1、第十三章医学图像存储与传输系统第十三章医学图像存储与传输系统 一、医学影像系统概述一、医学影像系统概述 二、医学影像系统的发展历史概况二、医学影像系统的发展历史概况 三、当前在中应用的主要技术和设备三、当前在中应用的主要技术和设备 四、医学影像系统建设应采取的策略四、医学影像系统建设应采取的策略 五、的影像存储和传递形式五、的影像存储和传递形式 六、系统的组成六、系统的组成 七、类型及特征七、类型及特征 八、系统管理结构模式八、系统管理结构模式 九、目前存在的问题九、目前存在的问题 十、的发展趋势十、的发展趋势 十一、医学数字图像通讯（）标准十一、医学数字图像通讯（）标准 一一.医学影象系统概
2、述医学影象系统概述 医学影像系统通常称为医学影像计算机存档与传输医学影像系统通常称为医学影像计算机存档与传输系统（系统（简称），是使用计算机和网络技术对医简称），是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统。其目标是用来代替学影像进行数字化处理的系统。其目标是用来代替现行的模拟医学影像体系。现行的模拟医学影像体系。它主要解决它主要解决医学影像的采集和数字化医学影像的采集和数字化图像的存储和管理图像的存储和管理数字化医学图像的高速传输，数字化医学图像的高速传输，图像的数字化处理和重现图像的数字化处理和重现图像信息与其它信息的集成图像信息与其它信息的集成 根据医学影像实际应用的不同目的，数
3、字化的影像可分为三个精度等级：影像做为医疗诊断的主要依据时，数字化后的影像必须反映原始图像的精度；作为医疗中的一般参考时，数字化影像可进行一定的压缩，以减少对信息资源的占用；作为教学参考时，数字化影像只要能够保留影像中教学所需要的部分内容，允许对数字化的影像有比较大幅度的有损压缩。不同的医学影像对数字化的精度要求也不同，常见有：对光胸片、乳腺片影像，几何精度要求为以上，灰阶分辨率为1024级至4096级；对、影像，几何精度为512512，灰阶分辨率为4096级；对超声、内窥镜影像，几何精度为320级-512级，灰阶为256级彩色影像，这类影像还需要是1630幅/秒连续的动态影像；对病理影像，几
4、何精度为512512或1K1K，具有灰阶分辨率为256级的彩色图像。随着光检查、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用也越来越普遍。在传统的医学影像系统中，影像的存储介质是胶片、磁带等。例如图像存储介质所占的空间不断增加，给存放和查找带来了严重的问题；各种不同检查的图像分别存放，临床医生要同时参考同一病人不同检查所产生的影像时往往借阅困难；传统图像存储和管理的独占性使得图像的丢失概率增加，利用率下降，异地会诊困难等。由于医学图像数据量大，需要大容量由于医学图像数据量大，需要大容量的存储设备，高性能的显示设备和高的存储设备，高性能的显示设备和高速的计算机网络，高昂的费用曾经是速的计算机网络，高
5、昂的费用曾经是建立的主要障碍。随着计算机技术的建立的主要障碍。随着计算机技术的发展，计算机和通讯设备的性能价格发展，计算机和通讯设备的性能价格比迅速提高，高性能的计算机设备的比迅速提高，高性能的计算机设备的价格已经可以逐步为一些经济条件较价格已经可以逐步为一些经济条件较好的医院所接受。这为数字化医学影好的医院所接受。这为数字化医学影像存储和传输奠定了基础。在经济上像存储和传输奠定了基础。在经济上和医疗质量上不断增长的要求下，使和医疗质量上不断增长的要求下，使医院对的需求也不断提高。医院对的需求也不断提高。二、医学影像系统的发展历史概况二、医学影像系统的发展历史概况 的概念提出于的概念提出于80
6、年代初。建立的想法主要是年代初。建立的想法主要是由两个主要因素引起的：由两个主要因素引起的：一是数字化影像设备，如设备等的产生使得医一是数字化影像设备，如设备等的产生使得医学影像能够直接从检查设备中获取；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。信息的存储、通讯和显示都能够实现。在在80年代初期，欧洲、美国等发达国家基于大型年代初期，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，研究工作在阶段而转向实施，研究工
