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第一章绪论1、PACS的定义医学图像存储和传输系统。
主要包含医学图像获取、大容量数据存贮、图像显示和处理、数据库管理及影像传输网络等5个单元。
2、PACS基本构成：P7图1.1。
三个子系统（含具体组成内容）及其功能。
1）图像获取子系统：包括成像设备和图像获取接口。
- 图像获取子系统基本功能:图像获取接口与成像设备进行通信，获得图像数据，并同时进行一系列不要的预处理和信息格式的转换，并最终将图像数据发送给PACS控制器。
2）PACS控制器（也可称PACS服务器集群）：三个主要组件为数据流控制器、数据库服务器、图像存档系统。
–PACS控制器基本功能：从图像获取接口得到图像，提取图像文件中的文本描述信息；更新网络数据库；存档图像文件；对数据流进行控制；使数据在适当的时间发往要求的显示系统；自动从存档系统中获取必要的对照信息；执行从显示工作站或其他控制器发出的文档读写操作。
3）图像显示子系统：包括显示预处理器、显示工作站缓存以及显示工作站。
- 图像显示子系统基本功能：从PACS控制器获取信息；提供PACS数据库查询接口；数据库查询结果显示；图像组织；图像增强处理；图像测量和标注；文档编辑和报告生成。
3、PACS的软件功能结构：PACS的数据构成1）医学图像的辅助病案信息（文本文件）：包括病人基本信息、医生信息、诊断分析信息等。
1）医学图像数据（图像文件）：所有类型的医学图像数据第2章数字医学图像及其获取1、模拟图像和数字图像的概念–模拟图像就是人们在日常生活中接触到的各类图像，如传统光学照相机所拍的照片、早期医学X光摄影、病理图像、心电图等图形图像，以及眼睛所看到的一切景物图像等，它们都是由各种表达连续变化的色彩、亮度（灰度）的模拟信息组成的图像。
–数字图像是指存储在计算机中的一组数字信息的集合，这些数字通过计算机处理后能够再现的图像。
数字图像信息往往是通过扫描仪、数码照相机、数字医疗设备等技术手段采集或转换后生成的数字图像信息，这些数字图像信息是由离散的像素点矩阵组成的二维数组表示的计算机信息的集合。
医学图像存档及通信系统图像存档及通信泵统(picture archiving and communication system，PACS)是近几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、处理、存储、传输、检索和管理的综合系统。
PACS更强调的是以数字化诊断为核心的整个影像管理过程。
PACS的主要功能和应用包括：①用计算机服务器来管理和保存图像，以取代传统胶片库；②医生用影像工作站来看片，以取代传统的胶片与胶片灯；③通过DICOM( digital ima-ging and communications in medicine，医学数字成像和通信标准)国际医疗影像通信标准和诊断工作站将全院各科室临床主治医师、放射科医师和专科医师以及各种影像、医嘱和诊断报告联成一网；④用Web、E-mail等现代电子通信方式来做远程诊断和专家会诊，以取代传统的胶片邮寄和电话、书信等；⑤用专业二维、三维分析软件辅助诊断；⑥用专业医疗影像诊断报告软件以取代传统录音和纸笔。
1．PACS的主要组成PACS的基本结构主要由图像采集部分、图像的存储和管理、图像的传输部分、图像的显示和处理部分以及图像的远程服务系统组成，如图11-5所示。
(l) 图像采集部分：通过影像采集工作站将影像设备产生的患者影像信息采集到计算机。
进入PACS的图像必须是符合DIC()M 3．0标准的数字化图像，而对于非数字化的图像必须经过数字化处理并转换成符合DIC()M 3．0标准的图像格式。
