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PACS和RIS的技术进展

JB Wang (王景白), Ph.D., CTO & Acting CEO, 美国深思公司, www.thinkingsystems.com 中国 PACS 论坛共同总版主 www.cnpacs.org

PACS 和 RIS 分别为 Picture Archiving and Communications System (医疗图像管理与通信系统) 与 Radiology Information System (放射科信息系统) 的缩写。

PACS 的主要功能和应用包括：
　　 1.用图像服务计算机来管理和保存图像（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 3.0 国际医疗影像通讯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、email 等现代电子通讯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）

RIS 的主要功能和应用包括：
　　 1.病人检查预约
　　 2.影像设备管理与预定 (配合检查预约)
　　 3.医嘱的输入与管理
　　 4.病人与设备预约的管理（如预约的确认）
　　 5.影像诊断报告和生成与管理
　　 6.划价
　　 7.收费

　　PACS 和 RIS技术和应用可以说是日新月异，发展速度相当之快。有些技术的发展来自于 PACS 和 RIS 的相关标准的进化、学术界的科研成果、厂家之间的激烈竞争和医院实际应用中的不断完善，有些发展是近几年 Internet 的普及带动的，也有些发展是计算机软件与硬件技术的飞速进展所致。本文将报导和分析近几年 PACS 和 RIS 技术在各方面的发展并对今后 2-3 年的实际应用加以评论。
　　 PACS 与 RIS 的历史回顾
　　今年 (2003 年) 美国国防部 (DoD) 庆祝 PACS 诞辰 20 周年。

根据相关资料：
　　 ·1970 年代开始有了 Digital Radiography 这个名词。
　　 ·CT、超声波与核医学等数字医疗影像模式在1970 代问世。(PET 是核医学的一种，由于保险公司的认同等障碍直到在90 年代末才进入广泛临床应用)。
　　 ·1980 年代出现了核磁共振 (MRI)、CR 和数字减影 (DSA)。
　　 ·1980 大家有了 Digital Image Communication and Display (数字影像传输与显示) 这个概念。
　　 ·1982 年 SPIE （International Society for Optical Engineering）开了第一届国际 PACS 研讨会。
　　 ·1983 年美国陆军开始了一个 teleradiology （远程放射诊断系统）项目。
　　 ·1985 年美国陆军开研制功 DIN-PACS。
　　 ·1985 年华盛顿大学西雅图分校 University of Washington (Seattle, WA) 和Georgetown 大学 (Washington DC) 开始 PACS 研究。
　　 ·1995 年第一代商业 PACS 产品问世
　　另一份资料说 1996 年1月在纽约 Beth Israel Medical Center 上线的 Agfa IMPAX 是世界上第一套真正的 PACS，与医院的 HIS 联成一体 (当时Agfa IMPAX的供应商 Mitra 只有16 名员工)。
　　再看相关计算机技术的发展，在 1970 年代至 1980 年代初计算机的主流还是大型主机 (如 IBM 和 DEC) ，其终端机的功能极其有限只能显示简单文字。80 年代开始出现了有图像功能的 Unix 工作站 (Apollo、Ardent、Silicongraphics、Sun 等等) 和苹果公司 Macintosh 个人电脑。在此之间DEC 出了微型计算机 (Micro VAX)，但是时间相当暂短。IBM 兼容 PC 由于受到 16-位 DOS 和 Windows 3.x 操作系统和其图像功能的限制，一直到 1990 代中 Windows NT 和 Windows 95 出来后才开始逐渐取代 Unix 和 Macintosh。
　　计算机联网也是80 年代才蓬勃发展起来的。今天Internet 的基础，即现在最普及的TCP/IP 协议是1981 在美国加州伯克莱大学由 Bolt, Beranek 和 Newman 等人在 Unix 4.1 BSD推出的(一个军方研究项目)，后来在军方的 ARPANET 和美国各大学校园广泛使用。 Internet 的民用普及则是 1990 代末有了 Netscape之后的事情。
　　虽然自 80 年代所有的欧美主要数字医疗影像设备公司（CT、MRI 、ECT、CR、超声波厂家）就开始设计和推销 mini PACS，当时的主要形式是医生影像工作站(Physician's Review Station)，只能联自己厂家的影像设备。
　　通过美国 ACR (American College of Radiology) 和NEMA (National Electrical Manufacturers Association) 组织及其成员近 10 年的努力，DICOM 3.0 标准在1993 年定形。1994 - 1995 年核医学和超声波部分重新定稿后该标准渐趋完善，后来又新加了PET 和 RT ，DICOM 移动介质，工作流方面的 DICOM Modality Worklist、Performed Procedure Step 等等。现在新一代的影像设备里厂家们已经逐渐放弃自己特有的图像格式和通讯协议，至少在通讯方面采纳了 DICOM 3.0 标准。同时在医疗信息系统工业界厂商们制定了医疗信息交换标准的标准 - HL7。
　　这些发展都是 1995 年第一代商业 PACS 产品能问世的部分原因。但是应该指出，直到最近，所谓的 PACS 还无非分两类：放射科 PACS 和专科 mini PACS。大家所说的 PACS 通常是指放射科 CR/DR，CT，MR 和普通超声波用的。超声心脏科、心导管影像、 ECT 和 PET 有各自的 mini PACS 或工作站产品。
　　 RIS 在美国的发展比 PACS 要早一些。虽然没有找到好的参考资料数据来追朔整个 RIS 工业的发展史，但是我们可以看一看美国领
　　先 RIS 公司 IDX 的发展史。
　　 ·1974 年开始用 MUMPS (M) 语言在 DEC 微型机 (mini computer) 上开发医疗信息软件。
　　 ·1976 年安装了第一台DEC 微型机的医生收费系统
　　 ·1985 年发展到 209 人，安装了第一套 HIS 和 EMR 系统
　　 ·1990 年发展到 425 人
　　 ·1991 IDXRad （原名 DECRad）这套由 IDX 和 DEC 合作开发的 RIS 上市
　　 ·1995 公司发展到 1095 人，年销售 USD$128.1M (1亿2千8百万美元)，公司股票上市。
　　 ·2002 年公司年销售4亿6千万美元 ($460M)，共有 4900名员工 (2003 达到5000 员工)。

