Xquang điện toán và hệ thống lưu trữ và truyền tải hình ảnh PACS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

*************

BÁO CÁO BÀI

TẬP LỚN

CƠNG NGHỆ CHẨN ĐỒN HÌNH ẢNH I
HỌC KỲ 20161
ĐỀ TÀI: X-quang điện toán và hệ thống lưu trữ và
truyền tải hình ảnh PACS

GVHD: TS.Nguyễn Thái Hà
SVTH: Phạm Văn Kiệt

20132171

ĐTTT 01

Hà Nội, 12/2016

1


MỤC LỤC
1.

TÓM TẮT...............................................................................................................................................3

2.

GIỚI THIỆU...........................................................................................................................................3

3.

COMPUTED RADIOGRAPHY (CR).................................................................................................4

4.

CATHODE RAY TUBE (CRT) DIAGNOSIS.....................................................................................9

5.

ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM PACS.................................................................................................11

6.

THIẾT KẾ PACS MỚI........................................................................................................................12

7.

HỆ THỐNG THÔNG TIN X-QUANG THÔNG MINH.................................................................14

8.

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................................16

PHẦN II: Picture Archiving and Communication System - PACS........................................................17
1.

TÓM TẮT.............................................................................................................................................17

2.

GIỚI THIỆU.........................................................................................................................................17

3.

THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA PACS...................................................................................19
3.1.

THÀNH PHẦN THU NHẬN HÌNH ẢNH................................................................................19

3.2.

BỘ ĐIỀU KHIỂN PACS.............................................................................................................20

3.3.

MÁY CHỦ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ...................................................21

3.3.1.

LƯU TRỮ NGẮN HẠN......................................................................................................21

3.3.2.

LƯU TRỮ DÀI HẠN...........................................................................................................22

3.4.

MÁY TRẠM.................................................................................................................................22

3.5.

NETWORK..................................................................................................................................23

3.6.

CÁC CHUẨN TRONG Y TẾ......................................................................................................24

3.6.1.

CHUẨN DICOM..................................................................................................................24

3.6.2.

CHUẨN HL7........................................................................................................................25

3.7.

CÁC HỆ THỐNG LIÊN QUAN................................................................................................26

3.7.1.

HIS – HOSPITAL INFORMATION SYSTEM................................................................26

3.7.2.

RIS – RADIOLOGY INFORMATION SYSTEM...........................................................26

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................................27

2


PHẦN I: X-QUANG SỐ VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ
VÀ TRUYỀN TẢI HÌNH ẢNH PACS
1. TĨM TẮT
Trong tương lai hệ thống thơng tin bệnh viện nên lưu trữ một cách có hệ thống đối với tất
cả các thông tin tổng quát trong bênh viện, bao gồm cả hình ảnh chẩn đốn y tế. Đối với
hệ thống như vậy, việc thực hiện một hệ thống lưu trữ và truyền tải hình ảnh (PACS) là
thực sự cần thiết. Sự phát triển của X-quang điện tốn với sự tạo ra tấm tạo ảnh nó có thể
cho số hóa tất cả các loại X-quang chiếu, và do đó là tiền đề để PACS được thực hiện.
Trong bài báo này lợi ích trong lâm sàng của CR và nhiều nhân tố cần thiết để thực hiện
PACS được nói rõ.

2. GIỚI THIỆU
Những tiến bộ trong cơng nghệ hình ảnh hiện đại đã tạo ra một lượng lớn các dữ liệu hình
ảnh được quản lý trong bộ phận X quang. Bảng 1 nói về dung lượng của các dữ liệu hình
ảnh trong y tế tại bệnh viện Nagoya Univ.

3


Để quản lý những khối dữ liệu lớn, một hệ thống dành cho việc lưu trữ và kiểm sốt hình
ảnh y tế tính đến hệ thống lưu trữ và truyền tải hình ảnh (PACS) là cần thiết. Các kỹ thuật
chẩn đốn hình ảnh số gần đây đã làm cho nó có thể chuyển đổi, lưu trữ, tải về, và hiển
thị các loại khác nhau của hình ảnh trong điều kiện hình ảnh được xử lý một cách tối ưu.

X-quang chiếu thường quy với một hệ thống màn phim cũng có thể được số hóa bằng
cách sử dụng bộ chuyển đổi số/ tương tự được thiết kế một cách đặc biệt. Tuy nhiên, Xquang chiếu có thể được số hóa trực tiếp khi sử dụng X-quang điện toán với tấm tạo ảnh.
Sự phát triển của X-quang điện toán tạo điều kiện làm cho hệ thống lưu trữ và truyền tải
hình ảnh PACS được thực hiện một cách dễ dàng hơn.
3. COMPUTED RADIOGRAPHY (CR)
X-quang điện toán với tấm tạo ảnh đã được triển khai ở Nhật Bản vào năm 1980. Các
thành phần cơ bản của hệ thống là bộ cảm biến hình ảnh, được gọi là tấm tạo ảnh, bộ
phận tạm thời lưu trữ mẫu năng lượng tia X; máy đọc hình ảnh, chuyển ảnh ẩn trên tấm
tạo ảnh thành dạng tương tự và sau đó thành tín hiệu dạng số theo thời gian; bộ xử lý ảnh,
điều khiển các hình ảnh đã được số hóa; và bộ phận thu ảnh, bộ phận ghi lại các tín hiệu
xử lý trên phim. Tấm tạo ảnh là một tấm mềm dẻo có độ dày bé hơn 1mm nó được phủ
bởi một lớp chống trầy xước trên cùng. Nó có thể được sử dụng thay thế cho hệ thống
màn-phim trong các hệ thống chẩn đoán hình ảnh thơng thường. Tấm phim khơ phốt pho
có khả năng lưu trữ năng lượng hấp thụ trong trạng thái ổn định khi bị kích thích bởi tia
X, electrons, tia cực tím, …, và phát ra bức xạ ánh sáng ứng với mức năng lượng hấp thụ
khi được kích thích bởi các bức xạ có thể nhìn thấy hoặc hồng ngoại. Hiện tượng này
được gọi là tấm phim khô phát quang (PSL). Tấm tạo ảnh có thể được sử dụng nhiều lần
để lưu trữ ảnh do những tia X tạo nên bởi sự lấp đầy nó bằng ánh sáng để xóa bỏ những
năng lượng tia X cịn sót lại mà nó chứa đựng. sau khi ảnh tia X được lưu trữ trên tấm tạo
ảnh, nó được quét với một chùm tia laser he-ne có bước sóng 633 nanometer để tạo ra
bức xạ PSL tương ứng với các mức năng lượng hấp thụ tia X, và sau đó được chuyển
thành tín hiệu theo thời gian bởi một bộ tách sóng quang. Tín hiệu đầu ra từ đầu dị là một
dạng tín hiệu tương tự được xác định là một hàm theo thời gian, và đầu ra của bộ chuyển
đổi tương tự sang số là tín hiệu dạng số theo thời gian và đang được xử lý. Tín hiệu ảnh
được đưa vào bộ xử lý hình ảnh để xử lý kĩ thuật số. Sau đó tín hiệu ảnh thu được được
chuyển đổi qua q trình xử lý tín hiệu số thành tín hiệu tương tự.

