医学影像学配置方案探析范文

材料与方法

一、系统概述

本院放射科PACS及RIS系统于1999年11月正式开通运行,现已正常运行18个月,同步实现了放射科医学影像学检查工作流程和医学影像数据流程的全面计算机化及网络化管理和操作。系统应用的工作站类型和分布见表1。

二、系统结构与组成

工作站系统从逻辑上分为2大类:PACS工作站和RIS工作站。PACS工作站主要为影像诊断工作站,其提供医学影像诊断所必需的软拷贝(softcopy)显示和影像处理操作功能。在PACS的工作站系统中包括了CT、MR、数字胃肠(RF)、DSA诊断和常规X线影像诊断,以及高分辨影像显示3类不同应用要求的工作站,此外,另配置有3台专用的影像后处理工作站(GEAW3•1和2•1);RIS工作站因执行的功能范围较宽而具有较多类别:如登录、检查安排及执行、报告打印及分发、管理、诊断报告等。

结果

一、工作站系统的配置与实现

根据不同的应用目的和功能的需求,以及实际的投资状况,笔者对不同的工作站类型采用了各异的配置和实现方式。

(一)常规影像诊断及报告工作站此类工作站作为PACS和RIS系统应用操作的前端,在系统应用环境中处于同一位置,笔者采用了单机双屏的方案将PACS和RIS工作站合而为一,实现了PACS和RIS应用前端物理上的集成。1•CT、MR、DSA影像诊断工作站:工作站主机采用HPKayaka影像工作站和HPD8169VectraVE商用机,每台主机配置2台17in(1in=2•54cm)的彩色显示器。2•常规X线影像诊断工作站:工作站主机采用HPP2781BVectra商用机,各配置2台21in的彩色显示器,以便于操作DR(directradiography)和数字X线摄影(digitalradiography)设备产生的大幅面影像显示)。

(二)高分辨影像诊断工作站共3套双屏肖像式(portraitformat)专业医学影像工作站,其每一屏灰阶显示器可提供2K×2•5K×12bits显示分辨率,用于常规X线影像(如DR)诊断。

(三)影像后处理工作站包括2台GEAdvantageWindows3•1(SUNUltra60/内存512MB/UNIX)和1台GEAdvantageWindows2•1(SUNSPARC20/内存128MB/UNIX),提供医学影像后处理服务和支持功能。

(四)其他RIS工作站主要应用于RIS登录、查询、检查安排及执行、诊断报告打印及分发登记、管理等目的和位置,由于未涉及医学影像的操作和处理,对这类工作站配置参数要求不高,全部采用HPD8935ABrioBA400家用机:PIICeleron433/内存32-64MB/15in彩色显示器,操作系统为Windows98或WindowsNT4•0。

二、工作站系统的功能实现

(一)影像诊断工作站与诊断报告工作站的物理整合影像诊断工作站与诊断报告工作站在功能和逻辑上分别属于PACS和RIS,但两者在功能执行时应处于同一物理位置,即放射科医师产生影像诊断报告的节点。笔者基于操作系统(Windows98/WindowsNT/Windows2000)支持多屏显示(multipledisplay)的能力,采用一机双屏物理集成了PACS工作站与RIS工作站。实现了单一节点、单一主机、诊断报告与影像操作界面分屏显示,或双屏同时用作影像显示。

(二)基于影像类型和需求决定工作站配置门诊读片室主要操作常规X线影像(产生于DR和数字X线机),一般要求提供17in×14in影像显示幅面。笔者全部配以21in的双屏显示,尽可能地提供足够的影像显示和操作的空间,同时配备3台双屏肖像式灰阶显示器的高分辨影像工作站提供对常规X线影像诊断的支持服务。对于操作较低分辨率和较小幅面的CT、MR读片室,工作站全部为17in显示器。

讨论

工作站系统是医学影像学科数字化运行管理模式实现的基础环节,同时,工作站硬件及参数的选择和配置不仅关系到系统投资,同样也直接影响影像诊断质量,在医学影像学信息系统的设计和实现过程中,必须给予足够的关注。笔者认为应该遵循的原则是:既要满足影像诊断的基本需求,同时也应基于实际可能的投资水平,制定出符合实际的解决方案。以下对医学影像学信息系统工作站设计和配置的几个相关因素进行讨论。

