【医学影像存档与通讯系统的开发、实施与系统集成体会】 电通信电源系统集成

  摘要 目的:通过程序开发、综合布线、系统集成等工序组建科室级医学影像存档与通讯系统(picture archiving and communication systems, PACS)实现放射科信息化。方法:根据科室影像设备的标准化程度,开发相应影像工作站或直接向DICOM服务器传输图像,建立科室局域网络。开发放射科信息系统(RIS)软件,集成各应用系统。结果:成功地实现了数字化图像在PACS内的传送、中心存储、终端工作站图像浏览;实现了病人数据流在RIS中的传输;实现了影像报告的计算机处理、在线二级审签、长期归档。结论:PACS提高了工作效率及管理水平,推动了放射科工作模式的变革;便于教学、科研和学习;规范化、计算机化的诊断报告质量优于人工书写报
  关键词 PACS;RIS;HIS;DICOM
  
  医学影像诊断在现代医疗活动中占有极其重要的地位,过去近二十年间,各级医院引进了大批先进的医学影像设备,对提高诊断水平起到了重要的积极作用,但其中的绝大多数设备仍采用传统的胶片记录方式,特别是早期产品。这给影像资料的保存和管理带来了诸多不便。随着计算机技术的发展,大容量存储介质和图像压缩技术的广泛应用和计算机运行速度的提高,使医学图像的实时存储和调阅成为可能;通信技术的飞速发展,使医学图像可以迅速传输;由ACR-NEMA标准发展而来的DICOM3.0标准使医学图像及相关信息在计算机之间传输有了一个统一的标准。要实现医学影像的信息管理,医学影像存档与通讯系统(PACS)是非常重要的条件。
  同其他医院一样,在1994年引进西门子公司SOMATOM CR型CT机以后,在设备的使用过程中,随着工作量的增加,我们就深深的感到传统的胶片保存和管理是一个突出的难题,因此1995年初我们在医院的支持帮助下同有关公司协商尝试光盘存储方面的探讨,同年9月份实现了CT机的数字信息的自动采集,通过CDR光盘刻录,实现了对图像的进行永久保存。当时一张650M的光盘可以存储256*256的图像约5000-6000幅,相对于我们的工作量而言,大约3-5天需要刻录一次,同一份光盘要刻录两张,一张原盘,一张备份,以防损坏和借阅后丢失。虽然实现了光盘存储,但成本较高,(当时一张盘约130元左右),3-5天需要刻录一次,相当麻烦。后来又尝试在CT机上加装工作站,但由于数据采集只能取视频信号,选取的图像失真太明显,只能放弃。2000年和2003年我们又相继在螺旋CT核磁共振上加装了光盘存储装置,并且利用e-film软件实现几台重要设备的图像存储和相互间传输。
  2005年底至2006年6月,在医院领导及有关公司的支持帮助下,参照天津医学院总院、泰安88医院、贵阳医学院附院等医院的成功经验,根据科室的设备现状和技术力量情况,结合科室的实际需求,对科室人员进行了具体分工,制订了详细的安装计划。我们组织科室人员进行了相关的开发和试验,完成了登记、诊断报告书写、签阅、科室管理、报告发放等软件的编程,对于非DICOM接口的设备进行了转换,以部分实现DICOM标准,同时个根据需要购置了部分硬件设备,通过半年多的安装调试,对全科17台套设备实现了联网,具备了PACS系统所能提供的所有功能,而整个系统的投资仅不足20万人民币,现面将我们所做的工作作一简单介绍。
  1材料与方法
  1.1系统环境
  1.1.1硬件配置
  (1)现有医学影像设备及其工作站:①CT:HITACHI PRATICO螺旋CT和SIEMENS CR普通CT不具备DICOM3.0接口,采用视频采集的方式接入PACS;②磁共振:HITACHI AIRISⅡ,支持DICOM3.0,可自动向PACS传输图像并支持PACS回传;③CR:KONICA REGIUS,支持DICOM3.0,可自动向PACS传输图像;④数字胃肠:HITACHI TU-130,支持DICOM 3.0,可自动向PACS传输图像;⑤OEC9600型“C”型臂一台,不支持DICOM3.0;⑥胶片激光相机:KONICA DRYPRO750相机2台,KONICA LI-10A相机2台。
  (2)DICOM服务器:浪潮英信NP370G-2服务器:英特尔(Intel)至强(Xeon)CPU,主频3.0GHz;1G动态内存;300GB热插拔SICI硬盘×3组建RAID 5,有效容量600G;NEC SCSI CD-ROM,SUNSUNG 16×DVD-RW,EtherExpress PRO/1000。
  (3)影像诊断工作站及RIS工作站共9套:联想启天M460E商务机:英特尔(Intel)奔腾Ⅳ(Pentium)CPU,主频2.8GHz;256G动态内存;80GB IDE硬盘; SUNSUNG 16×DVD-ROM,EtherExpress PRO/100网卡;17英寸SUNSUNG液晶显示器×2。配备报告打印机两台:惠普LaserJet1020激光打印机。
  (4)网络设备:①华为 SOHO-S1024-CN以太网交换机2台;②D-LINK DES-1008D交换机6台;③AMP 超5类非屏蔽双绞线(UTP)。
