PACS講義尚邦治2011.08第1節(jié)PACS概述

醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)是近幾年國(guó)內(nèi)醫(yī)院迅速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。從字面上理解是醫(yī)學(xué)圖像的存儲(chǔ)和傳輸問(wèn)題，實(shí)際上PACS的功能已經(jīng)超出字面含義。它擴(kuò)展了CT、MR等影像設(shè)備的功能。它是臨床醫(yī)生工作的工具。它是HIS的重要組成部分。1．使用PACS的目的

提高資源利用率和降低醫(yī)療診斷及治療成本。提高影像科室工作效率及提高醫(yī)療質(zhì)量。是臨床醫(yī)生（例如：骨科、神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科）查閱病人資料的工具，臨床上應(yīng)用PACS可以有效的提高醫(yī)生的工作效率，減少不必要的時(shí)間浪費(fèi)（例如借閱片子時(shí)間）。改善科研條件，提高教學(xué)質(zhì)量。醫(yī)療改革中技術(shù)措施。2．PACS的作用

（1）把影像設(shè)備產(chǎn)生的圖像通過(guò)直接方式或間接方式轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠接收、存儲(chǔ)和處理的數(shù)字化形式。（2）有效的、長(zhǎng)期的存儲(chǔ)影像資料。醫(yī)院每天產(chǎn)生大量圖像數(shù)據(jù)，保證以最少的出錯(cuò)概率存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并能夠長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)將是一項(xiàng)十分艱苦的工作。從技術(shù)角度講，要有足夠的存儲(chǔ)容量去存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，并且要保證在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不丟失數(shù)據(jù)。這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)是不容易的。另外，為保障數(shù)據(jù)輸入存儲(chǔ)正確并能夠長(zhǎng)期存儲(chǔ)，還要有大量的管理工作作為基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)有效的、長(zhǎng)期的存儲(chǔ)影像資料是一項(xiàng)十分艱難的技術(shù)加管理工作。PACS的作用(續(xù)1)（3）實(shí)現(xiàn)圖像文件網(wǎng)絡(luò)傳輸，圖像分發(fā)到科室。（4）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)診斷。（特點(diǎn)是速度快）（5）有效的影像資料管理。影像資料管理不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入，有效的影像資料管理包括嚴(yán)格的病人基本信息檢查、同一病人不同類別影像資料的合并、不同時(shí)間的同一個(gè)病人資料合并、存儲(chǔ)介質(zhì)上設(shè)置有效標(biāo)志、信息傳輸出錯(cuò)報(bào)警等。PACS的作用(續(xù)3)（9）圖像處理。在PACS環(huán)境下可以進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像提取與再處理，例如：MRI與PET/SPECT圖像融合技術(shù)；定量分析圖像特征（結(jié)構(gòu)大小、形狀等）例如：血管狹窄測(cè)量；識(shí)別正常與異常結(jié)構(gòu)（例如：CR技術(shù)）；比較影像診斷學(xué)的研究與應(yīng)用；計(jì)算機(jī)輔助診斷；成像質(zhì)量自動(dòng)分析。(10)提高影像設(shè)備等醫(yī)院資源利用率。(11)為科研提供原始資料；為教學(xué)提供典型圖像資料(12）為遠(yuǎn)程醫(yī)療提供基礎(chǔ)RIS作用解決病人進(jìn)入放射科的登記。放射科各種圖像文檔資料均需用到的病人基本信息。數(shù)字化的診斷報(bào)告。醫(yī)生使用工作站完成放射檢查診斷報(bào)告。放射診斷檢查中其他文字方面的信息存儲(chǔ)。診斷報(bào)告的歸檔，放射檢查申請(qǐng)單的歸檔存儲(chǔ)。放射科管理以及高效的工作流。病人預(yù)約管理，工作人員工作量統(tǒng)計(jì)，科室成本控制。1．計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)是PACS的基礎(chǔ)和平臺(tái)。一個(gè)完善的局域網(wǎng)是發(fā)揮PACS功能的基本條件。對(duì)局域網(wǎng)的要求是網(wǎng)絡(luò)帶寬高、運(yùn)行可靠、安全性好。同時(shí)局域網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的必要條件。2．兩屏幕/四屏幕診斷級(jí)圖像工作站4屏幕/2屏幕診斷級(jí)圖像工作站是影像科室使用PACS進(jìn)行診斷的基本條件。4屏幕/2屏幕診斷級(jí)圖像工作站主要是顯示子系統(tǒng)滿足臨床影像診斷的要求。使用4屏幕/2屏幕診斷級(jí)圖像工作站可以提高圖像質(zhì)量，可以進(jìn)行圖像比較等工作。3．觀察級(jí)圖像工作站觀察級(jí)圖像工作站與門診醫(yī)生工作站、住院醫(yī)生工作站相結(jié)合。其用途是臨床醫(yī)生根據(jù)放射科的診斷報(bào)告分析病情、制定手術(shù)方案等。其顯示子系統(tǒng)無(wú)論在分辨率還是光亮度FL/CD等方面均比診斷級(jí)工作站的子系統(tǒng)低。PACS服務(wù)器特點(diǎn)：為了安全，需要使用群集技術(shù)。數(shù)據(jù)處理主要由圖像工作站完成；性能要求與門診服務(wù)器、住院服務(wù)器不同，由于CPU突發(fā)數(shù)據(jù)處理工作量比門診服務(wù)器低，實(shí)時(shí)性要求比門診服務(wù)器低；由于連網(wǎng)工作站數(shù)量比較少，均衡負(fù)載要求比住院服務(wù)器低。5.FCSAN/NAS構(gòu)成的存儲(chǔ)設(shè)備

