（3）先进性、可扩展性、方便性。系统的设计必须考虑未来技术的发展趋势，考虑医院的发展规模，考虑长期应用的需求方向。因此，系统的设计必须做到适度超前，易于扩展，要尽可能利用成熟的先进思想技术。系统需要着重考虑图像的调阅速度以及RIS 使用的方便性。系统的设计要坚持方便、易用，以满足各个层次、各种类型的使用者的需要。
（4）可操作性。系统的设计必须保证未来的运行是可操作的，即保证运行的系统符合实际需求。
（5）高在线量。系统应考虑国内医院的现状（资金少、病人多、在线量高等），提供高性价比的在线存储方式（3-5年），在保障系统安全的同时，使尽可能多的数据在线。
（6）必须符合有关法律、法规、规章制度的要求。符合DICOM 3.0、HL 7等标准。
3）PACS 的类型
按照目前国际上流行的划分方法，PACS 可以按规模和应用功能分为三类：
（1）小型PACS（mini‐PACS）。局限于单一医学影像部门或影像亚专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和软拷贝显示功能。
（2）数字化PACS（digital PACS）。包括常规X线影像以外的所有数字影像设备（如CT、MRI、DSA 等），常规X线影像可经胶片数字化仪进入PACS。具备独立的影像存储及管理亚系统和必要的软、硬拷贝输出设备。
（3）全规模PACS（full‐service PACS）。涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所有医学成像设备，有独立的影像存储及管理亚系统，足够量的软拷贝显示和硬拷贝输出设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。采用模块化结构、开放性架构与医院信息系统/放射信息系统（HIS/RIS）整合良好。
9.4.2系统结构和功能
1）PACS 的主要功能
（1）采集医学图像。通过网络与医疗器械通信，获得数字化医学图像。
（2）存储医学图像。将采集的数字化医学图像有序地组织起来，存储到持久介质（如硬盘、光盘、磁带等）上。
（3）检索医学图像。通过某些特定信息（如患者姓名、医院ID 等）检索到患者某次检查所产生的医学图像。
（4）再现医学图像。医学图像有特定的格式，除了包含图像本身像素的信息外，并且有许多与图像相关的信息，需要进行转换后再现在特定的显示设备上，供临床诊断使用。
（5）图像后处理。可以对单幅或者多幅平面图像进行后处理，包括测量、标注、变换、3D 重建等。
2）PACS 的拓扑结构
3）PACS 的软件系统
各个子系统功能分述如下：
（1）图像采集子系统。图像采集子系统是PACS 的“根”，是系统能够正常运行的基本点。只有采集到图像后，才能进行后续的显示、处理等工作。采集的图像质量决定了系统是否可用以及是否具有实际意义。
根据国内现状，图像采集子系统支持以下四种医学图像采集方式。
①直接DICOM 采集。DICOM 是目前国际上流行的医学影像统一接口，它详细描述了医学影像的存储格式，及网络间影像传输的协议和消息的格式，使医学影像设备的制造厂商和用户可以在标准网络上实现设备互联，简化了各种类型的医学影像系统的开发和应用。目前，大部分知名的医学影像设备制造厂商都采用DICOM 作为其通信互联的标准，在欧洲的一些国家，已有法律规定新售出的影像设备都必须配有DICOM 接口，可以相信，未来的医学影像设备都将遵循DICOM 标准。
DICOM 服务器是实现了DICOM 标准服务类软件或硬件，凡是符合该标准的医疗影像设备所产生的图像可以直接通过网络发送到该服务器，并由该服务器转储到数据库中。
②间接DICOM 采集。有些较老的影像设备虽然具有数字接口，但其格式并不符合DICOM 标准，PACS 的图像采集子系统中实现了DICOM 网关，负责将这些设备产生的图像转换为DICOM 标准格式，并作为虚拟DICOM 生产者将转换后的数据发送给DICOM服务器处理。
