全院 PACS（Picture Archiving and Communication Systems）产品详细介绍

一、产品概述

二、系统架构

（一）技术架构

1. 分层架构
   • 表现层：为用户提供友好的界面，方便医生、技师和管理人员操作。支持多种终端设备，包括专业影像诊断工作站、临床浏览工作站、移动终端等。影像诊断工作站提供高分辨率、高对比度的图像显示，支持多种影像操作，如窗宽窗位调整、缩放、旋转、测量等；临床浏览工作站则更侧重于简单快捷地查看影像和报告；移动终端方便医生在移动场景下（如查房、会诊）查看影像。
   • 业务逻辑层：包含影像管理的核心逻辑，如影像的采集、存储策略、检索算法、诊断报告工作流程等。它负责处理影像数据的调度和业务规则，例如，根据用户权限和需求，决定用户能够访问的影像范围和操作权限，以及影像数据在存储系统中的存储位置和迁移策略。
   • 数据访问层：主要负责与影像存储系统进行交互，执行影像数据的读取、写入和修改操作。它采用高效的数据访问技术，以确保影像数据的快速传输，特别是对于大型影像文件（如多层 CT、高分辨率 MRI 图像），能够实现快速的加载和显示。同时，它还会处理数据的缓存和预取等优化操作，提高系统的响应速度。
   • 数据存储层：使用多种存储技术存储影像数据。包括高性能的磁盘阵列（用于存储近期频繁访问的影像）、大容量的磁带库或云存储（用于存储历史影像或备份数据）。存储系统通常采用分布式存储架构，以提高存储容量和可靠性。影像数据以 DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）标准格式存储，DICOM 格式确保了影像数据的完整性、兼容性和可交换性。
2. 接口技术
   • 系统通过 DICOM 接口与各种影像设备进行通信，实现影像数据的自动采集。这是 PACS 系统的关键接口，能够兼容不同厂家、不同型号的影像设备。同时，为了与医院信息系统（HIS）、放射科信息系统（RIS）和其他临床信息系统集成，还会采用 HL7（Health Level Seven）等标准接口，实现患者基本信息、检查申请、诊断报告等数据的共享和交互。

（二）网络架构

1. 内部网络
   • 构建在医院内部局域网（LAN）基础上，通过高速交换机将影像设备、服务器、工作站等设备连接起来。为了满足影像数据的大容量、实时传输需求，网络采用高带宽设计，特别是在影像设备集中的区域（如放射科），会保证足够的网络带宽。同时，网络会进行 VLAN（虚拟局域网）划分，将影像设备网络、服务器网络、临床科室网络等进行逻辑隔离，提高网络安全性，防止网络拥塞和数据泄露。
   • 对于移动终端访问 PACS 系统，通过无线接入点（AP）连接到医院内部网络，并采用安全的无线认证和加密技术，如 WPA2 - PSK 或 WPA3 - SAE，确保移动设备访问的安全性。
2. 外部网络集成（如有需要）
   • 当涉及远程医疗、区域医疗影像共享等情况时，通过防火墙和 VPN（虚拟专用网络）设备与外部网络进行连接。防火墙设置严格的访问控制策略，只允许经过授权的外部访问请求通过，VPN 则为远程数据传输提供加密通道，确保影像数据在外部网络传输过程中的安全性。

三、功能模块

（一）影像采集

1. 设备连接与数据接收
   • PACS 系统能够与医院内几乎所有的影像设备建立连接，包括传统的 X 光机、CR（计算机 X 线摄影）、DR（数字 X 线摄影）设备，以及先进的 CT（计算机断层扫描）、MRI（磁共振成像）、超声设备、核医学设备等。通过 DICOM 接口，系统可以自动接收设备发送的影像数据，这些数据在传输过程中保持其原始的 DICOM 格式和完整性。对于一些不支持 DICOM 标准的老旧设备，系统可以通过中间件或网关设备进行数据转换后接收。
2. 数据质量控制
   • 在影像采集过程中，系统会对接收的影像数据进行质量控制。包括检查影像的完整性（如是否有数据缺失、图像是否损坏）、分辨率是否符合要求、对比度和亮度是否在合理范围内等。对于不符合质量标准的影像，系统会自动发出警报，提示操作人员重新采集或对影像进行后处理。例如，对于曝光过度或不足的 X 光影像，系统可以提醒技师调整设备参数后重新采集。