FCSAN是近期比較合適的PACS中期存儲(chǔ)器。隨著存儲(chǔ)設(shè)備價(jià)格的降低，F(xiàn)CSAN的存儲(chǔ)容量將不斷增加，在線存儲(chǔ)的圖像量將不斷擴(kuò)充。方便PACS的使用。NAS網(wǎng)絡(luò)直接存儲(chǔ)系統(tǒng)NAS（NetworkAttachedStorage）SAN示意圖NAS無(wú)須借助服務(wù)器直接上網(wǎng)，不使用通用操作系統(tǒng)，其軟件專門用于存儲(chǔ)訪問(wèn)，它有獨(dú)立的IP地址。容量大，一個(gè)NAS機(jī)柜可以安裝80個(gè)硬盤，72G*80=5760G=5.7T，有效容量：72G*64=4.6T。NAS的缺點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性較大，由于需要高速傳輸數(shù)據(jù)，NAS需要直接連接在網(wǎng)絡(luò)主干上。NAS中的數(shù)據(jù)備份是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，所以網(wǎng)絡(luò)的帶寬要同時(shí)滿足正常數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)備份的要求。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)FCSAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)FCSAN（StorageAreaNetwork）是一種基于光纖通道技術(shù)（FC：FibreChannel），用專用光交換機(jī)、存儲(chǔ)控制器和存儲(chǔ)設(shè)備組成獨(dú)立的專用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。服務(wù)器通過(guò)光纖與光交換機(jī)（或光集線器）直接相連，以數(shù)據(jù)塊的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。FCSAN示意圖如下：FCSAN具有如下特點(diǎn)：由于使用光纖通信，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離（可達(dá)10KM）、高速數(shù)據(jù)傳輸，可以讓異地的服務(wù)器與容量為TB級(jí)的SAN連接；傳輸速率：目前100MB，以后可達(dá)400MB；具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性；易管理；容錯(cuò)能力強(qiáng)，光纖數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)率為10-12；存儲(chǔ)設(shè)備的效率不受LAN狀況的影響；集中式管理軟件使得遠(yuǎn)程管理和無(wú)人值守得以實(shí)現(xiàn)。6.光盤塔或刻盤機(jī)

光盤塔或刻盤機(jī)作為長(zhǎng)期存儲(chǔ)設(shè)備使用。目前的一個(gè)問(wèn)題是刻制的光盤存儲(chǔ)質(zhì)量比較低，造成存儲(chǔ)時(shí)間有限，不能真正作到長(zhǎng)期存儲(chǔ)。為了保證存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)正確性，要選擇質(zhì)量好的盤片。7.圖像文件接收和轉(zhuǎn)換軟件

圖像文件接收問(wèn)題是PACS的一個(gè)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題，PACS必需有圖像接收軟件。用于從一種設(shè)備提取圖像數(shù)據(jù)到PACS。圖像轉(zhuǎn)換軟件用于把接收的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成PACS中可以使用的圖像數(shù)據(jù)。9.圖像工作站軟件圖像工作站軟件包括診斷級(jí)工作站軟件和觀察級(jí)工作站軟件。兩者的主要區(qū)別在圖像處理功能上。10.影像診斷報(bào)告生成軟件影像診斷報(bào)告生成軟件供放射科醫(yī)生書(shū)寫診斷報(bào)告用。該軟件在生成診斷報(bào)告方式上有兩種，一種是有醫(yī)生根據(jù)自己的習(xí)慣用語(yǔ)書(shū)寫診斷報(bào)告；另外一種是使用診斷報(bào)告模板方式書(shū)寫診斷報(bào)告。該軟件為了防止診斷報(bào)告與病人資料對(duì)應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)有一定的功能保證診斷報(bào)告與病人資料對(duì)應(yīng)的一致性。12.替換算法軟件

