醫學影像存儲與傳輸系統的流程優化

溫 泉 劉 學

醫學影像存儲與傳輸系統的流程優化

溫 泉①劉 學①

目的：集成醫學影像存儲與傳輸系統(PACS)與醫院信息系統(HIS)，提高PACS的效率，提升用戶的使用體驗。方法：對系統應用中存在的問題進行深入分析，采用流程優化、軟件優化和硬件升級的方式對PACS進行優化。結果：實現了PACS與HIS的互聯，提高了PACS的整體性能，提升了用戶的使用體驗，擴展了PACS的應用范圍。結論：確定優化方案前應深入分析現有問題，以系統流程、軟件環境的優化為主，硬件設備的升級更換為輔。

醫學影像存儲與傳輸系統；優化；醫院信息系統；集成

[First-author’s address] Information Department, Chongqing Cancer Hospital, Chongqing 400030, China.

目前，隨著醫學影像存儲與傳輸系統(picture archiving and communication system，PACS)應用的深入，越來越多的臨床工作者已不再滿足于簡單的圖像處理，對PACS的要求越來越高。因此在PACS的建設中，必須采取措施對PACS中的流程、軟件及網絡等方面進行優化，以更好地滿足臨床的需要。

1 醫院PACS建設中的流程優化

在對PACS進行優化時應對其流程進行優化，流程是整個系統的核心，對流程進行優化后往往能起到事半功倍的效果[1]。

1.1 醫院PACS建設前的核心流程

在進行醫院PACS優化前，影像科主要運用的是PACS的數據存儲和傳輸的功能，實現了從攝片到診斷的無紙化辦公，將患者流和信息流分開，既方便了患者，又確保了信息的準確性。PACS優化前影像科PACS核心流程如圖1所示。

圖1 優化前的PACS核心流程圖

圖1的流程顯示，與傳統的影像檢查流程相比PACS核心流程有了很大的改變，以患者登記號為識別碼的信息流程使工作流程按照設定好的次序進行，提高了工作效率，并減少了差錯，此處的工作流程與王琨等[2]學者已經證實的工作流程基本相同。另外，由于實現了圖像信息的電子存儲，極大降低了膠片成本(從一個患者打印兩份膠片變成只打印一份膠片)和光盤成本(數據的備份不再需要大量的光盤備份)，同時減輕了患者的費用。

1.2 醫院PACS優化后的核心流程

在進行醫院PACS優化時必須對以上流程進行優化，以進一步提升PACS的數據共享功能，使其與醫院信息系統(hospital information system，HIS)融合起來，拓展PACS的應用范圍。優化后的流程如圖2所示。

圖2 優化后的PACS核心流程圖

在優化后的PACS核心流程中，患者到登記室登記時不再使用申請單，而是持醫院的就診卡進行登記，PACS根據患者的ID號直接從HIS中調取相關信息寫入PACS中。對于門診患者，檢查登記時從交費記錄中提取已交費信息，并形成檢查申請單記錄；對于住院患者，檢查登記提取通過住院醫生工作站開出的檢查申請單記錄，完成費用的登記。改進后的PACS核心流程同李桂祥等[3-4]學者已經證實的工作流程。在臨床方面，臨床科室的工作流程采用調用機制，患者在攝片后，臨床醫生通過HIS系統根據患者的ID號從PACS中調取PACS的數據，通過WEB訪問的方式，閱讀報告或瀏覽患者圖像[5-6]。

2 醫院PACS的軟件優化

在初期使用PACS過程中發現，當數據量大時醫生調用圖像的時間會過長(30 s左右)，在打開CT的圖像時尤為明顯。經過監測分析，在結合其他大型醫院的經驗基礎上，結合數字成像和通信醫學(digital imaging and communication in medicine，DICOM)標準的運行機制，發現整個調用圖像的時間包括服務器響應時間、網絡傳輸時間及工作站接收并打開圖像時間，在這三個因素當中，網絡傳輸時間和工作站接受并打開的圖像時間過長是主要因素[7-9]。因此，對PACS軟件的優化，主要集中于下述兩個方面。

2.1 醫院PACS圖像傳輸模式的優化

在醫院PACS優化前，PACS診斷工作站與臨床WEB調閱均采用待整個圖像序列全部下載到硬盤后再打開調閱。作為一所腫瘤專科醫院，由于腫瘤診斷的特殊性，患者的圖像數據量大，經測算每個患者的CT圖像平均為600幅左右，雖然網絡環境為千兆到桌面，但因數據量大而導致網絡傳輸時間長，等待時間過長，優化后采用流媒體的技術思想[10-11]。PACS工作站的圖像傳輸模式由全部下載到硬盤后再打開改為邊下載邊打開的模式，極大優化了工作站的I/O傳輸性能，提高了圖片傳輸的速度，實現了打開首幅圖片的時間≤3 s[12]。