4

Những lợi thế của hệ thống CR so với hệ thống màn-phim thông thường :
Đầu tiên sự phụ thuộc của tấm tạo ảnh vào phần lớn ánh sáng bức xạ với liều lượng
chiếu xạ của những tia X cho thấy tuyến tính tích cực trên phạm vi rộng vượt qua tỉ
lệ 1:104 từ liều thấp tới liều cao, và điều kiện tối ưu có thể đạt được là số lượng tia
X được tạo ra tiếp xúc hoàn toàn.
Thứ hai hệ thống CR cải thiện chất lượng hình ảnh nhờ tiến trình xử lý ảnh, cũng
như phóng to ảnh, phương thức chế độ đảo chiều, nâng cao độ tương phản, nâng
cao tần số không gian, và thủ tục được giảm bớt (hình 2). Nhược điểm có thể có
của CR bao gồm độ phân giải không gian giảm. Tuy nhiên một số báo cáo cho thấy
hình ảnh chẩn đốn CR là tương đương hoặc đơi khi vượt trội hơn so với những
hình ảnh màn phim trên hình chụp ngực và hình ảnh X-quang khác, và tính hữu ích
của hệ thống CR so với hệ thồng màn phim thơng thường đã được trình bày. Một
cách giải thích có thể cho rằng các kết quả này là độ nhạy tương phản lớn hơn thu
được từ các kỹ thuật xử lý hình ảnh khác nhau có thể bù cho sự rõ nét khơng gian ít
hơn. Thủ tục hình ảnh đặc biệt trong hệ thống CR là kỹ thuật loại bỏ năng lượng
kép. Có hai phương pháp để thực hiện loại bỏ năng lượng: phát tia X-quang đơn
(một lần phát ra hai mức năng lượng) và phát tia X-quang kép. Phương pháp khử
một lần phát hai mức năng lượng đơn giản hơn phương pháp phát tia kép bởi vì nó
khơng địi hỏi phải chuyển các điện áp của bóng đèn tia X với một bộ máy được
thiết kế đặc biệt. trong phương pháp khử một lần phát hai mức năng lượng một bộ
lọc bằng đồng được đặt giữa hai tấm tạo ảnh trong một hộp cassette để tách năng
lượng hiệu quả của quang phổ tia X giữa tia X hấp thụ trong cả hai tấm tạo ảnh.

5


Hình 2-a

Hình 2-b
a. Chi tiết hình ảnh ổ bụng, b. và ảnh chụp X-quang ngực

6


Ảnh bên trái được xử lý với một thuật toán dựa theo X-quang thường, và ảnh bên
phải được xử lý với một thuật toán nâng cao độ tương phản và tần số khơng gian
trong hình 2-a và 2-b.
Do đó hình ảnh năng lượng thấp và cao có thể thu được đồng thời (hình 3). Bất kì
máy tạo ảnh X-quang thơng thường nào cũng có khử một lần phát 2 mức năng
lượng trong hệ thống CR.

Hình 3. One-shot dual-energy subtraction (một lần loại bỏ năng lượng kép)
Một ưu điểm khác của phương pháp này là làm giảm sự ghi lệch do sự chuyển
động. Trong phân tích các hình ảnh X-quang ngực của 140 bệnh nhân, theo thông
tin mới nhất, không phát hiện trên hình ảnh CR gốc thuần túy, được thu thập tại ảnh
trừ trong 21 bệnh nhân (15%). Dựa vào đồ thì ta xác định được sự vượt trội của CR
trừ vượt qua ảnh CR gốc trong việc kiểm tra phát hiện các khối u phổi nhỏ, đăng
biệt là u dưới da của xương sườn, sự vơi hóa các khối u, và thương tổn xương sườn.

7


Hình 4. Đồ thì đặc trưng trong 2 lần nghiên cứu khác nhau cho thấy sự vượt trội
của hình ảnh CR trừ của ngực trong sự phát hiện khối u nhở ở phổi, những dị
thường và thương tổn ở xương sườn.