PACS 影像模式支持技术的发展
　　 PACS 很长时间以来是指为放射科 CR/DR、CT 和 MR 设计的图像管理和观察系统。CT 和 MR 检查和图像有很多相似的地方：看的都是组织，用的都是 8 到16-bit 灰阶影像和病人、检查、系列、切面四层结构。每年 RSNA 看到的、在医院用户那已经安装和运行大部分 PACS 都是这种类型的。
　　然而，医疗诊断影像模式不止这些。超声波、心脏超声波、心导管影像、核医学和正电子扫描 (PET)等等都是诊断一些常见疾病的重要手段。因此在欧美市场上有专做超声波、心导管、核医学/PET mini PACS的厂家，如西门子Acuson、Heartlab、Camtronics、Thinking Systems 等等。这些 mini PACS 是为心脏和功能影像 (functional imaging) 设计的，涉及到许多复杂的专业技术和应用问题。
　　 PACS 销售员们可能都会说自己卖的产品什么都能做，但用户们很快就会发现事实并非如此。这并不意味着厂家不诚实，只是推销员们水平和厂商对各影像模式的技术和应用的了解程度的不同。
　　有几个因素在敦促对 PACS设计进行大改革。
　　 ·PACS 本身是一个很大的投资，买了 PACS 以后还要加几套 mini PACS 代价太高 (一套大牌超声波 mini PACS 要USD$40 万)。因此欧美、台湾和国内一些医院在招标时开始要求 PACS 和 RIS 能顾及到全院各影像科室。
　　 ·混合模式影像，如 PET-CT 和 SPECT-CT 已经进入临床应用。目前大家用专用工作站，不少用户希望普通 PACS 工作站就能处理这类图像。
　　 ·功能性影像 (functional imaging) 和分子影像 (molecular imaging) 变得越来越重要，CT 和 MR 在冠状动脉和脑血管等的应用也越来越广，断层层数和其他数据越来越多。传统 PACS 影像显示和分析功能已经不够用了。
有人会问：如果用 DICOM 3.0 将医院里的这些影像设备接到 PACS 去不就行了吗？答案要比想象的复杂得多。
　　 ·普通超声波虽然也是看组织影像 (anatomic imaging)，但是做检查与看图像的方式很特殊　　。超声波图像不全是灰阶的，也有伪色2D和彩色多普勒。
　　 ·心脏超声波和心导管影像的复杂程度又更近了一步。首先心脏是动态的。医生和技师不但要看图像，心肌、二尖瓣、三尖瓣与血流的运动，还要做各种测量和计算。这些功能都不是一般 PACS 所具备的。
　　 ·核医学是检查冠心病、早期癌症和骨头病的最有效手段之一。核医学图像的显示和处理方式与CT、MR和CR很不一样，往往还要用到一些量化计算机辅助诊断功能，有时还要处理原始数据 (raw data)。用普通PACS 工作站能显示的核医学图像是极其有限的，在大多数情况下是缺乏诊断意义的。
　　 ·PET 比较新，但是近几年普及得非常迅速，主要用于癌症的诊断和监测。PET 图像与核医学一样有些很特殊的显示和处理方式，如三视图、PET-CT 图像的融合、SUV 值读取、旋转 MIP 三维图等等。这些都不是一般的 PACS 工作站的常备功能。
　　 ·在DICOM 3.0 里 CT、MR 和 CR 图像结构最简单，其次是 PET和超声波。核医学图像最复杂。虽然大多 PACS图像服务器也能接收超声波、心导管、核医学和正电子等的 DICOM 图像，但是数据库和服务器软件是为CT、MR、 CR/DR 等图像设计的，使用起来往往有各种各样的问题。