（二）影像存储与管理

1. 存储策略
   • 采用分级存储策略，根据影像的使用频率、时间等因素将影像存储在不同的存储介质上。近期生成的、经常需要访问的影像（如住院患者的当前检查影像）存储在高速磁盘阵列中，以保证快速的访问速度；而历史影像、长期保存的影像（如患者的多年前检查影像）则存储在大容量、低成本的磁带库或云存储中。系统会自动根据预设的规则进行影像数据的迁移和回迁，例如，当磁盘阵列中的影像一段时间未被访问，系统会将其迁移到磁带库，当需要再次访问时，又会将其回迁到磁盘阵列。
2. 影像索引与分类
   • 对存储的影像进行全面的索引和分类管理。影像数据按照患者信息（如姓名、性别、年龄、住院号 / 门诊号）、检查信息（如检查日期、检查类型、检查部位）等多个维度进行索引。用户可以通过多种方式快速检索影像，如通过患者姓名和检查日期查找特定患者的某次检查影像，或者通过检查类型（如 CT 扫描）查找所有相关患者的影像。同时，系统支持自定义标签和分类，方便用户根据自己的习惯和需求对影像进行管理。
3. 数据备份与恢复
   • 制定完善的数据备份策略，确保影像数据的安全性和可靠性。备份方式包括全量备份和增量备份，可以定期（如每天、每周）将影像数据备份到磁带库、磁盘阵列或异地灾备中心。在数据丢失或损坏的情况下，系统能够快速从备份中恢复数据。例如，当磁盘阵列出现故障时，可以从磁带库备份中恢复影像数据，最大限度地减少数据丢失对医院业务的影响。

（三）影像诊断与报告

1. 诊断工作站功能
   • 为影像诊断医生提供专业的影像诊断工作站。工作站支持多种影像操作功能，如基本的图像浏览（缩放、平移、旋转）、窗宽窗位调整（用于优化不同组织的显示效果，如骨骼、软组织）、多平面重组（MPR）、曲面重组（CPR）、容积再现（VR）等三维重建技术（适用于 CT、MRI 等多层影像）、图像测量（如长度、角度、面积测量）和标注（用于标记病变部位等）。这些功能有助于医生更准确地观察和分析影像，发现病变特征。
   • 工作站还集成了医学术语库和诊断报告模板库。医生在撰写诊断报告时，可以方便地从术语库中选择合适的医学术语，从模板库中调用诊断报告模板，提高报告撰写的效率和规范性。报告内容包括患者基本信息、检查所见、诊断意见、报告医生、审核医生等信息，并且支持电子签名，确保报告的合法性。
2. 报告工作流程
   • 建立规范的诊断报告工作流程，包括报告撰写、审核和发布。医生完成诊断报告的撰写后，提交给上级医生或指定的审核医生进行审核。审核医生可以在工作站上查看影像和报告内容，提出修改意见或直接通过审核。审核通过后的报告自动发布到临床科室的信息系统（如 HIS）中，供临床医生查阅，同时系统会通过消息提醒等方式通知临床医生报告已完成。

（四）临床浏览与应用

1. 临床工作站功能
   • 在临床科室（如内科、外科、急诊科等）设置临床浏览工作站，方便临床医生查看患者的影像资料。临床工作站的操作相对简单，重点在于快速查看影像和相关诊断报告。临床医生可以通过患者的基本信息（如住院号、姓名）或检查信息（如检查日期、检查类型）在工作站上检索并打开影像，同时查看影像诊断报告。系统支持影像与临床信息（如病历、检验结果）的集成显示，为临床医生提供更全面的患者诊疗信息。
2. 临床决策支持
   • 临床医生可以在查看影像的过程中，利用系统提供的简单影像操作功能（如缩放、窗宽窗位调整），更好地观察病变部位与周围组织的关系，辅助临床诊断和治疗决策。例如，外科医生在制定手术方案时，可以通过查看 CT 影像确定肿瘤的位置、大小和周围血管、神经的关系，从而更准确地规划手术切口和手术方式。

（五）图像后处理与分析

1. 基本后处理功能
   • 除了诊断工作站提供的常规图像后处理功能外，PACS 系统还可以提供更高级的图像后处理和分析工具。例如，对于心血管影像，可以进行血管狭窄程度分析、血流模拟等；对于肺部影像，可以进行结节检测、肺功能分析等；对于骨骼影像，可以进行骨密度测量、骨折愈合评估等。这些后处理功能可以帮助医生从影像中获取更多定量的诊断信息，提高诊断的准确性和科学性。
2. 第三方软件集成
   • 支持与第三方图像后处理软件的集成。医院可以根据自身的专业需求和科研方向，选择合适的第三方软件（如专业的心血管分析软件、肿瘤影像分析软件）与 PACS 系统进行集成。集成方式可以是通过接口调用、数据共享等，使这些软件能够在 PACS 系统的环境中使用，进一步拓展系统的功能和应用范围。

