PACS系统第三章

1影像信息数量与分布时间影像信息I/O设备HIS/PACS影像存储第三章影像信息及其存储2医学影像数据的特点类型多规模大精度高增长快不失真标准严处理难约束复杂安全性可靠性一致性实时性分布性并行性预操作3影像成像方式直接成像如内镜几何成像扫描成像间接成像衍射成像断层成像编码孔成像：光谱仪合成孔成像：雷达成像方式4一、影像信息种类影像设备与影像信息的采集X射线图像CT图像MRI图像超声图像放射核素图像医用红外图像内镜图像显微图像医学图像种类51、X射线图像一、影像信息种类数字X线摄影DR数字减影DSA计算机X线摄影CR影像板（IP）:是作为记录用的载体，可以用2－3万次。暗盒型的读取装置暗盒型CR无暗盒型CR与传统X线机兼容配特殊X线机监视器存储装置指在专用计算机控制下，直接读取感应介质记录到的X线影像信息，并以数字化影像方式再现或记录影像的技术方式。DSA是DR的一个组成部分。在注入造影剂前后二次成像，并转为数字信号存储，两次数字相减，消除相同的信号，得到一个只有造影剂的血管图像。能显示精细的血管结构。6CR7血管造影检查是对注入血管造影剂前后的图像dsa进行相减，得到无骨骼，内脏，软组织背景的清晰的血管影象。DSA8一、影像信息种类X射线图像DSAX片92、CT图像CT是计算机体层摄影术，(ComputedTomography)CT成像的基本原理：利用高度准直的X线束，对人体的某一部位进行环绕，并以一定层厚度的层面进行扫描，最后变为数字化图像。头颅CT机全身CT机CT分类一、影像信息种类102、CT图像一、影像信息种类113、MRI（磁共振，MagneticResonaunceImageMRI原理：ＭＲＩ就是利用人体中富含的大量的水分子中的氢原子，在强磁场内受到脉冲的激发后，产生的磁共振现象，经过把在磁共振过程中所散发的电磁波，以及与这些电磁波有关的质子密度、弛豫时间、流动效应等参数，接收转换的空间编码技术，再通过电子计算机的处理，最后形成图像，做出准确的诊断。一、影像信息种类123、MRI（磁共振，MagneticResonaunceImageMRI的优点无放射线损害，迄今也未见有MRI对人体产生损伤的报道；软组织密度分辨率高于CT；可直接作任意的切层扫描；成像参数及方法多，所获得诊断信息较CT丰富。一、影像信息种类134、US图像（Ultrasoundsystem)声波频率：2-20KHz超声波：＞20KHzUS成像原理利用超声波在人体内部传播时，组织密度不连续性形成的回波进行成像的技术。常见的超声设备A超、B超、D型超声、M型超声一、影像信息种类144、US图像（Ultrasoundsystem)一、影像信息种类155、放射性核素图像原理将放射性示踪药物引入人体内，使带有放射性核的示踪原子进入要成像的组织，通过测量放射性核素在人体内分布来成像的一门技术。单光子发射成像SPECT正电子发射成像PET放射性核素成像分类一、影像信息种类166、医用红外图像原理利用红外探测器检测人体热源深度及热辐射值，并将其转变为电信号，通过计算机成像。主要用于诊断与温度有关的疾病。一、影像信息种类177、内镜图像原理直接经人体的天然孔道,或者是经手术做的小切口进入人体内.进行实时人体部位观察、或表面形态观察的医疗设备。图像质量的好坏直接影响着内镜的使用效果。内镜组成：可弯曲部分、光源及一组镜头组成.一、影像信息种类188、显微图像原理利用显微镜光学系统获得关于细胞、组织切片的二维影像。一、影像信息种类19医学影像类型静态图像：单帧图片，如腹部超声结石图动态图像：一段或多段连续的图像，如心脏超声一个或多个心动周期类型数字图像视频图像20影像信息数据及其时间分布影像图像的数据量特点数据量大不同成像方法获得数据图像像素不同，人体信息不同。医学图像数据量计算式一幅1024×1024的图像,深度为8bit,其数据量？