针对这些问题，工业界有几种做法:
　　 1.一些PACS 厂家们联手起来，在产品里融合其他厂家的产品和技术，或提供接口。碰到一些类型的图像自动启动第三厂家的产品，这与浏览器的 plug-in 原理差不多。
　　 2.有些厂家投入全面型开发，在原有放射科 PACS基础上加其他功能。
　　 3.另外一种趋势就是在专科 mini PACS 基础上开发放射科和全院性 PACS 系统。不足部分捆绑第三家技术。

从目前效果来看：
　　 ·以上第一种做法，公司之间松散合作但是需要不少开发工作，所以成功率还不是太高；很多情况下还是各卖各的，没有紧密整合。
　　 ·不少主流 PACS 公司已经多年尝试了第二种方式，目前还没有看到很好的成功例子。常言道隔行如隔山，有些东西看起来很简单，做起来很难。
　　 ·第三种方式倒是有个成功的例子，原加拿大的 ALI 超声波 mini PACS 公司投资将产品扩充成不错的 full PACS 以后，被美国 HIS 公司 McKesson 用 3 亿 5 千万并购。当然整个产品和市场开发过程有很多复杂的技术细节问题。欧美市场有自己的一套市场调节方式：PACS 软件技术排头兵是一些小公司，举足轻重地市场占有是大公司。近几年并购小公司成为大公司解决市场和技术问题的一个有效方式。

