医学影像存档与通讯系统的开发与初步应用

摘要：目的：通过组建简便医学影像存档与通讯系统(picture archiving and communication systems, PACS)实现影像诊断设备的网络化，诊断报告书写计算机化、标准化。 方法：CT、MRI和Sun Advantage Windows（简称AW）2.0工作站连接成医学数字影像传输（DICOM）网络；DICOM服务器与各图像浏览及诊断报告书写终端连接成以太网（Ethernet）网络；二者再通过集线器连接成PACS。Advantage Viewer Server/Client 1.01软件分为服务器端和客户端两部分。结果：成功地实现了数字化图像在PACS内的传送、中心存储、易机图像处理、不同操作系统（UNIX和Windows NT）不同格式图像（Adv和Dic）在DICOM3.0标准水平的相互兼容和图像交流，以及诊断报告的书写与共享打印等功能。结论：PACS提高了工作效率及管理水平，推动了医生工作模式的变革；方便了工作、科研和学习；提高了教学质量。规范化、计算机化的诊断报告质量优于人工书写报告。

　　随着信息时代的到来，数字化、标准化、网络化作业已经进入医学影像界，并以奔腾之势迅猛发展，伴随着一些全新的数字化影像技术陆续应用于临床，如CT、MRI、数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、正电子体层成像（positive electron tomography， PET）、计算机放射摄影（computed radiography， CR）及数字放射摄影（digital radiography，DR）等，医学影像诊断设备的网络化已逐步成为影像科室的必然发展趋势,同时在客观上要求医学影像诊断报告书写的计算机化、标准化、规范化。医学影像存档与通讯系统(picture archiving and communication systems, PACS)和医学影像诊断报告系统应运而生并得到了快速发展，使整个放射科发生着巨大变化，提高了影像学科在临床医学中的地位和作用。
概述
　　PACS是近年来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的、旨在全面解决医学图像的获取、显示、存贮、传送和管理的综合系统［1-4］。PACS分为医学图像获取、大容量数据存贮、图像显示和处理、数据库管理及用于传输影像的局域或广域网络等5个单元［2，4］。
　　PACS是一个传输医学图像的计算机网络，协议是信息传送的先决条件。医学数字影像传输（DICOM）标准是第一个广为接受的全球性医学数字成像和通信标准，它利用标准的TCP/IP（transfer control protocol/internet protocol）网络环境来实现医学影像设备之间直接联网［3］。因此，PACS是数字化医学影像系统的核心构架，DICOM3.0标准则是保证PACS成为全开放式系统的重要的网络标准和协议。
　　1998年我院放射科与航卫通用电气医疗系统有限公司（GE Hangwei Medical Systems,简称GEHW）合作建成医学影像诊断设备网络系统，它以DICOM服务器为中心服务器，按照DICOM3.0标准将数字化影像设备联网，进行医学数字化影像采集、传输、处理、中心存储和管理。
材料与方法
一、系统环境
　　（一）硬件配置
　　1. DICOM服务器：戴尔（Dell） PowerEdge 2300服务器（奔腾Ⅱ400MHz CPU，128MB动态内存，9.0GB热插拔SICI硬盘×2，NEC 24× SCSI CD-ROM，Yamaha 6×4×2 CD-RW×2，EtherExpress PRO/100+网卡；500W 不间断电源（UPS）。
　　2. 数字化医学图像采集设备：螺旋CT：GE HiSpeed CT/i，DICOM 3.0接口；磁共振：GE Signa Horizon LX MRI，DICOM 3.0接口。
　　3. 医学图像显示处理工作站：Sun Advantage Windows（简称AW）2.0，128MB 静态内存，20 in (1 in=2.54 cm)彩显，1280×1024显示分辨率，DICOM 3.0接口。
　　4. 激光胶片打印机：3M 怡敏信（Imation） 969 HQ Dual Printer 。
　　5. 医学图像浏览终端：7台，奔腾Ⅱ350～400MHz / 奔腾 Ⅲ450MHz CPU，64～128MB内存，8MB显存，6GB～8.4GB硬盘，15 in～17 in显示器，10Mbps 以太网（Ethernet）网卡，Ethernet接口。
　　6. 医学影像诊断报告打印服务器：2台图像浏览终端兼作打印服务器。
　　7. 激光打印机：惠普（HP） LaserJet 6L Gold×2。
　　8. 集线器（HUB）：D-Link DE809TC，10Mbps。
　　9. 传输介质：细缆（thinnet）；5类无屏蔽双绞线（UTP）；光纤电缆。
　　10. 网络结构：星形总线拓扑（star bus topology）结构。
　　（二）软件
　　1. 操作系统：螺旋CT、MRI、AW工作站：UNIX；DICOM服务器：Windows NT 4.0 Server（英文版）；图像浏览及诊断报告书写终端：Windows NT 4.0 WorkStation（中文版）。
　　2. 网络传输协议：标准TCP/IP。
　　3. 网络浏览器：Netscape Communicator 4.6。
　　4. 数据库管理系统：Interbase Server/Client 5.1.1。
　　5. 医学图像浏览及影像诊断报告系统开发软件：Borland C++ Builder 4.2。
　　6. 医学图像浏览终端：GEHW Advantage Viewer Server/Client 1.01。
　　7. 医学影像诊断报告系统：GEHW医疗诊断报告1.0。
　　8. 刻录机驱动软件：Gear 4.2。
　　（三）系统结构
　　螺旋CT、MRI和AW工作站按照DICOM3.0标准通过细缆连接到主干电缆（细缆）上形成总线拓扑结构的DICOM网络；DICOM服务器与各图像浏览及诊断报告书写终端通过双绞线以集线器（HUB）为中心连接成星形拓扑结构的Ethernet网络；二者再通过集线器连接成星形总线拓扑结构的PACS。螺旋CT、MRI、AW工作站各自通过光纤电缆与激光胶片打印机相连，进行共享打印。本PACS由如下各子系统构成：

CT/I：GE Hispeed CT/I; AW 2.0: SUN Advantage Windows 2.0; MRI: GE Signa Horizon LX MRI; DICOM: digital imaging

　　1． 数字化图像采集子系统：从螺旋CT、MRI等数字化影像设备直接产生和输出高分辨率数字化原始图像至DICOM服务器，供中心存储、打印、浏览及后处理。
　　2． 数字化图像回传子系统：将中心存储的图像数据回传给螺旋CT、MRI等数字影像设备，供打印、对比参考及后处理（三维重建等）。
　　3． 医学图像处理子系统：在AW工作站及各图像浏览及诊断报告书写终端上进行调节窗宽/窗位、单幅/多幅显示、局域/全图放大、定量测量（