图11-5 PACS组成原理PACS的图像采集通常有如下4种方式：①符合DICOM3.O标准的图像采集：对于新的数字化成像设备，都有符合DICOM3.0的标准接口，可以直接与PACS连接，以通信方式获取文档，数据无损，这类数字设备是目前接入PACS的主流设备，它可以与PACS之间实现双向数据传输；②非DICOM标准的数字图像的采集：对于早期的影像设备输出的图像格式是模拟的或者是非标准的DICOM数字图像，这些图像必须经过DICOM重建器转换成DICOM图像，并结合患者的其他文字信息形成统一的格式存放到数据库，这种方法能保证图像的质量，数据的完整性也较好，但价格较高；③无数字接口的图像采集，即模拟信号源的采集：模拟接口首先要通过视频图像捕捉卡采集图像，然后通过各工作站上的静态／动态DICOM重建器，使其转换为符合DICOM 3.0标准的文件，这种方法适合于一些传统的医用影像设备所产生的模拟视频信弓源；④胶片的数字图像转换：使用高分辨率、快速、多页的数字化扫描仪将传统的胶片转换为数字图像，用于将放射影像储片库中的已有图片资料转换成数字化图像进行保存、处理、传输及阅读。
第10卷 第1期 CT 理论与应用研究 V ol.10，No12001年2月（18～20） CT Theory and Applications Feb, 2001*2000-08-18收到本文稿。
1818医学影像存储和通讯系统胡伟标(浙江省台州医院设备科，317000)摘要：本文叙述了PACS 的发展和特点：DICOM3.0的现状；PACS 的通讯和存储技术；并对PACS 的效益进行评价和展望。
关键词：影像存储与通讯分析系统，医学影像，通讯技术Picture Archiving And Communication SystemHu Weibiao(Hospital of Tai zhou,zhe jiang Province,317000)ABSTRACT:This article described the development and character of Picture Archiving andCommunication System.The present information of Digital Image Communication in Medical3.0.The technology of the communication and archiving in PACS.It made the evaluation andprospect for profits of PACS.Keywords ：PACS ，Medical image ，Communication technique1 PACS 的发展和特点在医院的各种信息中最集中，数据量最大的为图像信息，它的数字化管理和通讯对医院的信息系统发展显得更为重要。
PACS （Picture Archiving and Communication System ）是图像存储和通讯系统的简称。
它首先要解决的是各种各样的影像设备（CT ，MR ，US ，DSA 等）的信息进入自己的系统。
转载医学图像存储与传输系统（PACS）第⼗⼀章医学图像存储与传输系统(PACS)第⼀节绪论随着现代医学科技的迅速发展，计算机信息技术已越来越⼴泛地渗⼊到医学领域。
在影像医学⽅⾯，突出表现为越来越多的成像⽅式在向数字化技术转化，数字化放射学、数字化影像科室乃⾄数字化医院已成为医疗卫⽣信息化的发展⽅向。
图像存储与传输系统(Picture Archiving and Communication System, PACS)是专门为医学图像管理⽽设计的包括图像存储、检索、传输、显⽰、处理和打印的硬件和软件系统。
其⽬标是为了有效地管理和利⽤医学图像资源。
PACS的建⽴对医学图像的管理和疾病诊断具有重要意义。
它实现了⽆胶⽚的电⼦化医学图像的管理，解决了迅速增加的医学影像的存储、传送、检索和使⽤问题。
采⽤⼤容量磁盘和光盘存储技术，克服了胶⽚存档时间长、存储空间⼤的问题；实现了⾼速检索，避免了胶⽚丢失；可以实现同⼀病⼈相关医学图像的整理归档，简化了数据管理；充分利⽤多模式显⽰、图像增强和计算机辅助诊断等技术，提⾼了图像诊断能⼒；电⼦通信⽹络⽀持多⽤户同时处理，利⽤计算机对图像进⾏处理提⾼了诊断能⼒，并可接⼈远程医疗系统实现远程会诊；分布式医学图像数据库便于实现医学数据共享，从⽽提⾼了医院的⼯作效率和诊断⽔平。
⼀、 PACS的产⽣和发展PACS的概念提出于80年代初。
1982年1⽉国际光学⼯程协会(SPIE)在美国主办的第⼀届国际PACS研讨会正式提出了PACS这⼀术语。
建⽴PACS的想法主要是由两个因素引起的：⼀是数字化影像设备，如CT设备等的产⽣使得医学影像能够直接从检查设备中获取；另⼀个是计算机技术的发展，使得⼤容量数字信息的存储、通讯和显⽰都能够实现。