PACS近期存儲(chǔ)、中期存儲(chǔ)、長(zhǎng)期存儲(chǔ)需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存。在存儲(chǔ)空間不足時(shí)需要把一些圖像從工作站（服務(wù)器、NAS/SAN）存儲(chǔ)到光盤上。替換算法軟件的功能是把目前一段時(shí)間不用的圖像轉(zhuǎn)存到光盤上。替換算法有：時(shí)間設(shè)定算法、先進(jìn)先出算法、最近不使用算法等幾種。13.圖像文件格式轉(zhuǎn)換軟件

圖像文件格式轉(zhuǎn)換軟件的功能是把圖像轉(zhuǎn)換成JPEG等其它圖像格式，以便在普通計(jì)算機(jī)上瀏覽。14.圖像處理軟件圖像處理軟件的功能是對(duì)圖像進(jìn)行再處理，以便提高診斷正確性，輔助醫(yī)生進(jìn)行正確診斷；制定手術(shù)方案。圖像處理軟件今后還要不斷發(fā)展。第3節(jié)

DICOM3標(biāo)準(zhǔn)和圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信DICOM3(DigitalImagingandCommunicationinMedicine)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字影像傳輸?shù)囊粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)不僅支持醫(yī)學(xué)放射圖像，也面向所有醫(yī)學(xué)圖像（只要簡(jiǎn)單的增加相應(yīng)的服務(wù)類（SOP）即可）。包括B超、心電圖（Cardiology）、內(nèi)窺鏡圖像（Endoscopy）、牙醫(yī)圖像（Dentistry）、病理學(xué)圖像（Patholgy）及其他類型圖像。1．使用DICOM3的原因