PACS 图像传输技术的发展
　　 PACS 本身并不产生图像，图像必须从影像设备 (Modality Scanner) 传过来。DICOM 是 Digital Imaging and Communications in Medicine 的缩写。80 年代中美国 ACR （American College of Radiology) 和NEMA （National Electrical Manufacturers Association）组织的成员们 (即放射科医师们和影像设备厂商们) 发现几千美元的个人电脑都能联网了，而几十万美元影像设备却局限于本厂商的局部网络里。因此开始了通用医疗影像文件格式、通讯和打印协议的制定工作。今天的 DICOM 3.0 标准就是这番努力的结果，1993 年出了第一个版本，随后每一、两年修订一次。
　　在没有 DICOM 3.0 之前，厂家用自己的图档格式和传输协议来将图像从影像设备 (Modality Scanner) 传到影像工作站或 mini PACS。举例说：
　　 ·早期飞利浦和西门子定义了一个 SPI 格式（Siemens-Philips Interface，是DICOM 3.0 的前身ACR-NEMA 2.0 的延伸），不少CT 和 MRI 机器和工作站是用这种格式来储存和交换数据的。
　　 ·GE 一直有自己的CT 和 MRI图像格式。
　　 ·1990 中以前的超声波只有视频输出，对这样的非数字型影像设备大家用视频图像采集。Acuson Aegis (早期的超声波 mini PACS)，用视频采集图像，然后用一个ACR-NEMA 2.0 和 QuickTime 混合格式存在 Macintosh 计算机里。ATL 则定义了一种 TIFF 的延伸格式来存超声波图像。
　　 ·核医学界各厂家都定义了自己的图像格式和图像传输协议。1990 年代初英国伦敦大学的Anthony Todd-Pokropek教授提出的 Interfile 3.3变成了一个核医学图像交换的标准格式。1995 年后被 DICOM 3.0 取代。
　　有时即使知道厂家的图像文件格式，要从他们的机器里取出文件来也是很难的。当时没有一个统一的网络通讯协议、连统一的磁盘格式都没有。
　　在这段期间，专做 PACS 的非影像扫描设备公司很少。 Agfa的第一套 IMPAX 是超声波mini PACS，是加拿大Mitra 公司做的。用的是 MG1000 (Medical Gateway 1000) 从超声波机器采集视频图像，1991 年安装于德州儿童医院 (Texas Children's Hospital)。
　　自 1990 年代中，大部分的中、高档医疗影像设备都有 DICOM 3.0 功能让用户选购。近年来在 DICOM 3.0 应用方面有如下发展：
　　 ·不少厂商开始将一些基本 DICOM 功能，如 DICOM Store 和 DICOM Print, 变成了影像设备的标准配置。
　　 ·厂商DICOM 3.0 的图像传输和内容趋于完整和正确，兼容性大有进步。
　　 ·经过厂商和用户的努力，原来 DICOM 3.0 图像的老大难核医学和超声波已经不再是个大问题。
　　 ·传输图像趋于自动化，免去了许多手工选择图像后再送的步骤。
在更高一个层面上，
　　 ·为了让一个检查能在不同的工作站和打印机显示出同样的效果，DICOM 标准委员会制定了如下标准条款：
　　 ·DICOM Grayscale Softcopy Presentation State (灰阶图像显示状态)
　　 ·Print Presentation LUT (打印调色板)
　　 ·Hanging Protocol (挂片协议)
　　 ·厂家自发的 IHE 组织 (Integrating the Healthcare Enterprise) 在积极推动 DICOM 3.0 和 HL7 的实际应用。
　　 ·为了让大家对这两个标准有一个统一的理解和认识，IHE 撰写了一套技术框架 (Technical Framwork)。
　　 ·同时，IHE请了华盛顿圣路易斯大学一个研究小组编写了一套工作流 DICOM 3.0 和 HL7 2.3 整合测试软件 (MESA 3.0 )。
　　在美国PACS 上线时有些旧一点的数字影像设备 (如 CT、MR、ECT 和 PET) 还会用到数字 DICOM 网关 (DICOM Gateway)，视频图像采集用得越来越少(只偶尔用在旧超声波)。其他都是 DICOM。
　　另外要注意到的是目前尚有 65%左右的医疗影像还是用常规平面 X-光做的。常规X-光图像显示在化学胶片上，不是一种数字型影像、上不了 PACS。数字化的解决方案包括：
　　 1.给现有常规 X-光设备配 CR。
　　 2.淘汰现有 X-光设备，换成 DR。
　　 3.配胶片扫描机。
　　这种现象还会长期存在，计划 PACS 项目时要考虑到CR、DR 和胶片扫描机的这笔不小的预算。
　　 PACS 图像管理和归档的技术的发展
　　图像从影像设备 (Modality Scanner) 传到 PACS 服务器有几个目的。
　　 1.供医生影像工作站调用
　　 2.分发给临床主治医师和会诊专家
　　 3.当成病历的一部分归档长期保存以备后用
近年PACS 图像管理和归档的技术发展主要体现在下列几方面：
　　 ·内部存储格式标准化为 DICOM 3.0
　　 ·采纳标准压缩算法来压缩图像文件。
　　 ·三级储存模式 (在线、近线和离线) 已经转变成两级 (在线和备份)
再看图档格式，目前几乎所有欧美先进 PACS 厂家都用正式 DICOM 3.0文件格式来储存图像。设计旧一点的 PACS 还用 ACR-NEMA 2.0 或 SPI，只有很老的 PACS 才用到厂家自己定义的各式。用 DICOM 3.0 格式有许多好处，其中一条是今后要更换 PACS 时不必找旧 PACS 厂家来转换数据。更重要的是用 DICOM 3.0 文件格式可以随时加影像模式、加减和更改图像文件的内容。而传统的固定字段长度图像格式要添些东西就要全盘改动。
　　在图像压缩方面新一代的 PACS 大多采用 DICOM 支持的标准压缩算法，如 JPEG、JPEG Lossless、JPEG 2000、JPEG-LS 和 Deflate 等。厂家用自定义算法来压缩图像的现象越来越少。
目前欧美先进 PACS 厂家都在推行在线和备份两级储存。备份只是为了防意外，如火灾、地震等。在线用的是硬盘，用 RAID (冗余存储磁盘阵列) 加NAS (Network Attached Storage) 或 SAN (Storage Area Network)。而前几年PACS 界最常见的是用三级图像储存模式：在线 (online)、近线 ( near-line) 和离线 (off-line)。新的图像在线存在硬盘上、老一点的图像近线存在网路服务机里、再老一点的图像离线存在 MOD 或磁带里。上世纪末，最大 SCSI 硬盘容量不过 9GB。假如说PACS 在线存储 RAID用 SCSI 3 ，也只有 15x 9GB = 45GB 的容量。医院通常要 1TB 到 12TB的容量，这样的 PACS 只能通过 DLT 或 AIT 磁带塔或 MOD 光盘塔来实现。有时提取一个图像要 5 分钟！
　　然而在短短几年里单个 3.5英寸硬盘存储量就已经超过 200GB。单机配一个 2TB 的 RAID 已经不是个问题。需要更大的储存只要外挂 NAS (Network Attached Storage)或 SAN (Storage Area Network)、逐年扩充。