（六）系统管理与维护

1. 用户管理
   • 实现对 PACS 系统用户的集中管理，包括用户账号的创建、修改、删除，用户角色和权限的分配等。根据医院的组织架构和工作流程，为不同科室和岗位的用户（如影像诊断医生、临床医生、技师、管理人员）设置不同的权限。例如，影像诊断医生具有完整的影像诊断工作站操作权限，包括影像操作、报告撰写和审核；临床医生主要具有临床浏览工作站的操作权限；技师可能具有影像采集和部分存储管理的权限；管理人员则负责系统的配置和用户管理等。
2. 设备管理
   • 对连接到 PACS 系统的影像设备进行全面管理。包括设备的登记（记录设备的品牌、型号、购置日期、设备编号等信息）、状态监控（实时监测设备的工作状态，如开机 / 关机、工作中、故障等）、维护计划和记录（制定设备的定期维护计划，记录每次维护的时间、内容、维修人员等信息）。通过系统管理设备，可以及时发现设备故障，安排维修，确保影像设备的正常运行和影像数据的正常采集。
3. 数据字典管理
   • 维护 PACS 系统中使用的各种数据字典，如检查类型字典（如 X 光、CT、MRI 等各种检查的分类和详细定义）、检查部位字典（如头部、胸部、腹部等各个部位的细分和编码）、疾病诊断字典等。数据字典的统一管理有助于确保数据的一致性和规范性，方便用户准确理解和使用系统中的数据。例如，当检查类型有新的分类或名称变更时，通过更新数据字典，系统可以在所有相关的界面和报告中统一更新显示。
4. 系统日志管理
   • 记录 PACS 系统的操作日志，包括影像采集日志（记录影像的采集时间、设备、操作人员等信息）、影像访问日志（记录用户访问影像的时间、用户账号、访问的影像内容等）、系统配置修改日志（记录系统参数调整、用户权限变更等信息）。系统管理员可以通过查看日志了解系统的运行情况和用户操作行为，发现异常情况（如非法访问、数据篡改）并及时处理，同时满足医院内部审计和合规性要求。

四、系统特点

（一）高效性

1. 快速影像传输与加载
   • 得益于高带宽的网络架构和优化的数据访问层，PACS 系统能够实现影像数据的快速传输和加载。特别是对于大型的多层影像（如 CT、MRI），可以在短时间内完成数据传输并在诊断工作站上快速显示，减少医生等待时间，提高诊断效率。例如，在紧急会诊场景下，医生可以迅速打开患者的影像资料进行查看和诊断。
2. 高效的影像存储与检索
   • 采用分级存储策略和高效的索引系统，使影像存储更加合理，检索更加快速。医生可以通过多种检索方式快速定位所需影像，无需在大量的影像数据中手动查找，节省了时间和精力。例如，在查看某一特定疾病患者的系列影像时，通过检查类型和检查日期等条件，可以快速筛选出所有相关影像。

（二）准确性

1. 高质量影像显示与处理
   • 诊断工作站提供的多种影像操作功能和高质量的显示效果，能够确保医生准确观察影像细节。通过窗宽窗位调整、三维重建等技术，医生可以清晰地分辨不同组织和病变，提高诊断的准确性。例如，在观察脑部微小血管病变时，通过调整窗宽窗位和使用 MPR 技术，可以更好地显示血管形态和病变位置。
2. 规范的诊断报告流程
   • 规范的诊断报告工作流程和模板库的使用，使诊断报告更加准确和规范。审核机制可以进一步保证报告的质量，减少人为错误。例如，在报告审核过程中，审核医生可以发现并纠正报告撰写过程中的诊断不准确、术语使用不当等问题。

（三）集成性

1. 与医院信息系统集成
   • 通过 HL7 等标准接口与医院信息系统（HIS）、放射科信息系统（RIS）等集成，实现了影像信息与临床信息的无缝对接。临床医生可以在一个系统中同时获取患者的影像资料、检验结果、病历等信息，方便临床诊断和治疗决策。例如，在电子病历系统中，医生可以直接查看患者的影像报告和影像链接，全面了解患者病情。
2. 与影像设备集成
   • 强大的设备连接能力和 DICOM 接口兼容性，使 PACS 系统能够与各种影像设备集成。无论是新设备还是老旧设备，都可以接入系统，实现影像数据的采集和管理。例如，医院新引进的高端 CT 设备可以直接通过 DICOM 接口将影像数据传输到 PACS 系统中进行存储和处理。

（四）安全性

1. 数据安全措施
   • 在数据存储和传输过程中，采用多种安全措施，如数据加密、备份策略等，确保影像数据的安全性。数据加密可以防止数据在网络传输和存储过程中被窃取或篡改；备份策略可以在数据丢失或损坏时及时恢复数据。例如，影像数据在通过网络传输到异地灾备中心进行备份时，采用加密通道传输，保证数据的安全性。
2. 系统安全保障
   • 通过网络安全技术（如 VLAN、防火墙、VPN）和系统权限管理，保障系统的安全性。VLAN 可以防止内部网络的非法访问；防火墙可以阻止外部网络的恶意攻击；VPN 可以确保远程访问的安全性；权限管理可以限制用户的操作权限，防止数据泄露和非法操作。例如，只有经过授权的影像诊断医生才能访问和修改诊断报告，其他用户无法进行相关操作。