使用DICOM3標(biāo)準(zhǔn)是為了解決醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間的互操作性（Interoperability）問(wèn)題?；ゲ僮餍允侵覆煌纳a(chǎn)廠商制造的儀器設(shè)備之間具有可以相互通訊的能力。2．DICOM3標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)DICOM3標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要目標(biāo)是促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間的互操作性。該標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了影像設(shè)備制造商環(huán)境中系統(tǒng)的互操作性，但它本身并不能保證互操作性。另外，DICOM3標(biāo)準(zhǔn)可以促進(jìn)PACS實(shí)現(xiàn)，但是僅僅使用該標(biāo)準(zhǔn)并不能保證PACS所有目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。3．DICOM3標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍DICOM3標(biāo)準(zhǔn)屬于醫(yī)學(xué)信息科學(xué)的范疇。在這個(gè)領(lǐng)域中它主要闡明了醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間的數(shù)字信息的交換。由于影像設(shè)備可能與其他醫(yī)學(xué)儀器或信息系統(tǒng)進(jìn)行互操作，故該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍將與醫(yī)學(xué)信息科學(xué)范圍中的其他領(lǐng)域有一定的重合。4．DICOM3的主要含義DICOM3標(biāo)準(zhǔn)闡明了所有聲稱符合DICOM3標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、信息系統(tǒng)所必須遵循的協(xié)議的集合；說(shuō)明了能夠利用上述協(xié)議在儀器設(shè)備、信息系統(tǒng)之間交換的命令和相關(guān)聯(lián)信息的語(yǔ)法（Syntax）、語(yǔ)義（Semantic）；規(guī)定了符合該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備必須提供的信息（一致性說(shuō)明的內(nèi)容）。但是它沒(méi)有給出具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和評(píng)價(jià)一臺(tái)設(shè)備是否符合該標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試過(guò)程；也沒(méi)有給出一個(gè)用一組均符合DICOM3標(biāo)準(zhǔn)的裝置集成起來(lái)的大系統(tǒng)所期望有的所有的特點(diǎn)和功能的集合。5．DICOM標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容DICOM3標(biāo)準(zhǔn)文件主要部分。第一部分：概況第二部分：一致性（Conformance）第三部分：信息對(duì)象定義（InformationObjectDefinnitions）第四部分：服務(wù)類對(duì)象（ServiceClassSpecifications）說(shuō)明第五部分：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義（DataStructure&Semantics）第六部分：數(shù)據(jù)字典（DataDictionary）第七部分：消息交換（MessageExchange）第八部分：消息交換的網(wǎng)絡(luò)支持DICOM標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容（續(xù)1）第九部分：消息交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊支持第十部分：用于媒體交換的媒體存儲(chǔ)和文件格式第十一部分：媒體存儲(chǔ)應(yīng)用概述第十二部分：用于媒體交換的媒體格式和物理媒體第十三部分：打印管理的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊支持第十四部分：灰度圖像的標(biāo)準(zhǔn)顯示功能以上各部分既是相關(guān)但又是獨(dú)立的文件DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第一部分第一部分概況給出標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)原則，定義了標(biāo)準(zhǔn)中使用的一些術(shù)語(yǔ)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的其它部分給了一個(gè)簡(jiǎn)要的概述。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第二部分第二部分一致性給出了DICOM的兼容性定義和方法。兼容性是指遵守DICOM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備能夠互相連接，互相操作的能力。由于DICOM標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容龐大，功能復(fù)雜，包含面廣泛，到目前為止還沒(méi)有那種設(shè)備能夠涵蓋所有的DICOM功能，只是實(shí)現(xiàn)本設(shè)備必須的功能。所以DICOM標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)備制造商必須給出本設(shè)備所支持的DICOM功能的說(shuō)明。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第二部分（續(xù)1）本部分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容定義了聲明的結(jié)構(gòu)和必須說(shuō)明的信息，包括三個(gè)主要部分：以識(shí)別的信息對(duì)象集合；支持的服務(wù)類集合；支持的通信協(xié)議的集合。標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定兼容性實(shí)現(xiàn)的測(cè)試和驗(yàn)證的過(guò)程。用戶在購(gòu)買DICOM功能設(shè)備時(shí)必須注意各種設(shè)備的兼容性水平是否一致，否則各種設(shè)備互連時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第三部分第三部分信息對(duì)象定義（InformationObjectDefinnitions）描述如何定義對(duì)象，對(duì)醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像存儲(chǔ)和通信方面的信息對(duì)象提供了抽象的定義。每個(gè)信息對(duì)象的定義是由其用途和屬性組成?？紤]標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)充和保持與老版本的兼容，在DICOM中定義了復(fù)合型信息對(duì)象類和普通型信息對(duì)象類。普通型信息對(duì)象類僅包含現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體中固有的那些屬性。復(fù)合類信息對(duì)象類可以附加上并不是現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體中固有的屬性。如CT圖像信息對(duì)象類既包含圖像固有的圖像日期、圖像數(shù)據(jù)等圖像實(shí)體的屬性，也包括病人姓名等并不屬于圖像本身的屬性。復(fù)合對(duì)象類提供了圖像通信所需求的結(jié)構(gòu)框架，使網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用更加方便。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第四部分第四部分服務(wù)類對(duì)象（ServiceClassSpecifications）說(shuō)明。服務(wù)類是將信息對(duì)象與作用在該對(duì)象上的命令聯(lián)系在一起，并說(shuō)明了命令元素的要求以及作用在信息對(duì)象上的結(jié)果。典型的服務(wù)類有查詢/檢索服務(wù)類、存儲(chǔ)服務(wù)類、打印管理服務(wù)類等。服務(wù)類可以簡(jiǎn)單的理解為DICOM提供的命令或提供給應(yīng)用程序使用的內(nèi)部調(diào)用函數(shù)。即對(duì)DICOM消息中的命令流進(jìn)行說(shuō)明。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第五部分第五部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義（DataStructure&Semantics）指明了DICOM應(yīng)用實(shí)體如何構(gòu)造從信息對(duì)象與服務(wù)類的用途中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集信息，給出了構(gòu)成消息中傳遞的數(shù)據(jù)流編碼規(guī)則。