③视频采集。目前国内医院中还有一些很老的设备只能产生模拟视频输出，针对这种设备，我们通过使用视频采集卡来采集其模拟信号，并转换为数字信号，然后传送给DICOM 网关进行进一步的转换处理。
④胶片扫描。在使用PACS 之前，医院已经积累了大量的胶片，为保证数据的完整性。因此我们可以通过专用胶片扫描仪将这些胶片扫描转换为数字化影像，然后交给DICOM 网关做进一步的处理。
（2）图像处理子系统。图像处理子系统是PACS 的核心，它负责显示患者的各种影像，供医生进行观察和诊断，同时它还要具有一定的图像处理能力，为医生对病情诊断提供丰富灵活全面的辅助手段。
图像处理子系统能够分别显示彩色/黑白、静态/动态和单帧/多帧图像；支持多种分格模式，可以对任意格中图像进行单独处理。图像处理子系统支持以下图像处理功能：
图像缩放、图像变换及滤波、图像分析、开窗、漫游、剪影、区域处理、边缘增强、细化与检测、着色等。图像处理子系统支持对图像进行测量，包括对图像中距离、角度、区域面积、区域均值、区域方差的计算以及对图像灰度值的波形分析。
（3）RIS 子系统。RIS 子系统实现了影像科室的工作流数字化工作。RIS 子系统实现了患者预约、患者登记、信息查询、统计报表等功能，能够完整地跟踪患者在影像科室的行动。此外，RIS 子系统还具有模板管理、报告书写、报告查阅和报告审批功能，通过丰富的报告模板和强大的模板管理功能，能够帮助医生快捷、准确地书写诊断报告，并完成报告在科室间的流转，大大节省了时间，提高了效率。
9.5PACS 的应用与效益
9.5.1实现医学影像无片化管理，简化就医流程
传统的影像资料是以胶片形式存储的，这不但需要占用很大的建筑空间，而且为防止这些资料产生霉变虫蛀等损坏都要消耗很大的资源。而更重要的是，使用很不方便。一张胶片往往需要在患者和医生之间、科室之间、医院之间、甚至城市之间传递。
而如果需要查询某年某月某日某个患者的某张胶片，那就更是费时费力且可能毫无所获。
借助于PACS，医院就可以实现医学影像的无片化管理。医院每天产生的大量患者影像资料就不再需要一个大的胶片仓库来存储。这些资料的保存只需要定时做好数据库备份就行了，而查阅任何时间的任何影像资料都只需要操作鼠标和键盘，便捷而有效。
9.5.2方便医、学、研，提高诊断效率和诊断水平
使用PACS 的影像诊断系统，可以有效地提高诊断效率和诊断水平。这也必然方便医、学、研水平的提高。
PACS 的诊断应用部分由影像诊断系统、辅助诊断、图像后处理、DICOM 打印、诊间查询系统、会诊系统等功能模块组成。
1）影像显示
（1）病例查询：可根据患者的影像号、姓名、检查日期、检查部位、设备类型、设备明细、住院号、门诊号、典型诊断片语、检查报告片语、检查资料模式等进行综合查询和模糊查询；可以进行选择性的图像调阅。
（2）导入/导出：影像可以存为DICOM 3.0格式、BMP、JPEG 等格式文件。
（3）显示设置：可设置信息显示开关、标注颜色、文字大小、放大镜比例等。
（4）调用图像：可边调图边显示工作，医生可以在1-2秒内进行工作。
（5）显示模式：可以以检查、序列、图像等多种模式显示图像，便于图像的比较；可以拖拽任意检查、序列图像到指定的显示位置，便于对比检查。
（6）显示数量：可设置单幅、2幅、4幅、9幅、16幅等显示方式。
（7）自定义显示信息：可以定义图像上显示的信息（病人名称、影像号、检查时间、缩放比率等）以及信息显示的位置。
（8）相关诊断功能：可显示本病人的所有影像检查资料。
（9）其他功能，如放大镜功能、缩放功能、移动功能、极大化功能、镜像功能、反相功能、旋转功能、适合大小功能。
2）影像处理功能
影像处理功能用于更加详细的观察医疗影像，进一步根据影像的数据信息，得到准确的诊断结果。主要包含有以下功能：
（1）窗宽、窗位调节：调节医疗影像的窗宽、窗位。
（2）预置：可预置不同设备、不同部位的经验性窗宽、窗位值。
（3）滤波：包括平滑、边缘检测、浮雕等图像处理。
（4）伪彩：以彩色图像代替影像中的灰度图像，直观的反映影像。
（5）播放：速度可调为连续、循环播放DSA 图像等医疗影像。