二、影像图像的数据量单幅图像数据量图像宽度×图像高（或长度）×图像像素位数8=21二、影像图像数据量CT：512×512×12bitsB超：512×512×8bitsMRI：256×256×12bitsDSA：512×512×8或1024×1024×8bits核医学：128×128×16bits数字化X射线胶片：2000×2500×12bits医学影像数据规模22二、医学图像数据量名称一幅图像数据量一次图像幅数单人常规检查总数据DSA512*512*815——404—10MBMRI256*256*16608MBCT512*512*164020MBCR2048*2048*16216MBX光片数字化2048*2048*16216MB23三、影像信息时间分布医疗LAN中影像信息的时间分布影像信息产生高峰上午8：00-11：00，下午2：00-4：00影像信息调用高峰一个诊疗周期≥3次24四、影像信息I/O设备PACS图像获取PACS采集功能直接获取间接获取如CT、MRI、CR、DSA胶片扫描仪图像采集卡采集方式获取图像和数据转换格式存储图像25四、影像信息I/O设备图像获取子系统：成像设备：如X射线、CT、MRI、超声等图像获取接口：从各种成像设备上获取图像数据以及相关的文字信息（患者信息、图像采集参数、有关的图像处理等）。26四、影像信息I/O设备图像获取接口：难点：医学影像设备的信息输出为胶片，需要将胶片转化为数字图像；不符合DICOM标准的成像设备通过图像采集工作站采集图像将从成像设备获取的医学图像数据转换为PACS标准格式，送往PACS控制器。27图：不同影像获取方式28四、影像信息I/O设备数据采集方法有：直接提取全窗宽数据；直接提取定窗宽数据；提取视频数据；使用扫描仪提取数据等方法。29四、影像信息I/O设备数据采集位置：激光相机处采集，主机处采集，视频口采集。30四、影像信息I/O设备显示设备分类图像显示（软输出）图像打印（硬输出）31影像新模式量更多图像更高分辨率更多细微图像特征查看从有胶片到无胶片从2D（胶片）到3D（MIP/MPR、VR等）甚至更远(4D)四、影像信息I/O设备32*医学专家在读片时的需求速度精确度信心度*软件与硬件是重要关键四、影像信息I/O设备33转向彩色显示器3D重构MR功能影像PET-CT（彩色重叠）多普勒超声波核医学CAD(计算机辅助诊断)四、影像信息I/O设备34转向多模态显示器:PACS工作站用于可视化多种模态CR、DR、CT、MR、PET、X光乳房成像……放射医学和PACS逐渐与其他颜色关键“学科”融合：病理学、内窥镜检查学、皮肤病学…*更广泛地使用医疗显示器:*将RIS&PACS集成进EMR（电子病历）系统四、影像信息I/O设备351、医用显示器要求所有的医用显示器具有一致性和整体性。一致性是指医用显示器在使用了一段时间后，同一图像其显示质量（亮度、灰度、对比度等）还是一样；整体性指在医院不同地点的工作站上显示的同一图像其亮度、灰度、对比度等是完全一样。36医用显示器分类用于放射影像诊断的显示器均为灰度显示器。按分辨率分类：1MP、2MP、3MP、5MP等按技术类型分类：阴极射线管型（CRT）、液晶屏型（LCD）按显示屏面分类：直画面“肖像型”（横屏）、横画面“风景型”（竖屏）37表：CRT显示器与LCD显示器性能对比CRT型医用显示器逐渐被LCD型显示器所替代，LCD型成为PACS系统应用的主流产品。38LCD型医用显示器主要参数：尺寸：显示器尺寸是以对角线长度来表达。医用显示器常用尺寸为18″（46cm）、20″（50cm）、21″（53cm），尺寸基本与X胶片相仿，但是不和价格相关。39LCD型医用显示器主要参数：分辨率：单位面积内实际显示像素的数量。普通显示器有1024*768、1280*1204；基本上是横屏显示，不需要横/竖屏转换；医用显示器分辨率与价格成正比，不同的医用诊断设备应当选择相应分辨率的显示器。