數(shù)據(jù)流是由數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)元素產(chǎn)生的，幾個(gè)數(shù)據(jù)集可以被一個(gè)復(fù)合數(shù)據(jù)集引用或包容。一個(gè)復(fù)合數(shù)據(jù)集可以在一個(gè)“數(shù)據(jù)包”中傳遞信息對(duì)象的內(nèi)容。這部分著重說(shuō)明的是有關(guān)DICOM消息中數(shù)據(jù)流方面的內(nèi)容。此外也定義了許多信息對(duì)象共同的基本函數(shù)的語(yǔ)義，即要求的條件、完成的結(jié)果、實(shí)現(xiàn)的功能等。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第六部分第六部分?jǐn)?shù)據(jù)字典（DataDictionary）是DICOM中所有表示信息的數(shù)據(jù)元素定義的集合。在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中為每一個(gè)數(shù)據(jù)元素指定了唯一的標(biāo)記、名字、數(shù)字特征和語(yǔ)義，這樣在DICOM設(shè)備之間進(jìn)行消息交換時(shí)，消息中的內(nèi)容具有明確的編號(hào)和意義，可以互相理解和解釋。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第七部分第七部分消息交換（MessageExchange）。消息是由用于交換的一個(gè)或多個(gè)命令以及完成命令所必需的數(shù)據(jù)組成，是DICOM應(yīng)用實(shí)體之間進(jìn)行通信的基本單元。這部分說(shuō)明了在醫(yī)學(xué)圖像環(huán)境中的應(yīng)用實(shí)體用于交換消息的服務(wù)和協(xié)議。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第八部分第八部分消息交換的網(wǎng)絡(luò)支持說(shuō)明了DICOM實(shí)體之間在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中通信服務(wù)和必要的上層協(xié)議的支持。這些服務(wù)和協(xié)議保證了應(yīng)用實(shí)體之間有效的和正確的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。DICOM中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括OSI和TCP/IP兩種參考模型，DICOM只是使用而不是實(shí)現(xiàn)這兩類協(xié)議，因而具有通用性。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第九部分第九部分支持消息交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊中涉及的服務(wù)和協(xié)議，包括物理接口、信號(hào)聯(lián)絡(luò)過(guò)程以及使用該物理接口的與OSI類似的會(huì)話/傳輸/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其服務(wù)。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第十部分第十部分用于媒體交換的媒體存儲(chǔ)和文件格式說(shuō)明一個(gè)在可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)（如光盤）上醫(yī)學(xué)圖像信息存儲(chǔ)的通用模型。提供在各種物理存儲(chǔ)介質(zhì)上不同類型的醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)信息進(jìn)行交換的框架，支持封裝任何信息對(duì)象定義的文件格式。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第十一部分第十一部分媒體存儲(chǔ)應(yīng)用概述用于醫(yī)學(xué)圖像及相關(guān)設(shè)備信息交換的兼容性說(shuō)明。給出了血管造影，超聲、CT、MRI等圖像的應(yīng)用說(shuō)明和CD-R格式文件交換的說(shuō)明。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第十二部分第十二部分用于媒體交換的媒體格式和物理媒體提供了在醫(yī)學(xué)環(huán)境中數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間信息交換的功能。這種交換功能將增強(qiáng)圖像診斷和其它的臨床應(yīng)用。這部分說(shuō)明了在描述媒體存儲(chǔ)模型之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)以及特定的物理媒體特性以及相應(yīng)的媒體格式。具體說(shuō)明了各種磁盤、光盤，PC機(jī)上使用的文件系統(tǒng)。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第十三部分第十三部分打印管理的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊支持定義了在打印用戶和打印提供方之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接時(shí)，支持DICOM打印管理應(yīng)用實(shí)體通信的必要的服務(wù)和協(xié)議。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信規(guī)范提供了與第八部分相同的上層服務(wù)，因此打印管理應(yīng)用實(shí)體能夠應(yīng)用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)打印管理通信也使用了低層的協(xié)議，與已有的并行圖像傳輸和串行傳輸硬拷貝通信相兼容。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第十四部分第十四部分灰度圖像的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明了灰度圖像的標(biāo)準(zhǔn)顯示功能。這部分僅提供了用于測(cè)量特定顯示系統(tǒng)顯示特性的方法。這些方法可用于改變顯示系統(tǒng)以與標(biāo)準(zhǔn)的灰度顯示功能相匹配或用于測(cè)量顯示系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)灰度顯示功能的兼容程度。醫(yī)學(xué)圖像質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)AAPMTG-18美國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)第18工作組制定的醫(yī)學(xué)圖象設(shè)備質(zhì)量控制測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)SMPTERP133-1991由SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers組織制定的針對(duì)醫(yī)學(xué)圖象的標(biāo)準(zhǔn)DICOMDICOM標(biāo)準(zhǔn)的第14章關(guān)于灰度圖象顯示與矯正方法DINV6868-57德國(guó)從1987年起強(qiáng)制要求對(duì)醫(yī)學(xué)圖象重現(xiàn)設(shè)備按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試醫(yī)學(xué)圖像質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)1）ISO9241和ISO13406系列由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的包括黑白、彩色、熒光屏和平板顯示器件的視頻顯示設(shè)備質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)VISAFPDM標(biāo)準(zhǔn)由電子視頻標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的平板顯示器件的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)AAPMTG-18標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)醫(yī)學(xué)圖象在熒光屏重現(xiàn)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中主要包括：測(cè)試模型檢測(cè)流程要求檢測(cè)設(shè)備與器件檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)圖形AAPMTG-18標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)1）AAPMTG-18標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)2）第4節(jié)數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集方法有：直接提取全窗寬數(shù)據(jù)；直接提取定窗寬數(shù)據(jù)；提取視頻數(shù)據(jù)；使用掃描儀提取數(shù)據(jù)等方法。數(shù)據(jù)采集位置：激光相機(jī)處采集，主機(jī)處采集，視頻口采集。第5節(jié)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)量名

