数据回传技术在医学影像、科研及教学实践中的应用

许翠丽　朱向明　赵峰

摘要：目的 应用数据回传技术及其一系列后处理技术，满足教学、诊断及科研等多方面的临床需求。方法 基于C-MOVE的三方通讯机制及所有影像数据均遵从DICOM3.0格式，使用我院自主研发的PACS系统，将我院设备、工作站或PACS服务器组中的影像数据进行传输及回传，传输的数据也可经过一系列的针对操作者所需要的要求进行后处理，然后在回传到设备、工作站或PACS服务器组中。结果 经过后处理后回传的影像数据，能够满足医学影像诊断、科研及教学实践对影像数据及影像图像的要求。结论 数据回传技术对提高影像诊断的准确性，实现教学的数字化、网络化和保证科研的科学性、严谨性起到了极大的帮助。

关键词：PACS；数据回传；后处理技术

Abstract：Objective Use the data transmission technology and a series of post processing technology to meet the need of the clinical practice in teaching，diagnosis、scientific research and so on .Methods Based on C-MOVE's tripartite communication mechanism，and all image data obey the form of DICOM3.0，use the PACS that is research and development by ourselves，take the image data in the facility，workstation and PACS sever group to transmission and back.According to our need，the data also can have a series of post processing then back to the facility、workstation and PACS sever group.Results The back image data that after post processing can meet the need of the medical imaging diagnosis，research and teaching to the image data and image pictures.Conclusion The data transmission technology have a great help in improving the accuracy of medical imaging diagnosis 、realizing the networking，digitizing of teaching and ensuring the scientificalness、conscientiousness of research .

Key words：PACS；Data transmission；Technology of post processing

医学影像归档与通信系统（Pictures Achieving and Communication System，PACS）是应用网络技术，计算机技术和通讯技术，遵循DICOM唯一标准，实现医学图像的数字化显示，存储和传输的综合性系统[1]。图像回传后处理技术是PACS系统在编辑患者影像图像是常用的技术，由于图像后工作站的存储容量有限，随着时间推移，早期患者的影像资料就会从工作站上被自动删除，因此，想要重新后处理这个患者的图像就变得不可能了。数据回传技术是PACS系统的一项新技术，通过网络连接将保存在影像服务器中的数据回传给设备后处理工作站，从而实现无时间限制的后处理能力。本研究基于数据传输与回传技术，通过PACS系统平台，利用计算机软、硬件技术，构建数据回传技术，以研究数据回传技术在临床中的应用。

1 资料与方法

1.1一般资料 研究材料为我院影像中心荷兰飞利浦、德国西门子，美国GE、日本东芝等多家公司多种型号检查设备，以PHILIPS Brilliance 64排CT做典型代表分析。PC应用环境采用Microsoft Windows 7中文版或Windows XPx Professional操作系统。图像采集与传输采用医学数字影像通讯标准DIC0M 3.0，影像数据库采用SQL Server Rv5数据库。

医院局域以太网网络，操作系统是微软WINDOWS7专业版，服务器操作系统是Windows Enterprise Server 2008，数据库操作系统是Sql Enterprise server2008，程序设计开发工具是Microsoft visual studio 2010专业版。

1.2方法 PACS系统的核心是PACS服务器组，它接收影像检查设备传来的DICOM3.0格式的影像数据并存储，将影像数据文件头中包含的患者信息与HIS系统中的患者信息进行匹配，完成图像信息与患者信息的关联，借助数据库对图像进行管理，同时为多个用户和图像使用设备提供影像数据的查询和发送[2]。

2 结果

PACS系统有七个连续不断的运行过程组成（图1所示）。图像回传技术的运作也是基于这七个过程完成的。DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）医学数字成像与通讯标准[3]：DICOM应用实体的运行与交互是基于客戶-服务器模型的。SCP（service class provider）服务提供者，相当于客户-服务器模型中的服务器，SCU（service class user）服务使用者，相当于客户-服务器模型中的客户[4]。在DICOM标准中，DIMSE-Service（DICOM message service elements），即DICOM消息服务单元与相关信息对象IOD结合成一个SOP类。

DIMSE服务组包括C-ECHO、C-FIND、C-MOVE、C-STORE。其中C-MOVE是基于两个TCP连接的三方服务，关于C-MOVE的三方通讯机制如图2所示。C-MOVE可以实现从一个AE将DICOM文件发送给另一个AE。关于C-MOVE SCP需要同时实现C-STORE SCP的问题，特此说明一下。并非一定要求C-MOVE SCP来实现C-STORE SCP服务，C-MOVE服务本身并未要求是双方交互，有可能是多方交互。比如A作为C-MOVE SCU向B发出C-MOVE-RQ请求，此时作为C-MOVE SCP的B在查询到结果后可以向C发出C-STORE-RQ请求，只要C提供了C-STORE SCP服务，就可以接收由B发送过来的图像。因此C-MOVE服务可以使三方之间的交互。