在80年代初期，欧洲、美国等发达国家基于⼤型计算机的医院管理信息系统已经基本完成了研究阶段⽽转向实施，研究⼯作在80年代中就逐步转向为医疗服务的系统，如临床信息系统，PACS等⽅⾯。
医学图像存档和传输系统与信息放射学第一节图像存档和传输系统图像存档和传输系统，即PACS是保存和传输图像的设备与软件系统。
当前，X线图像、CT与MRI大多仍是以照片形式于放射科档案室存档，容易变色、发霉而造成图像质量下降；需要时，要从档案室借调，占用很多人力，借调中，照片丢失或错拿时有发生，而且效率低。
由于影像诊断应用越来越普及，图像数量大增。
照片存档与借调工作量大且不便。
因此，人们提出了用另一种方式存放与传输图像，以使图像高效率使用并能安全保存。
由于计算机、存储装置和通信技术的发展，使这一设想成为可能。
一、PACS的基本原理与结构PACS是以计算机为中心，由图像信息的获取、传输与存档和处理等部分组成。
1．图像信息的获取CT、MRI、DSA、DR及ECT等数字化图像信息可直接输入PACS，而大量传统的X线图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入。
可由摄像管读取系统、电耦合器读取系统或激光读取系统完成信号转换。
后者速度快，精度高，但价格贵。
2．图像信息的传输在PACS中，传输系统对数字化图像信息的输入、检索和处理起着桥梁作用。
方法有：①网线(双绞线)，将影像以电信号形式通过网线联网完成信息传输，价格低廉，目前是连接桌面的主要手段。
②光导通信，将影像信息以光信号形式通过光导纤维完成信息传输，由于信息量大将成为PACS传输的主流。
②微波通信，将影像信息以微波形式进行传输，有如电视台发射电波，由电视机接收再现图像，速度快，成本高。
3．图像信息压缩与存储压缩方法现多用间值与哈佛曼符号压缩法，影像信息压缩1／5—1／10，仍可保持原有图像质量。
DIC()M3．o格式无损压缩目前仅能达到1／2-l／4。
图像信息的压缩存储非常必要。
因为，一帧X线照片的信息量很大，相当于1500多页400字稿纸写满汉字的信息量。
而一个30．48cm 光盘也只能存储2000张X线照片的信息。
图像信息的存储可用磁带、磁盘(硬盘)、磁盘阵列、光盘和各种记忆卡片等，磁盘阵列和磁盘是当前存储媒介的主流，磁带价格低廉，存储量大、可靠。
简述医学图像存储与通信系统的运用在数字化诊断技术的广泛应用上，产生更多医学图像，为提高各类医学图像资料的应用效果，应做好对医学图像存储与通信系统应用方式的研究。
系统主要利用临床医学、数字化影响技术、计算机信息技术以及影像分析技术等，实现了由医学图像资料向计算机可以处理的数字形式的转变，并且可以利用计算机与网络通讯设备来完成各类影响资料的收集、存储、管理以及应用，达到共享信息的目的。
一、医学图像存储与通信系统结构分析1.硬件结构1.1影像采集。
硬件系统主要完成对各类医学影像数据的收集、管理以及应用，对于采集设备其主要功能就是获取各类信息数据，如CT、CR、ECT、内镜、核磁共振以及超声波成像等[1]。
现在所应用的数字化影像设备可以直接从各类医学仪器上完成影像数据的采集，并且可以将非DICOM标准格式转换为DICOM 格式。
1.2影像存储。
对于医疗行为中所产生的各类图像，可以通过服务器、磁盘列阵等对其进行存储管理。
因为系统中应用计算机技术与网络技术，对各类影像数据的存储可以直接上传到数据库中，可以更方便的实现数据的共享。
其中，系统所应用的网络设备主要包括高度宽带网络系统，以及存储区域网络等。
1.3显示设备。
系统中所应用的显示设备，必须能够满足各类影像数据的显现需求，同时可以保证医疗诊断图像的有效处理，为后续医疗活动提供更充分有效的数据支持。
2.软件结构2.1影像归档。
以系统数据等级为依据对各类影像数据进行登记划分，并做好系统存储设备的管理，并将近期需要使用的影像数据上传到在线设备上，其余暂时不用的则可以上传到离线或者移动存储设备上[2]。
另外，还应结合医生实际应用需求，将各类所需数据资料上传到客户端，在对病人病情进行分析研究时，可以更快速的完成对信息的调取与应用，提高信息应用效率。
