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浅谈基于DICOM标准的PACS----PACS如何遵从DICOM
浙江大学临床工程研究所 徐庐生 汤守健
关于PACS(Picture Archiving and Communication System)
近几年随着我国医院信息化建设的深入发展，不少医院都为PACS的建立四处打探，寻求真谛。然而至今PACS尚无统一的确切定义。但国外，早在十年前PACS已经在医院中正式运行。当时Huang就曾为PACS下过这样的定义：" ACS 是一种能通过任何放射技术获取、存储、管理和显示图象并且与病人诊断和文字记录信息相结合的系统"。虽然这一定义在图象的获取范围、信息资源的开发利用等方面存在着局限，但它指明PACS所包含的基本内容。目前普遍认为不论PACS规模大小都应包括：1）医学图象及相关信息的获取。2）医学图象及相关信息的存储及管理（数据库与管理系统）。3）有关图象信息资源的传输与控制（网络平台及服务器）。4）有关图象信息资源的利用（回溯显示、诊断处理、重建等等）。当前PACS的发展从技术的角度看一方面是如何与HIS有机地融合在一起，使医学图象信息在医院局域网上各临床科室（工作站）更广泛地利用；另一方面是如何遵从DICOM标准，使不同体系建立起来的PACS之间能方便地交换信息，以便医学图象信息在互联网（Internet）异构系统上更广泛有效地利用。
关于DICOM3.X 标准
在开发研究PACS的初期，由于各不同医学影像设备制造厂商的同类设备（如CT）形成的图象，无法方便地互相调阅，这给PACS开发带来极大麻烦和困难，严重地影响PACS的发展。为此，美国放射学会（ACR）和全美电子厂商协会（NEMA）意识到需要建立一种标准，以规范各种医学数字图象及其相关信息的交换。并于1984年成立联合委员会，着手制定有关标准。1985年正式发布ACR-NEMA标准1.0版，1988年发布2.0版及后续的修正版2.x。随着当时计算机、通讯、尤其是网络技术的蓬勃发展，为了医学资源更大范围的利用，不少专家学者对标准纷纷撰文提出意见。ACR与NEMA也意识到其中的不足，并于1993年发布标准的第三个版本，并更名为DICOM（Digital Imaging and Comminucationg in Medicine）3.0版。以后DICOM3.0进行了多次修改，最近一次修改为2000年版。
DICOM3.1－2000版共分为十五个部分。分别是：
第一部分：概述
第二部分：兼容性
第三部分：信息对象定义
第四部分：服务类说明
第五部分：数据结构及语言
第六部分：数据字典
第七部分：消息交换
第八部分：消息交换的网络通讯支持
第九部分：消息交换的点对点通讯支持
第十部分：媒体存储和文件格式
第十一部分：媒体存储应用概览
第十二部分：数据交换用媒体格式和物理媒介
第十三部分：打印管理的点对点的通讯支持
第十四部分：灰阶显示函数
第十五部分：安全性
其中涉及所获取的信息对象已从原先局限于放射部门的CT、MR、VS(超声)、NM(核医学)、PET、CR、DR等设备所形成的医学数字图象，二次捕捉(SC)即由视频或扫描设备所形成的医学数字图象，扩展到其他更广泛的医学数字图象，甚至信号波形图。例如：各种内窥镜、显微镜、医学照（图）片以及声音、ECG、动态心电图等各种电生理信号形成的数字信息。随着现代医疗仪器的数字化、可视化趋势的发展，它所包容的信息对象还有进一步扩充的趋势。
ACR和NEMA在制定DICOM时，曾获得许多有关标准化组织和权威性学术团体的支持和帮助。例如：国际标准化组织（ISO）、美国国家标准化组织（ANSI）和电子及电子工程师学会（IEEE）、欧洲标准化委员会下属医学信息技术委员会（CNE－T251）、ANSI授权的医疗保健第7层交换标准（HL7）工作组、日本放射设备制造协会（JIRA）等。近年来又与美国病理学会、美国心脏学会、美国内窥镜学会、美国口腔学会等许多临床医学团体合作，参考和沿用了它们所发布的诸多标准规范。因此DICOM已经是事实上的国际化标准。