稱一幅圖像數(shù)據(jù)量一次圖像數(shù)

(醫(yī)院和病人）總數(shù)據(jù)DSA512*512*815——404—10MBMRI256*256*12（16）608MBCT512*512*12（16）4020MBCR2048*2048*12216MBX光片數(shù)字化2048*2048*12216MB醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)量（續(xù)1）上表是病人一次常規(guī)檢查的數(shù)據(jù)量。每天一臺(tái)MRI檢查30個(gè)病人，其數(shù)據(jù)量大約為240MB。第6節(jié)圖像壓縮問(wèn)題

1.信息量和多余度設(shè)信源X由屬于集合Am={a1,a2，……am}，定義事件ai的信息量為：I（ai）=-logp(ai)=信源X的平均信息量H（X）為：H（X）=-式中：p(aj)是先驗(yàn)概率。圖像壓縮問(wèn)題(續(xù)1)若發(fā)送一個(gè)消息給受信者。如果用相關(guān)的符號(hào)傳送，每個(gè)符號(hào)的平均信息量為H1，所需符號(hào)數(shù)為n1，若各符號(hào)間統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，則平均信息量為H2，所需符號(hào)數(shù)為n2，兩種情況的總信息量相等，有：H1n1=H2n2已知H2>H1，所以n1>n2。n1比n2多出部分構(gòu)成多余的符號(hào)。圖像壓縮問(wèn)題（續(xù)2）用下列公式表示多余度。Z==1-=1-由于數(shù)據(jù)符號(hào)之間的相關(guān)性產(chǎn)生多余度。減少或消除符號(hào)間的相關(guān)性可以減少或去掉符號(hào)序列的多余度。數(shù)據(jù)壓縮的目的是通過(guò)多種手段最大限度的減少以至消除數(shù)據(jù)中的多余部分，去掉多余度。以盡可能少的比特?cái)?shù)來(lái)表示某個(gè)消息。2.數(shù)據(jù)壓縮的可能性及其意義1)數(shù)據(jù)壓縮的可能性圖像數(shù)據(jù)存在較大的多余度。數(shù)據(jù)多余度越大，則越適合壓縮。許多數(shù)據(jù)中多余度是固有存在的。2）數(shù)據(jù)壓縮的意義減少存儲(chǔ)容量；有利數(shù)據(jù)傳輸；節(jié)約費(fèi)用。3．圖像數(shù)據(jù)壓縮方法對(duì)于不同類型的數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)壓縮方法。對(duì)于圖像數(shù)據(jù)一般采用霍夫曼（Huffman）編碼方法、游程長(zhǎng)度編碼、浮動(dòng)窗位法等。1）圖像霍夫曼（Huffman）

編碼方法在NxN個(gè)像素中，各種灰度級(jí)出現(xiàn)的概率是不一樣的。霍夫曼方法是利用像素灰度級(jí)的統(tǒng)計(jì)特性，編出平均碼最短的編碼。并且利用這種編碼，經(jīng)過(guò)譯碼獲得原始圖像數(shù)據(jù)?；舴蚵幋a方法（續(xù)1）例如：一個(gè)示意圖有64個(gè)像素，灰度級(jí)有8級(jí)。如下圖所示。4 4 4 4 4 4 4 04 5 5 5 5 5 4 04 5 6 6 6 5 4 04 5 6 7 6 5 4 04 5 6 6 6 5 4 04 5 5 5 5 5 4 04 4 4 4 4 4 4 04 4 4 4 4 4 4 0圖中數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7表示灰度?；舴蚵幋a方法（續(xù)2）各個(gè)灰度級(jí)出現(xiàn)的概率等數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：灰度級(jí)出現(xiàn)次數(shù)出現(xiàn)概率編碼字-pilog2pipili080.12500000.3750.5100

200

300

4310.48410.5070.4845160.250010.50.5680.1250010.3750.375710.01600010.0950.064總計(jì)64

