PACS 覆盖了医学影像从获取、传输、存储、显示和管理的整个过程。PACS 系统从小型单机工作站的Mini PACS、科室级的Digital PACS、全院级Full-Service PACS 到区域PACS，在规模上相差悬殊，但都采用DICOM（Digital Imaging andCommunications in Medicine）标准，具有医学影像获取和传输、大容量数据存储、图像显示和处理功能。
PACS 的主要功能和应用包括：用图像服务计算机来管理和保存图像（以取代传统胶片库）；医生用影像工作站来看片（以取代传统的胶片与胶片灯）；通过 DICOM 3.0 国际医疗影像通讯标准和诊断工作站将全院各科室临床主治医师、放射科医师和专科医师以及各种影像、医嘱和诊断报告联成一网；用WEB、Email 等现代电子通讯方式来做远程诊断和专家会诊（以取代传统的胶片邮寄和电话、书信等）；用专业二维、三维分析软件辅助诊断；用专业医疗影像诊断报告软件以取代传统录音和纸笔。
PACS 系统的发展经历从简单到高级、由技术研究到广泛商业应用的过程。1985年美国军方开始DINPACS的研究开发，上世纪九十年代中期第一代商业PACS 产品的问世，PACS 系统发展到今天已被医疗机构广泛接受并越来越普及，应用层次也从医学影像的浏览存储，向更高级应用的区域PACS 和计算机辅助诊断CAD（Computer Aided Diagnoses）方向发展。
PACS 技术发展趋势
PACS 技术近年的发展集中在区域影像中心、三维重建、多影像融合和计算机辅助诊断几个方面。目前，国外的医学研究机构和医疗软件提供商已经推出了三维重建（3D）、多影像融合和CAD的成熟商业软件如BARCO公司和GE 公司，而国内的上海申康“医联工程”、海南省、厦门市在学习借鉴国际先进技术的基础上开始区域影像中心建设。
1. 区域影像中心
区域影像中心的提出是医院内部PACS 应用发展后的必然结果，是在医院内部实现病人影像信息共享后，在医院之间这一更高层次的实现，同时也是电子病历EHR 系统实施的基础和先决条件。
区域影像数据中心就技术架构来看，主要有以下两种实现策略：基于分布式医学影像信息处理的模式和基于ASP 模式下大集中的区域性PACS。分布模式的主要基础是IHE XDS-I技术框架，其核心思想是用于共享交换的图像数据采用分布式存储，而对其索引信息采用集中式发布和注册（如图1所示）。集中模式的主要特征是对共享交换的影像（图像和报告）数据、索引信息都采用集中式存储、发布和注册；对网络带宽要求较高;存储空间要求较大；图像数据交换通信标准为DICOM或厂商间自定义协议。目前，上海申康“医联工程”区域影像中心采取集中与分布相结合的系统架构，遵从IHE 技术框架中的XDS-I 范例，强调了病人医疗信息的隐私保密规则，详细规定了授权访问即访问存储在服务器上的病人影像信息的交互过程和加密传输即防止病人的影像数据在网络传输中被人非法截获。
2. 三维重建
三维重建是使用病人医学检查所获取的一组连续的CT、MR的层片图像（二维检查影像），在算法规则支持下，在计算机上生成病人检查部位虚拟的人体器官或组织的三维形体。例如，在讨论64、16排CT扫描全身骨与关节外伤性骨折三维重建的诊断价值中，传统平片检查影像相互重叠，密度分辨率相对较差，对于骨折线不明显，胫骨平台的裂纹及撕脱有时显示不理想，容易造成漏诊，引起不必要的医疗纠纷。三维重建成像能准确显示多条骨折线及骨折的移位情况，所以对骨折后骨干的旋转，复位后骨折的对位对线情况，断端成角情况，三维任意角度和任意方向观察骨折线走向及空间显示清晰，直观。更详细了解病变与周围结构，三维重建技术的应用，方便了影像诊断医师及临床医师，尤其临床医师制定手术方案具有重要临床价值。