开发建立基于DICOM的PACS
在我国医院信息化的建设中，医学图象信息的开发利用已经迫在眉睫。抛开DICOM形成我国独有的标准即不必要也不太可能。因此参照DICOM来开发、建立我国的PACS，既便于在英特网上的信息交换，又有利于将来与国际接轨。所谓建立"基于DICOM标准的PACS"，意指根据实际情况尽量参照DICOM 3.X来建立PACS。根据我们开发PACS的经验，有如下几点体会：
1． DICOM 3.X参照面向对象的程序设计方法，对所涉及的信息对象作了详细的定义。PACS的设计应遵从软件工程及面向对象的程序设计方法。尽可能参考DICOM 3.X所规范的诸多现实－关联（E-R）模型，对象静态属性以及管理的工作流程等。
2． PACS中存储方案的选择，网络服务器或工作站上的数据库设计应尽量遵从DICOM中信息存储、数据结构及数据字典的规范。分层定义其结构及相应的数据项。保证数据的安全性、可扩充性及检索的便捷。值得注意的是DICOM标准文件中图象及相关信息（包括病人资料及成像设备有关环境和技术参数）是封装在一起的。
3． DICOM标准中信息通讯方式可兼用点对点，点对多点或多点对一点（在网上实现）等多种模式进行。信息的交换通过规范信息服务类和消息交换命令来实现。因此PACS的设计与实现应考虑在良好的网络平台支持下，尽量通过DICOM的消息交换命令来实现各种模式的信息服务。这样就有可能利用DICOM消息交换"组件",在不同的异构环境下通过英特网实现信息交换。另一方面采用多种通讯模式也便于硬件资源共享。譬如，多台图形工作站或成像设备共用一台激光相机或共享一台三维图形工作站。从而节省医院在影像设备投入上的开销。
4． DICOM 3.1－2000 版新提出结构化报告（SR）的概念和规范。因此PACS诊断工作上诊断报告的形成和书写不应只是为医生提供一个形成自由文本文件或文本加缩略图合并方式的报告文件。而应参照DICOM SR规范，将报告包含的内容（符合DICOM对象模型的信息）按树状结构化层次来描述，使文档的形成和管理适应"电子化"的要求，为"电子病案"的自动形成提供较好的基础与途径。DICOM SR支持HL7有关文档的规范，也能在英特网上以HTTP协议和E－Mail方式传送。
5． DICOM标准支持多种图象及其相关信息的获取。DICOM 3.1－2000版对"医学数字图象"的信息对象定义已有不少扩充。除本文前面所提及的以外，还包括监护、检验等临床学科所涉及的数字化信息，远不止放射成像设备所形成的图象。也就是说，PACS可以也应该从除放射科以外其他临床科室的设备或工作站上获取信息。另一方面，像目前我国医院中有不少原先不具备DICOM接口的设备，也可以通过视频或专用胶片扫描方式形成DICOM规范的信息，在PACS中与其他DICOM信息一样利用。
总之，开发建立基于DICOM的PACS应在较全面地理解DICOM标准的基础上，结合我国的实际，尽可能采用DICOM的概念和各种规范建立一个开放的、便于资源共享和扩充、安全可靠的PACS。其中有大量的工作我们尚未涉及，甚至知之甚少。譬如：有关DICOM标准中灰标显示的校正问题，2000年版新提出的安全性问题等等。希望更多的志士仁人通过深入研究DICOM和建立PACS的实践，以形成既符合我国实际又能与国际接轨的PACS，并消除种种误导，以推动我国医院信息化建设的健康发展。
(完）
徐庐生 汤守健 浙江大学临床工程研究所
摘自：http://www.da-tong.net/magazine/magazine_58/sub_1/inf/article2001-4-1.htm |
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发表于 2003-2-7 10:56:32
发表于 2003-2-8 11:28:59