PACS 图像显示和处理技术的发展
　　下列条文摘自中国卫生部医疗信息分系统功能规范：
　　 1.图像处理功能：自定义显示图像的相关信息，如姓名、年龄、设备型号等参数。提供缩放、移动、镜像、反相、旋转、滤波、锐化、伪彩、播放、窗宽窗位调节等功能。
　　 2.测量功能：提供ROI值、长度、角度、面积等数据的测量；以及标注、注释功能。
　　 3.管理功能：支持设备间影像的传递，提供同时调阅病人不同时期、不同影像设备的影像及报告功能。支持DICOM3.0的打印输出，支持海量数据存储、迁移管理。
　　 4.远程医疗功能：支持影像数据的远程发送和接收。
　　 5.系统参数设置功能：支持用户自定义窗宽窗位值、显示文字的大小、放大镜的放大比例等参数。
　　应该说上述大部分PACS 工作站功能在过去十几、二十年一直就有。那么近几年有些什么新的发展呢？
　　 ·有些图像显示功能变成标准化：比如说调窗宽窗位值按住右键移动滑鼠、翻滚断面的同时在正交图像窗口显示出定位线等等。
　　 ·计算机辅助诊断功能越来越多。有些软件进行自动计算出左右心室容量、喷射指数；有的标注出血管狭窄、钙化位置、乳腺癌可疑点等等；有些提供 PET SUV 值和 CT 值等。
　　 ·由于厂家技术的激烈竞争和IHE 的游说，医生对操作方便的要求越来越高。新版本DICOM 标准定义了Hanging Protocol (挂片协议) 、Grayscale Softcopy Presentation State (灰阶图像显示状态)、Print Presentation LUT (打印调色板) 等。
　　 ·几年前一台 PACS 工作站10 万美元。现在工作站主要价值在软件，一台几万美元、甚至几万人民币。计算机可以直接从商店里买，CPU 速度快、内存大、显示卡性能好、LCD 屏幕大而分辨率高，成本还不高。
　　 ·几年前一个 CT 检查只有两个系列，不到 15 张图。现在有了 16-层 CT，一做就是几十张、几百张图。硬拷贝打出胶片来显然是不现实了，PACS 功能也必须改进才能跟上。多线（multi-thread）读取图像、高效率用户界面、用户可设置的自动处理和Hanging Protocol (挂片协议) 是目前解决这个问题的一些方法。
　　 ·前几年 PACS 要用医疗医疗影像专用显示卡和灰阶屏幕，一台双屏影像工作站单这项开支就 4-5 万美元。现在市面上就能买到高分辨率、高对比度的 LCD，价钱是专业屏幕的几十分之一。
　　 ·过去一台 Unix 三维工作站几十万美元。现在Windows PC 平台就有足足有余的三维图像处理与显示功能。
　　其中，计算机辅助诊断和三维的发展是非常值得关注的。由于新的 CT、MR、超声波、ECT、PET、DR、DSA 等速度越来越快，产生的图像数据越来越多。医生的阅片工作量会越来越大。诊断同样的病，过去医生只要看12 张 CT 断层，现在 16-层 CT 一下就扫出 600 张全身断层图来。工作站要能让医师很快而准确地找到关键断面和病灶。市场分析公司 Frost & Sullivan 预计三维影像市场会从 2002 年的 4 亿美元上升到 2009 年的 11.5 亿美元。

PACS 远程诊断技术的发展
　　上面提到过，PACS 之初是 1983 年美国陆军的一个远程放射诊断 (teleradiology) 系统。这个对部队很有意义，携带式X-光机每个连队都可以有，而放射科医师则不可多得。当时的远程技术无非是将数字图像或数字化后的图像压缩后通过电话线 Modem 传到另一头的影像工作做诊断。
现在teleradiology 最通常的用途是让临床主治医师看片子或紧急情况放射科医生不能从家里赶来或者在出差时应急看图的一个方式。因为主治医师不是放射科医师，对图像质量与图像处理和显示功能要求不高。
　　但是 teleradiology 也常常被当成穷人的 PACS 来用。北美许多医院在下不了决心买 PACS 时先买一套 teleradiology，等有经验了再买一套像样的 PACS。Stentor 和 eMed 这几年在北美卖了不少这样的单机服务器。医院一般只上有 DICOM 的影像设备，最多再配一台胶片扫描机，所以相对来说是一个小小工程。

