PACS系统(picture archiving and communication systems)即医学图像归档与通讯系统,它是医院放射科或医院以及 大范围医院图像管理系统。各种各样的医学图像成像设备如CT、MRI、PET和UI等,产生了大量的影像数据,获取、存储、传输、显示和管理 些数据就是PACS系统的主要工作。
近年来随着计算机性能的大幅度提高以及高速通信网络的迅速发展,计算机的计算速度和网络通信速度对PACS已有足够的支持能力。但是仍然存在一些因素影响PACS的功能和性能,这些关键技术的解决对于PACS今后的发展有着重要意义,其中的关键技术可以总结如下[1,2]。
1 存储技术和数据库技术
1.1 大容量存储技术 医院放射科每年产生的胶片数量是十分惊人的。如把这些胶片全部 化,其所占的存储空间是天文数字。可以说,从PACS诞生的那天起,人们就致力于探索最经济、最可靠的图像存储方式,而且始终得益于计算机存储技术的发展。
PACS系统的归档存储系统不仅要有巨大的存储容量,还要求它无“挥发性”,即能长期可靠的保护数据。计算机系统中常用的磁介质存储器不能满足上述要求,因为它属于“挥发性”存储器,即随着时间的推移,介质中代表信号大小的磁化强度会自然减弱,从而造成信息丢失。另外,软件中的错误、操作员的误操作或周围环境的变化等因素都会使数据损失。可读写光盘虽然可满足图像的归档要求,但价格昂贵。MO盘片容量大,保存期长,较适于图像的长期保存。近年来,廉价的CD-R光盘已普及使用,650M的容量其价格只需10余元,尤其适用于我国中小型医院经济承受能力。CD-R盘的缺点是读盘速度较慢或者说检索时间较长。
PACS系统对图像存储器的客观要求是容量大且检索时间短,这实际上是不可能做到的。现在采取分层存储策略来满足PACS的要求。所谓分层存储,就是将PACS中的图像分轻重缓急分别存于不同的介质中。(1)最低层是存档级本身,一般由光盘组成,访问速度相对慢但存储量大。
(2)中间层由中速系统组成,如集中在工作站或分布在网络上的硬盘阵列。
(3)最高层通过磁盘或静止的缓冲存储区在工作站现场进行会诊,不通过网络进行传输。
由此可见,PACS系统的存储效率不仅与存储子系统的硬件有关,也与它的图像库管理软件密切相关。
1.2 数据库技术 除了海量图像数据外,同医学图像同时产生的还有其他许多信息,如 数据、检查方式、诊断报告、图像来源和图像参数(图像大小、文件长度)等。人们还常常对图像采取保护措施,以防数据的丢失和滥用。另外,作为一完整的PACS系统,在线帮助功能是不可缺少的部分。上述内容均为非图像信息。在DICOM 3.0中,非图像信息和图像信息之间的逻辑和功能联系是由其数据结构和协议来定义的。即它们常镶嵌于图像信息之中,并作为一个整体来传递和存储,必要时再分开处理。所有这些图像和非图像信息在传送至PACS服务器后,均要储存在数据库中以便日后使用。因此,数据库结构和关系数据库管理系统(DBMS)的效率对于任何PACS的整体效率和使用灵活性都非常重要。
在图像管理过程中,图像本身可以作为数据库的一大项或者作为一个指针所指向的外部目标来考虑,这取决于所采用的DBMS字段属性,如MS SQL Server。考虑到 数据库组织的能力,最终的选择是挑选合适的存储介质。根据图像被访问的可能性共有3种存储级别,分别对应3种不同物理存储介质。
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