  (5)网络结构:星形总线拓扑(star bus topology)结构。
  1.1.2软件系统
  (1)操作系统:服务器操作系统为MicroSoft Windows 2000 Server;影像工作站操作系统为MicroSoft Windows XP Professional;
  (2)程序开发:程序开发语言为C++程序设计语言及OOP PASCAL程序设计语言;开发环境为MicroSoft Visual C++ 6.0、Borland C++ Builder 6.0、Borland Delphi 6.0集成程序设计环境。
  (3)DICOM标准:DICOM每年都会更新其标准,目前最新版为2007版,我们的工作是在NEMA DICOM 3.0标准2003版的框架下进行的。
  (4)网络传输协议:传输控制协议/网际协议(TCP/IP)。
  (5)数据库管理系统:MicroSoft SQL Server2000。
  1.2实施方法
  1.2.1非标准设备接入:本例中, HITACHI 螺旋CT和OEC9600“C”臂不符合DICOM3.0标准,因此需设计CT图像采集工作站。硬件采用北京嘉恒中自有限公司生产的M20H灰度图像采集卡,图像采集工作站通过同轴电缆与设备的视频源相连,采集到8位灰度图像,将此图像按照DICOM标准第3部分、第5部分、第6部分、第10部分的规定,生成标准DICOM格式的文件并保存在工作站硬盘上。支持DICOM胶片打印,实现了DICOM C-STORE SCU。
  1.2.2标准设备接入:标准设备直接采用UTP连接到DICOM服务器。
  1.2.3影像诊断工作站:将PACS系统与RIS系统整合于一体,工作站双屏显示,左屏为PACS图像,右屏为RIS信息及报告页面。可同步观察图像并编写报告。支持影像报告在线二级审签,审签成功或输出纸质报告,交发片工作站;审签不合格,退回原报告,继续编辑,直至修改合格。
  1.2.4病人检查接口:登记工作站为病人入口,将病人基本信息,检查信息及临床资料等输入RIS系统,生成检查号;发片工作站为病人出口,将检查完毕输出的胶片和报告发给病人,同时监控病例检查进度,保证数据在RIS内部顺畅流动,避免出现信息滞留。通过LED显示屏,将RIS内的病人数据流信息显示给候诊区的病人。
  1.2.5DICOM服务器软件:实时在线存储,保证任何时间、任何地点的影像设备都可以将图像传输至DICOM服务器。实现了C-STORE、C-GET、C-FING、C-MOVE服务类,支持CR、DR、CT、MR、RF、US等常见影像设备生成的DICOM图像。
  1.2.6布线:由于距我院放射科的设备分部在4层楼近30个房间,为了节省成本,保证传输效果,网线的购置、线路的走行、交换机的配置都需要认真考虑。
  2结 果
  经过软件的设计开发,硬件设备的安装调试和系统整体集成,我们实现了科室级PACS和RIS的应用:①支持TCP/IP协议及DICOM3.0标准,可以在基于TCP/IP的局域网中通信。②实现了DICOM文件的在线存储及离线存储,实现了影像工作站实时调用在线病例;③RIS工作流自动化处理,状态实时显示;④实现了科室管理的计算机化。目前我们科的PACS系统已应用近一年半的时间,在科室日常工作、教学、科研中起到了重要作用。实践证明,自主研发科室级PACS系统是可行的。
  3讨论
  DICOM是一个开放的标准,任何厂商、组织或者个人都可以在它的框架内工作,以开发出自己的应用系统。目前世界上主要的影像设备制造商都已经将DICOM标准接口做为其生产的影像设备的标准配置,以适应PACS制造商、医学影像科室、医院开发自己的DICOM应用系统。
  PACS开发的体会:(一)有充分的系统软硬件知识基础、网络应用基础是自主开发PACS系统的前提之一;(二)工作必须严格在DICOM3.0的框架下开展,否则,开发的系统将难以与影像设备互联互通;(三)精心安排,统筹各项工作可以保证PACS系统顺利安装调试成功;(四)RIS系统既要保证PACS获取足够准确的信息,还要兼顾本单位工作流程的特点和特殊的要求,这一点也是专业的PACS厂商难以做到。(五)PACS是一个繁杂的系统,采用模块化设计是一个很好的方法,但由于我们的团队人力较少,时间和精力有限,因此有比较多的设想还没有真正地实现;(六)PACS是放射学与计算机及计算机网络相结合的科学,单靠放射工作者或计算机及网络专家单方力量很难完成设计及使用任务,多方合作极为重要。(七)自主开发PACS应量力而行、切合实际,有些硬件该省则省,但主要部件必须满足应用要求,同时要有发展的眼光,预留升级余地,例如与HIS系统的匹配连接等。(八)影像科室是PACS系统的最终用户,我们知道我们需要的PACS是什么样的,因此,我们应该也能够成为PACS开发中的主体。
  
  参考文献
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