40表：医用显示器分辨率41LCD型医用显示器主要参数：亮度：以每平方米烛光（cd/m2）为测量单位。通常液晶显示器的亮度是表示背灯管光源所能产生的最大亮度。民用LCD显示器一般有200~300cd/m2的亮度，医用显示器会达到700~900cd/m2的亮度。医疗显示器在整个显示器生命周期内保持恒定亮度和图像质量。42整个显示器生命周期内保持恒定亮度600cd/m26500hours500cd/m217000hours700cd/m22000hours800cd/m2200hours最大亮度与使用寿命之关系50556065707580859095100110100100010000100000背光寿命(小时)Luminance(%)亮度43LCD型医用显示器主要参数：灰阶：灰阶显示要求显卡支持，医疗专用显示器应当配有专用显卡。普通显示器有8bit（256灰阶），用于显示彩色图像，对灰阶递进无严格要求，使用普通显卡；医用显示器常见有10bit（1024灰阶）、12bit（4096灰阶），对灰阶递进有严格要求。医用显示器的灰阶和传统胶片都是单色的，性能指标一致，医生很容易接受，诊断要求医用显示灰阶≥10~12bit（1024~2048灰阶）。44LCD型医用显示器主要参数：对比度：是指屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值。对比度越高，图像越清晰。普通LCD显示器的对比度在250：1~300：1。医用黑白显示器亮度高，对比度也很高，一般在600：1~1000：1之间。47LCD型医用显示器主要参数：可视角度：可视角度是指用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度。普通LCD对可视角度没有特别要求；医用显示器达到170度的可视角，可视角度是医用显示器重要指标。48可视角医疗显示器采用最新LCD技术，最佳视角1700。采用多个显示头，宽视角便于查全部细微图像特征。49LCD显示器一般都使用两种信号输入方式：传统模拟VGA的15针状D型接口DVI输入接口。医用显示器均有DVI接口，可减少了因模-数转换带来的信号失真。信号输入接口与显卡50显示器坏点液晶屏的坏点是指某个点是常黑、常亮或闪烁，不能正常显示的像素点。A级LCD面板的坏点数会限制在3个以下；医用显示器的行规要求每屏不允许出现分散的5个坏点或集中的3个坏点。51显示器技术认证普通显示器：环保、电磁学相关认证，医用显示器：环保、电磁学相关认证，医疗行业技术认证DICOM3.14灰阶标准显示函数（GSDF），通过GSDF校正的显示器才可以用于医疗影像诊断。医用显示器的相关医疗产品认证有FDA（美国食品药品管理局）、CE（欧盟认证）、SFDA（中国食品药品监督局）等。52灰阶标准显示函数（GSDF）JND(JustNoticeableDifferent)物体与背景的亮度差，可称“恰辨差”亮度。标准灰度显示函数GSDFDICOM以表格的方式给出了每个JND级别对应的亮度值，这就是DIC0M定义的GSDF.54医用显示器亮度稳定（恒定）功能医用显示器亮度调整人工调整：每隔一段时间（大约三个月到六个月）亮度及灰阶的校正，以保证显示器的一致性；自动调整：有的显示器内部有传感器，能侦测亮度变化。57医用显示器的选择因素1）功能：能进行DICOM校正的医用显示器，有专门的校正软件；有光学传感器接口，能接入光学传感器进行校正；有亮度恒定装置的显示器有配套的专用显卡，要求10~12输出灰阶；58医用显示器的选择因素2）诊断工作站对于CT、MR、PET、DSA及超声设备的图像显示，选择1MP和2MP；对于DR、CR产生的图像，例如胸部图像，做精细诊断要求3M以上的显示器；对于诸如专业医用双竖屏或四