远程影像诊断技术已经经过了几代进化最近两代的技术是：
　　 1.采用 WEB CGI、Java Applet, 或ASP 技术来做。
　　 2.采用 ActiveX DLL 方式来做 Web 浏览器的 plug-in 或可下载软件。
第一种方式由服务器做好网页再送回到浏览器里，优点是没有地点和工作平台的限制，缺点是缺乏某些交互功能 (如窗宽窗位的调整)。
　　第二种方式做出来的其实就是一个完整的瘦终端工作站。图像必须从服务器下载，一边显示下载好的图像一边继续下载其他图像 (叫 image streaming)。图像是先压缩后再下载的。Stentor 的系统就是这么做的，北京天坛医院的 PACS系统也有这个功能。深思公司的二维和三维服务器也是用了类似原理，只不过服务器也做大量的处理工作。
　　 DICOM 目前还没有一个远程诊断的标准。图像压缩小组（Working Group 4）曾经在努力制定一个能用于远程诊断的有损压缩标准，这个工作经停下。DICOM 委员会决定让 WG 4 与ISO JTC 1 　　SC 29 WG 1 携手将 JPEG 2000 和 MPEG 2 应用到 DICOM 里面。
　　 PACS 计算机平台技术的发展
　　在上世纪 90 年代，大多数中、高档影像工作站和服务器都是基于 Unix 工作站和服务器。用得最多的是 Sun，其次是 HP、SGI 和 IBM RS/6000。前几年偶尔看到一些Linux PC 平台的 PACS 产品。
　　 1990 年代末开始出现 Windows NT 和 Windows 95/98/ME 的PACS 图像服务器、工作站和网关。尤其突出的是 1996-1997 市面出现的荷兰 Applicare 公司的 RadWorks 影像工作站，通过代理商在北美廉价推销。目前几乎所有 PACS 影像公司都转向 Windows PC 平台。小公司不说，大公司至少包括：GE (并购的 Applicare 产品)、Philips (Sectra 做的 PACS)、Agfa (IMPAX 4.x) 、Fuji 和 McKesson/ALI。西门子也已经在转向 PC 平台。用Windows PC 做 PACS 平台好处很多。如，
　　 ·有近十万微软、Intel、Oracle 等厂家的员工和你一起开发这个平台。
　　 ·PC 软硬件性能好、价格便宜、技术发展非常快、价格也跌得非常快。
　　 ·几乎不需开发任何特殊硬件、驱动器等等，要的东西市面上都有。
　　 ·有 Microsoft SQL、Oracle、MySQL、Microsoft Access 等不同价位的数据库让你选用。
　　 ·有 Word、Excel、Internet Explorer、Outlook等工具来作临床应用软件。
　　最重要的是医院用户不需要重新学习一个新的计算机环境。
　　要强调一点：PACS 是一种计算机相关技术，发展得非常快、也更新得非常快。举个例：中华放射学杂志2001年第35卷第3期报道了 1999 年 3 月在浙江省某医院上的一套进口 PACS。文章提到"7台图像显示工作站均采用 Dell PC平台，中心处理器CPU为PII 400,内存为64M，硬盘为10G SCSI接口，19寸显示器，分辨率为1024X768"。类似成的本机器今天的水准是：CPU P5 3.06GHz，内存为 2GB,硬盘为 120GB，20寸 LCD，分辨率为 1600 x 1200。也就是说，在4 年里 CPU 更新了两代和快了 7.65 倍、内存大了 32 倍、硬盘大了 12 倍、屏幕是新一代的 LCD 技术、分辨率高了 2.44 倍！

PACS、RIS 与 HIPAA
　　 HIPAA 全称Health Insurance Portability and Accountability Act of 1996。这套法规是美国卫生部 1986年8月21日发布的。像 DICOM 标准那样，HIPAA一直在扩充，有些部分已经变成了法律。HIPAA涉及的内容很广如医疗机构的运作、人员培训、政策和技术等等。下面只讲两个与我们有关的部分。
　　简化管理 (SEC. 262. Administrative Simplification) 是 HIPAA 的一个重要部分。其主要精神是要求医疗服务机构采纳标准。并特别提到了电子信息传输标准，说卫生部长会 (选择和)采纳医疗信息传输和通讯标准来传输财务和管理信息（以降低成本)、保险与付款交易、所能提供的服务的信息（如各种病和对应服务项目的代码、保密标准等等）。
　　 DICOM 3.0和 HL7 都是工业界制定的标准，2002年2月27日美国卫生部正式将 DICOM 3.0 、HL7 等纳入NCVHS Data Transmission 标准套里。(NCVHS 全称National Committee on Vital and Health Statistics，是美国卫生部的一个智囊团。)
　　隐私法 (privacy rule) 是HIPAA的另一个重要部分，也是这两年最热门的话题之一。其保护对象包括能与某个人直接联系起来的身体健康方面的资料 (individually identifiable health information) 如：
　　 ·与这个人过去、现在和将来身体或精神健康情况有关的资料
　　 ·给这个人提供的医疗和健康服务资料
　　 ·这个人过去、现在和将来在医疗和健康方面付费的资料
　　 ·以及个人信息如姓名、地址、出生日和社会安全号码等
　　资料的储存和传输形式可以是任何媒介，如电子媒介、纸张或口头。不能与某个人直接联系起来的资料 (de-identified health information) 则不受该法规限制。
　　隐私权法规的基本思想就是只有病人本人、他们经书面授权的代表和提供服务的机构可以接近和取得这种资料。政府机构有另行规定。
　　有些学术界的文献认为 DICOM 保密程度不够，不符合 HIPAA 隐私权的标准。但是HIPAA 对提供资料 (disclosure ) 有详细规定，对防堵偷盗、破译方面没有提出具体要求。DICOM 委员会第 14工作组目前在研究这个问题。因为 HL7 与 HIPAA 275 的X12 EDI 传输标准有重叠，有人建议用HIPAA 275 含 HL7 消息来传输。
　　 HIPAA 目前在美国是个推动 EMR, HIS, RIS 和 PACS 普及的强大力量之一。