数据回传技术使用的是可以实现三方之间交互传输的DIMSE服务组中的C-MOVE服务。数据回传技术是设备（Facility），工作站（work station）和PACS服务器三者之间相互的影像数据之间的传输和回传，三者之间的影像数据均遵从DICOM3.0格式，设备、工作站及PACS服务器三者中任何一方可以为SCU，也可以是SCP。我院采用自主研发的PACS系统，进行数据回传时，首先启动云PACS服务，在远程服务器中首先新建一个新的服务器（例如服务器名称为MRI，既将指定患者的MRI图像进行回传），找到需要处理的患者的信息，提取影像资料到本地服务器，提取之后打开编辑，对影像进行一系列处理以达到想要实现的效果，例如进行匿名化处理发送至学校的教学PACS系统内进行教学，从而保护患者隐私；进行特殊标记处理把想要突出说明的地方标记出来用于科研、临床病例讨论等；对图像进行三维重建、多平面分析、局部放大、调整窗宽窗位等后处理，以协助影像科医生更好的阅片和做出更准确的诊断。最后把编辑好的图像在发送至远程服务器里一开始新建的服务器中去，这样就完成了一次数据的回传。见图3。

PACS数据回传系统的应用，为医学影像科医生的分析及诊断提供了更加清晰的思路，提供了多平面图像重建的可能，而且同意患者图像可多次打印，提高了影像诊断的准确率。

2.1提高医学影像学的诊断水平 准确性是所有诊断手段和工具的立身之本，影像科医生或者临床医生诊断时常常需要结合患者的多种影像资料做出综合诊断，需要看到患者的多种影像资料和报告结果，甚至需要看到患者以往的影像资料。 数据回传技术的应用改变了原有的诊断方式，提高了诊断准确性。以往诊断科室和临床科室医生所接触到的都是由技师调整好窗宽和窗位后的胶片，如果医生认为不能满足需要，还要请医技科医生重新出片，这势必会造成不必要的麻烦和浪费。

而应用数据回传给技术之后，传送的图像经后处理工作站的一系列处理，如对比、标注、测量、缩放、调整窗宽窗位、三维重建、多平面成像等，得到的图像较原始图像更加具体，更能突出问题，为医生的诊断及教学提供更为准确的证据和详尽的资料，帮助医生更准确的定位病灶，减少误诊率。由于存储容量的限制，先前的影像后处理工作站对这种时间过去很久的患者是不能做任何后处理的，甚至是找不到相应的影像资料的，利用图像回传技术，可以不受时间的限制，处理任何时间的患者的图像。加之PACS系统可以将不同类型的设备所产生的影像，通过计算机以太网络，按国际标准的DICOM协议，联为一体，实现全医院的影像资料的集中管理和资源共享[5]。结合PACS系统的这种资源共享性的特点，影像医生和临床医生可以查看患者以往多种的影像检查结果，并可以在同一界面分析比较。与HIS系统集成后，医生还可以通过PACCS系统查看患者的医嘱、电子病历以及检查申请单等临床信息，这就大大丰富了诊断依据[6]。

2.2使影像教学更加生动具体 医学影像学是一门形态学科，其特点是通过对影像资料的观察、对比和分析进行疾病的诊断，从而完成由感性到理性的认识，那种被动而传统的教学模式已不能满足当今高科技时代师生的需求。近年来，随着计算机多媒体技术、可视化技术和网络通讯技术的飞速发展，医学影像归档与通讯系统（pictures achieving and communication system，PACS）的普及与应用为基于PACS的医学影像学远程教学的发展提供了广阔的空间，数据回传技术的应用使这一教学方法更加人性化和形象化。传统医学影像学教学模式基本上采用书本联合影像胶片的方式进行，但由于通过书本和胶片所获得的影像图像数据较为陈旧并难以及时更新。因此，这一传统教学模式已经明显落后于现代化教学的需求。随着计算机技术的发展，使用多媒体幻灯片形式来获取所需的影像图像的现代化教学模式日益成为当前时代的主流选择。虽然后者相较前者与较大的进步，但由于工作量大而繁琐及储存空间不足等问题，因此一种新的快捷而高效的教学模式成为各大医学院校教学追逐的焦点。