7、作在80年代中就逐步转年代中就逐步转向为医疗服务的系统，如临床信息系统，等方面。向为医疗服务的系统，如临床信息系统，等方面。在欧洲、日本和美国等相继建立起研究的实验室在欧洲、日本和美国等相继建立起研究的实验室和实验系统。随着技术的发展，到和实验系统。随着技术的发展，到90年代初期已年代初期已经陆续建立起一些实用的。经陆续建立起一些实用的。在在80年代中后期所研究的医学影像系统主要采用年代中后期所研究的医学影像系统主要采用的是专用设备，整个系统的价格非常昂贵。的是专用设备，整个系统的价格非常昂贵。到到90年代中期，计算机图形工作站的产生和网络年代中期，计算机图形工作站的产生和网络通讯技术的发展，
8、使得的整体价格有所下降。通讯技术的发展，使得的整体价格有所下降。进入进入90年代后期，微机性能的迅速提高，网络的年代后期，微机性能的迅速提高，网络的高速发展，使得可以建立在一个能被较多医院接高速发展，使得可以建立在一个能被较多医院接受的水平上。受的水平上。随着网络技术的发展，人们认识到仅有图像格式标准还不够，通讯标准在中也起着非常重要的作用。随即在1993年由和在2.0标准的基础上，增加了通讯方面的规范；同时按照影像学检查信息流特点的模型重新修改了图像格式中部分信息的定义，制定了 3.0标准。目前，一些主要的医疗仪器公司，如、西门子、目前，一些主要的医疗仪器公司，如、西门子、柯达等，所生产的大
9、型影像检查设备都配有支持柯达等，所生产的大型影像检查设备都配有支持标准的通讯模块或工作站，也有许多专门制造影标准的通讯模块或工作站，也有许多专门制造影像系统的公司生产支持标准的影像处理、显示、像系统的公司生产支持标准的影像处理、显示、存储系统。存储系统。标准也在不断的更新，它所支持的医学影像种类也不断地增加，已经从原来标准只支持放射影像扩展到支持内窥镜、病理等其他影像。也有学者在研究处理医学图形、声音等信息。同时也有人研究与其他医学信息传输标准的沟通，如7（）等三、三、当前在中应用的主要技术和设备当前在中应用的主要技术和设备 我国的医院信息系统发展较晚，现在所使我国的医院信息系统发展较晚，现在
10、所使用的信息系统平台、网络技术都能够支持用的信息系统平台、网络技术都能够支持信息系统的应用和。因此，重要的一点就信息系统的应用和。因此，重要的一点就是需要做好医院信息化建设的整体规划，是需要做好医院信息化建设的整体规划，使信息系统能够和今后逐步建立的各个系使信息系统能够和今后逐步建立的各个系统顺利地连接，避免国外系统所遇到的麻统顺利地连接，避免国外系统所遇到的麻烦。烦。尽量采用通用的信息交换标准，模块化设尽量采用通用的信息交换标准，模块化设计，尽可能与信息系统一体化是建设时在计，尽可能与信息系统一体化是建设时在技术上要认真考虑的问题。技术上要认真考虑的问题。1、标准化技术、标准化技术 标准化技
11、术的应用在建立中是非常重要的，使用标准化技术的应用在建立中是非常重要的，使用工业标准能够使所建系统充分利用各种先进的设工业标准能够使所建系统充分利用各种先进的设备，并能够充分集成各个公司所开发的采集系统、备，并能够充分集成各个公司所开发的采集系统、图像管理系统、显示系统、打印系统等。标准是图像管理系统、显示系统、打印系统等。标准是医学影像数据交换的主要标准，其核心内容是：医学影像数据交换的主要标准，其核心内容是：（1）定义了包括病人信息、检查信息和相关图）定义了包括病人信息、检查信息和相关图像参数的图像头数据以及图像本身数据的图像格像参数的图像头数据以及图像本身数据的图像格式。式。（2）定义了
12、图像通过用点对点方式、网络方式、文件方式等进行交换的方法和规范。标准采用了面向对象的方法，将真实世界的模型抽象成为不同层次的对象模型，使图像的采集、存储、通讯更加便于计算机进行处理。它目前有14章，同时采用分章节更新的方法，能够随应用的发展而不断发展。、与其他系统的信息交换问题、与其他系统的信息交换问题医院信息系统是一个整体，我们建立的主要医院信息系统是一个整体，我们建立的主要目的也是为医生提供医疗、教学和科研所目的也是为医生提供医疗、教学和科研所需要的信息。医生在看检查图像的同时，需要的信息。医生在看检查图像的同时，也非常需要了解检查报告、病人的病历等也非常需要了解检查报告、病人的病历等其他
13、信息。因此，将与医院其他信息系统其他信息。因此，将与医院其他信息系统结合是非常重要的。结合是非常重要的。国外一些发达国家在处理这个问题时遇到了很大国外一些发达国家在处理这个问题时遇到了很大的麻烦。一方面由于欧美等发达国家原来已经建的麻烦。一方面由于欧美等发达国家原来已经建立了基于大型机的集中式医院管理信息系统，这立了基于大型机的集中式医院管理信息系统，这在技术上与现在的图形工作站系统连接存在一定在技术上与现在的图形工作站系统连接存在一定难度。另一方面由于在早期系统设计时并未考虑难度。另一方面由于在早期系统设计时并未考虑到要与这些新的系统交换信息，在整体规划上没到要与这些新的系统交换信息，在整体