1.8521.923霍夫曼編碼方法（續(xù)3）計(jì)算出灰度級(jí)出現(xiàn)概率后，將兩個(gè)最小的概率相加。這里是0.125和0.016相加，得到結(jié)果是0.141。然后將兩個(gè)小的相加，即0.141+0.125=0.266。這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到兩個(gè)數(shù)為止。本例中是0.516和0.484。下一步分配編碼字，是上述的逆過(guò)程。首先分配0和1給0.516和0.484。而后依次將0，1分配給相加的兩個(gè)概率，直至完成。這一過(guò)程如下圖所示：霍夫曼編碼方法（續(xù)4）2）游程長(zhǎng)度編碼（變步長(zhǎng)壓縮RLE）在圖像數(shù)據(jù)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)連續(xù)相同的灰度級(jí)，這種情況下，用二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)有許多相同的編碼。這些編碼可以省略，達(dá)到壓縮的目標(biāo)。例如有256個(gè)7級(jí)灰度像素，用變步長(zhǎng)壓縮編碼可以表示為：7，256，這樣壓縮了數(shù)據(jù)。3）浮動(dòng)窗位法浮動(dòng)窗位法以某一個(gè)像素的灰度位參考，只記憶相鄰像素之間的灰度差值。例如一行像素值位：10314011012113510195145用浮動(dòng)窗位法可表示為：103+37-30+11+14-34-6+50由于差值范圍較小，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目標(biāo)。4．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)格式醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)經(jīng)常用10位或12位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)像素的灰度，存儲(chǔ)時(shí)無(wú)論10bit還是12bit數(shù)據(jù)都需要用兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，可以用三個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)兩個(gè)12bit灰度的像素?cái)?shù)據(jù)。這樣存儲(chǔ)可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。第7節(jié)顯示子系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)是PACS的一個(gè)重要組成部分，顯示系統(tǒng)性能的高低直接影響圖像顯示效果。設(shè)計(jì)PACS時(shí)根據(jù)臨床需要選擇適當(dāng)?shù)娘@示器。1.幾個(gè)基本概念