3. 多影像融合
多影像融合是针对不同类型医学影像检查技术提出的应用需求。医技检查现在已有CT、MR、CR/DR、DSA 等多种不同的形式，不同检查技术各有特点各有所长，各种技术间不是相互取代而是互为补充的关系。CT/MR成像是以X线获取人体横断面的断层图像，它不受气体、骨骼等的影响；而超声成像由于受到其物理特性的限制，很大程度上受操作手法、气体、骨骼等因素的限制。现在，各种不同影像技术的使用是相互隔离的，如临床医生在查看医技科室的检查报告时，CT的影像及检查报告和MR 结论不能为医生提供所需病人检查部位的同步定位和对比研究。多影像融合打破了这种信息隔离，使医生能多角度研究分析病人的病情，做出更准确的诊断，从而提供更好的医疗服务。例如，现行的射频消融治疗（RFA）虽是以超声引导为主，但很多场合需要借助CT/MR图像作为参考，这在实际治疗时大大增加了操作的复杂性和操作者的负担。日立超声多影像融合介入导航系统是将CT/MR的三维数据信息输入超声设备，在同一监视器上同时显示超声和CT/MR的图像，并且由于采用了高精度的磁定位系统，操作者随意移动探头更换切面CT/MR的图像都会实时与之联动，确保监视器上显示的超声和CT/MR图像为同一切面。这一技术使超声引导下的RFA治疗技术得到巨大的提高，病灶显示更准确，诊断更充分，治疗更安全，操作更简便。
4. CAD 计算机辅助诊断
CAD 计算机辅助诊断技术是医学影像学发展的前沿，在对大量医学影像和诊断的分类分析和统计的基础上，建立特定医学影像检查分析决策系统。CAD使用特征提取等图像处理技术获取病人检查的特征数据，与分析决策系统中大量同类检查的统计学数据分析对比，做出影像检查的诊断结论。CAD在放射影像医学中的应用较为广泛，从普通X 射线片、CT、MRI 到PET，均可引入CAD。在数字化胸片诊断中引入CAD 系统，计算机可以辨认出肺内可能存在的结节性病灶，用最简单的图形化方式将结果展现给医生，将图像增强显示与ROI（感兴趣区）计算工具结合，支持医生对图像中的肺部结节进行鉴别、确认及定量分析，帮助放射科医生提高其诊断的准确性，减少肺内结节病灶的漏诊。乳腺X射线片诊断是CAD 的主要应用领域之一（如图4），CAD可从以下两个方面提高乳腺癌诊断准确率：①寻找可能存在的肿块性病变；②寻找微小的钙化点。据报道，应用CAD 在识别微小钙化点时，比常规阅片的情况高出26.20%~80.00%，进一步的调研认定，此类CAD 在乳腺X 射线片诊断中与医生的诊断结果不相上下。世界各大医疗器械供应商也以此为契机，研发并商品化了多款CAD 系统，在RSNA2007年会上，国外厂商展示了计算机辅助诊断增强对比CT 影像在急诊医疗中自动探测硬膜下血肿、计算机辅助诊断骨质疏松症使用多位CT影像、人肺泡组织样本的微3D CT影像的可视化与量化分析等大量CAD 技术的最新应用成果。
PACS 在我国发展方向
由于我国开发和引进PACS系统较晚，目前已经建立并有效运行的PACS系统并不多见（特别是内陆省市）。究其原因主要是标准化程度低、兼容性差、一般为封闭式的专用系统，既不经济、价格也昂贵，配置的硬件不够合理，对工作量大的医院缺乏强大的存储子系统，无法支持数握量巨大的常规放射影像，因此不能真正实现“无片化”管理。多数PACS系统也没有其有效的工作流程和自动化管理功能，也不能向临床诊断提供所需的全部，表现在在线信息少，响应速度慢。对网络安全、保密和符合法律要求方面还不可靠。现有的PACS系统设计大多数没有考虑技术