14、规划上没有一个统一的信息交换标准，造成了各个系统之有一个统一的信息交换标准，造成了各个系统之间连接难题。间连接难题。一些医院为了解决这个问题，或采取在医生面前一些医院为了解决这个问题，或采取在医生面前放置多台设备的方法，或专门设计一些接口供系放置多台设备的方法，或专门设计一些接口供系统之间进行信息交换和同步。统之间进行信息交换和同步。、图像预取技术、图像预取技术 医学图像因其数据量大，传输需要占用很医学图像因其数据量大，传输需要占用很宽的网络带宽资源。而医院工作的特点是宽的网络带宽资源。而医院工作的特点是对图像数据的突发性要求高。对图像数据的突发性要求高。例如在病人刚入院时需要调用大量的病历例
15、如在病人刚入院时需要调用大量的病历数据，也包括图像数据，而平时则主要局数据，也包括图像数据，而平时则主要局限于使用住院病人的资料。在这样的环境限于使用住院病人的资料。在这样的环境下，信息系统网络的平均带宽需求与高峰下，信息系统网络的平均带宽需求与高峰时的需求差距非常大。时的需求差距非常大。要想既满足医疗的需要又降低整个系统的成本，使用图像预取技术是能够充分利用信息系统网络资源的办法。预取技术的核心就是根据病人入出院以及预约的信息，利用网络通讯的低谷时间将所需要的病人图像事先传输到医生所需要的地方，以减少网络高峰时间的压力，同时也提高医生存取图像时的速度。要实现图像预取的基础是必须与医院的其他系
16、统能够很好地进行信息沟通，同时也要研究一个合理的预测算法。、图像压缩技术、图像压缩技术 医学图像数据量之大是惊人的，建立中的许多技术医学图像数据量之大是惊人的，建立中的许多技术困难都与之有关，象图像的存储、传输、显示等。如困难都与之有关，象图像的存储、传输、显示等。如何能够对医学图像进行压缩，是多年来图像处理技术何能够对医学图像进行压缩，是多年来图像处理技术中的一个重点研究的问题。随着计算机多媒体技术的中的一个重点研究的问题。随着计算机多媒体技术的发展，已经制定了许多图像压缩的标准算法，如静态发展，已经制定了许多图像压缩的标准算法，如静态图像的标准，动态图像的图像的标准，动态图像的1、2、4算
17、法等。这些算法算法等。这些算法在娱乐、游戏、上得到了广泛的应用。在娱乐、游戏、上得到了广泛的应用。但是，由于医学图像关系到医学诊断的可靠性，但是，由于医学图像关系到医学诊断的可靠性，影响非常之大。因此，对于医学图像的有损压影响非常之大。因此，对于医学图像的有损压缩问题一般都讳莫如深。例如我们在上常见图缩问题一般都讳莫如深。例如我们在上常见图像压缩是一种有损的压缩算法，它是将变换和像压缩是一种有损的压缩算法，它是将变换和数字余弦变换（）相结合，得到了几十分之一数字余弦变换（）相结合，得到了几十分之一到上百分之一这样很高的压缩比。而在标准中到上百分之一这样很高的压缩比。而在标准中目前常用的也只是无
18、损压缩的标准算法，即仅目前常用的也只是无损压缩的标准算法，即仅使用无损的压缩算法。这样医学图像的压缩比使用无损的压缩算法。这样医学图像的压缩比的通常只能达到三分之一左右。的通常只能达到三分之一左右。、当前建立使用的主要设备、当前建立使用的主要设备 医学图像的采集设备是图像质量的第一关，除了象、医学图像的采集设备是图像质量的第一关，除了象、等数字化影像设备的图像可以直接从机器中采集外，目等数字化影像设备的图像可以直接从机器中采集外，目前大量使用的胶片图像需要使用胶片扫描仪输入到中。前大量使用的胶片图像需要使用胶片扫描仪输入到中。大容量的数据存储设备是图像管理系统的一个核心部件，大容量的数据存储设
19、备是图像管理系统的一个核心部件，通常大容量的硬磁盘阵列是进行在线存储的首选设备，通常大容量的硬磁盘阵列是进行在线存储的首选设备，一般可以使用的方式将数个硬盘组成具有一定冗余的硬一般可以使用的方式将数个硬盘组成具有一定冗余的硬盘系统，它具有速度高、存取方便、可靠性好、价格较盘系统，它具有速度高、存取方便、可靠性好、价格较低的特点。通常每兆字节的存储费用仅在低的特点。通常每兆字节的存储费用仅在0.2元左右。元左右。激光照相机也是中常用的设备，国内很多大医院激光照相机也是中常用的设备，国内很多大医院已经为、等大型设备配备了激光照相机用于产生已经为、等大型设备配备了激光照相机用于产生胶片，这些设备同样