圖像顯示器分級(jí)問(wèn)題。PACS中圖像顯示器分成診斷級(jí)顯示器、觀察級(jí)顯示器、瀏覽級(jí)顯示器。在診斷級(jí)顯示器上顯示的圖像可以提供給醫(yī)生作為寫診斷報(bào)告的依據(jù)。一般放射科使用診斷級(jí)顯示器。觀察級(jí)顯示器只能在有明確診斷報(bào)告的情況下使用，一般作為手術(shù)方案討論，病情分析討論的依據(jù)。瀏覽級(jí)顯示器僅能作為參考資料使用。醫(yī)學(xué)圖像的分辨率是物理分辨率，而目前PC機(jī)上講的分辨率是邏輯分辨率。PACS顯示圖像時(shí)必須使用不失真的物理分辨率。幾個(gè)基本概念(續(xù)1)灰度問(wèn)題。灰度范圍是醫(yī)學(xué)顯示器的一個(gè)重要指標(biāo)?；叶确秶罂梢燥@示較多的組織層次，為正確診斷提供保證?；叶确秶怯凶畲罅炼扔嘘P(guān)。醫(yī)用顯示器要求有較高的最大亮度。目前可達(dá)到600cd。醫(yī)用顯示器在使用中亮度和灰度是不能隨意調(diào)節(jié)的，一臺(tái)診斷級(jí)顯示器在投入使用之前應(yīng)由CT、MRI設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行亮度、灰度調(diào)整。2．顯示器選型圖像質(zhì)量直接影響診斷的準(zhǔn)確性，是PACS最主要的性能。以膠片為介質(zhì)的“硬拷貝”是以直徑為零點(diǎn)幾微米數(shù)量級(jí)的感光銀鹽為基礎(chǔ)，其像素尺寸要比陰極射線管（CRT）電子束掃描的光點(diǎn)小得多。一般X線片的分辨率約為6.0-7.0LP/mm。如以計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）中的成像板（IP）為例，其標(biāo)準(zhǔn)像素矩陣數(shù)為2.0K×2.5K，約相當(dāng)于3.0LP/mm。但實(shí)際上由于CRT電子束光點(diǎn)的尺寸、顯示信號(hào)的帶寬及柵掃描線數(shù)等技術(shù)因素的影響，最終的分辨率僅為2.5LP/mm。顯然，用一般圖像顯示工作站的屏幕上作精細(xì)、準(zhǔn)確診斷是不適宜的。顯示器選型(續(xù)1)目前已經(jīng)取得廣泛認(rèn)可的各國(guó)影像檢查空間分辨率（像素?cái)?shù)）及密度分辨率（灰階深度）的要求為：X線片或CR的像素?cái)?shù)不得少于2048×2048；乳腺檢查不得少于4096×4096；CT、MRI為512×512?；译A深度均應(yīng)達(dá)到12bits。根據(jù)上述基本要求來(lái)配置具有高分辨率顯示系統(tǒng)的工作站。目前高分辨率顯示器分為直畫面的“肖像型”（portrait）屏幕或橫畫面的“風(fēng)景型”(landscape)屏幕2種。按其像素?cái)?shù)來(lái)分，可分為2.0K×2.0K及1.0K×1.0K2種。顯示器選型(續(xù)2)美國(guó)“計(jì)算機(jī)在放射學(xué)中的應(yīng)用學(xué)會(huì)”（theSocietyforComputerApplicationinRadiology）建議凡以基本診斷為目的的影像工作站，其監(jiān)視器應(yīng)為肖像型，分辨率不得少于2.0K×2.0K，亮度應(yīng)為50ft·L（1ft·L=3.42626cd/m2）數(shù)目以2-4臺(tái)為宜。上述建議充分體現(xiàn)了現(xiàn)代影像醫(yī)學(xué)對(duì)數(shù)字化圖像質(zhì)量的要求。有些先進(jìn)國(guó)家在成功的APCS案例中，對(duì)以診斷為基本手段的放射科均配置2.5K×2.0K的4屏幕高分辨率肖像型顯示器工作站。對(duì)特定病房（如骨科）配置2.0K高分辨率雙屏肖像型工作站。顯示器選型(續(xù)3)科室診間配置顯示器顯示器選型(續(xù)4)1.CT用顯示器CT圖像的分辨率多為512x512，故1MP的顯示器可顯示4張CT圖像，2MP的顯示器可顯示6張CT圖像，3MP的顯示器可顯示12張CT圖像.CT已經(jīng)從32排發(fā)展到320排，以及重建2D或3D圖像用于診斷，考慮診斷的需要和經(jīng)濟(jì)效益，以選擇彩色1MP、2MP、3MP顯示器為佳。顯示器選型(續(xù)5)2.數(shù)字X光機(jī)（DR-DigitalRadiography）依據(jù)設(shè)備等級(jí)而定，設(shè)備影像掃描分辨率大于成像分辨率，且成像大小也依據(jù)攝影部位不同而有所區(qū)別。目前最大胸腔影像約2500x2048。一般用5MP顯示器。但是，因不需要觀察細(xì)膩軟組織，可選3MP或2MP顯示器。顯示器選型(續(xù)6)3.計(jì)算機(jī)X光機(jī)（CR-ComputedRadiography）依據(jù)設(shè)備等級(jí)而定，設(shè)備影像掃描分辨率大于成像分辨率，且CR與DR成像分辨率及屬性較為接近，其最大差異是數(shù)字化及成本因素，選擇灰階3MP顯示器以接近成像分辨率?？煽紤]2MP顯示器。顯示器選型(續(xù)7)4.MRI成像分辨率依攝影部位不同而有所區(qū)別，大約為256x256~512x512。則可用彩色1MP看4張影像，2MP約6張影像，3MP約12張。5.數(shù)字血管造影機(jī)(DSA-DigitalSubtractionAngiography)其影像掃描分辨率約等于成像分辨率，大小約1024x1024或1280x1024。且不具有多重影像的屬性。一般使用1MP或2MP顯示器。顯示器選型(續(xù)8)6.數(shù)字胃腸機(jī)(RadiographyandFluoroscopy)與DSA類似，且影像掃描分辨率略等于成像分辨率，一般用1MP和2MP顯示器。7.乳腺攝影機(jī)(DigitalMammography)乳腺成像分辨率約為4096x3328。而顯示器因硬件、工藝等因素影像，最大分辨率是5MP。通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)及檢視結(jié)果，雖然5MP只顯示約72%~78%的原始乳腺影像，卻不影響診斷的正確性。顯示器選型(續(xù)9)8.醫(yī)用超聲(Ultrasonograph)超聲成像約為640x480，且不具有多重影像應(yīng)用，使用1MP顯示器。9.內(nèi)窺鏡(Endoscope)內(nèi)窺鏡是640x480或768x512左右的視頻圖像。采用影像縮放(scaling)技術(shù)，可將圖像放大成高畫質(zhì)圖像?？墒褂闷胀ú噬?MP或26”、42”、52”高畫質(zhì)彩色1MP或2MP。顯示器選型(續(xù)10)10.正電子成像(PET-PositronEmissionTomography)PET主要用于表示惡性或溫和腫瘤的差異影像，尤其心肌組織活性能力、帕金森氏癥等影像診斷，但是需配合CT方能確定精確位置。一般使用2MP或3MP顯示器。顯示器選型(續(xù)11)顯示器非線性問(wèn)題顯示屏對(duì)圖像的重現(xiàn)具有非線性特性。顯示器非線性問(wèn)題（續(xù)1）為了使得輸出的圖像與輸入電壓保持線性關(guān)系，應(yīng)該對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的校正。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，通?？梢酝ㄟ^(guò)在輸入數(shù)據(jù)+校正數(shù)據(jù)。然后把校正后的數(shù)據(jù)送屏幕顯示，這樣顯示的圖像與輸入數(shù)據(jù)保持線性關(guān)系。人眼非線性問(wèn)