基于PC机的PACS系统的研究
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摘要
当前，各种医学影像设备如X光机、CT、核磁共振仪等已愈来愈多的进入
医院，医学影像胶片正在以爆炸式的速度增长。得益于计算机和多媒体等信息
技术的迅猛发展，PACS系统已不仅仅停留在概念阶段，而是正在向实用化、
大众化方向发展。这使得医学影像的数字化存储正在逐渐成为现实。在我国，
PACS系统的国产化和低成本化是各生产厂家、研究机构的研发热点。
本文首先较全面的介绍了PACS系统的各个方面：①系统的产生、现状和
发展趋势；②对PACS系统所涉及的主要技术做了详细的介绍，如医学图像的
压缩技术和多媒体数据库等关键技术；③分组件模块介绍了系统的一般构成；
④介绍了评估系统效益的3个模型。
第二章重点阐述了对医学图像压缩技术的研究及所进行的工作。在分析对
比了几种广泛实用的无损与有损压缩方法的基础上，针对医学图像有损压缩的
总体趋势，提出了一种有损与无损方法相结合的、有较高保真度的压缩方法：
分区压缩方法。实验结果表明该方法适于医学图像的有损压缩，在得到较高压
缩比的同时，完整的保留了病灶区信息，不会对诊断造成负面影响。
第三章对PACS系统的数据库技术进行了探讨。详细介绍了利用扩充型关
系数据库，采用客户/服务器模式建立基于SQL Server 7.0的PACS归档数据库。
为减低系统硬件成本，对PACS系统的三级归档存储方式进行了改进。将高速
缓存及一级归档均存储于同一存储介质—归档服务器中。
第四章从系统集成角度详细介绍了Micro-PACS系统的设计方案。给出了
基于PC平台的PACS组件集成方案和系统管理软件整体设计方案。就其中的数
字图像处理模块中两中常用的图像显示技术：图像增强和图像局部放大进行了
研究与实验。
Currently, many modalities such as computed tomography(CT),
magnetic resonance imaging(M1RI) are playing important role in modem
hospital. They produce more and more images films. The concept of
PACS, profit from repid development of computer science & information
technology, has became a more applied and popular hospital’s equipment.
Along with PACS, the digital storage of medical image has come into ture
reality. In our country, the hot focus of research institution and
manufacturers is localizing PACS and reducing the costs of PACS.
In this paper, primarily, the writer introduce the PACS system in
details. It includes the need for PACS, the trend of PACS. Also it lists
some involved fields of thchnology in PACS, such as digital image
compression, image storage database, image transmission and so on.
The components of PACS are descripted at following. Then we
introduce 3 modules of evaluating PACS benefit.
In second part of paper, we emphasize in research of medical image
compression technology. The trend in medical image compression is
increasingly toward lossy compression. Based on it, we develop a kind
method of combining lossless and lossy compression. It is called
divisional compression. This method is a lower distortion compression.
We split the medical image into 3 parts: the erea of focus of a disease, the
constructional area and the background area. Different comression
methods are used aiming at each area. The compression ratio is relatively
high for low distortion.
In chapter 3, we discuss the multi-media database technology for
PACS. A demo image database and case history database are
established using SQL Server 7.0. Also client/server mode is involved.
In chapter 4, we particularly introduce the Micro-PACS system
integrated solution, including hardware and software. Further more, two
kinds of Image Enhancing mathod are discussed and we shows some
results of using digital image processing.
医院，医学影像胶片正在以爆炸式的速度增长。得益于计算机和多媒体等信息
技术的迅猛发展，PACS系统已不仅仅停留在概念阶段，而是正在向实用化、
大众化方向发展。这使得医学影像的数字化存储正在逐渐成为现实。在我国，
PACS系统的国产化和低成本化是各生产厂家、研究机构的研发热点。
本文首先较全面的介绍了PACS系统的各个方面：①系统的产生、现状和
发展趋势；②对PACS系统所涉及的主要技术做了详细的介绍，如医学图像的
压缩技术和多媒体数据库等关键技术；③分组件模块介绍了系统的一般构成；
④介绍了评估系统效益的3个模型。
第二章重点阐述了对医学图像压缩技术的研究及所进行的工作。在分析对
比了几种广泛实用的无损与有损压缩方法的基础上，针对医学图像有损压缩的
总体趋势，提出了一种有损与无损方法相结合的、有较高保真度的压缩方法：
分区压缩方法。实验结果表明该方法适于医学图像的有损压缩，在得到较高压
缩比的同时，完整的保留了病灶区信息，不会对诊断造成负面影响。
第三章对PACS系统的数据库技术进行了探讨。详细介绍了利用扩充型关
系数据库，采用客户/服务器模式建立基于SQL Server 7.0的PACS归档数据库。
为减低系统硬件成本，对PACS系统的三级归档存储方式进行了改进。将高速
缓存及一级归档均存储于同一存储介质—归档服务器中。
第四章从系统集成角度详细介绍了Micro-PACS系统的设计方案。给出了
基于PC平台的PACS组件集成方案和系统管理软件整体设计方案。就其中的数
字图像处理模块中两中常用的图像显示技术：图像增强和图像局部放大进行了
研究与实验。
Currently, many modalities such as computed tomography(CT),
magnetic resonance imaging(M1RI) are playing important role in modem
hospital. They produce more and more images films. The concept of
PACS, profit from repid development of computer science & information
technology, has became a more applied and popular hospital’s equipment.