Hình 5-a

Hình 5-b
8

Hình 5-c
Hình 5. Hình ảnh chi tiết vùng ngực(5-a) cho thấy 2 khối u nhỏ trên 2 thùy bên trái
và bên phải. cả 2 khối u đề rõ ràng trên ảnh loại bỏ xương (5-b). trên ảnh loại bỏ
mô mềm (5-c), tuy nhiên vị trí của khối u tại trên thùy bên phải khơng rõ ràng bởi
vì liều bị hạn chế vởi sự vơi hóa, và bên trái thì dễ dàng phát hiện.
Thứ 3, một số nhà nghiên cứu có báo cáo về khả năng thu nhỏ liều đối với hệ thống
CR (hình 6). Trong lĩnh vực X-quang ngực, tài liệu X-quang của Yamada với CR
cho biết có thể thực hiện được một liều bức xạ tương đương với 1/20 mức độ liều
thông thường. Ni-shitani cùng những đồng nghiệp của ông khẳng định CR cung
cấp ảnh có chất lượng giống và liều bức xạ bằng một nửa khi đối chiếu với hệ
thống tăng sáng truyền hình thơng thường.
Thứ 4, CR là công nghệ số phù hợp và quan trọngđối với việc bổ sung vào PACS
bởi vì những dự án X-quang là thường xuyên thu được ảnh trong chẩn đoán tại các
khoa X-quang với số lượng lớn nhất.
Hình 6. Hình ảnh CR ngực được chụp với những liều khác nhau

9


4. CATHODE RAY TUBE (CRT) DIAGNOSIS
Một trong những yêu cầu quan trọng cho việc thực hiện PACS là thông tin của CR
phải bằng hoặc tốt hơn so với những hình ảnh trên phim hiện có. Các hình ảnh phải
được hiển thị trên màn hình CRT mà khơng mất mát thơng tin. Chúng ta đã báo cáo
trước đây về khả năng chẩn đốn hình ảnh bằng màn hình CRT sử dụng một đơn vị
xử lý dữ liệu hình ảnh (TD1S-File 500B, Toshiba, Tokyo). Hệ thống này có 1600
MB dung lượng lưu trữ hình ảnh và 96 MB bộ nhớ hình ảnh với màn hình 20-inch
1635-line. Một màn hình CRT có độ phân giải không gian là 1024 x 1536 và độ
phân giải mức xám 8 bit. Khơng có khác biệt đáng kể giữa các hình ảnh trên phim

CR và hình ảnh CR CRT trong nghiên cứu thực hiện quan sát trong việc phát hiện
các bất thường trên X-quang ngực (hình 7).

10


Hình 7. Đồ thị nghiên cứu việc phát hiện bất thường ở phổi của 24 người.: hình ảnh
ngực trên màn hình CRT so với trên phim.
Khơng có sự khác nhau giữa 2 hình ảnh, cả 2 đường cong đồ thị đều chồng lên
nhau.
Trên 4 lần phóng đại trực tiếp hình ảnh phim X-quang của ống nước bọt, khơng có
sựu khác nhau đáng kể giữa hỉnh ảnh trên phim CR và hình ảnh màn phim thơng
thường. Hình ảnh CR CRT vượt trội hơn so với hình ảnh trên màn phim thơng
thường và một số ảnh trên phim CR. Trên phim hạch bạch huyết, hình ảnh trên
phim CR khơng tốt hơn so với hình ảnh trên màn phim thơng thường, tuy nhiên
hình ảnh trên phim CR nhiều lúc vượt trội hơn hẳn khi các hạch bạch huyết xuất
hiên trên xương sống. Hình ảnh CR CRT bằng và nhiều lúc vượt trội hơn so với
hình ảnh màn phim thơng thường; tương tự hình ảnh trên phim CR thì hình ảnh CR
CRT cũng tốt hơn khi hạch bạch huyết xuất hiện trên cương sống. hình ảnh CR
CRT vượt trội hơn hình ảnh trên phim CR. Trên màn hình CRT hình ảnh đồi hỏi
phải được thể hiện dưới những dạng khác nhau. Trong việc giải thích các hình ảnh
khác nhau thì màn hình CRT có lợi thế hơn so với việc thể hiện trên phim. Các loại
xử lý hình ảnh có thể được thực hiện như mong muốn. Với các điều khiển tương
tác của thiết lập màn hình CRT, hình ảnh thu được có thể tối ưu trên màn hình CRT.
Khi một hình ảnh CR được hiển thị trên phim, sử dụng hiệu quả trong những tính
năng đặc biệt của hình ảnh kỹ thuật số khơng thể được thực hiện. CRT hiển thị hình
ảnh CR với khả năng xử lý hình ảnh thích hợp có thể làm cho việc chẩn đốn ít phụ
thuộc vào những tính năng đặc biệt địi hỏi độ phân giải khơng gian cao.
5. ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM PACS
11

Tháng 4 năm 1989 một thực nghiệm PACS được cài đặt tại Nagoya University
Hospital. Hệ thống gồm có 3 TDIS FILES, và hai màn hình CRT cso độ phân giải
cao được kết nối với mỗi TDIS FILES. Các đơn vị này được kết nối với nhau, làm
cho nó có thể truyền tải hình ảnh và thơng tin dữ liệu. Hai trong ba TDIS-FILES
được cài đặt tại phòng khám trung tâm của ngành X-quang ( máy trạm trung tâm),
tại đây thu thập các hình ảnh khác nhau của các hình ảnh từ chụp cắt lớp điện toán
(CT), X-quang điện toán (CR), hình ảnh đồng vị bao gồm SPECT, chụp siêu âm,
và phim số hóa. Một TDIS-FILE được cài đặt trong phịng hội thảo của các bộ phận
X-quang, nơi nằm ở tầng dưới và cách trung tâm làm việc 300m. Trong phòng
khám ngoại trú x quang, một giao diện điều khiển được cài đặt và được kết nối với
TDIS-FILE trong các máy trạm trung tâm.
Các nghiên của thực hiện PACS thử nghiệm đã được tiến hành cho việc đánh giá hệ
thống. Hình ảnh CR được truyền trực tiếp đến các máy trạm trong các phòng khám
ngoại trú X quang một vài phút sau khi kiểm tra. Khoảng thời gian từ lúc chụp
ngực tới lúc xem hình ảnh là khoảng 30p ngắn hơn so với hệ thống phim CR. Điều
này có nghĩa là khoảng thời gian từ túc kiểm tra hoàn thành cho đến khi một bác sĩ
X-quang xem các hình ảnh trở nên ngắn hơn của hệ thống này so với hệ thống
phim CR, trong đó mất khoảng 30 phút để xử lý hình ảnh CR và để thực hiện các
hình ảnh từ các bộ phận X quang trung ương đến phòng khám ngoại trú X quang.
Trong thử nghiệm., việc đọc CT như một nhiệm vụ thường xuyên hàng ngày, thời
gian trung bình cần thiết để biểu diễn một hình ảnh CT trên màn hình CRT là lâu
hơn với thời gian trung bình trên việc đọc phim (bảng 2 và 3).