（6）CT 值曲线：直接获得其CT 值变化的曲线。
（7）CT、MRI 值：测量图像上不同点的CT 值或MRI 值。
（8）平均值：计算封闭图形内CT 值或MR 值的平均值。
3）辅助测量与标注功能
主要包括：箭头标注、直线测量、角度测量、文本注释、手画线、矩形、椭圆形、折线。
4）诊断报告生成
（1）报告书写：医生根据系统赋予的权限，阅读、书写或审核医疗影像报告。
（2）可以进行拒签、批注等模式进行报告审核，便于初级医师的成长。
（3）应用报告模板：根据患者的诊断部位调用已定义的典型报告模板，模板调入后可进行简单的编辑，快速生成影像诊断报告，支持ICD 10编码。
（4）特殊符号输入：对μ、γ、ξ、θ、π 等特殊符号，系统提供特殊符号的工具栏，可由诊断医生从中选择特殊符号。
（5）报告的打印和预览：在打印之前可以选择系统中已定义好的输出报告模板，以确定输出报告的形式。
5）胶片输出：DICOM 打印功能，是PACS 系统的重要功能之一，各种数字医疗设备生成的医学图像，最终要保存在系统服务器中，但患者的诊断图像，需要硬拷贝输出。该功能是将各种医学图像文件用DICOM 网络打印机输出到医用胶片或医用打印纸上。
6）辅助智能诊断和三维重建
峰值时间测量、脑血流量测量、三维重建、虚拟内窥镜等先进的诊断算法，实现影像辅助诊断，获得更准确的诊断依据。
9.5.3实现医学影像无损存储和传输，实现远程诊疗
使用医学影像的计算机存储和传输可以避免了影像随时间流逝或空间的传递而发生损坏，这也就为远程诊疗（Telemedicine）的实现提供了便利。例如北京上海的某些着名医生可以为远在拉萨的患者诊治，这种远程诊疗甚至可以扩展到全球各个角落，只要这些地方使用PACS，因DICOM 的标准是世界统一的。
9.6医学图像信息的管理与发展
医学图像的信息化是一个必然趋势，但不是一项工程、一个系统就能实现的，必须认识到这是一个长期的系统工程，是一个渐变的过程。医学图像的信息化不仅仅要进行基础设施、硬件设备的建设，更重要的是研究如何更有效地管理和利用医学图像资源。
与HIS 融合是建设PACS 的关键，因为通过与HIS 融合可以解决与临床医疗的传输、管理和应用等问题。将标准DICOM 设备直接连接到影像服务器，非DICOM 的数字设备，使用相应的DICOM 网关或接口连接到影像服务器；使用RIS 接口将DICOM 中的病人信息与HIS 中的病人检查信息匹配，并在HIS 中嵌入PACS 的OCX 控件。结果全院信息网络中的任何一个工作站，在浏览病人图像的同时均可查看此病人相应的临床信息；同样，在HIS 中增加病人的影像信息，临床科室作医嘱或诊断时，可打开病人的影像信息作参考。
1）总体规划，分步实施
PACS 建设投资巨大，涉及学科众多，医院必须慎重行事。先从小规模做起，如购置CR，将现有的普通X 光图像数字化，以减少片库，建立对PACS 的初步概念。再将符合DICOM 标准的设备接入，把分散在各设备上的图像集中管理。然后整合PACS、RIS和HIS，从实用需求出发，逐步将图像传送到临床科室。遵从总体规划、分步实施的原则，既可避免基础建设的投资浪费，又可根据医院的实际情况，逐步投入，分阶段实施。
2）重组和优化工作流程
医学图像的信息化过程中，PACS 仅仅是工具和手段。改变工作方式，重组工作流程和优化资源配置，有效的管理图像资源，发挥图像资源的最大作用，以提高经济效益和社会效益，才是目的。
3）科学和规范的管理
可以预见，PACS 系统是否运转正常对未来的医院将是非常重要的，这需要有许多维护和管理，如系统的安全防范、数据库的备份、服务器的灾难恢复、诊断终端的性能监测等等。所以，建立相应的执行和管理制度，配备得力的人员，保障维护资金的投入，科学和规范的管理PACS 系统，是最基本的保证。
（1）举例说明像素、灰度的概念。说明彩色图像和黑白图像的相同点和不同点。
（2）举例说明影像在医疗诊断中的作用。
（3）你所接触过的医疗影像设备有哪些？说明它们的成像原理。
（4）为什么要用PACS ？使用DICOM 标准的意义是什么？
（冯正永）