RIS 技术的发展
下面是中国卫生部对 RIS 功能的规范。
　　 1.预约登记功能。
　　 2.分诊功能：病人基本信息、检查设备、检查部位、检查方法、划价收费。
　　 3.诊断报告功能：生成检查报告，支持二级医生审核。支持典型病例管理。
　　 4.模板功能；用户可以方便灵活的定义模板，提高报告生成速度。
　　 5.查询功能：支持姓名、影像号等多种形式的组合查询。
　　 6.统计功能：可以统计用户工作量、门诊量、胶片量以及费用信息。
　　美国两大 RIS 代表是 IDX 的 IDXRad 和 Cerner RadNet (原来 ADAC 的 Quardris)。前者的终端瘦得皮包骨头 (还是用 DEC 主机的 VT52 终端模拟)、后者的终端胖得臃肿无比 (不但有自己的 Oracle 数据库，还有 100 多个 DLL)。这两个公司的生意都做得无人可匹敌，可是都不是新技术的代表。
　　 RIS 技术目前的发展方向是 Web 瘦终端。在今年初圣地亚哥开的 HIMSS 2003 上可以看到大大小小厂家用 Web 浏览器演示 RIS 终端。用户用这样的终端登记和预约病人、查询、打报告、扫描手写医嘱等等。
　　国内 RIS 与美国不同之处是还要兼中英文姓名翻译和对照工作。院长统计报告也是国内特有的。
工作流和PACS、HIS、RIS 整合技术的发展
　　这里所谓工作流就是用计算机技术疏通自然的工作流程。HIS (Hospital Information System) 就是医院信息系统。
　　病人进医院第一件事情就是挂号，挂号台将病人基本资料输进了 HIS。病人看主治医师时，医师可能决定让病人要去照某个部位的 CT 片子。这时护士可以按医师医嘱通过 HIS/RIS 预约 CT 检查。放射科护士要确认病人会在预约时间来检查。病人到放射科后，技师直接从 RIS 上下载病人基本资料，然后开始影像。影像完后放射科医师打诊断报告，病人离开放射科。主治医师直接从 HIS/RIS 里调出放射诊断结果和相关图像，作最后治疗方案决定。
　　如果没有做 HIS、RIS 和 PACS 的整合，很多资料将分别存在于互不相联的 HIS、RIS 和 PACS 系统里面，许多信息要需重复输入，不能充分共享，更重要的是无法保证数据的一致性。
这种整合要用到两个不同的国际标准 - HL7 和 DICOM 3.0。另外 IHE 也发表了技术框架指导文件和 Mesa 测试工具组。
　　整合得好，每次来了一个新病人或病人资料有了变更 HIS 会自动通过 HL7 刷新 RIS 的数据库；每次预约或更改了一个放射检查 RIS 会自动通过 HL7 通知 PACS。在检查开始时影像设备，如 CT, 会用 DICOM Modality Worklist 到 RIS 查询病人和检验基本资料。检查做完后影像设备会用 DICOM Performed Procedure Step 告诉 RIS 检查做完了。放射科医师在 RIS 上打完报告后，RIS 会通过 HL7 叫报告传给 HIS。这样，整个流程就畅通了，而且病人基本资料只在 HIS 上输入一次。
　　在这方面，HL7 和 DICOM 3.0 在美国的应用已经很成熟了。但是由于前几年影像界只懂 DICOM 3.0 而信息系统界只懂 HL7，RIS 和 PACS 与影像系统之间还要一个 DICOM 网关。这个网关通常叫做 PACS Broker。目前这个界线在北美逐渐消失。许多 RIS 厂家把 DICOM Modality Worklist 和 Performed Procedure Step 加入其 RIS 产品；也有一些影像设备厂家将 HL7 的支持加到影像设备和 PACS 里去。这类新型 RIS称为 Brokerless RIS。
PACS & RIS技术与应用发展分析
　　因为国内很多方面还在改革和发展，今后几年PACS 和 RIS 技术与应用的发展方向和美国还是会有很大的差异。在国内，
　　 ·目前国内 HIS/RIS 和 PACS 市场比较混乱。如果邻居老李的儿子说会做 X-光机，你不会去买。但是如果他说和一帮朋友在做 HIS，你可能就会买，然后叫他把 PACS 项目也包了。结果一年以后项目就黄了，造成双方的损失。或者产品总算是做出来了，可是不够好、没人愿意去用。
HIS、RIS 和 PACS 是专业性很强行业，需要多方面的技术和丰富的实践经验来设计、开发、上线和售后服务。会做 HIS 的不见得做得好 PACS，同样会做 RIS/PACS 也不见得做得好 HIS。厂家和客户要共同培育好这个市场。
　　 ·国内能不能买到好的的成品 HIS、RIS 和PACS？现在似乎医院每上一套这样的设备都是特制的。如果能买到成品再加上一定程度的个性化不但成本可以低很多、上线快、而更重要的是维护和升级起来容易。