Bảng 2
Bảng 3
Thời gian trung bình cho việc đọc trên 1 ảnh, hình 2 là head CT, hình 3 là body CT
Việc kéo dài thời gian được thể hiện rõ ràng hơn trong kiểm tra cơ thể so với kiểm
tra đầu trong CT, bởi vì số hình ảnh CT trung bình trong nghiên cứu đối với phần

đầu là 14 và đối với phần thân là 35, việc hiển thị nhiều hình ảnh CT là khơng thể
trên hai màn hình máy trạm CRT. Mặt khác, hiển thị đồng thời nhiều hình ảnh CT
bao gồm việc tăng cường độ tương phản được dễ dàng thực hiện với việc sử dụng
các phim trên hộp. Các máy trạm thử nghiệm CRT thiếu khả năng so sánh trực
quan nhanh chóng cho nhiều hình ảnh CT. Việc kéo dài thời gian đọc cũng bị ảnh
12


hưởng bởi thời gian cần thiết để lấy và sắp xếp nhiều hình ảnh CT trên màn hình
CRT và số lượng của các thao tác cần thiết để đạt được hiển thị mong muốn của
hình ảnh. Thời gian trung bình cần thiết để giải thích hình ảnh CT đã bị ảnh hưởng
bởi độ rọi phòng. Thời gian dài hơn dưới độ rọi của phòng từ 50 lux tới dưới 170
lux. Độ rọi phịng cũng ảnh hưởng đến sự dị tìm của các chi tiết tương phản thấp
trên hình ảnh chụp ngực đơn giản. Nghiên cứu đồ thị trong việc phát hiện u nhỏ
nhỏ phổi đo giữa 3 và 10 mm đường kính dưới ba loại rọi phịng, 70, 170, và 480
lux. Các mức độ ánh sáng môi trường xung quanh nên được xem xét và được giữ ở
mức thấp hơn khoảng 170 lux, mặc dù nó phải được thích nghi với hiệu quả hình
ảnh cá nhân.

Hình 8. Đồ thị biểu diễn ý nghĩa thống kê (P<0.05) giữa độ rọi 170 lux và 480 lux
6. THIẾT KẾ PACS MỚI
Dựa trên kết quả của PACS thực nghiệm, vào tháng 4 năm 1992 một thiết kế mới
PACS đã được cài đặt trong Nagoya University Hospital (hình 9). Mục đích chính
của PACS mới là để giảm thiểu sự điều hành nhập bằng bàn phím, Cải thiện dịng
thơng tin thơng qua việc chẩn đốn các đặc tính khơi phục hình ảnh, để thiềt kế một
dữ liệu ảnh cơ sở tương tự để kéo fim và cất giữ gìn trong thư viện fim thơng
thường, và để tích hợp PACS và các hệ thống thơng tin bệnh viện với cấu trúc liên
kết máy vi tính. Máy trạm CRT, bao gồm ba hoặc sáu màn hình CRT đã được cài
đặt trong các phòng hội thảo của các bộ phận X quang, trong các phòng khám
13

ngoại trú của X quang, và trong các đơn vị chăm sóc đặc biệt (hình 10). Các nghiên
cứu thực hiện các PACS đổi mới đang diễn ra.
Hình 9. Sơ đồ khối của PACS mới được phát triển tại Bệnh viện Đại học Nagoya.

Hình 10. Phát triển mới các máy trạm CRT với sáu màn hình CRT
7. HỆ THỐNG THƠNG TIN X-QUANG THƠNG MINH
PACS phải là một phần khơng thể thiếu của tồn bộ hệ thống thơng tin bệnh viện
để lưu trữ, hiển thị, tải về, và truyền tải hình ảnh lâm sàng vì hình ảnh chẩn đốn
lâm sàng tạo nên một phần lớn các thông tin trong một bệnh viện. Trong tương lai
gần, các khái niệm về hệ thống thông tin Bệnh viện thông minh (HIlS) phải được
thiết lập và thực hiện. Mục tiêu của HIIS là sự tích hợp chức năng của tất cả các
thông tin bệnh viện và việc quản lý và sử dụng thông tin này hiệu quả để nâng cao
chất lượng chăm sóc bệnh nhân và dịch vụ bệnh viện. Với việc xây dựng HIlS, dữ
liệu sẽ có sẵn trên cơ sở thời gian thực, chất lượng chẩn đoán sẽ được kiểm tra một
cách độc lập, và bệnh nhân sẽ không phải chờ đợi trong từng bộ phận trong một
thời gian dài. Trong việc thực hiện HIIS chúng ta sẽ thiết kế và xây dựng một hệ
thống X quang chẩn đoán và điều trị, đặt tên là "Hệ thống thông tin X-quang thông
14


minh (RIIS)". RIIS bao gồm một hệ thống thông tin bức xạ ung thư và hệ thống
thông tin X quang chẩn đốn (hình 11). Sau này được đặt tên là "Hệ thống thơng tin
hình ảnh chẩn đốn thơng minh (IDIIS). IDIIS bao gồm ba phần: (a) PACS, (b) Hệ
thống hỗ trợ báo cáo thế hệ mới cho việc chẩn đoán hình ảnh (RGSSIO), và (c) Hệ
thống quản lý hình ảnh chẩn đốn (IDMS). RGSS-ID hiện đang được phát triển,
trong đó phương pháp trí tuệ nhân tạo (AI) được áp dụng cho các hệ thống báo cáo
phóng xạ. IDMS bao gồm sắp xếp , lập kế hoạch và quản lý hình ảnh để cung cấp
hình ảnh và các báo cáo phóng xạ tương ứng với các máy trạm đầu cuối. AI cũng