2.2数据库。
日常医学工作会产生大量影像数据信息，要想完全完成所有信息数据的管理，必须要对系统配置图形数据传输、图像处理以及数据库管理软件，不但可以将各类医疗图像与诊断报告等数据资料上传到系统数据库中，同时系统服务器还可以实现对各类数据的分类整理，最终将其上传到相应的存储介质中，并以满足实际需求为目的，实现不同介质之间信息的交换与转存。
PACS picture archiving and communication system 医学影像存档与通讯系统RIS radiology information system 放射信息系统DBMS database manage system 数据库管理系统CAD hospital information system 医院信息系统LAN local area network 局域网NOS network operating system 网络操作系统WAN wide area network 广域网DNS domain name system 域名系统DICOM digital imaging and communication in medicine 医学数字成像与通讯HL7 health level 7OSI模型的第七层——应用层RAID redundant arrays of independent disks 磁盘阵列SAN storage area networks 存储区域网NAS network attached storage 网络附加存储设备CRT cathode Ray tube 阴极射线管DS dynamic scattering 动态散射PACS是以医学影像领域数字化网络化信息化的趋势为要求，以数字成像计算机技术网络技术为基础，以全面解决医学影像获取显示处理存储传输管理为目的的综合性规划方案及系统，是医院整体数字化网络化的一个重要组成部分按规模和复杂性，PACS可划分为四级小型PACS 部门PACS 医院集成化PACS 广域或企业级PACS 从整体结构来分，PACS主要由影像采集系统影像存储管理系统影像工作站影像硬拷贝输出和网络及通讯系统网络信息的传输方式与通信方式WAN传输方式：时分多路访问（TDMA）、频分多路访问（FDM），统计多路访问。
通信方式：电路交换、报文交换、分组交换布线系统目前被划分为6个子系统，他们是工作区子系统水平干线子系统管理间子系统垂直干线系统楼宇子系统设备间子系统交换机三种交换技术端口交换帧交换信元交换网络地域包括IP 子网可变长子网掩码无类域间路由域名系统1991年，两个标准组织TIA（电信工业协会）和EIA（电子工业协会）在TIA/EIA568标准中完成了对双绞线的规范说明，所有的双绞线电缆可分为两类：屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP光的度量参数：光通量（流明LM）发光强度（坎德拉cd）流明光照度（勒克斯lx）亮度（坎德拉每平方米）颜色的三大特性：亮度色调饱和度CRT由电子枪锥体荧光屏三部分液晶分类：热致液晶溶质液晶数据库技术常用的模型有：层次模型网状模型关系模型面向对象的模型数据结构PHP支持8种基本数据类型:布尔型整形浮点型字符串型数组型对象型资源型空类型TX 型液晶显示原理：扭曲向列效应，是在一对平行放置的偏光板之间填充了液晶，这一对偏光板的偏振光方向是相互垂直的，液晶分子在偏光板之间排列多层，在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的，正是由于分子按这种方式排列，所以被称为向列型液晶，另一方面在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行片面连续扭转90度，其中邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向与所邻接的偏光板的偏振光方向一致，也正是因为液晶分子层显的这种扭曲排列而被称为扭曲向列型显示器DICOM上层服务包括A-ASSOCIATE A-RELEASE A-AABORT A-P-ABORT P-DATA1、PACS的定义 PACS“医学影像存档与通信系统”,是医院用于管理放射医疗设备如CT、MRI等产生的医学影像(亦称医学图像)的信息管理系统。
