淺談PACS 關鍵技術倡
徐春環,陳志國,周志尊
[中圖分類號] R814暢4 。畚墨I標識碼] A 。畚恼戮幪枺荨1681 -2824(2006)11 -1015 -03
。校粒茫 系統(picture archiving and communication sys唱
tems)即醫學圖像歸檔與通訊系統,它是醫院放射科或醫院
以及更大范圍醫院圖像管理系統。各種各樣的醫學圖像成
像設備如CT、MRI、PET 和UI 等,產生了大量的影像數據,
獲取、存儲、傳輸、顯示和管理這些數據就是PACS 系統的
主要工作。
近年來隨著計算機性能的大幅度提高以及高速通信網
絡的迅速發展,計算機的計算速度和網絡通信速度對PACS
已有足夠的支持能力。但是仍然存在一些因素影響PACS
的功能和性能,這些關鍵技術的解決對于PACS 今后的發
展有著重要意義,其中的關鍵技術可以總結如下[1,2] 。1 存儲技術和數據庫技術
1暢1 大容量存儲技術 醫院放射科每年產生的膠片數量
是十分驚人的。如把這些膠片全部數字化,其所占的存儲
空間是天文數字?梢哉f,從PACS 誕生的那天起,人們就
致力于探索最經濟、最可靠的圖像存儲方式,而且始終得益
于計算機存儲技術的發展。
PACS 系統的歸檔存儲系統不僅要有巨大的存儲容量,
還要求它無“揮發性”,即能長期可靠的保護數據。計算機
系統中常用的磁介質存儲器不能滿足上述要求,因為它屬
于“揮發性”存儲器,即隨著時間的推移,介質中代表信號
大小的磁化強度會自然減弱,從而造成信息丟失。另外,軟
件中的錯誤、操作員的誤操作或周圍環境的變化等因素都
會使數據損失?勺x寫光盤雖然可滿足圖像的歸檔要求,
但價格昂貴。MO 盤片容量大,保存期長,較適于圖像的長
期保存。近年來,廉價的CD -R 光盤已普及使用,650M 的
容量其價格只需10 余元,尤其適用于我國中小型醫院經濟
承受能力。CD -R 盤的缺點是讀盤速度較慢或者說檢索
時間較長。
PACS 系統對圖像存儲器的客觀要求是容量大且檢索
時間短,這實際上是不可能做到的,F在采取分層存儲策
略來滿足PACS 的要求。所謂分層存儲,就是將PACS 中的
圖像分輕重緩急分別存于不同的介質中。(1)最低層是存
檔級本身,一般由光盤組成,訪問速度相對慢但存儲量大。
(2)中間層由中速系統組成,如集中在工作站或分布在網
絡上的硬盤陣列。(3)最高層通過磁盤或靜止的緩沖存儲
區在工作站現場進行會診,不通過網絡進行傳輸。
由此可見,PACS 系統的存儲效率不僅與存儲子系統的
硬件有關,也與它的圖像庫管理軟件密切相關。1暢2 數據庫技術 除了海量圖像數據外,同醫學圖像同時
產生的還有其他許多信息,如患者數據、檢查方式、診斷報
告、圖像來源和圖像參數(圖像大小、文件長度)等。人們
倡基金項目:黑龍江省高等教育學會,高等教育科學研究“十一五”
規劃課題(編號:115F -011)
作者單位: 157011 黑龍江牡丹江,牡丹江醫學院
還常常對圖像采取保護措施,以防數據的丟失和濫用。另
外,作為一個完整的PACS 系統,在線幫助功能是不可缺少
的部分。上述內容均為非圖像信息。在DICOM 3暢0 中,非
圖像信息和圖像信息之間的邏輯和功能聯系是由其數據結
構和協議來定義的。即它們常鑲嵌于圖像信息之中,并作
為一個整體來傳遞和存儲,必要時再分開處理。所有這些
圖像和非圖像信息在傳送至PACS 服務器后,均要儲存在
數據庫中以便日后使用。因此,數據庫結構和關系數據庫
管理系統(DBMS)的效率對于任何PACS 的整體效率和使
用靈活性都非常重要。
在圖像管理過程中,圖像本身可以作為數據庫的一大
項或者作為一個指針所指向的外部目標來考慮,這取決于
所采用的DBMS 字段屬性,如MS SQL Server?紤]到目前
數據庫組織的能力,最終的選擇是挑選合適的存儲介質。
根據圖像被訪問的可能性共有3 種存儲級別,分別對應3
種不同物理存儲介質。
數據庫數據的內部結構依據PACS 系統復雜程度和醫
院具體需求情況,定制相應的表(table) 和項(table col唱
umns)。如果需要,其中一些項與ACR -NEMA 標準中包
括的數據項完全相符合。這個配置允許圖像文件頭數據被
修改并且可通過數據獲取能被重建。2 數據獲取技術
在醫療應用中,需要獲取的醫學影像數據,主要分為以
下幾個方面:(1)各種設備提供的DICOM 格式文件和其他
類型文件;(2)各種膠片資源;(3)其他形式存儲的影像
資源。
對于DICOM 文件,可以用專門設計的程序來讀;對
于其他類型的醫學影像文件,需要進行格式轉化,把他們轉
化為DICOM 格式的文件來統一處理。而對于其他各種資
源,就必須首先通過掃描儀等設備,將其轉化為圖形圖像文
件。然后,再進一步把這些文件轉化為DICOM 格式。
醫學影像的轉換是PACS 系統的一個關鍵環節,是醫
學影像經過數字化進入PACS 系統的必經途徑。本身不帶
數字接口的醫學成像設備可以通過影像數字化儀轉換為數
字圖像,然后通過影像格式轉換接口接入到PACS 系統。
本身帶有數字接口的新式成像設備,可以直接通過影像格
式轉換接口接入PACS。
由于醫學成像設備多樣化,既有膠片式的醫學影像設
備,又有先進的數字成像設備,因此針對不同的成像設備可
以采用不同方式接入PACS。目前主要采用以下三種影像
獲取方式。2暢1 高分辨率掃描儀載入 這種方法主要為了解決傳統
膠片的數字化問題。傳統的X 線設備雖然出現得早,設備
簡單,但是影像信息量卻是所有醫學影像中最大的。通過
醫學專用掃描儀將膠片信息數字化后輸入 |
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