được áp dụng để sắp xếp và lập kế hoạch. Trong hệ thống sắp xếp AI được sử dụng
để hỗ trợ việc lựa chọn kiểm tra phóng xạ được thực hiện. Bước đầu tiên là nhập
giả thuyết chẩn đoán, triệu chứng và dấu hiệu của một bệnh nhân.

Hình 11. Mơ hình hệ thống thơng tin X-quang thơng minh (HIIS)
Sau đó, hệ thống gợi ý kiểm tra ảnh khác nhau mà cần phải được thực hiện để đi
đến một chẩn đoán chắc chắn, hoặc cung cấp một danh sách chẩn đoán phù hợp với
đặc điểm lâm sàng. Trong hệ thống lập lịch trình AI được sử dụng để tối ưu hóa
lịch trình của kiểm tra ảnh. Trong quá trình, đề xuất thứ tự mà các bệnh nhân đang
lên lịch cho việc khám phóng xạ được cung cấp trên cơ sở giả thuyết chẩn đoán,
triệu chứng và dấu hiệu của bệnh nhân, hệ thống cung cấp một lịch trình của thứ tự
của các phương thức hình ảnh đa lớp; cho ví dụ, XCT của bụng khơng nên được lên
lịch trong vịng một vài ngày sau khi thực hiện một nghiên cứu bari của đường tiêu
hóa trên.
IDMS sẽ được kết nối với các máy tính chủ của HIlS và sẽ quản lý các hình ảnh
với các báo cáo tương ứng của họ, chuyển cho mỗi máy trạm đầu cuối theo yêu cầu
cho bác sĩ lâm sàng để họ xem xét chúng. Ảnh gửi đến IDMS không phải là bản
gốc nhưng được xử lý, nén và tái tạo tại các máy trạm PACS. Về tỉ lệ nén cùng, rõ
ràng hình ảnh CR ngực với tỷ số nén 10: 1 là khá chấp nhận được và tỉ lệ nén cao
15


giới hạn là 20: 1 tại cao nhất. Nghiên cứu đồ thị cho thấy một tỷ lệ nén 25: 1 là
khơng chấp nhận được ( hình 12 ). Mặc dù có rất nhiều câu hỏi chưa được giải
quyết liên quan đến các mối liên kết giữa HIIS và RIIS, việc sử dụng các dữ liệu từ
HIlS là không thể thiếu cho việc quản lý cơ sở dữ liệu thích hợp của IDIIS. Hơn
nữa, IDIIS có một vai trị quan trọng trong việc nâng cao chất lượng chăm sóc bệnh
nhân và giáo dục y tế cũng như trong quản lý hình ảnh và là một thành phần cần

thiết cho việc thực hiện của HIIS.

Hình 12. Nghiên cứu đồ thị trong việc phát hiện những bất thường ở phổi trên hình
ảnh ngực CR CRT nén ở tỷ lệ nén khác nhau. Một tỷ lệ nén 25: 1 là không ứng
dụng được trong việc sử dụng lâm sàng.

8. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sonoda, M., Takano, M., Miyahara, l., and Kato, H.: Computed radiography
utilizing scanning laser stimulated luminescence. Radiology, 148,883-838(1983).
Nakano, Y., Togashi, K., Nishimura, K., Itoh, K., Fujisawa, I., Asato, R., Adachi,
H., Itoh, H., and Torizuka,
K.: Stomach and duodenum: Radiographic magnification using computed
radiography (CR). Radiology, 160,
383-387(1986).
Fajardo, L.L., Hillman, B.l., Hunter, TB., Claypool, H.R., Westerman, B.R., and
Mockbee, E.: Excretory
urography using computed radiography. Radiography, 162,345-351(1987).
16


Nakano, Y., Hiraoka, T., Togashi, K., Nishimura, K., Itoh, K., Fujisawa, 1., Sagoh,
T., Minami, S., Itoh, H.,
Torizuka, K.: Direct radiographic magnification with computed radiography. AfR,
148, 569-573(1987).
Tateno, Y., Iinuma, T., and Takano, M.: Computed Radiography. pp.7-30(1987)
Springer-Verlag, Tokyo.
Ishigaki, T, Sakuma, S., Horikawa, Y., Ikeda, M., and Yamaguchi, H.: One-shot
dual-energy subtraction imaging. Radiology, 161,271-273(1986).
Nishitani, H., Umezu, Y., Ogawa, K., Yuzuriha, H., Tanaka, H., and Matsuura, K.:
Dual-energy projection
radiography using condenser X-ray generator and digital radiography apparatus.
Radiology, 161,