20、可以与连接。胶片，这些设备同样可以与连接。在医院建立的所使用的其他设备，如微机、图形在医院建立的所使用的其他设备，如微机、图形工作站、网络交换机等等，都是目前通用的计算工作站、网络交换机等等，都是目前通用的计算机和通讯设备。目前计算机的高速发展，通用设机和通讯设备。目前计算机的高速发展，通用设备的性能也越来越高，已经能够满足大部分建设备的性能也越来越高，已经能够满足大部分建设的需求。的需求。四、医学影像系统建设应采取的策略四、医学影像系统建设应采取的策略 建立的一个目标是方便图像的存取，使临床建立的一个目标是方便图像的存取，使临床医生能够随时随地读取所需要的图像。另一医生能够随时随地读取所需要
21、的图像。另一个目标是建立无胶片化医院，通过减少胶片个目标是建立无胶片化医院，通过减少胶片的使用降低医院的消耗，提高经济效益。的使用降低医院的消耗，提高经济效益。对于医学影像系统的建设，医院应该进行全对于医学影像系统的建设，医院应该进行全面统一的规划，充分考虑与其他系统的信息面统一的规划，充分考虑与其他系统的信息沟通。沟通。要达到上述两个主要目标，满足医院实际要达到上述两个主要目标，满足医院实际工作的需要，应该从影像质量、存储图像工作的需要，应该从影像质量、存储图像的数量、影像采集方式、显示设备的配备的数量、影像采集方式、显示设备的配备数量和范围等方面进行认真的论证。数量和范围等方面进行认真的论
22、证。通常需要有高质量的图像采集系统，要在通常需要有高质量的图像采集系统，要在临床科室配备大量的图像显示设备，有十临床科室配备大量的图像显示设备，有十几个（几个（11024）的在线存储容量和高速度）的在线存储容量和高速度的网络通讯能力，才能够使系统替代传统的网络通讯能力，才能够使系统替代传统胶片。胶片。医院应该加强信息系统建设的统一规划。医医院应该加强信息系统建设的统一规划。医学影像系统管理的是医院信息中的一个重要学影像系统管理的是医院信息中的一个重要部分，由于其数据量巨大，对计算机系统、部分，由于其数据量巨大，对计算机系统、网络系统和存储等都带来了许多问题。因此，网络系统和存储等都带来了许多问
23、题。因此，产生了许多应用技术，如图像的预取技术、产生了许多应用技术，如图像的预取技术、图像压缩技术等。然而，作为医院信息系统图像压缩技术等。然而，作为医院信息系统中的一部分，图像信息与其他信息能够很好中的一部分，图像信息与其他信息能够很好融合和连接是建设中一个不能忽视的问题。融合和连接是建设中一个不能忽视的问题。各个医院通过做好统一规划，避免与医院其各个医院通过做好统一规划，避免与医院其他系统出现信息交换问题。他系统出现信息交换问题。普及应用技术。近年来，一些医院陆续建立起医院管普及应用技术。近年来，一些医院陆续建立起医院管理信息系统，完善了医院计算机网络，许多医院计划理信息系统，完善了医院计
24、算机网络，许多医院计划建立医学影像管理系统（）。然而，由于我国研究工建立医学影像管理系统（）。然而，由于我国研究工作开展比较晚，许多医院急需比较全面和完整地了解作开展比较晚，许多医院急需比较全面和完整地了解相关的技术，需要通过各种形式的工作使医院能够正相关的技术，需要通过各种形式的工作使医院能够正确认识技术的应用目标、作用和建立方法等问题。确认识技术的应用目标、作用和建立方法等问题。建立医学影像系统的标准和规范。在数字影像的采建立医学影像系统的标准和规范。在数字影像的采集、显示，远程医疗等方面我国尚没有相应的标准，集、显示，远程医疗等方面我国尚没有相应的标准，这不利于保障数字化影像在医疗工作中
25、的可靠性和安这不利于保障数字化影像在医疗工作中的可靠性和安全性。专业委员会力图通过积极组织研究、引进国外全性。专业委员会力图通过积极组织研究、引进国外标准等方法，建立起适合我国系统、远程医疗应用的标准等方法，建立起适合我国系统、远程医疗应用的技术标准和规范。技术标准和规范。五、五、的影像存储和传递形式的影像存储和传递形式 医学影像的类型可以分成医学影像的类型可以分成8黑白、黑白、12黑白、黑白、24彩色等。彩色等。8黑白和黑白和24彩彩色可以使用标准的文件存储格式，色可以使用标准的文件存储格式，而而12黑白图像则无法用任何现有的黑白图像则无法用任何现有的文件格式表达，也无法使用标准的文件格式表
