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PACS和RIS的技术进展

时间:2010-10-09 21:36:44  来源:  作者:

近年PACS 图像管理和归档的技术发展主要体现在下列几方面:

内部存储格式标准化为 DICOM 3.0

采纳标准压缩算法来压缩图像文件;

三级储存模式 (在线、近线和离线) 已经转变成两级 (在线和备份)

 

再看图档格式,目前几乎所有欧美先进 PACS 厂家都用正式 DICOM 3.0文件格式来储存图像。设计旧一点的 PACS 还用 ACR-NEMA 2.0 SPI,只有很老的 PACS 才用到厂家自己定义的各式。用 DICOM 3.0 格式有许多好处,其中一条是今后要更换 PACS 时不必找旧 PACS 厂家来转换数据。更重要的是用 DICOM 3.0 文件格式可以随时加影像模式、加减和更改图像文件的内容。而传统的固定字段长度图像格式要添些东西就要全盘改动。

 

在图像压缩方面新一代的 PACS 大多采用 DICOM 支持的标准压缩算法,如 JPEGJPEG  LosslessJPEG 2000JPEG-LS Deflate 等。厂家用自定义算法来压缩图像的现象越来越少。

 

目前欧美先进 PACS 厂家都在推行在线和备份两级储存。备份只是为了防意外,如火灾、地震等。在线用的是硬盘,用 RAID (冗余存储磁盘阵列) NAS (Network Attached Storage) SAN (Storage Area Network)。而前几年PACS 界最常见的是用三级图像储存模式:在线 (online)、近线 ( near-line) 和离线  (off-line)。新的图像在线存在硬盘上、老一点的图像近线存在网路服务机里、再老一点的图像离线存在 MOD 或磁带里。上世纪末,最大 SCSI 硬盘容量不过 9GB。假如说PACS 在线存储  RAID SCSI 3 ,也只有 15x 9GB = 45GB 的容量。医院通常要 1TB 12TB的容量,这样的 PACS 只能通过 DLT AIT 磁带塔或 MOD 光盘塔来实现。有时提取一个图像要 5 分钟!

 

然而在短短几年里单个 3.5英寸硬盘存储量就已经超过 200GB。单机配一个 2TB RAID 已经不是个问题。需要更大的储存只要外挂 NAS (Network Attached Storage) SAN (Storage Area Network)、逐年扩充。

 

PACS 图像显示和处理技术的发展

下列条文摘自中国卫生部医疗信息分系统功能规范:

 

1,图像处理功能:自定义显示图像的相关信息,如姓名、年龄、设备型号等 参数。提供缩放、移动、镜像、反相、旋转、滤波、锐化、伪彩、播放、窗宽窗位调节等功能。

2,测量功能:提供ROI值、长度、角度、面积等数据的测量;以及标注、注释功能。

3,管理功能:支持设备间影像的传递,提供同时调阅病人不同时期、不同影像设备的影像及报告功能。支持DICOM3.0的打印输出,支持海量数据存储、迁移管理。

4,远程医疗功能:支持影像数据的远程发送和接收。

5,系统参数设置功能:支持用户自定义窗宽窗位值、显示文字的大小、放大镜的放大比例等参数。

 

应该说上述大部分PACS 工作站功能在过去十几、二十年一直就有。那么近几年有些什么新的发展呢?

 

有些图像显示功能变成标准化:比如说调窗宽窗位值按住右键移动滑鼠 、翻滚断面的同时在正交图像窗口显示出定位线等等。

计算机辅助诊断功能越来越多。有些软件进行自动计算出左右心室容量、喷射指数;有的标注出血管狭窄、钙化位置、乳腺癌可疑点等等;有些提供 PET SUV 值和 CT 值等。

由于厂家技术的激烈竞争和IHE 的游说,医生对操作方便的要求越来越高。新版本DICOM 标准定义了Hanging Protocol (挂片协议) Grayscale Softcopy Presentation State (灰阶图像显示状态)Print Presentation LUT (打印调色板) 等。

几年前一台 PACS 工作站10 万美元。现在工作站主要价值在软件,一台几万美元、甚至几万人民币。计算机可以直接从商店里买,CPU 速度快、内存大、显示卡性能好、LCD 屏幕大而分辨率高,成本还不高。

几年前一个 CT 检查只有两个系列,不到 15 张图。现在有了 16- CT,一做就是几十张、几百张图。硬拷贝打出胶片来显然是不现实了,PACS 功能也必须改进才能跟上。多线(multi-thread)读取图像、高效率用户界面、用户可设置的自动处理和Hanging Protocol (挂片协议) 是目前解决这个问题的一些方法。

前几年 PACS 要用医疗医疗影像专用显示卡和灰阶屏幕,一台双屏影像工作站单这项开支就 4-5 万美元。现在市面上就能买到高分辨率、高对比度的 LCD,价钱是专业屏幕的几十分之一。

过去一台 Unix 三维工作站几十万美元。现在Windows PC 平台就有足足有余的三维图像处理与显示功能。

 

其中,计算机辅助诊断和三维的发展是非常值得关注的。由于新的 CTMR、超声波、ECTPETDRDSA 等速度越来越快,产生的图像数据越来越多。医生的阅片工作量会越来越大。诊断同样的病,过去医生只要看12 CT 断层,现在 16- CT 一下就扫出 600 张全身断层图来。工作站要能让医师很快而准确地找到关键断面和病灶。市场分析公司 Frost & Sullivan 预计三维影像市场会从 2002 年的 4 亿美元上升到  2009 年的 11.5 亿美元

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