533-535(1986).
Ishigaki, T, Sakuma, S., and Ikeda, M.: One-shot dual-energy subtraction chest
imaging with computed
radiography: Clinical evaluation of film images. Radiology, 168,67-72(1988).
Itoh, Y., Ishigaki, T., and Sakuma, S.: The evaluation of digital X-ray images on
CRT monitor display. Nippan Act. Radial., 48,1024-1031(1988).
Ishigaki, T., Sakuma, S., Maruyama, K., Yamakawa, K., Ikeda, M., and Mashita, S.:
CRT images of projection radiographs: Comparison with film images. Med. Imag.
Techno!., 7, 334-343(1989).
Ishigaki, T., Sakuma, S., Ikeda, M., Itoh, Y., Suzuki, M. and Iwai, S.: Clinical
evaluation of irreversible image
compression: Analysis of chest imaging with computed radiography. Radiology,
175,739-743(1990).
Itoh, Y., Ishigaki, T., Sakuma, S., Hirose, M., Fukatsu, H., Itoh, S., Horikawa, Y.,
Shimamoto, K., Tadokoro,
T., Ikeda, M., and Itoh, K.: Influence of CRT workstation on observer's
performance. Camp. Methods.
Progr. Biomed., 37, 253-258(1992)

PHẦN II: PACS – PICTURE ARCHIVING AND
COMMUNICATION SYSTEM
1. TÓM TẮT
PACS trải qua một sự phát triển nhanh chóng trong 15 năm qua, chịu sự ảnh hưởng của
công nghệ mới, kết nối mạng nhanh hơn và có những cải tiến kỹ thuật khác. PACS xử lý
các nhiệm vụ khác nhau, nhằm mục đích để thay thế film cũ dựa trên hình ảnh y tế và các
quy trình cơng việc trong các bệnh viện và thực hành y tế. Trong PACS hình ảnh nhận
được từ những các phương thức chẩn đốn hình ảnh như chụp cắt lớp điện tốn(CT), Xray hoặc hình ảnh y học hạt nhân và được lưu trữ dưới dạng kĩ thuật số. Nó xử lý những
17

hình ảnh và làm cho chúng dễ dàng truy cập từ các máy trạm khác nhau trong một môi
trường y tế. Do đó, PACS hiện đại bao gồm các thành phần thu nhận hình ảnh, một bộ
điều khiển, một máy chủ cơ sở dữ liệu, hệ thống lưu trữ và một mạng cơ bản để kết nối
chúng. Mỗi thành phần này cần phải thực hiện yêu cầu nhất định về phần cứng và phần
mềm. PACS cũng có thể tương tác với các hệ thống bệnh viện cùng loại khác. Hệ thống
thơng tin chẩn đốn hình ảnh X-quang (RIS) và Hệ thống thông tin bệnh viện (HIS), để
thêm vào dữ liệu bệnh nhân hoặc để hỗ trợ một công việc từ đầu tới cuối. Các hình ảnh
được lưu trữ trong một kho lưu trữ và có thể được yêu cầu từ nhiều máy trạm PACS, nơi
các bác sĩ và bác sĩ X quang có thể kiểm tra các hình ảnh để chẩn đoán bước đầu, viết báo
cáo, chuẩn bị cho thủ tục y tế hoặc so sánh chúng với các nghiên cứu trước đây. Các máy
trạm được cung cấp phần mềm phức tạp để phân tích hình ảnh, ví dụ hoạt hình 3D và
chẩn đốn bằng máy tính. Hơn nữa, PACS sử dụng các tiêu chuẩn công nghiệp như
DICOM và HL7 để cải thiện khả năng tương thích với phương thức hình ảnh mới. Tồn tại
các triển khai PACS khác nhau trên thị trường, ví dụ hệ thống PACS thực tế từ Siemens,
AGFA, và dự án mã nguồn mở openSourcePACS. Quá trình phát triển PACS sẽ khơng
dừng lại, như có tồn tại nhiều xu hướng và cải tiến có thể cho PACS trong tương lai, như
cải thiện độ phân giải và cải thiện kích thước dữ liệu của hình ảnh y tế, kết nối mạng
nhanh hơn và giải pháp di động cho X-quang di động, tức là sự hợp tác của bác sĩ X
quang trên khoảng cách xa.
2. GIỚI THIỆU
Việc xây dựng đầu tiên của X-quang kỹ thuật số và các vấn đề cơ bản của hệ thống lưu
trữ và truyền tải hình ảnh (PACS) đã diễn ra trong năm 1970. Tuy nhiên, việc thực hiện
thực tế của hệ thống làm việc bắt đầu vào đầu năm 1980 và các khái niệm như thế đã trở
thành phổ biến. Thuật ngữ "PACS" được đặt ra bởi Duerinckx (xem [Duerinckx 2003])
vào năm 1982 ngay trước khi Hội nghị quốc tế đầu tiên và Hội thảo về hệ thống lưu trữ
và truyền tải hình ảnh ở California. Kể từ đó, đã có nhiều cuộc hội thảo liên quan đến
cơng nghệ PACS, ví dụ các cuộc họp của Japan Association of Medical Imaging
Technology (JAMIT) từ năm 1982 và EuroPACS năm 1984.
Với sự phổ biến ngày càng tăng của các bộ cảm biến kỹ thuật số trong khoa học y tế, số
lượng dữ liệu kỹ thuật số sản xuất tại các bệnh viện và thực hành y tế tăng lên theo cấp số

nhân. Bên cạnh công nghệ kỹ thuật số, chẳng hạn như chụp cắt lớp điện toán (CT), chụp
ảnh y học hạt nhân hoặc chụp cộng hưởng từ (MRI), công nghệ tương tự như Xray trở
nên có thể tạo ra hình ảnh kỹ thuật số thay vì phim tương tự như trước. PACS cung cấp
một phương pháp xử lý hiệu quả cho hình ảnh y tế và sau đó PACS triển khai bao gồm
các hình thức khác của phương tiện truyền thơng, ví dụ vật liệu âm thanh hoặc phim.
PACS hiện đang lưu trữ, cải tiến và chuyển đổi dữ liệu y khoa tại một bệnh viện hoặc
phòng mạch của bác sĩ. Kết quả là họ đang làm cho nó dễ dàng truy cập từ các địa điểm
khác nhau, sự khả dụng trong thời gian dài và có thể chỉnh sửa. Các hình ảnh có thể được
18


xem và so sánh ở các máy trạm đặc biệt, cung cấp rất nhiều lợi thế như xem đồng thời
trên các địa điểm khác nhau và các phần mềm đồ họa mạnh mẽ. Điều này dẫn tới sự tăng
nhanh của quá trình liên quan tới y tế và giúp tiết kiệm được chi phí. Hình 1 cho thấy một
ví dụ về một máy trạm như vậy.