26、达，也无法使用标准的图像浏览软件观看。在系统内部，图像浏览软件观看。在系统内部，影像通常是按自定义格式存放的文影像通常是按自定义格式存放的文件。件。医学影像的传递医学影像的传递。规定了影像文件传递和。规定了影像文件传递和存储的标准，包括标准的存储介质和标准存储的标准，包括标准的存储介质和标准的网络通讯。标准的存储介质叫作的网络通讯。标准的存储介质叫作，是一，是一种文件系统的结构标准。主要是用于在等种文件系统的结构标准。主要是用于在等不同平台的系统之间直接兼容存储介质。不同平台的系统之间直接兼容存储介质。这种介质可以是、，也可以是或者。这种介质可以是、，也可以是或者。网络通讯标准主要用于局域网内
27、的通讯。网络通讯标准主要用于局域网内的通讯。在网络上，在网络上，3.0十分类似于，不管两端的机器和十分类似于，不管两端的机器和操作系统如何，都可以透明地进行影像传递。操作系统如何，都可以透明地进行影像传递。网络通讯有缺乏安全认证的缺点，所以只适用于网络通讯有缺乏安全认证的缺点，所以只适用于局域网中。局域网中。存储和通讯中的影像可以按约定的方式进行压缩，存储和通讯中的影像可以按约定的方式进行压缩，但不是所有的系统都支持这些压缩，所以大部分但不是所有的系统都支持这些压缩，所以大部分存储和通讯中的影像数据都是完全展开的，占据存储和通讯中的影像数据都是完全展开的，占据很大的空间。很大的空间。为了解决存
28、储和节省空间，系统内部通常使用自为了解决存储和节省空间，系统内部通常使用自己独特的文件格式。这并不影响系统的兼容性，己独特的文件格式。这并不影响系统的兼容性，因为到了网上，大家都用协议通讯。就如同各个因为到了网上，大家都用协议通讯。就如同各个国家有自己的货币，但是作国际贸易时都使用美国家有自己的货币，但是作国际贸易时都使用美元一样。元一样。支持的数据库系统比较简单。只有病人支持的数据库系统比较简单。只有病人检查检查序列号和诊断、登记信息放在数据库中，大小不序列号和诊断、登记信息放在数据库中，大小不一的影像存储成文件交给文件系统去管理。为了一的影像存储成文件交给文件系统去管理。为了保证图像的可浏
29、览性，各通常提供了独特的小程保证图像的可浏览性，各通常提供了独特的小程序，用于在自己的文件结构上进行影像检索、浏序，用于在自己的文件结构上进行影像检索、浏览和图像处理。览和图像处理。理想中的影像信息全部存在上，进行集中备份和理想中的影像信息全部存在上，进行集中备份和管理。但是海量存储设备和管理软件的费用太高，管理。但是海量存储设备和管理软件的费用太高，所以目前还不能进入普及阶段。替代方案是分布所以目前还不能进入普及阶段。替代方案是分布存储，即在每个采集工作站上进行光盘刻录，独存储，即在每个采集工作站上进行光盘刻录，独立进行检索。立进行检索。影像数据允许分布储存在不同机器的不同数据库影像数据允许
30、分布储存在不同机器的不同数据库中，不同目录中，不同结构的文件中。的用途就中，不同目录中，不同结构的文件中。的用途就是屏蔽掉系统的复杂性，使得不同地方存储的影是屏蔽掉系统的复杂性，使得不同地方存储的影像在安全机制认可的前提下自由地流动。像在安全机制认可的前提下自由地流动。六、系统的组成六、系统的组成 一个系统，主要包括的内容有图像采集、传输存储、处理、显示以及打印。硬件主要有接口设备、存储设备、主机、网络设备和显示系统。软件的功能包括通讯、数据库管理、存储管理、任务调度、错误处理和网络监控等。1、图像采集、图像采集 图像采集是本系统的图像采集是本系统的“根根”，是系，是系统能够正常运行的基本点。
31、只有采统能够正常运行的基本点。只有采集到图像后，才能进行后续的显示、集到图像后，才能进行后续的显示、处理等工作，采集的图像质量决定处理等工作，采集的图像质量决定系统是否可用以及是否具有实际意系统是否可用以及是否具有实际意义。义。图像的采集可分为两种类型：一是静态图像，主要是单帧图片，例如腹部超声发现的结石图像；二是动态图像，为一段或多段连续的图像系列，如心脏超声可以采集一个或多个心动周期的图像。根据超声仪器的特点，决定了其图像采集的方式，目前大体有 两种方式：数字图像以及视频图像的采集。（1）数字图像采集）数字图像采集数字图像直接通过网络实现图像采集。以超声仪器数字图像直接通过网络实现图像采集
32、。以超声仪器为例，该方式的前提：一是超声仪器为数字化超为例，该方式的前提：一是超声仪器为数字化超声仪，二是其图像支持国际医学图像标准如（声仪，二是其图像支持国际医学图像标准如（）或其它标准，三是开发支持对应格式的图像存贮、或其它标准，三是开发支持对应格式的图像存贮、显示等软件。该方式实现起来比较简单，只要超显示等软件。该方式实现起来比较简单，只要超声仪通过网络与图像存贮设备例如图像存贮工作声仪通过网络与图像存贮设备例如图像存贮工作站连接即可。该方式要求超声仪器本身支持或其站连接即可。该方式要求超声仪器本身支持或其它标准，它标准，但它是超声图像采集的最终方式，将来但它是超声图像采集的最终方式，将