Along with PACS, the digital storage of medical image has come into ture
reality. In our country, the hot focus of research institution and
manufacturers is localizing PACS and reducing the costs of PACS.
In this paper, primarily, the writer introduce the PACS system in
details. It includes the need for PACS, the trend of PACS. Also it lists
some involved fields of thchnology in PACS, such as digital image
compression, image storage database, image transmission and so on.
The components of PACS are descripted at following. Then we
introduce 3 modules of evaluating PACS benefit.
In second part of paper, we emphasize in research of medical image
compression technology. The trend in medical image compression is
increasingly toward lossy compression. Based on it, we develop a kind
method of combining lossless and lossy compression. It is called
divisional compression. This method is a lower distortion compression.
We split the medical image into 3 parts: the erea of focus of a disease, the
constructional area and the background area. Different comression
methods are used aiming at each area. The compression ratio is relatively
high for low distortion.
In chapter 3, we discuss the multi-media database technology for
PACS. A demo image database and case history database are
established using SQL Server 7.0. Also client/server mode is involved.
In chapter 4, we particularly introduce the Micro-PACS system
integrated solution, including hardware and software. Further more, two
kinds of Image Enhancing mathod are discussed and we shows some
results of using digital image processing.
引文
1. Meyer Huang. Picture Archiving and Communication System for Medical Application. Int J Biomed Comput, 35(1991).
2. A Segmentation-Based Lossless Image Coding Method for High-Resolution Medical Image Compression. IEEE Transaction on Medical Imaging, vol. 16,no. 3, June 1997.
3. User requirements and standards for PACS. 2nd Japan-Nordic PACS symposium. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 37(1992).
4. K. Kajiwara, JPEG compression for PACS. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 37(1992).
5. Li W, Zhang Y Q. Vector-based signal processing and quantization for image and video compression. Proceedings of The IEEE, 1995,83(2).
6. Kunt M. Source coding of X-ray pictures IEEE Trans. Boimed. Eng. 1978;25
7. Rhodes ML, etal Locally optimal run-length compression applied to CT image. IEEE Trans. Medical Imaging, 1985;4
8. He R, et al. High fidelity compressing of medical images, Third Int Conf on Signal Processing, Beijing, 1996.
9. Rhodes ML, etal Locally optimal run-length compression applied to Ctimage. IEEE Trans. Medical Imaging, 1985;4(e).
10．X射线CT医学影像区域最佳行程压缩方法的改进，刘济林等，中国生物医学工程学报，Vol．9，NO．2，June 1999．
11．21世纪的数字化医学影像技术，曹厚德
12．医学图像位面行程编码实时压缩策略，刘济林等，中国生物医学工程学报，Vol．13，NO．2，June 1994．
13．一种高保真的图像压缩算法，茅宇晨 杨长生，计算机辅助设计与图形学学报，Vol．11，No．5，Sep.,1999
14．医学图像压缩的现状及发展方向，何任杰等，国外医学生物医学工程分册，1996年第19卷第6期．
15．分层内插法—一种有效的图像可逆压缩方法，赵富强编译，国外医学生物医学工程分册，1995年第18卷第1期．
16．数字化X线成像系统的成像特性及其校正技术，赵富强等，生物医学工程学杂志，1996：13(4)．
17．医学超声动态图像的分区压缩技术，邵谦明等，复旦学报(自然科学版)，Vol．38，No．3，June 1999
年第3期．
19．算术编码方法在图像压缩编码中的应用，贾铸，电子技术，1999年第11期．
20．位图图像压缩和解压缩的改进算法，周立娟 柳池，哈尔滨理工大学学报，Vol．3，No．1，Feb 1999．
21．高分辨率灰度图像的显示，赵杰，河北大学学报(自然科学版)，Vol．19，No．1，Mar 1999
22．静止图像无失真编码的新标准JPE6—LS，曹青，电子工程师，1999年第2期．
23．PACS中的三维小波图像压缩，王莉等，中国图像图形学报，Vol．4(A)，No．8，Aug 1999．
24．CT图像的实时存储，刘宪等，医疗设备信息，1999年第2期．
25．PACS的实用化探讨—Micro PACS，宋喜国等，医学信息，1999年8月第12卷第8期．
26．医学影像诊断报告计算机网络的研制，陈堤 黄伟，中华放射学杂志，1998年第32卷第1期
27．PACS效益评估模型，傅海鸿，中华放射学杂志，1998年第32卷，第1期
28．影像存档及通讯系统方案中医学数字成像及通讯标准遵从性的设计，陶勇浩 缪陶，中华放射学杂志，2000 Vol．34 No．1
29．计算机X线摄影影像数据库管理的改进，王立清 王艳平等，中华放射学杂志，1999年 第33卷 第6期
30．医院数字化多媒体系统的开发与应用，熊有生等，中华医院管理杂志1999年7月第15卷第7期．
31．远程病理会诊中的图像处理技术，周付根等，诊断病理学杂志，1999年3月第6卷第1期．
32．PACS在医学影像学临床及教学工作中的应用，蹇朴 蹇素，川北医学院学报，Vol．14，NO．2，Jun 1999．
33．计算机多媒体技术与系统，徐光佑等编著，中国铁道出版社．
34．多格式图像程序设计入门，刘传憬等编著，人民邮电出版社．
35．算法设计与分析，原福永等编著，机械工业出版社．
36．实用图像分析与处理技术，田捷等编著，电子工业出版社．
37．分布式多媒体技术导论，刘积仁等著，电子工业出版社．
38．数据图像压缩编码，马玉岷等编译，中国铁道出版社．
39．最新C语言实用绘图程序与图形，科学出版社．
2. A Segmentation-Based Lossless Image Coding Method for High-Resolution Medical Image Compression. IEEE Transaction on Medical Imaging, vol. 16,no. 3, June 1997.
