医院的诊疗活动越来越多地依赖医学影像的检查，影像系统正在向更高级的应用发展。建设一套基于多影像融合的全院级PACS系统是满足医院影像业务开展的有效手段，这需要对涉及全院级PACS系统的多影像融合技术、图像压缩技术的开发、三维重建技术的应用以及信息存储系统设计关键技术进行集成创新和应用创新。
全院级PACS系统分析
    近年来，信息化建设已成为医院管理与经营的一大热点。信息化技术有助于优化医院工作流程，提高医务人员工作效率和诊疗水平，提升医院整体管理水平和服务品质。随着现代医学的发展，医院的诊疗活动越来越多地依赖医学影像的检查（如X线、CT、MR、超声、窥镜、血管造影等），医院内部所产生的数据量约80%来自于医学影像资料。如何合理、高效地管理好这些医学影像资料已经成为医院信息化建设的一大课题。
    PACS系统的发展经历了从低级到高级、从技术研究到广泛商业应用的过程。PACS系统发展到今天已被医疗机构广泛接受并且日益普及，正在向更高级应用的全院级和区域级PACS方向发展。根据世界卫生组织相关专家的分析，下一步PACS技术的发展将集中在以下几方面：完善系统架构设计，提升应用程序性能；采用三维重建技术，提高影像处理效率；开发多态影像融合技术，提高诊疗质量；改进存储体系，增强系统的可靠性和灵活性。
全院级PACS系统设计
    建设一套基于多影像融合的全院级PACS系统是满足医院影像业务开展的有效手段，它是采用先进的系统流程设计、数字成像技术和计算机技术，遵循国际先进的DICOM标准，研究开发基于多影像融合的全院级PACS系统。基于多影像融合的全院级PACS系统集成了优秀的影像处理技术和先进的信息存储技术，具有快速的图像读取能力和多种图像处理功能，能够充分实现网络资源共享，是真正的全院级的影像存储与管理平台。此外，基于多影像融合的全院级PACS系统运用先进的信息技术手段，对涉及全院级PACS系统的关键技术进行了集成创新和应用创新，在系统架构设计、多影像融合技术、图像压缩技术的开发、三维重建技术的应用以及信息存储系统设计等关键技术进行技术创新。基于多影像融合的全院级PACS系统的主要技术关键点为：
1. 采用多影像融合技术，实现多源医学数据协同应用
    目前医学影像检查呈现出从B超、X光到CT/CR、DSA、MR/DR、PEI、SPECT等多种不同的形式，各项检查均有自身的特点和优势，但在成像中又都存在缺陷和局限性。如CT检查的分辨率很高，但对于密度非常接近的组织的分辨有困难，并且容易产生骨性伪影，影响诊断的准确性。而多影像融合技术的研究应用，则可有效解决这一问题。
    医学影像融合是信息融合技术在医学影像学领域的应用。它利用计算机技术，将各种影像学检查所得到的图像信息进行数字化综合处理，将多源医学影像数据协同应用，进行空间配准后，产生一种全新的信息影像，以获得研究对象的一致性描述，同时融合了各种检查的优势，从而达到计算机辅助诊断的目的。
    基于多影像融合的全院级PACS系统采用前瞻性融合法和回溯性融合法来实现医学影像的融合。具体方法如下：
    （1）界标配对
    界标作为两种图像相对应的融合点且决定融合的一些参数，可广泛应用于放射治疗和立体外科手术。
    （2）表面相合法（头帽结合法）
    该方法的基本原理是：所有融合影像上可识别的同一解剖结构表面之间的均数平方根（RMS）距离最小。其中可用于手工或半自动的边缘探测规则从每种影像的一系列图片得到的器官外部轮廓即为表面；从较高分辨率影像中获得的表面模型代表“头”，从较低分辨率影像中获得的一系列独立的点代表“帽”，二者结合即可获得比较完整的组织器官形态。
    （3） 空间力矩配对法
    协调中心点和主轴（PAX），使PAX惯性力矩最小，融合时包括计算偏心和旋转以协调PAX和比例。
    （4）交叉相关法
    该方法的基点是两种影像的相关系数值最大，主要用于同一种显像方式影像的融合。
2. 基于智能客户端的系统架构设计
    在PACS系统的设计中，系统架构的选择是必须考虑的关键因素。现有的PACS系统大多采用C/S模式（即“胖客户端”模式）或B/C模式（即“瘦客户端”模式）。这二种模式在不同程度上均存在缺陷，影响了PACS系统的功能效率。
    全院级PACS系统采用基于智能客户端的设计模式来构建系统架构。该模式是由新一代Microsoft.NET架构支持的应用程序，将Windows平台跟Internet应用结合起来。它能利用用户端计算机本地的处理资源，并可智能地连接到利用WEB服务进行通讯的分布式数据源。智能客户端之所以“智能”是因为它既具有“胖客户端”提供丰富用户体验的优点，又具有“瘦客户端”易于管理的优点，同时避免了两者各自的局限。智能客户端需要在用户计算机上装入并运行程序，因此像“胖客户端”一样，可以给予用户丰富的体验、高级的功能以及快速的响应；同时，它又易于管理，可以集中部署和升级，并提供远程访问，具有“瘦客户端”的优点。为了保证最快的响应速度，智能客户端只交换所需要的数据，可以在线和离线工作。
3. PACS存储系统设计
    PACS的发展显现出一个新的问题：医院影像设备的发展使医学影像数据量激增，从而对数据的存储带来很大的挑战。因此，迫切需要一种可靠、灵活的大容量存储系统来满足其应用和发展。
    全院级PACS系统采用一种基于虚拟化数据管理平台的分级存储方案，通过标准化的连接技术和统一的复制、镜像、快照等存储技术实现海量数据的快速移动、简单管理和无缝集成，从而为提供标准化存储服务打下坚实的架构基础。具体设计方案如下：
    （1）分级存储系统设计
    全院级PACS系统采用三级存储架构设计，其中一级存储作为在线存储用于PACS的数据库和短近期的医疗图像的存储，满足大容量、高性能、高可靠性等特征要求；二级存储作为近线存储，用于存储不常用的历史数据，可帮助医院通过扩展自己的存储基础架构来跟上数据增长的速度，通常是采用数据迁移技术自动将在线存储中不常用的数据迁移到近线存储设备上，数据访问的访问频率不是很高，但保证数据共享和快速在线访问；三级存储通常采用离线归档的方式，对整个医院长期的历史图像进行归档，要求设备可靠性、安全性好，大容量、成本低使其管理方便。
    （2）虚拟化数据管理平台设计
    全院级PACS系统较为复杂，不但包括大量的软硬件，而且系统的应用数据存储的需求也在不断的发展和变化。因此，PACS存储系统的设计也需要具备高扩展性和灵活性，需要支持容量增长的高度可扩展架构和对异构存储环境的支持。但目前医院的PACS系统越来越多呈现这样的特点：设备异构化严重、海量数据的移动困难、管理复杂、投资成本居高不下等。
    在存储设计中，解决上述问题的关键技术就是存储虚拟化。虚拟化是解决异构体系架构最直接有效的技术，已广泛应用于计算和网络领域。就存储领域而言，通过存储虚拟化，用户不用再去关心存储环境中底层物理环境的复杂性，也不用再去关心设备异构与否、协议是否统一。虚拟化使存储的统一管理成为现实，用户可以通过选择完善的存储技术来满足不断增长的需要。在存储虚拟化技术的基础上，通过采用标准化的连接技术和统一的复制、镜像、快照等存储技术可以实现海量数据的快速移动和简单管理，从而为提供标准化存储服务打下坚实的架构基础。