33、来很可能是超声仪器的基本配置。很可能是超声仪器的基本配置。（2）视频图像采集）视频图像采集视频图像的采集是将超声仪器输出的视频信视频图像的采集是将超声仪器输出的视频信号通过计算机转化为数字信号。具体是通号通过计算机转化为数字信号。具体是通过图像采集卡将超声仪器的图像采集到工过图像采集卡将超声仪器的图像采集到工作站，然后保存到存贮设备中。该方式目作站，然后保存到存贮设备中。该方式目前基本满足于所有的仪器，实现的条件也前基本满足于所有的仪器，实现的条件也比较成熟。比较成熟。2、传输存储、传输存储 图像的传输存储过程是将采集到的位于超图像的传输存储过程是将采集到的位于超声工作站上的图像按一定的格式、
34、一定的声工作站上的图像按一定的格式、一定的组织原则存贮到物理介质上，如服务器、组织原则存贮到物理介质上，如服务器、光盘等，以备使用。必须考虑的问题：存光盘等，以备使用。必须考虑的问题：存贮格式、存贮空间、存贮介质等问题。贮格式、存贮空间、存贮介质等问题。可以使用的存贮格式可以使用的存贮格式为：、，我们选择比较通为：、，我们选择比较通用的格式或格式。用的格式或格式。图像压缩方法很多，但医学图像必须保证图像能完全还原为原图式样。也就是说，必须为无失真压缩（或称无损压缩，相对于有失真压缩）。目前几种实用标准为（国际标准化组织）和（国际电信联盟）制定的如下三种：、H.261以及等。常用存储介质：（1）
35、硬磁盘用于临时存贮采集的图像或显示的图像，在图像采集工作站上或者专门的图像服务器上皆配备该设备。（2）光盘存储器即盘片，一张盘片存贮量可达到650或更大，多张光盘可组成光盘塔、光盘阵，以实现大量数据的存贮。（3）流磁带（库）。3、显示、显示 图像的显示必须满足图像的显示必须满足(1)不依赖于硬件，也不依赖于硬件，也就是说通过软件实现图像显示；就是说通过软件实现图像显示；(2)动态图动态图像可以动态显示，也可以静态显示；像可以动态显示，也可以静态显示；(3)图图像方便地在院区网的工作站（如医生工作像方便地在院区网的工作站（如医生工作站）上显示，采集的图像能充分共享，以站）上显示，采集的图像能充分
36、共享，以达到图像采集的目的。达到图像采集的目的。4、处理、处理 图像处理目前包括图像放大缩小、灰度增强、图像处理目前包括图像放大缩小、灰度增强、锐度调整、开窗以及漫游等，图像面积、周长、锐度调整、开窗以及漫游等，图像面积、周长、灰度等的测量。灰度等的测量。5、打印、打印 生成规范的、包括图像的超声诊断报告单。图生成规范的、包括图像的超声诊断报告单。图像打印时用户可以选择一到四幅图像，呈方阵像打印时用户可以选择一到四幅图像，呈方阵排列，如果配备彩色激光或喷墨打印机则可打排列，如果配备彩色激光或喷墨打印机则可打印非常漂亮、艳丽、基本满足医学需要的报告印非常漂亮、艳丽、基本满足医学需要的报告单。单。
37、七、七、类型及特征类型及特征 按规模和应用功能将分为三类：按规模和应用功能将分为三类：1、全规模（、全规模（）：涵盖全放射科或医学影）：涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所有医学成像设备、有像学科范围，包括所有医学成像设备、有独立的影像存储及管理子系统、足够量的独立的影像存储及管理子系统、足够量的图像显示和硬胶片拷贝输出设备，以及临图像显示和硬胶片拷贝输出设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。2、数字化（、数字化（）：包括常规线影像以外的）：包括常规线影像以外的所有数字影像设备（如、等），常规所有数字影像设备（如、等），常规X线影像可经胶片数
38、字化仪（线影像可经胶片数字化仪（）进入。具备）进入。具备独立的影像存储及管理子系统和必要的软、独立的影像存储及管理子系统和必要的软、硬拷贝输出设备。硬拷贝输出设备。3 3、小型（）：局限于单一医学影像部门或影、小型（）：局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内，在医学影像学科内部分像子专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和图像显示功地实现影像的数字化传输、存储和图像显示功能。能。具备医学数字影像传输（）标准的完全遵从性，具备医学数字影像传输（）标准的完全遵从性，是现代不可或缺的基本特征。是现代不可或缺的基本特征。在近年的文献中提出了在近年的文献中提出了“第二代第