Hình 1. Máy trạm PACS
Trong thời gian trước đây, PACS chỉ tồn tại trong các bệnh viện lớn, ngày nay các chi phí
giảm cho các thiết bị kỹ thuật và phần mềm nên đang chuyển tiếp các cài đặt của PACS
tại các phòng khám nhỏ rất tốt. Kết nối nhanh trong một vùng rộng lớn (WAn) và truyền
thông không dây đang truyền kênh theo nghiên cứu PACS vào sự điều khiển của Xquang di dộng, nghĩa là sự hợp tác của các viện y tế có bác sĩ X quang trên khoảng cách
lớn, ví dụ thông qua các thiết bị di động và truyền tải dữ liệu nhanh chóng.
Do nhiều sản phẩm PACS khác nhau từ các nhà cung cấp khác nhau, nhiều dự án PACS
từ các trường đại học hoặc các cộng đồng mã nguồn mở và rất nhiều bài báo khoa học có
ý kiến đơi khi khơng giống nhau, nó khơng phải là dễ dàng để có được một ý tưởng
nhanh chóng đối với các chủ đề như PACS. Tài liệu này trả lời cho vấn đề này bằng cách
cho một bài đánh giá về tình trạng hiện tại hình ảnh của PACS. Do đó trong các phần sau,
một mơ tả chung của các thành phần đặc trưng, tiêu chuẩn và công nghệ của một PACS
đều được diễn tả. Điều này bao gồm hệ thống liên quan và giới thiệu của tiêu chuẩn cơng
nghiệp DICOM và HL7. Để cung cấp một cái nhìn thực tế hơn về hệ thống PACS, các hệ

thống PACS thực tế từ Siemens, Agfa và dự án mã nguồn mở openSourcePACS được
giới thiệu ngắn gọn, phác thảo một số khả năng thực tế. Hơn nữa những lợi thế và bất lợi
của việc thực hiện PACS trong một bệnh viện hiện đại hiện đang được thảo luận trong
phần cuối. Phạm vi của cuộc thảo luận này là để vạch ra những hiệu ứng hiện có trên các
dịng chảy cơng việc X quang và những lợi ích về chi phí. Cuối cùng xu hướng và cải tiến
có thể có của PACS trong tương lai được xác định trong phần cuối, như cải thiện độ phân
19


giải và cải thiện kích thước dữ liệu của hình ảnh y tế và giải pháp di động để truy cập y tế
từ xa.
3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA PACS
Mặc dù có rất nhiều giải pháp PACS từ các nhà cung cấp khác nhau, các thành phần cơ
bản, tiêu chuẩn và hệ thống tương ứng của một PACS là rất tương tự. Định nghĩa các
thuộc tính của một PACS, như một hệ thống điển hình có được, kho lưu trữ, truyền, hiển
thị và quá trình xử lý hình ảnh kỹ thuật số.
Trên cơ sở định nghĩa này, các thành phần có thể được tách ra. Đối với thu thập và xử lý
trước những hình ảnh một thành phần thu nhận hình ảnh là cần thiết. Để lưu trữ những
hình ảnh tồn tại một cơ sở dữ liệu thành phần, điều khiển bởi bộ điều khiển PACS, đó là
thành phần điều khiển trung tâm trong một PACS. Cuối cùng, để hiển thị những hình ảnh
kỹ thuật số, một thành phần được xem là cần thiết, gọi là máy trạm. Trong các thành phần
sau đây được quy định chi tiết hơn, liên quan đến các mẫu được đưa ra trong [Huang
1996] và [Heitmann] 2006.
3.1.

THÀNH PHẦN THU NHẬN HÌNH ẢNH

Các hình ảnh của một PACS được tạo ra bởi một số phương thức tạo hình ảnh X quang.
Mặc dù những hình ảnh của chụp cắt lớp điện toán CT, siêu âm, chụp cộng hưởng từ MRI
và hình ảnh y học hạt nhân (PET / SPECT) được chụp kỹ thuật số , những hình ảnh của

máy qt X-quang đã được số hóa đầu tiên. Các hình ảnh có thể được truyền từ các
phương thức sử dụng một giao diện cụ thể. Một giao diện DICOM là tiêu chuẩn thường
xuyên nhất được sử dụng vào thời điểm này.
Do thực tế rằng nhiều thiết bị tạo ảnh không hỗ trợ các tiêu chuẩn công nghiệp, như các
tiêu chuẩn DICOM, máy tính chuyển đổi (cịn gọi là các cổng chuyển đổi) là cần thiết để
cho phép việc trao đổi kỹ thuật số của hình ảnh. Do đó, một máy tính được đặt giữa các
phương thức và các mạng PACS. Các máy tính nhận hình ảnh từ các phương thức tạo
hình ảnh thơng qua giao diện chỉ định của nó, tiền xử lý nó và chuyển nó thành một tiêu
chuẩn, được hỗ trợ bởi các PACS (tức là các tiêu chuẩn DICOM). Đối với việc trao đổi
hình ảnh giữa các phương thức và cổng chuyển đổi Huang phân biệt giữa hai loại giao
diện, giao diện mạng ngang hàng (peer-to-peer) sử dụng giao thức TCP / IP hoặc kết nối
master-slave sử dụng truy cập bộ nhớ trực tiếp. Hình 2 cho thấy một mơ hình đơn giản
của q trình thu nhận ảnh

20


Trong nhiều hệ thống các phương thức tạo hình ảnh hay các cổng tiếp nhận được kết nối
với hệ thống thông tin bệnh viện (HIS). Thông qua giao diện HIS thêm thơng tin bệnh
nhân có thể được thêm vào những hình ảnh, sử dụng giao diện HIS và các giao thức HL7.
Đối với một tích hợp dể dàng của phương thức tạo hình ảnh vào một PACS, DICOM phù
hợp nên được yêu cầu từ cả hai phương thức và các nhà cung cấp PACS.
3.2.