发展和扩展需要的可能，难于与现有的HIS/RIS整合为一个系统。
PACS在国内发展方向重点在：应严格遵守国际技术标准的系统设计和完全开放式的体系结构，基于IHE、DICOM3.0和 HL-7（医疗保健）等国际标准，浏览器／服务器结构，应具有良好的兼容性（如图5）；基于Internet/Intranet技术的网络结构，需支持局域网（LAN）、广域网（WAN），可远程会诊；采用TB级甚至PB级存储子系统，提高响应能力；提供容错、纠错能力及更好的数据安全性和灾难恢复能力，有高性能数据压缩技术；为了进一步降低成本，开始转向PC平台，系统界面友好，有强大的中文支持能力，易学易用；有语音、图像和数据的传输等多种技术的无缝整合；有完整的系统解决方案，系统利于维护和技术支持。
目前，PACS 系统越来越被医生所依赖，但是医生更希望今后的PACS 的发展方向更靠近医生，更方便于医生的使用。尤其在PACS 中增加图像后处理技术功能将会更好。现在医生对CT、MRI 等大型仪器的图像后处理都只能在原机上进行，并且每个厂家每个机器的处理技术方法及处理能力各不相同，需要医生分别进行学习、掌握与研究。占用了医生的宝贵时间，浪费了医生的研究精力。如果有一天，各项功能都能在PACS 上实现，这将是医生的最大满足。同时应使各大型仪器厂家只作设备，成为PACS系统一个数据的输入单元，这样做有利于厂家的硬件生产、研究与开发，减少了现在各厂家对各自软件的炒作及昂贵的费用支出。同时应要求各厂家用统一的标准方式输送其影像数据，PACS 可以从各个厂家的设备获得这些数据，用PACS 自己的一整套的、最优化的处理技术及强大的处理功能对图像进行后处理。医生只需要研究一套PACS，就可以对图像进行最优化的处理，真正实现了应用、研究与需要的一体化。这将是PACS 供应商今后努力研究与开发的方向和目标。这将远远超出了现有PACS 的内涵，加大了PACS 供应商的研究与开发的难度。但是谁先实现这一目标，谁将以最受医生欢迎的PACS 而占领市场。
医院构建PACS的几点建议
目前，国内有大量的医疗机构准备实施PACS 系统，在实施准备中包括软件硬件两个方面，不同规模涉及的实施项目也各有差别，但都需要统筹考虑成本效益分析和系统扩充升级。以下是笔者关于如何构建PACS的几点建议：
1. 医院与厂家建立稳定的合作伙伴关系
由于PACS是个性化的系统，每个医院都应根据自己的实际情况进行设计和构建，购买PACS与其他大型影像学设备不同，不可能一次完成。计算机硬件、网络和存储介质的升级换代非常快，软件必然亦不断更新。所以，医院应该制订有关PACS构建的长期规划、认真寻找合格厂家，在PACS构建方面建立长期稳定的合作伙伴关系，以便保证系统稳定、不断更新，节约资金，避免因系统过时、厂家倒闭或转产给医院带来重大损失。
2. 遵循由小至大的原则，逐步实施和完善
通常有两种构建PACS的途径，一种是一次投入大量资金，在全院范围内建立系统，另外一种是由小至大，先将放射科的数字化影像学设备联网，构建小型PACS，然后逐步投资，经过几年时间，再逐步扩展至全院范围。笔者认为后者更好，具有以下优点：
（1）医院分次投资，对医院的经济运行影响小，容易实施，并可在较短时间内收回投资，得到回报；
（2）有利于影像学科医生逐渐掌握PACS，实现工作流转变和学习新知识，使系统运行更稳定；
（3）PACS含有大量图像和其他信息，对网络安全的要求较高，按照由小至大的方式建立系统，各级各类工作人员不断积累经验，有利 于保证网络安全；