什么是PACSPACS是英文Picture Archiving & Communication System的缩写，译为"医学影像存档与通信系统"，其组成主要有计算机、网络设备、存储器及软件。
PACS用于医院的影像科室，最初主要用于放射科，经过近几年的发展，PACS已经从简单的几台放射影像设备之间的图像存储与通信，扩展至医院所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互操作，因此出现诸多分类叫法，如几台放射设备的联网称为Mini PACS（微型PACS）；放射科内所有影像设备的联网Radiology PACS（放射科PACS）；全院整体化PACS，实现全院影像资源的共享，称为Hospital PACS。
PACS与RIS和HIS的融合程度已成为衡量功能强大与否的重要标准。
PACS的未来将是区域PACS的形成，组建本地区、跨地区广域网的PACS网络，实现全社会医学影像的网络化。
由于PACS需要与医院所有的影像设备连接，所以必须有统一的通讯标准来保证不同厂家的影像设备能够互连，为此，1983年，在北美放射学会（ACR）的倡议下，成立了ACR-NEMA 数字成像及通信标准委员会。
众多厂商响应其倡议，同意在所生产的医学放射设备中采用通用接口标准，以便不同厂商的影像设备相互之间可以进行图像数据交流。
1985年，ACR/NEMA1.0标准版本发布；1988年，该标准再次修订；1992年，ACR/NEMA第三版本正式更名为DICOM3.0（Digital lmaging and Communication in Medicine），中文可译为"医学数字图像及通信标准"。
目前，DICOM3.0已为国际医疗影像设备厂商普遍遵循，所生产的影像设备均提供DICOM3.0标准通讯协议。
符合该标准的影像设备可以相互通信，并可与其他网络通信设备互连。
在系统的输出和输入上必须支持DICOM3.0标准，已成为PACS的国际规范。
浅析医学图像存储与通信系统的运用【摘要】医学图像存储与通信系统在现代医疗领域扮演着重要角色，促进了医学影像诊断和治疗技术的发展。
本文从医学图像存储技术的发展历程、医学图像通信系统的软件架构、关键技术、临床应用、安全性和隐私保护等方面进行了分析探讨。
通过深入研究，揭示了医学图像存储与通信系统在提高医疗效率、优化医疗资源分配、改善医疗质量等方面的重要作用。
随着技术的不断发展，医学图像存储与通信系统将进一步完善和创新，未来的发展趋势将更加智能化、便捷化和个性化。
通过本文的研究，可以更好地理解和把握医学图像存储与通信系统的发展方向，为提升医疗水平和服务质量提供有益的参考和指导。
【关键词】医学图像存储与通信系统、重要性、研究背景、研究目的、发展与演变、软件架构、关键技术、临床应用、安全性、隐私保护、未来发展趋势、结论、展望。
1. 引言1.1 医学图像存储与通信系统的重要性医学图像存储与通信系统在现代医疗领域中扮演着至关重要的角色。
随着医学影像学的发展和进步，医学图像的数量和复杂性不断增加，传统的纸质存储和传输方式已无法满足日益增长的需求。
建立高效、安全、可靠的医学图像存储与通信系统成为当务之急。
通过医学图像存储与通信系统的应用，医疗机构可以实现医学图像的数字化存储和远程传输，医生可以随时随地查看患者的影像资料，快速做出诊断和治疗计划，提高医疗效率和治疗水平。
医学图像存储与通信系统还可以促进医疗资源的共享和协作，实现多学科的交叉合作，提高医疗质量和患者治疗效果。
医学图像存储与通信系统对于医学研究和教育也具有重要意义。
研究人员可以利用系统中积累的大量医学影像数据进行科学研究和分析，为新药开发、疾病预防和临床诊断提供支持。
教育机构可以通过系统共享医学图像资源，为医学生的临床实习和教学提供便利，培养更多高素质的医学专业人才。
医学图像存储与通信系统的重要性不言而喻，对于现代医疗事业的发展不可或缺。
1.2 研究背景医学图像存储与通信系统是医学影像诊断的重要组成部分，随着医学影像学的发展和医疗信息化的推广，医学图像存储与通信系统在医疗领域中的作用越来越重要。