·PACS 的应用要怎样才能符合实际？
　　 1.CT、MR、DSA、高档超声波、ECT 和 PET 原本就是数字影像设备，是否优先考虑让它们上 PACS ？
　　 2.与心脏有关的影像模式如超声波、心导管和核医学用硬拷贝出来看不到心脏跳动和血流，是否也让它们先上 PACS？
　　 3.在普通放射科如果上了 PACS 还要继续打印 X-光胶片，是否考虑继续读 X-光胶片？需要远程诊断的或归档胶片再扫描。CR/DR 先免了。
　　 4.超声波目前在国内由医生操作，在每个病人身上用的时间本来就很少，现在又加了打报告的工作。有没有可能借用美国模式让技师操作，一个医师在工作站前能看 4-5 台超声波出来的影像。
　　 5.尽管在同一个医院，临床医师是否可以用远程诊断系统？这样可以降低成本。
　　 ·在临床应用方面，计算机辅助诊断软件在国内应该会很有前途。不管是图像量化分析、专家系统或自动找病灶高级图像处理功能都有用。国内病人流量大，医生和技师在每个病人身上花的时间比美国少很多。那么在短服务时间内要保证诊断质量，计算机辅助诊断或许有助。
　　 ·在工作流方面国内的HL7 还在起步，DICOM 3.0 的应用水平好一点。从 PACS 和 RIS 角度我们最关心的是病人、检查预约和报告资料能不能在 HIS、 RIS、 PACS 和影像设备间共享。HL7、 DICOM Modality Worklist 和 Modality Performed Procedure Step 的应用都必须迎头赶上。
　　 ·另外保险业和医院的私有化在国内的发展是迟早的事情，厂家们医学界专家们要为这个广阔的市场做好准备。到那个时候，买这类产品的主流不再是公家的钱，医院之间的竞争与目前也大不一样。要有怎样的产品和服务质量才能赢得这样一个市场？
在美国，
　　 ·主要技术发展在可用性、全院性 PACS、远程诊断和工作流的优化。
　　 ·大的和先进一代的医院正在忙着淘汰旧一代的 PACS，招标买新的 PACS。
　　 ·小的地方医院 (如 General Hospitals 和 Community Hospitals) 已经有了 teleradiology 的经验，正在购买真正的 PACS。
　　 ·影像中心正在上小型 RIS 和 PACS。

结论
　　 PACS 是因为数字影像系统的到来而到来的。今年是 PACS 的20 周年纪念。今天的PACS 不应当是单纯的放射科 PACS (CT、MR、数字 X-光、DSA)，也应顾及到其他影像科和影像模式。这些影像模式包括 ECT、PET、DSA、超声波、心脏超声波等等。在国内还包括各种内窥镜和病理显微镜。
由于计算机和网络技术的飞速发展，PACS 技术在过去 20 年里发生了很大的变化。原来的在线、近线和离线三级储存模式已经逐渐消失，取而代之的是在线和备份两级储存。图像服务机和工作站平台已从 Unix 为主转变成今天青一色 Windows 平台。自动下载ActiveX 网络浏览器 plug-in 和 image streaming 成了远程影像诊断的主要趋势。高效率交互式软件界面和计算机辅助诊断提高了医生看图诊断的效率。
　　 RIS 也朝 Web 为基础的瘦终端方向发展。在北美HL7 和 DICOM 3.0 被广泛用来整合 HIS、RIS、PACS 和影像设备之间的数据流，从而达到疏通工作流程的目的。
　　由于PACS 技术软硬件发展得非常快，因而也更新得很快。雄心勃勃的单位想投入巨资、分几年几期工程做一套大而全、一劳永逸的 HIS、RIS 和 PACS 一定会非常失望。一个是工程永远结束不了，第二是即使做得完在完工前技术早就过时。可以考虑买现成的、分别向几家厂家购买 HIS、RIS、PACS和 mini PACS，无缝整合、在几个月内同时上线。好好用它几年然后再投入资金，升级或更新换代。

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说明：本文全文发表于"第一届PACS&RIS国际研讨会"会刊上。

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