基于电子胶片的PACS系统的构建

朱海明，王耀伟

1.上海交通大学附属胸科医院 信息科，上海 200030；2.上海金仕达卫宁软件股份有限公司，上海 200072

基于电子胶片的PACS系统的构建

朱海明1，王耀伟2

1.上海交通大学附属胸科医院 信息科，上海 200030；2.上海金仕达卫宁软件股份有限公司，上海 200072

本文论述了PACS系统的不足以及基于电子胶片的PACS系统的构建，分析了系统的整体架构，详细描述了电子胶片系统中核心模块虚拟胶片打印机的设计内容，从而实现了医院PACS系统应用的优化转型。

电子胶片；PACS；虚拟胶片打印机；医院信息系统

1 PACS系统的不足

医学影像存档与通讯系统（Picture Archiving and Communication System，PACS）的快速发展，解决了医院影像无胶片存储的问题，使得放射科医生可以通过影像工作站进行无胶片影像阅读和报告书写，临床科室医生也可以通过PACS进行病人影像的调阅[1]。

随着影像检查设备的发展，使得影像检查信息量激增。在临床工作中，海量的医学影像数据，一方面通过PACS / RIS为临床提供更丰富、更及时的影像信息；另一方面，也使服务器、网络负荷、临床医生的阅片负担越来越重[2]。而病人在进行复诊、转院检查等情况下，仍然希望医院能够提供具有携带方便、观看直接的传统（实物）胶片。由于这些需要，仍然会产生大量的传统胶片，而传统的胶片打印和管理方式势必产生一系列问题：① 医院要付出大量的人力物力进行胶片的打印、核对、分发等烦琐的手工处理工作；② 实物胶片不易保存、容易损坏。如果病人的胶片损坏、丢失或者出现医疗纠纷，医院难以提供与原胶片携带相同影像信息的胶片。质控中心也无法对胶片的打印质量进行测评；③ 部分病人（特别是急诊阴性病人）可能会放弃获取胶片，这将使得胶片的浪费和保管成本增加。

即使不再产生传统胶片，由于PACS自身的特点和现代医疗影像设备的发展，也会出现一些实际问题：① 医疗影像信息量巨大，临床医生调阅病人信息时需要查看近百幅相关图片，加大了临床医生工作量、检查效率变低、诊断准确率下降；② 临床医生反复调阅成百上千幅影像信息，也增加了PACS服务器的负担，使得系统面临各种风险，网络稳定性降低。

为了解决以上问题，我院着手建立电子胶片系统，电子胶片是指经胶片打印技师（或医生）处理完成的（已排版、已调整窗宽窗位）、需打印给病人的实物胶片的电子版。电子胶片系统使得上述困扰有了切实的改进。

2 系统需求

（1）实现院内影像信息无片化。在医院内，临床医生可以通过PACS终端进行电子胶片调阅，方式如同观看传统影像胶片。同PACS调阅病人全部影像相比可以大大减少服务器负担，减少网络拥堵；同时减少临床医生阅片量，提高工作效率和检查准确性。

（2）实现胶片按需打印。在病人取影像诊断报告时，可根据病人实际需求，将电子胶片进行打印输出，减少不必要的打印，杜绝无人认领胶片的现象。

（3）实现胶片系统管理。实现对胶片的打印过程进行监控、记录和管理，杜绝漏片和人情片的出现。并可以保存与实际胶片效果一致的电子胶片，以备病人补片。

（4）节约医院运行成本。放射科避免了无效的胶片消耗，窗口不再出现胶片废弃、积压,节省了支出成本，创造了直接的经济效益，是节能环保的举措之一[3-4]。

3 系统架构

基于电子胶片的PACS系统由设备后处理打印工作站、排版打印模块、虚拟胶片打印服务器、手工匹配模块、打印功能等模块组成，见图1。

图1 基于电子胶片的PACS系统模块示意图

（1）设备后处理打印工作站与虚拟胶片打印服务器（①）。虚拟胶片打印服务器（SCU）截获设备后处理打印工作站（SCP）传入的胶片。两者间通过DICOM标准协议进行通信。

（2）排版打印模块与虚拟胶片打印服务器（②）。排版打印模块把经排版后的胶片信息保存入虚拟胶片打印服务器的数据库中，把入库到PACS中的电子胶片信息注册到虚拟胶片打印服务器。

（3）排版打印模块与PACS（③）。排版打印模块从PACS中获取待打印图像,通过DICOM标准通信协议从PACS获取图像。经排版打印模块排版后的胶片形成电子胶片后并入库到PACS中。

（4）虚拟胶片打印服务器与手工匹配模块（④）。手工匹配模块从虚拟胶片打印服务数据库中获取匹配失败的胶片信息。

（5）手工匹配模块与PACS （⑤）。经手工匹配后的胶片形成电子胶片后入库到PACS中。

（6）虚拟胶片打印服务器与PACS（⑥）。虚拟胶片打印服务器把经匹配后形成的电子胶片入库到PACS中。

（7）虚拟胶片打印服务器与打印功能模块（⑦）。打印功能模块从虚拟胶片打印服务器数据库中获取胶片排版格式及胶片注册信息。

（8）打印功能模块与PACS（⑧）。打印功能模块从PACS获取电子胶片及原始图像。

（9）RIS、自助机与打印功能模块（⑨）。RIS驱动打印功能模块实现按需打印或集中打印。自助机驱动打印功能模块实现自助打印。

（10）打印功能模块、排版打印模块与胶片打印机（⑩）。支持 DICOM 的服务类 Print SCU/SCP，这样可以虚拟为1台DICOM 打印机接收打印的图像，同时还可以将图像发送到DICOM 打印机去打印[5]。

