基于DlCOM标准的集中打印系统的研制

尹建东 Yin，Jiandong

郭启勇 Guo，Qiyong

王晓明 Wang，Xiaoming

影像存储与传输系统（picture archiving and communication system，PACS）的发展使医学影像的存储、传输、显示和处理能在无胶片的状态下进行，在放射科工作流程得到极大改善的同时，更加方便医生使用医学影像信息［1-3］。然而，胶片作为传统的医学影像载体，具有携带方便、观看直接等特点，同时也是解决医患纠纷时的重要凭证，因此全部实现无胶片化管理在现阶段还只是一种趋势或概念，打印胶片仍是放射科不可或缺的一项工作［4］。医学影像设备的网络化管理已成为影像科发展的必然趋势，然而在原有的PACS基础上完成对影像信息的网络化集中打印任务，目前在我国尚无相关报道。我院开发了集中打印系统，与传统PACS进行了有效整合，提高了放射科的社会和经济效益。

1 设计和方法

PACS集中打印管理系统的流程图如图1所示。

图1 网络集中打印系统的流程图

1.1 放射医师工作站—关键图像（key image）的虚拟排版 目前核磁共振、多排螺旋CT的检查往往会产生几百幅甚至上千幅图像，不可能将这些图像完全在胶片上打印出来。引入集中打印管理系统后，软件工程师在放射医师诊断工作站上增加了胶片虚拟排版功能，诊断医师在软阅读时可根据观察结果从大量图像中挑选出若干具有诊断价值的代表图像，利用鼠标右键将该些关键图像发送至打印模板中（图2），再将排版后的结果提交至PACS服务器，使得集中打印工作站最终能够完成对关键图像的胶片打印工作。需要说明的是放射医师从诊断工作站上传至PACS服务器的排版图像并非为真正意义的符合DICOM（digital image and communication in medicine）标准的实际图像，而是虚拟的排版图像，即上传到服务器上的为排版模板大小及版式、关键图像的编号及其在排版模板中的位置等信息。之所以不上传排版后的实际图像，主要考虑那样会增加PACS中数据传输的负担和PACS服务器额外存储空间的花销。

图2 关键图像的虚拟排版式样

1.2 打印工作站—打印任务的执行 进入集中打印管理系统后，登记员通过扫描条形码，打印工作站自动从PACS服务器下载与该病人相关的医学影像信息，并完成一系列预处理工作。打印工作站接受打印命令，将影像信息分别发送至胶片打印机、DVD光盘刻录机和诊断报告打印机，通过事先设置的输出控制策略（如打印任务排队策略等），协调多个打印任务的执行顺序，根据各输出终端的负载情况，智能化的向低负载的打印机或刻录机输送更多的打印任务，最终完成全部图像的DVD光盘刻录、关键图像的胶片打印和诊断报告的打印工作。

由于网络集中打印模块是在原有PACS的基础上发展起来的，其技术要求也符合了整个PACS的架构，系统开发时极力保持了对DICOM标准的遵循。DICOM标准中定义了图像资料的构成，其将每个影像包裹成为一个物件IOD（information object definition），每个物件由两部分组成：像素信息和影像属性，像素信息通过描述图像上的每个像素点的灰度值来组成一个医学图像，而影像属性部分则包含了该图像所描述病人的基本信息，如病人名称、检查日期、CT号、扫描条件、层厚等。IOD只是服务对象，再加上与之对应的服务，就构成了服务对象对SOP（service-object pair）（图3），对象加服务的SOP组成了DICOM最基本的运作单元。由于DICOM的运行机制是基于客户／服务器结构完成的，SOP又被分为客户的服务类使用者（service class user，SCU）和服务器的服务类提供者（service class provider，SCP）。

当进行关键图像的胶片打印时，打印工作站（SCU）首先将关联建立请求（A-ASSICIATION-RQ PDU）发送至胶片打印机（SCP），SCP收到该关联建立请求后，它将检查呼叫应用实体（application entity）的合法性和访问权限，同时还会检查它对请求中应用上下文的支持程度，并根据检查结果产生合适的响应，该响应信息会被封装于接受关联建立请求（AASSOCIATION-AC PDU）和拒绝关联建立请求（AASSOCIATION-RJ PDU）中，并由SCP将该PDU发送至SCU。如果该关联建立成功，即SCU收到了来自SCP的接受关联建立请求，那么SCU和SCP会使用双方协商成功的传输语法发送和接收数据（图4）。

（1）打印工作站（应用实体A）将图像X包裹成DICOM IOD，再加上所需的Print Service部分封装成通信信息传送给打印机（应用实体B）；

图3 SOP类的构成

（2）打印机收到信息后，解开封包，先判读命令部分，根据命令要求将图像X打印出来；

（3）打印机完成打印任务后，会给打印工作站发回一个响应信息，告知打印任务已经完成；

完成数据传输后，SCU发送释放关联请求（ARELEASE-RQ）到SCP，SCP会返回关联释放响应（A-RELEASE-RP），从而释放该关联。

图4 打印工作站和胶片打印机之间数据传输过程

2 结果与讨论

本院放射科的网络集中打印功能模块自2009年11月投入临床应用以来，基本满足了按需打印和集中打印的要求，使医院放射科的工作流程更加合理，更加方便患者，提高了科室整体的工作效率，同时节省了成本，因此带来了较好的社会和经济效益。