39、二代”（，（，）的）的概念，其基本定义即指包括了模块化结构、开概念，其基本定义即指包括了模块化结构、开放性架构、标准、整合医院信息系统放性架构、标准、整合医院信息系统/放射信放射信息系统（）等特征的息系统（）等特征的 范畴。范畴。八、系统管理结构模式八、系统管理结构模式 系统管理结构模式可以分为以下两种：系统管理结构模式可以分为以下两种：1 1、集中管理模式（、集中管理模式（）：由）：由1 1个功能强大的中央管个功能强大的中央管理系统（服务器）及中央影像存储系统（理系统（服务器）及中央影像存储系统（）服务）服务于所有设备和影像，提供集中的、全面的系统运于所有设备和影像，提供集中的、全面的系统运
40、行和管理服务。行和管理服务。该模式有利于对系统资源和服务实施进行有效的该模式有利于对系统资源和服务实施进行有效的管理，但该模式对网络带宽及传输速率、管理系管理，但该模式对网络带宽及传输速率、管理系统设备软件和（或）硬件性能及稳定性要求较高。统设备软件和（或）硬件性能及稳定性要求较高。2 2、分布式管理模式（、分布式管理模式（）：由多个相对）：由多个相对独立的子单元（系统）组成，每一子单独立的子单元（系统）组成，每一子单元有独立的存储管理系统。可以设或不元有独立的存储管理系统。可以设或不设中央管理服务器，但通常应具有一个设中央管理服务器，但通常应具有一个逻辑上的中央管理系统逻辑上的中央管理系统/
41、平台。该模式也平台。该模式也可以由多个整合形成。分布式管理模式可以由多个整合形成。分布式管理模式有利于减轻网络负荷，但对资源和服务有利于减轻网络负荷，但对资源和服务的管理、利用效率可能不及集中模式高。的管理、利用效率可能不及集中模式高。九、目前存在的问题九、目前存在的问题 标准化技术的应用在建立过程中关系重大，标准化技术的应用在建立过程中关系重大，它关系到与其他系统信息交换和各个不同厂它关系到与其他系统信息交换和各个不同厂商设备的连入。当前，有美国的和两个组织商设备的连入。当前，有美国的和两个组织共同制定标准已经成为业界实际采用的工业共同制定标准已经成为业界实际采用的工业标准。这个标准使得各个
42、医疗影像仪器生产标准。这个标准使得各个医疗影像仪器生产厂的数字化检查设备能够容易地连接在一起。厂的数字化检查设备能够容易地连接在一起。由于医学影像系统中图像的质量关系到诊断和治疗的准确性，因此系统应该对图像质量有很高的要求，对图像质量产生较大影像的主要因素是胶片图像的采集过程。在诊疗中，通常对X胶片的影像质量、图像的几何分辨率、光密度、噪声等都有较高的要求，需要使用专用的胶片激光扫描仪进行图像的采集，而目前在很多远程医疗系统使用普通办公用扫描系统采集的图像往往达不到要求。当前计算机技术的发展为建设提供了技术基础。大容量的磁盘已经大大降低了图像存储的费用。使用、光盘柜、光盘塔等设备，使系统的离线
43、存储非常可靠与方便，同时费用也能够为广大医院所接受。不同检查所产生的医学影像，在图像分辨率、光密度等方面有非常大的差别。大多数种类的检查影像是中低分辨率的。这些影像能够使用常用的通用微机设备进行处理和显示，只有少数种类的影像需要高分辨率的设备来处理。我们可以充分利用这个特点，在建设中分阶段实施，逐步实现医院影像处理的自动化和无胶片化。十、的发展趋势十、的发展趋势 是临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计是临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通讯技术结合的产物。它将医学算机技术、网络通讯技术结合的产物。它将医学影像资料转化为计算机能识别处理的数字形式，影像资料转化为计算机能识
44、别处理的数字形式，通过计算机及网络通讯设备，完成对医学影像信通过计算机及网络通讯设备，完成对医学影像信息及其相应信息（资料）的采集、存储、处理及息及其相应信息（资料）的采集、存储、处理及传输等功能，使医学信息资源共享，并得到充分传输等功能，使医学信息资源共享，并得到充分的利用。从临床医师的角度，也可理解为多媒体的利用。从临床医师的角度，也可理解为多媒体（电子）病案管理系统的主要组成部分。（电子）病案管理系统的主要组成部分。在确定发展模式时，应根据实际情况制定总体规划，循序渐进，分步实施；遵循 3.0标准，并基于 的浏览器/服务器体系，采用模块化结构去建设及探讨的发展模式和实施策略。选择基于浏览