2.2 醫院PACS圖像打開模式的優化

在觀看醫學影像圖片中，尤其是觀看CT片時常會出現PACS軟件反應慢甚至無反應的問題。經過分析發現，PACS軟件的圖像打開模式是先將整個圖像序列一次性全部讀入內存，再看片。由于CT的圖像數據量大，讀入全部圖像后內存的占用率和CPU的占用率極高(往往達到70%以上)，導致PACS軟件反應慢甚至無反應。經過優化PACS軟件，將圖像的讀取模式改為只將當前需要讀取的圖像調入內存，不再需要的圖像調出內存。優化PACS軟件后內存的占用率和CPU的占用率大幅度下降，極大提升了醫生看片的流暢程度。

3 醫院PACS的網絡優化

3.1 網絡規劃的優化

影像科的檢查工作站和診斷工作均與影像科網絡相連，而PACS服務器放置于醫院中心機房，為了優化網絡的通信質量并最大限度地保證網絡安全，參照網絡安全體系采取以下優化措施[13]。

(1)由于PACS數據量巨大，在網絡的邏輯規劃上，使整個PACS網絡邏輯上形成一個二層結構，既減少數據的轉發，又可保證網絡的通信速度。

(2)采用虛擬局域網(virtual local area network，VLAN)安全技術，將PACS服務器和影像科的所有電腦劃分到同一個VLAN，防止PACS通信中在全醫院網絡中形成“廣播風暴”，減少整個醫院網絡的通信負荷[14]。

(3)考慮到大部分醫療設備的檢查工作站不能安裝殺毒軟件，為了保證影像科各個設備的安全，利用訪問控制列表(access control list，ACL)的安全特性，在影像科交換機上設置訪問控制列表，只允許PACS VLAN中的工作站訪問特定的服務器及其端口，同時PACS VLAN以外的電腦不能訪問PACS VLAN中的計算機[15]。

3.2 網絡硬件設施的升級

在醫院PACS建設前，影像科網絡和HIS完全獨立，影像科網絡采用的是1000 M的核心交換機(H3C 5120-EI)，但接入交換機是100 M的。在醫院PACS的建設中，為了滿足高速和穩定的要求，將接入交換機也升級為1000 M(H3C 5120-SI)，保證1000 M到桌面。同時，在將影像科與全院核心交換機連接時采用光纖連接，保證網絡的帶寬與穩定(如圖3所示)。

圖3 影像科網絡和全院網絡的拓普圖

4 醫院PACS優化后的應用效果

通過流程的優化，實現了與HIS的對接。PACS與HIS對接后其優勢如下：①實現了PACS與HIS的數據共享，PACS不僅僅是孤立的影像系統，在做檢查登記時患者的所有信息均由HIS提取，可保證信息的準確性，減少錯誤和遺漏，提高檢查科室的效率；②方便醫生調閱圖像，可將瀏覽工作站作為一個功能模塊嵌入到臨床和門診醫生工作站，醫生可方便地查閱患者的影像信息和調閱患者的檢查報告；③規范檢查收費項目的名稱，建立起了PACS與HIS的對應關系。通過PACS軟件的優化，PACS整體性能提高，用戶等待時間顯著縮短，用戶的體驗明顯好轉。

5 結語

醫院PACS優化的實施，應在確定優化方案之前，在充分分析現有問題的基礎上找到根源，有的放矢。應充分考慮優化的性價比，以系統流程、軟件環境的優化為主，硬件升級更換為輔。實施優化方案的過程中要制訂測試方案、實施方案及應急預案，按步驟實施，確保優化方案的順利實施。

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Optimization in the construction of the hospital PACS/WEN Quan, LIU Xue

// China Medical Equipment,2014,11(10):56-58.

Objective: To Integrated PACS and hospital information systems (HIS), and improve the efficiency of PACS, and improve the user experience. Methods: Base on deeply analysis of existing problems in system application, using process optimization, software optimization, and hardware upgrades manner optimize PACS. Results: PACS and HIS realized Integrated, improving the overall performance of the PACS. Enhance the user experience and expand the application scope of PACS. Conclusion: Deeply analysis of existing problems should be done before optimizing the system. Process optimization, software environment optimization should be considered as the most important and upgrading and replacement of the hardware as the secondary.

Picture archiving and communication system; Optimize; Hospital information system; Integrate

1672-8270(2014)10-0056-03

R197.324

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.10.019

2014-01-03

①重慶市腫瘤醫院信息科 重慶 400030

溫泉，男，(1979- )，本科學歷，工程師。重慶市腫瘤醫院信息科，從事數據庫管理及網絡管理工作。