4 系统设计

基于电子胶片的PACS系统的核心模块是虚拟胶片打印服务器，它是一个可提供胶片打印服务功能并产生电子胶片的软件系统，可以替代真实的胶片相机来与胶片打印工作站进行通信，并将胶片打印工作站打印的胶片以磁盘文件的形式保存到PACS系统中。虚拟胶片打印服务器由PrintSCP模块、打印转发模块、本地磁盘存储、胶片识别模块以及DB模块组成。“手工匹配模块”则是作为虚拟胶片打印服务器的一个补充模块而存在，用来对那些胶片识别模块没能识别出的胶片进行手工匹配，见图2。虚拟胶片打印服务器各组成模块详述如下。

图2 虚拟胶片打印服务器

4.1 PrintSCP模块

DICOM Print SCP模块相当于一个虚拟DICOM相机，它接收并存储各个设备的打印工作站输出的打印胶片任务[6-7]。PrintSCP模块会将接收到的数字胶片像素数据保存为一个文件，存储在本地，供胶片识别模块进行相关处理，逻辑流程，见图3。

4.2 打印转发模块

本模块把由PrintSCP模块接收到的打印请求转发给真实的DICOM相机。之所以要转发DICOM打印请求给DICOM相机，是因为目前医院的现有流程需要打印出物理胶片，如果没有此模块，将会引起放射科工作人员在打印胶片的时候既要向虚拟胶片打印服务器发送打印请求又要向真实DICOM相机发送打印请求，这无疑带来了不便。而通过转发模块，可以把工作站发送给虚拟胶片打印服务器的打印请求通过此模块转发一份给DICOM相机，减轻技师的工作同时不影响医院现有的打印流程[8]。

图3 PrintSCP模块逻辑流程

4.3 胶片识别模块

本模块是一个独立的线程，本线程在虚拟胶片打印服务器启动时开始，在服务器退出时结束。模块使用OCR识别引擎做为胶片文字识别的工具。模块的重点是正确识别出胶片上的病人条码号和影像号，并以这两个号作为查询条件到PACS系统中查询病人某次检查的基本信息（如病人姓名、生日、性别、检查ID等信息），将这些信息写入由PrintSCP模块保存的胶片像素数据中，形成电子胶片（DICOM文件），并保存到PACS系统中，逻辑流程，见图4。

图4 胶片识别模块逻辑流程

4.4 DB模块

本模块主要是提供虚拟胶片打印服务器与数据库的接口函数，用来向数据库中记录识别成功与识别失败的胶片信息。其中，识别失败的胶片信息将会被手动匹配模块调用。

4.5 手动匹配模块

本模块是一个独立的可执行程序，可在任意与虚拟胶片打印服务器联通（网络联通）的客户端上运行。主要用于手工处理虚拟胶片打印服务器识别病人条码号和影像号失败的胶片，可以通过与用户交互的方式实现对识别失败的胶片进行手工匹配并入库电子胶片，逻辑流程，见图5。

5 结论

放射科PACS系统转向以电子胶片为基础的PACS系统是随着放射科信息化而产生的现实需求，通过上文的需求分析与系统设计，成功编程完成了医院电子胶片打印系统。通过不断调试OCR识别方式，CT截获识别率已到达95%，而DR、RF等识别率较低的检查建议使用手动匹配模式来产生电子胶片，临床对于胶片的调阅速度也显著得到提高。下一步会进行与自助机的接口调试，以期实现自助打印，按费用限制补片次数，进一步为医疗信息化的发展做努力。

[1] National Electrical Manufacturers Association．Digital Imaging Communications in Medicine (DICOM)[S]．2000．

[2] 樊树峰,黄金标,李政,等．关键影像标注和电子胶片在临床工作中的应用[J]．生物医学工程学进展,2009,30(3):163-168．

[3] 王伯胤,李怀峰,江新民．胶片按需打印、自助式取片在优化放射检查工作流程的应用[J]．中国医院,2012,(12):44-45．

[4] 贾斌．医学影像按需打印系统关键技术研究[D]．广州:华南理工大学,2013．

[5] 王志康,娄海芳,孙建忠．“DICOM 电子胶片”在医院影像信息化中的应用[J],中国医疗设备,2012,27(2):41-43．

[6] 王小冬．DICOM自助胶片打印系统的设计与实现[J]．中国医疗器械杂志,2013,37(5):345-347．

[7] 梁梁,王湘云,林家瑞．全自动DICOM影像打印工作流的设计与实现[J]．中国医疗器械杂志,2003,(6):400-404．

[8] 樊树峰,曹武强,谢英杰．PACS中网络打印的DICOM遵循性研究及实现[J]．生物医学工程学杂志,2007,13(6):471-473．

Establishment of PACS Based on Electronic Film

ZHU Hai-ming1, WANG Yao-wei2
1. Department of Information, Chest Hospital Aff i liated to Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China; 2.Shanghai Kingstar Winning Software Incorporated Company, Shanghai 200072, China

This paper discusses the shortcomings of traditional PACS and the establishment of PACS based on electronic fi lm, analyzes overall architecture of the later system, then describes in detail the design contents of virtual fi lm printer which is the core module of the system. As a consequence, the transformation of PACS system in hospital application is realized.

electronic fi lm; picture archiving and communication system; virtual fi lm printer; hospital information system

TN911.73；R197.324

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.030

1674-1633(2014)07-0085-03

2014-01-14

2014-03-24

作者邮箱：zhm017@163．com