45、器选择基于浏览器/服务器（）体系的模块化服务器（）体系的模块化结构组建，在于充分利用技术设计。体系结构组建，在于充分利用技术设计。体系结构，从分布式数据库管理系统角度来说，结构，从分布式数据库管理系统角度来说，它是（）模式的扩展，是基于超链接、描它是（）模式的扩展，是基于超链接、描述语言的多级体系结构，易于解决跨平台述语言的多级体系结构，易于解决跨平台问题，通过标准浏览器访问多个平台。问题，通过标准浏览器访问多个平台。的客户端为标准的浏览器，环境单一，界面统一，易学易操作，易提高工作效率，版本更新易维护。由于体系结构的代码分布不象结构那样，要分布在客户端和服务器端，结构在版本更新时，只需考虑服
46、务器端代码，降低运行成本和软件开发的工作压力。同时可便于实现业务的分布式处理与代码的集中式维护，以利于目前医院缺乏高质素计算机技术人员的条件下，建立集中管理的网络中心，对医学信息系统的各种应用系统的服务器群、网络核心交换设备、网络使用情况的监控设备，以及有关医院管理和临床诊疗信息的海量存取系统等，进行及时而全面的维护和管理，以提高医院信息系统的实用性，以及对付突发事件的应变能力。在上述制定医院信息系统总体规划的前提下，在上述制定医院信息系统总体规划的前提下，探讨的发展模式：探讨的发展模式：（1 1）建立小规模（）或部分（）建立小规模（）或部分（）。）。应用应用 3.03.0标准为设备接口，将数
47、字化成像的医标准为设备接口，将数字化成像的医学影像设备连接入网，实现医学影像部门信息学影像设备连接入网，实现医学影像部门信息资源共享。资源共享。（2 2）通过医院局部网络，实现基于和技术的）通过医院局部网络，实现基于和技术的示教式的。示教式的。其工作站显示器分辨率为其工作站显示器分辨率为1024102410241024，1010，供，供各临床科室作非医学影像诊断的浏览（阅读）各临床科室作非医学影像诊断的浏览（阅读）医学图像（如、超声和医学图像（如、超声和X X光线）。它具有院光线）。它具有院内图像分配系统（）的雏型。内图像分配系统（）的雏型。（3）面向医学影像学专业医师，用以进行医学影像会诊的
48、。具有完善的图像采集功能，除能通过 3.0接口从、等直接采集数字化图像外，还可通过数字化仪（），将胶片上记录的模拟信息数字化，间接采集图像信息。应用公认的图像压缩标准，如：“”（联合图片专家组）无失真压缩算法，将数字化医学影像压缩存储。按 3.0标准建立医学影像信息库，并通过高速网络传输，实现医学影像中心和各个影像部门在网上共享高质量的影像输出设备和影像信息资源；（4 4）与不同传输速率组合，构成不同类型的远）与不同传输速率组合，构成不同类型的远程放射学信息系统（程放射学信息系统（-，）。一般可分为三，）。一般可分为三个类型：个类型：低速、窄带远程放射学信息系统低速、窄带远程放射学信息系统 以
49、公共电话网（）为基础，用（传输速率在以公共电话网（）为基础，用（传输速率在5656之下）相连接的多媒体为平台，提供、静态之下）相连接的多媒体为平台，提供、静态超声图像以及个别体位的超声图像以及个别体位的X X线片的中低分辨率线片的中低分辨率（1K1K1K1K，1010）医学影像的远程会诊服务。）医学影像的远程会诊服务。中速远程放射学信息系统以或为骨干，采用高分辨率监视器（2K2K，12）的图形工作站，以64至768传输速率传输图像信息，除提供、静态超声影像的远程会诊外，还包括几乎所有部位X线片及动态超声心动图、心血管图像的远程会诊服务。高速、宽带远程放射信息系统 采用、卫星线路或E1电信专用线
50、，其传输速率均在1以上，甚至可高达2400，提供包括实时动态医学影像会诊在内的涉及远程医学应用所有领域的远程信息服务。（5）与和（医院信息系统）以及个人健康档案卡相结合，提供面向社会的远程医学信息服务。我们应在总体规划下，结合实际，采用模块化结构，密切注视标准和高新技术，循序渐进；切忌忽视医院需求和具备的条件，片面追求技术领先和高速发展，否则欲速不达，造成人力财力浪费。十一、医学数字图像通讯（）标准十一、医学数字图像通讯（）标准 是是 的英文缩写，即医的英文缩写，即医学数字成像和通信标准。学数字成像和通信标准。它以开放式连结系统（）它以开放式连结系统（）参考模式为基础定下七参考模式为基础定下七
