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前言 PACS是放射學、影像醫(yī)學、數(shù)字化圖像技術、計算機技術及通信技術交叉結合的產(chǎn)物,它將醫(yī)學圖像轉化為數(shù)字形式,通過高速計算設備及通訊網(wǎng)絡,完成對圖像信息的采集、存儲、管理、處理及傳輸?shù)裙δ埽沟脠D像資料得以有效管理和充分利用。本教材詳細地介紹了PACS的基本知識和相關醫(yī)學圖像處理和計算機技術的最新知識,尤其對DICOM
3.0標準作了較為系統(tǒng)的介紹。通過本教材可使得學生對PACS系統(tǒng)及其相關技術有一個系統(tǒng)而全面的了解和把握。由于其多學科交叉和融合的特點,本教材可為學生畢業(yè)后從事醫(yī)學影像設備的設計、醫(yī)學信息處理平臺的研制和開發(fā)打下必要的基礎,同時其跨學科特點又非常有助于學生對所學各類知識的綜合與消化,有助于其知識素質(zhì)的提高。因此本教材可以作為影像和醫(yī)學信息工程類專業(yè)本科或大專生PACS課程的基本教材,也可作為從事PACS研發(fā)和維護等專業(yè)技術人員的參考書。 作為一門跨學科的綜合性很強的課程,PACS尚沒有難度適中、內(nèi)容繁簡得當、適于醫(yī)學影像技術專業(yè)本專科生培養(yǎng)的教材可資使用,網(wǎng)上能夠查到的參考資料龐雜,術語翻譯和表達難以統(tǒng)一,不利于PACS教學和相關知識的傳播與交流。本教材在總結多年教學經(jīng)驗基礎上,在上海理工大學“精品本科”系列教材建設項目資助下,綜合既有相關課程教學資料,并適當補充一些最新行業(yè)相關內(nèi)容基礎上編寫而成,具有鮮明的時代特色和良好的課程教學適用性。由于作者水平有限,本教材編寫和內(nèi)容組織定有不少不當和不足之處,請各位讀者不吝指正。 編者 2015年12月 目錄 第一章緒論1 1.1PACS的概念的形成、結構和分類1 1.2PACS的發(fā)展歷史4 1.3PACS有關的信息系統(tǒng)、協(xié)議與規(guī)范6 1.4PACS國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析8 1.5PACS的經(jīng)濟和社會效益分析9 第二章PACS中醫(yī)學圖像表達與顯示12 2.1醫(yī)學成像模式的多樣性及影像分辨率要求12 2.2醫(yī)學圖像的窗寬窗位調(diào)節(jié)14 2.3PACS和DICOM圖像信息基本組織結構15 2.4PACS醫(yī)學圖像一致性表示17 第三章PACS中的圖像壓縮技術22 3.1圖像壓縮編碼方法及分類23 3.2圖像編碼的評價標準與圖像質(zhì)量和編碼效率的評價24 3.3常見的圖像編碼方式25 3.3.1統(tǒng)計編碼26 3.3.2預測編碼28 3.3.3變換編碼29 3.4PACS常用的圖像壓縮標準簡介32 3.4.1JPEG標準33 3.4.2JPEG 2000概述36 第四章數(shù)字醫(yī)學成像和通信標準——DICOM 3.040 4.1DICOM標準的發(fā)展歷史41 4.2DICOM 3.0的數(shù)據(jù)集、傳輸語法和UID44 4.2.1DICOM數(shù)據(jù)元素和數(shù)據(jù)集44 4.2.2傳輸語法和唯一標識符UID48 4.3DICOM 3.0的思想、模型和相關術語50 4.3.1實體關系模型和信息對象定義50 4.3.2C/S模式和服務對象對類55 4.4DICOM網(wǎng)絡通訊模型和應用層服務元素63 4.4.1DICOM的協(xié)議結構模型與DICOM接口63 4.4.2DICOM上層協(xié)議和通訊過程65 4.4.3DICOM消息與DIMSE消息交換服務過程70 4.5DICOM 3.0 的組成79 4.6DICOM文件86 4.6.1DICOM文件組成與格式86 4.6.2DICOM文件的解讀、構建和DICOM應用開發(fā)92 第五章PACS存儲系統(tǒng)與技術95 5.1PACS常用存儲介質(zhì)與接口技術95 5.1.1PACS常用存儲介質(zhì)和接口技術96 5.1.2冗余磁盤陣列及其種類98 5.2存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織和應用方式102 5.3PACS存儲架構、數(shù)據(jù)保存與存儲產(chǎn)品選擇105 5.3.1PACS分級存儲架構105 5.3.2存儲產(chǎn)品的選擇標準107 5.4PACS存儲發(fā)展新動向109 第六章PACS系統(tǒng)分析與設計112 6.1PACS系統(tǒng)設計的基本原則112 6.2PACS體系結構模式及其比較分析114 6.3PACS系統(tǒng)設計基本支撐技術117 6.3.1分布對象技術117 6.3.2負載均衡技術119 6.3.3XML技術122 6.3.4PACS系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)庫技術126 6.4PACS控制器功能及設計131 6.5PACS可靠性保障框架體系的設計136 6.5.1網(wǎng)絡和服務器可靠性保障框架137 6.5.2數(shù)據(jù)可靠性保障框架138 6.5.3數(shù)據(jù)保護方案設計140 6.6PACS的實施與系統(tǒng)評價141 6.7PACS系統(tǒng)的性能評價144 6.7.1系統(tǒng)性能分析和評價144 6.7.2系統(tǒng)效率分析和評價145 6.7.3圖像質(zhì)量相關的性能和評價146 第七章PACS網(wǎng)關的功能設計與分析149 7.1圖像獲取網(wǎng)關的功能與分析設計150 7.2PACS與HIS/RIS集成網(wǎng)關功能與設計154 7.2.1HL7標準簡介155 7.2.2集成方案的選擇163 7.2.3集成方案設計164 7.3WWW與DICOM網(wǎng)關功能與分析172 目錄第八章PACS發(fā)展趨勢與IHE177 8.1基于PACS的醫(yī)學影像應用、發(fā)展趨勢及其應用拓展177 8.1.1基于PACS的醫(yī)學影像應用177 8.1.2DICOM Waveform擴展及其文件和數(shù)據(jù)組織179 8.2遠程PACS系統(tǒng)與網(wǎng)絡安全180 8.3PACS與IHE框架182 8.3.1IHE概述182 8.3.2IHE發(fā)展與年度計劃184 8.3.3IHE放射科技術框架185 8.3.4IHE工作流程與信息發(fā)布192 8.4IHE系統(tǒng)改造和實現(xiàn)方法194 參考文獻195 |
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