（4） 有利于网络的不断完善。
3. 在不同场合应用分辨率不同的显示器
在医学影像学科内部，为影像诊断的目的，必须应用高分辨率的显示器，用于CT和MRI诊断的显示器配置19英吋液晶显示器+3MP Gray LCD，用于阅读胸部CR图像则建议19英吋液晶显示器+5MP GrayLCD，而超声和核医学（SPECT和PET）的要求可略低一些。急诊室、手术室、重点临床科室（骨科/ICU/呼吸科）所应用的显示器虽属于浏览型，但是这些科室对影像依耐性比较高，也建议显示器配置19英吋液晶显示器+3MP Gray LCD。门诊所用显示器的要求更低，普通液晶显示器即可。
为满足影像学诊断的需要，应该十分注意不能以普通或低分辨率显示器代替高分辨率显示器，以免造成误漏诊。
4. PACS与HIS及RIS的关系
关于PACS与HIS和RIS的关系问题，在学术界一直存在争论。一种观点认为，应该将之整合，实现一体化；而另外一种观点则认为，应该将之彼此分隔，但是可相互调阅。笔者同意后者的意见，理由如下：
（1）PACS的主体是图像，而RIS和HIS是文字，二者的内容不同，分成两个系统比较合理。
（2）从存储的角度，出于系统安全性的考虑，二者应该分开。
（3）虽然RIS与HIS都属于文字系统，但是因RIS专门为医学影像学科服务，作为HIS的一个子系统而独立设置，更为合适。
5. 关于PACS的存储介质
目前欧美先进 PACS 厂家都在推行在线和备份两级储存。备份只是为了防意外，如火灾、地震等。在线用的是硬盘，用 RAID （冗余存储磁盘阵列） 加NAS （Network Attached Storage） 或 SAN （StorageArea Network）。而前几年PACS 界最常见的是用三级图像储存模式：在线 （online）、近线 （ nearline）和离线 （off-line）。新的图像在线存在硬盘上、老一点的图像近线存在网路服务机里、再老一点的图像离线存在 MOD 或磁带里。磁盘阵列存储容量大，调阅图像快速，但是价格昂贵，多用于短期在线存储；磁带库价格低廉，但是查找和调阅图像的时间较长，使用寿命有限; VCD光盘塔存储容量较大，调阅图像较快，价格较低，即可用于在线、也可用于下线存储；与VCD比较，近年问世的DVD光盘塔存储容量成倍增加，调阅图像快，价格居中，并有不断下降的趋势，使用寿命较长。笔者认为综合分析各种介质的性能和价格比，以及今后的发展趋势，无论在线还是下线，DVD光盘塔都是PACS较为理想的存储介质。
6. PACS资源利用
国内一些医院对PACS的应用认识还只停留在胶片的数字化、电子化报告等初级应用层次上，这是远远不够的。建设好PACS之后，应该利用其丰富资源获取同一病人的历史数据以帮助诊断，或者获取同一疾病的患者分布加以分析，或用来建立相应影像用作科研和教学。例如：常对不同时间段骨骼X-RAY影像分析，来判断骨折之后骨骼愈合情况等。PACS处理工作站强大的图像分析和处理功能（图像分割、配准、3D重建等）将对计算机辅助诊断、外科手术导航等提供极大的帮助，这将在今后的深入应用中得到体现。
小结
当前，PACS主要朝着区域影像共享、三维重建、多影像融合、计算机辅助诊断等应用方向发展。国内医疗机构在实施PACS时应结合自身业务应用水平的高低，采用逐步推进的方式从核心业务入手，从科室级PACS 逐步升级到全院级，并为区域PACS 系统做好准备。这种实现方式比较稳妥，降低了系统实施的难度，同时也适应了国内医疗机构在信息化投入方面资金不足的现状。 |