医学图像存储与通讯系统的了解PACS以全新方式管理医学图像信息，它具有以下优点：①便于图像传递和交流，实现图像数据共享；②可在不同地方同时调阅不同时期和不同成像手段的多幅图像，并可进行图像的再处理，为开展远程影像诊断、综合影像诊断和多学科会诊提供了必要条件；③采用大容量可记录光盘（CD-R）存储技术，实现了部分无胶片化，减少了胶片的使用量，降低了管理成本；④简化了工作流程，提高了工作效率；⑤改善了医生的工作模式，缩短了病人的候诊时间，降低了重拍概率，提高了服务质量；⑥图文并茂，丰富了诊断报告内容；⑦可对医疗设备的工作状态及工作量进行实时监控、管理，提高了设备的使用效率。
一、发展简史与发展趋势（一）发展简史PACS的发展经历了三个时代：1．第一代PACS 1991年，以加利福尼亚州洛杉矶大学医学院研制的PACS为代表。
它只是放射科专用系统，开发技术、标准均不统一。
2．第二代PACS 1996年，以加利福尼亚州旧金山大学医学院研制的PACS为代表。
它可向医院其他临床科室提供医学图像服务，可与HIS/ RIS集成，结构开放，广泛使用了工业标准传输控制协议／因特网互联协议（transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP），美国放射学会和美国国家电子制造商协会（American college of radiology，national electrical manufacturers association，ACR/NEMA），卫生信息交换标准（health level 7，HL7）等协议，系统可跨平台运行，部分采用DICOM 3.0标准，但仍未形成统一的工作流程和数据流程协议。
3．第三代PACS从1998年开始，以广泛使用DICOM和医疗卫生综合标准（integrating the healthcare enterprise，IHE）为代表的PACS，图像传输都采用DICOM 3.0标准（以后简称DICOM标准），具有开放性和扩展性；系统结构可跨平台（Unix/Linux/Windows）操作，具有较好的安全性、可靠性、稳定性和伸缩性；系统结构模块化，具有较好的容错性；在遵从HL7、DICOM和IHE标准和协议下，与RIS/HIS集成；具有自动监控系统，可对PACS各单元和工作数据流程进行监控和管理。
图像存储与通信系统（PACS）在超声中的应用前言医学图像诊断在现代医疗活动中占有极为重要的地位。
随着可视化技术的不断发展,现代医学已越来越离不开医学图像的信息,医学图像在临床诊断、教学科研等方面正发挥着极其重要的作用。
PACS(picture archiving and communication systems)即图像存储与通信系统,是医院用于管理医疗设备如CT、MR、US等产生的医学图像的信息系统。
早在20世纪50年代，人们便提出了PACS的最早概念，但限于当时的科学技术水平，只能借助无线电或有线电缆，传输视频或声音信号进行远程诊断或会诊等。
但由于模拟信号在传输和存储过程中的信号损失，图像质量得不到保证，因而在很大程度上影响了远程诊断。
随后20世纪70年代以后CT、MRI等数字化影像设备相继问世，产生了大量数字化的医学影像资料，而这些资料的保存仍以胶片为主，大量的胶片存储给保管及查询带来了极大的困难，因此就产生了新的技术PACS，其系统工作原理是：先由各种成像设备产生病人的诊断图像，通过局域网把图像传送到数据库。
工作站是在图形方式下显示已被存放在数据库中的医学图像。
不同用户可从工作站提出观看一幅或同时观察由不同成像设备生成的某一病人的多幅图像；然后将从数据库查到所需图像，再传回工作站供用户查阅。
所有的医学图像在成像设备、工作站和数据库之间的传输以及工作站和数据库之间的通信都经过局域网实现。
它将图像信息以数字形式表现，在计算机管理下完成多方式图像存储、处理和归档，具有快速图像检索的优势，再者，通过计算机网络，能使不同地域对同一图像可同时存取实现了图像信息远距离传输和远程操作，克服了传统图片系统在此方面的限制。
PACS系统一般具有以下几方面的功能:(1)将医院中已有的医学图像设备产生的图像通过直接或间接的方式转换为系统能够存储和处理的数字化形式。
随着DICOM标准的逐步应用,未来的医学影像设备将统一使用DICOM标准接口,图像获取会更加方便。