远程教学就是在医院PACS服务器、医院远程教学服务器与学校远程教学服务器之间铺设光缆，构建一条专用的遠程教学数据通道，利用数据回传技术，将医院PACS服务器上经过一些列处理的影像图像，如比较人性化的保护患者隐私的匿名化处理，突出重点的标注等等，传输到学校远程教学服务器上， 学生通过客户端即可访问远程实训系统点播视频、浏览影像图片、在线与老师互动交流学习。这一动态的教学模式有助于增强教学的直观性与生动性，增强了学生学习的积极性与主动性，并且有利于学生思维能力的训练与培养，明显提高了教学质量。

2.3使科研更加严谨规范 正如著名超声学家应崇福先生所说的："做科研不一定需要多高的智商，但一定需要有科学严谨的态度，踏踏实实的干劲，一步一个脚印的朴实，戒绝浮躁之风，科学容不得一点掺假"。严谨是科研的必要条件，做医学科研更是应该如此。随着网络技术、存储技术以及计算机技术的发展，医疗领域的PACS/RIS的应用进入了高速发展的时代，并最终实现了医学影像资源的共享，这就为影像科室及临床科室的读片工作以及针对某一领域的科研工作的影像资料的获取提供了非常便捷的方式，数据回传技术则是保证了这些工作更加准确严谨，科学规范。不论是平时科室内部进行的病例讨论，对实习同学进行的读片教育工作还是科学严谨的科研工作，都需要保证影像资料有代表性，图像清晰，突出重点，这些在原始图像上面很难全部反应出来，而应用数据回传技术则可以对图像进行一系列后处理，如调整图像的密度和对比度，对病灶进行标注（大小、CT值等），局部放大，三维重建等等，这些是的病例图像更加形象具体，突出重点，初学同学容易理解，标注清晰，有理有据，科研更加具有说服力。

3 讨论

PACS系统（图像存档和传输系统）是顺应着计算机技术，医学影像技术和网络技术的进步应运而生的，目的是解决医学图像的获取，显示，存储，传送和管理。它以高速计算机设备为基础，以网络连接各种影像设备和相关科室，利用高容量存储技术，以数字化的方式存储，管理，传送和显示医学影像及其相关信息，具有影像质量高，存储，传输和复制无失真、传送迅速、影像资料可共享等突出的特点，是现代医学影像信息管理的重要条件。在我国，经过近几年的应用及不断创新，目前PACS系统已经比较成熟，它为实现医学资源共享提供了极大的帮助。

数据回传技术是近几年新型的一门图像后处理及分析的新兴交叉学科。通过网络连接将保存在影像服务器中的数据回传给设备后处理工作站，从而实现无时间限制的后处理能力。借助图形、图像技术等有利手段，医学影像的质量和显示方法得到了极大的改善，从而借助于图像处理和分析手段使得诊疗水平大大提高[7]。这不仅可以基于现有的医学影像设备来极大地提高医学临床诊断水平，而且能为医学培训，医学研究与教学，计算机辅助临床外科手术提供数字实现手段，为医学的研究与发展提供坚实的基础，具有不可估量的价值[8]。

作为一门新兴的交叉学科，数据回传技术为影像的质量及医生的诊断都带来了很大的帮助，同时也带来了很多新的技术让我们探索和学习。但作为一个新兴的技术，其必定有其局限性，例如回传工作站的指定性，回传操作的相对复杂性等等，这些技术都有待于以后不断的解决和创新，以建立一个更加科学、有效，实用的影像辅助技术。

4 结论

通过我们回传回去的数据和图像，能够完全满足影像科医生更好的做出临床诊断，为提高临床诊断水平，提高图像质量等方面做出了极大的贡献。

参考文献：

[1]许元甫，黄延磊.基于WEB服务的DICOM应用实现[J].医院数字化，2010，25（04）.

[2]刘仲明，郑小林.医学影像归档与存储系统中影像数据长期存储问题的研究[J].第三军医大学报，2005，11：1123-1126.

[3]Ramsdell B，Digital Imaging and Communications in Medicine[S].RFC 3240，1999.

[4]吕晓琪，王磊，赵建峰，基于DICOM標准的TLS网络安全传输技术研究与实现[J].生物医学工程杂志，2012，29（1）：23.

[5]原卫民，冯卫华，徐文坚.PACS/RIS系统在放射科工作流程优化中的作用[J].医学影像学杂志，2010，20（11）.

[6]郑涛，王武，李传东.我院PACS/RIS在放射科质量控制中工作中的应用价值[J].科学管理，2011，26（08）.

[7]田婕，包尚联，周明全.医学影像处理与分析[J].电子工业出版社，2003：1-2，177-178.

[8]吴伟刚.DICOM医学图像的获取及处理方法的研究[D].哈尔滨工程大学，2005.

编辑/周芸霏