3. User requirements and standards for PACS. 2nd Japan-Nordic PACS symposium. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 37(1992).
4. K. Kajiwara, JPEG compression for PACS. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 37(1992).
5. Li W, Zhang Y Q. Vector-based signal processing and quantization for image and video compression. Proceedings of The IEEE, 1995,83(2).
6. Kunt M. Source coding of X-ray pictures IEEE Trans. Boimed. Eng. 1978;25
7. Rhodes ML, etal Locally optimal run-length compression applied to CT image. IEEE Trans. Medical Imaging, 1985;4
8. He R, et al. High fidelity compressing of medical images, Third Int Conf on Signal Processing, Beijing, 1996.
9. Rhodes ML, etal Locally optimal run-length compression applied to Ctimage. IEEE Trans. Medical Imaging, 1985;4(e).
10．X射线CT医学影像区域最佳行程压缩方法的改进，刘济林等，中国生物医学工程学报，Vol．9，NO．2，June 1999．
11．21世纪的数字化医学影像技术，曹厚德
12．医学图像位面行程编码实时压缩策略，刘济林等，中国生物医学工程学报，Vol．13，NO．2，June 1994．
13．一种高保真的图像压缩算法，茅宇晨 杨长生，计算机辅助设计与图形学学报，Vol．11，No．5，Sep.,1999
14．医学图像压缩的现状及发展方向，何任杰等，国外医学生物医学工程分册，1996年第19卷第6期．
15．分层内插法—一种有效的图像可逆压缩方法，赵富强编译，国外医学生物医学工程分册，1995年第18卷第1期．
16．数字化X线成像系统的成像特性及其校正技术，赵富强等，生物医学工程学杂志，1996：13(4)．
17．医学超声动态图像的分区压缩技术，邵谦明等，复旦学报(自然科学版)，Vol．38，No．3，June 1999
年第3期．
19．算术编码方法在图像压缩编码中的应用，贾铸，电子技术，1999年第11期．
20．位图图像压缩和解压缩的改进算法，周立娟 柳池，哈尔滨理工大学学报，Vol．3，No．1，Feb 1999．
21．高分辨率灰度图像的显示，赵杰，河北大学学报(自然科学版)，Vol．19，No．1，Mar 1999
22．静止图像无失真编码的新标准JPE6—LS，曹青，电子工程师，1999年第2期．
23．PACS中的三维小波图像压缩，王莉等，中国图像图形学报，Vol．4(A)，No．8，Aug 1999．
24．CT图像的实时存储，刘宪等，医疗设备信息，1999年第2期．
25．PACS的实用化探讨—Micro PACS，宋喜国等，医学信息，1999年8月第12卷第8期．
26．医学影像诊断报告计算机网络的研制，陈堤 黄伟，中华放射学杂志，1998年第32卷第1期
27．PACS效益评估模型，傅海鸿，中华放射学杂志，1998年第32卷，第1期
28．影像存档及通讯系统方案中医学数字成像及通讯标准遵从性的设计，陶勇浩 缪陶，中华放射学杂志，2000 Vol．34 No．1
29．计算机X线摄影影像数据库管理的改进，王立清 王艳平等，中华放射学杂志，1999年 第33卷 第6期
30．医院数字化多媒体系统的开发与应用，熊有生等，中华医院管理杂志1999年7月第15卷第7期．
31．远程病理会诊中的图像处理技术，周付根等，诊断病理学杂志，1999年3月第6卷第1期．
32．PACS在医学影像学临床及教学工作中的应用，蹇朴 蹇素，川北医学院学报，Vol．14，NO．2，Jun 1999．
33．计算机多媒体技术与系统，徐光佑等编著，中国铁道出版社．
34．多格式图像程序设计入门，刘传憬等编著，人民邮电出版社．
35．算法设计与分析，原福永等编著，机械工业出版社．
36．实用图像分析与处理技术，田捷等编著，电子工业出版社．
37．分布式多媒体技术导论，刘积仁等著，电子工业出版社．
38．数据图像压缩编码，马玉岷等编译，中国铁道出版社．
39．最新C语言实用绘图程序与图形，科学出版社．