一條標注斜線和矩形方框指向一圖像區域，在方框中可輸入標注文字。 8、圖像動態播放：可按鍵：“播放”、“暫停”、“首幀”、“前一幀”、“后一幀”等連續顯示一個序列的圖像。 9、圖像處理：支持 l 圖像偽彩：對原始黑白灰度的圖像，按一定的映射關系轉成彩色，增強顯示效果； l 圖像增強：通過對比度的線性展寬，提升高灰階值像素的灰度，抑制低灰階值像素的灰度，達到增加對比度的效果； l 中指濾波：顯示中指濾波后的圖像； l 直方圖均衡：顯示直方圖均衡后的圖像，增強原圖像中較暗的部分，增強細節； l 反相：顯示負片效果的圖像。與國內外技術水平及價格比較：成果鑒定認為，該PACS系統的各項技術指標已經達到了國際同類產品的先進水平。而系統造價只有進口產品的五分之一到十分之一。市場應用前景：根據市場權威部門統計，我國縣級以上醫院每年用于PACS系統的投資都在50億人民幣以上，并且平均每年以20％的速度遞增。市場前景非常客觀。

北京交通大學 2021-04-13

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