2.1 提高了经济效益 由于核磁共振或多排螺旋CT产生的图像较多，以往技师会为病人打印两张甚至更多胶片，而现在只给病人打印一张含关键图像的胶片，其他图像则以DVD光盘的形式发放给病人，DVD光盘具有存储容量大（接近5GB）、价格便宜（约为胶片的1／4）等特点，减少了胶片的使用；另外在传统胶片打印模式下，时常存在胶片打印完毕后患者遗弃不取的情况发生，而现在只有在病人需要时，才即时打印，病人随到随打，避免因胶片遗弃而造成浪费的现象发生，真正实现按需打印。

2.2 保存持久且安全环保 胶片在过高温度的环境下保存或医生在高温高亮度的点光源下观看时，少量银离子在温度催化下会显影，从而影响图像质量［5，6］。而现在全部图像使用光盘刻录的方式进行保存，可以使得图像的质量保持不变，保存的时间也更长。同时光盘也不会对环境造成污染，更环保安全。

2.3 方便患者 以往病人的诊断报告和胶片打印不同步，校对不仅需要更多的时间和人力，而且容易出错，病人等待的时间也很长。现在胶片、诊断报告、DVD光盘刻录都在打印工作站集中完成，同步发放，理顺了放射科的工作流程，避免了重打、漏打、误打情况的发生，减少了病例资料发放错误的可能性，同时缩短了病人在我科的候诊时间。

2.4 胶片图像更具代表性 以往由技师负责核磁共振或CT图像的胶片打印工作，诊断医师不能对打印图像进行补充与调整，由于技师诊断水平低，经常忽略阳性图像的选择。现在由放射医师负责关键图像的挑选和排版，故待打印在胶片上的图像更具代表性。临床医生在本地工作站既能调阅PACS中病人的关键图像获取最有价值的影像信息，又能调阅其全部图像，这样可减少临床医生的诊治时间和降低PACS的数据传输负载。

2.5 方便科室管理 以往胶片和报告何时、何人、哪台设备打印及打印数量等基础信息收集困难，存在“人情片”的情况。现在打印数据记录齐全，更方便科室成本管理。

2.6 实现资源的共享 传统打印模式下胶片打印机直接与技师工作站相连，当该打印机出现故障时，就会导致胶片无法打印，耽误病人的诊治，使科室工作陷入停顿状态。集中打印系统实现了胶片打印机、影像诊断报告打印机和DVD光盘刻录机的共享，节省了医院对相关设备的投入（一般每台胶片打印机售价在数十万元人民币以上），实现了对资源的优化配置和合理利用。同时当一台打印机出现故障时，可将打印任务自动转移到另外相应打印设备上，机动灵活，确保了科室正常工作的开展。

DICOM标准是由美国放射学会（American college of radiology，ACR）和国际电子产品制造商联合会（national electrical manufacture association，NEMA）共同推出的一种不同电子设备之间传输医学影像和信息的工业标准，有效的解决了由于设备多元性差异所带来的互联难题，已成为医学影像信息学领域的国际通用标准［7］。本系统是在原有PACS的基础上发展而来的，开发实践过程中保持了对DICOM标准的遵循，这样做的目的除了保证了软拷贝显示设备的图像显示效果跟硬拷贝输出设备的图像效果一致外［8］，还为今后影像科室网络的健康和可持续发展奠定了条件［9，10］。

3 结论

网络集中打印系统在我院已完成测试，运行效果良好，实践证明该系统在方便病人的同时，实现了我科打印工作流程的规范化和快速化，明显提高了科室的整体效率，同时降低了成本，提高了经济效益，这些充分体现了网络集中打印的价值和优势。该系统赋予了PACS新的内容和概念，作为传统PACS功能的有力补充和延伸，有很好的推广价值，必将成为大型医院影像科不可或缺的组成部分。

［1］樊树峰，曹武强，黄金标，等.DICOM打印服务器的临床应用 .中国医学计算机成像杂志，2007，13（6）：471-473.

［2］刘晓刚，李瑞生 .医学影像存档与通讯系统的开发与应用 .中国中西医结合影像学杂志，2005，3（2）：143-144.

［3］董斌 .医学影像存档与通讯系统的开发与应用 .医疗设备信息，2006，21（1）：16-18，47.

［4］聂聪.DICOM打印管理系统的研制 .医疗卫生装备，2006，27（12）：42-43.

［5］宋赞，段贵军，雷益，等.AGFA干式数字胶片打印机的原理 .医疗装备，2005，18（10）：47-49.

［6］李泽洪，李祥林，王爱玲，等 .医学数字图像胶片打印技术探讨 .中国中西医结合影像学杂志，2006，4（1）：66-67.

［7］李国昭，仲纲才，吴旻 .巧设路由实现ECLIPSE 1.5T MR的直接DICOM传输与打印 .中国医学影像技术，2009，25（4）：689-701.

［8］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 .中国医疗器械杂志，2003，27（6）：400-404.

［9］叶志前，章伟敏，谢英杰.PACS中网络打印的DICOM遵循性研究及实现 .生物医学工程学杂志，2006，23（2）：248-251.

［10］杨之军，王景中 .基于DICOM标准的打印工作站的设计与实现 .中华现代影像学杂志，2006，3（2）：156-158.