一、兼顾投资水平的前提下确保必要的影像显示分辨率支持

医学影像诊断不仅影响临床诊疗过程,亦涉及法律、伦理等社会学领域,对数字化医学影像学信息系统而言,其关键的因素是保证提供足够的数字影像软拷贝显示分辨率[2-5]。美国放射学院(AmericaCollegeofRadiology,ACR)将不同类型的数字化医学影像分别定义为largematriximage(高矩阵影像,如CR、DR等影像)和smallmatriximage(低矩阵影像,如CT、MR、US、DSA等),并分别对其必要的影像分辨率作了明确的规范[4,5],largematrix影像要求提供≥1024×1024×10bits分辨率,smallmatrix影像要求提供≥512×512×8bits分辨率。对于smallmatrix影像,普通的彩色显示器分辨率已足够,这类工作站的设计和实现不成问题;问题在于如何规划用于largematrix影像类型的显示工作站,理想的状况是全部采用专业的高分辨(2K×2•5K×12bits)医学影像灰阶显示工作站,但其昂贵的价格导致的投资压力,绝大多数国内医疗单位难以承受。笔者根据本院的具体情况和实际投资水平,以及常规X线影像检查尤其胸部检查影像诊断正常的频率较高等特点,采用了以双屏大幅面(21in)彩色显示器工作站装备为主,辅以3套(共6屏)高分辨专业医学影像灰阶显示工作站用于复杂病例诊断支持和保障的配置方案,力求兼顾缓解投资压力的目标,同时满足提供必要的高分辨医学影像显示的分辨率要求。对于影像后处理工作站而言,其功能的执行主要取决于其后处理软件,显示分辨率方面则并无特殊要求。这类工作站多由特定的医学成像设备厂商提供,为了保证其能够兼容其他提供商的影像设备产生的影像,应该要求后处理工作站提供必要的DICOMSOP(serviceobjectpair)遵从,譬如,至少应支持后处理软件可操作的影像类型所对应的storageclass的支持。

二、单机双显配置为医学影像诊断工作站设计的首选

由于医学影像诊断工作站应能同时提供影像浏览(PACS)和产生诊断报告(RIS)的双重服务和功能,采用单机双显配置应为最佳选择。一些计算机操作系统(如Windows98和Windows2000)提供了对多显示器配置(在1台主机配置多个显卡及显示器)的直接支持,WindowsNT4•0通过特殊的双接口显卡(如MatroxG400)亦可容易地实现单机双显的配置,这为设计医学影像学信息系统的工作站结构提供了灵活性和较大的选择序列和范围。单机双显的实现方式取决于所采用的操作系统,Windows98仅支持双显卡方式;WindowsNT4•0仅支持单显卡(双接口,如MatroxG400)方式;惟Windows2000支持上述2种方式。需要提请注意的是,若采用单卡双口实现方式,应避免购买和使用显卡被整合在计算机主板内的机型,以免增加配置时的难度和消耗系统额外资源。我院的所有影像诊断工作站在系统运行初期分别采用的Windows98(双显卡)和WindowsNT4•0(单显卡双口)构型,尔后为了便于管理和系统安全控制的考虑,全部升级为Windows2000Pro。单机双屏配置除了使用方便和显示空间大、投资节省等优点外,还可使实际影像软拷贝屏幕显示区增加1倍,因为上述的双屏实现实际上是虚拟双屏,需要时可将影像视窗扩大至占据全部双屏显示区域,这对CT、MR等序列影像的显示和浏览尤为有利。

三、对PACS和RIS应用软件的特殊要求

主要是影像诊断报告工作站的要求。由于双屏显示的配置,以及影像显示要求屏幕显示分辨率设置尽可能高,相应的PACS影像显示软件(imageviewer)和RIS的诊断报告软件的界面和显示必须能适应这种特定的显示环境的要求,包括:(1)PACS影像显示和RIS的诊断报告界面应为独立的显示视窗(window)单元,以利于获得最大的显示空间,同时,每个视窗应能在双屏显示区域内做任意位置的移动,从而使诊断医师可以根据需要方便地将影像视窗或诊断报告视窗移至主显示屏进行观察和操作。(2)RIS诊断报告的用户界面不会因屏幕分辨率设置增高而变形,给诊断报告的操作带来不便。采用双显卡的方案,通常2个屏幕的分辨率可以分别设置,不会出现此类问题,而采用单显卡双接口的方案,2个屏幕的分辨率同步变化,当为适应医学影像显示分辨要求而调高屏幕空间分辨率时,有可能造成诊断报告用户界面变形。应对RIS提供商提出相应要求,使其确保避免出现此类情形,从而使影像的显示能够充分地利用硬件可提供的最大能力。