BỘ ĐIỀU KHIỂN PACS

Bộ điều khiển PACS là bộ máy chính của PACS. Nó điều khiển tất cả các giao dịch trong
hệ thống giữa các thành phần và máy chủ cơ sở dữ liệu của nó và một hệ thống lưu trữ.
Những hình ảnh và thơng tin của bệnh nhân được truyền từ phương thức tạo hình ảnh
hoặc một máy tính thu được, hệ thống thơng tin chẩn đốn hình ảnh (RIS) và hệ thống

thơng tin bệnh viện (HIS) để điều khiển PACS. Sau khi nhận được các dữ liệu, bộ điều
khiển tiếp tục quá trình xử lý dữ liệu, bao gồm các nhiệm vụ sau đây:
 Trích xuất thơng tin văn bản mơ tả các nghiên cứu đã nhận được
 Cập nhật một mạng có thể truy cập hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu
 Xác định những máy trạm cái mà các nghiên cứu được tạo ra gần đây phải được
chuyển đến
 Nhũng hình ảnh so sánh cần thiết được khôi phục một cách tự động từ tài liệu lưu
trữ
 Tự động tối ưu hóa các hình ảnh (độ tương phản tối ưu, độ sáng và định hướng
chính xác)
 Thực hiện nén dữ liệu ảnh
 Phục vụ các yêu cầu lưu trữ từ máy trạm hoặc các bộ điều khiển khác
Thuộc tính quan trọng nhất của bộ điều khiển PACS trong sự kết hợp với các hệ thống
lưu trữ của nó là để thực hiện toàn vẹn dữ liệu và hiệu quả hệ thống. Do đó, nó phải đảm
bảo rằng khơng có dữ liệu bị mất sau khi nhận được từ các phương thức tạo hình ảnh. chỉ
cần một hình ảnh khơng được lưu trữ trong các kho lưu trữ lâu dài, PACS luôn giữ hai
bản sao của nó trong kho khác nhau. Hơn nữa, các truy cập từ các máy trạm vào kho lưu
trữ phải là càng nhanh càng tốt.
3.3.

MÁY CHỦ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ
21


Theo cơng bố trước đó máy chủ cơ sở dữ liệu và hệ thống lưu trữ là một phần của bộ điều
khiển PACS. Có những cách khác nhau để xây dựng trung tâm lưu trữ những thành phần
của PACS, nhưng nói chung các nhiệm vụ chủ yếu của nó có thể được vạch ra với các
phát biểu sau của Strickland: “ Các cơ sở dữ liệu PACS đảm bảo rằng tất cả các hình ảnh
sẽ tự động được chia thành các nhóm kiểm tra chính xác, được sắp xếp theo thứ tự thời
gian, định hướng một cách chính xác và tất cả đều có nhãn, và có thể dễ dàng lấy ra sử

dụng một loạt các tiêu chí (Ví dụ, tên, số bệnh viện, ngày, bác sĩ chỉ định, vv) ”. Tất cả
các nghiên cứu hình ảnh của một bệnh nhân có sẵn ngay trên PACS trong đó khuyến
khích xem xét lại các kiểm tra với nghiên cứu trước đó và so sánh đa diện.
Vì vậy, một máy chủ cơ sở dữ liệu PACS nên bao gồm các cơ sở dữ liệu dự phòng với
phần mềm cơ sở dữ liệu thương mại đáng tin cậy giống hệt nhau (ví dụ Oracle, MySQL),
hỗ trợ ngơn ngữ truy vấn có cấu trúc. Các hệ thống này cần nhân bản dữ liệu trong hai
máy chủ cơ sở dữ liệu, để đảm bảo xử lý dữ liệu ổn định ngay cả trong trường hợp lỗi hệ
thống hoặc tai nạn đĩa. Hệ thống cơ sở dữ liệu PACS cần được giao tiếp với hệ thống
thông tin chẩn đốn hình ảnh (RIS, mục 2.7.2) và HIS (xem Phần 2.7.1), cho phép thu
thập thêm thông tin bệnh nhân.
Các phần cứng của hệ thống cơ sở dữ liệu nên sử dụng một đơn vị xử lý trung tâm nhiều
và nhanh và giao diện làm việc , như SCSI , S-ATA và một giao diện mạng nhanh. Với
cấu hình này hệ thống có thể hỗ trợ xử lý song song và chuyển giao đồng thời các hình
ảnh với các mạng khác nhau hoặc các thiết bị mạng.
Các thành phần lưu trữ thường được chia ra trong một thời gian lưu trữ ngắn và thấp
hơn, ít giá trị hơn và lớn hơn lưu trữ thời gian dài.
3.3.1. LƯU TRỮ NGẮN HẠN
Các kho lưu trữ ngắn hạn được sử dụng như là bộ nhớ đệm của hệ thống. Đây là lưu trữ
tốn kém nhất trong một PACS. Hình ảnh từ các nghiên cứu gần đây nhất, kiểm tra được
trước hết lưu trữ ở đó để cung cấp từ các thành phần xem một truy cập nhanh. Như đã nói
trước đó dung lượng của bộ nhớ đệm này có tăng lên trong 20 năm qua. Để so sánh:
Trong khi Huang đề nghị ít nhất 13,6 GB RAID như bộ nhớ đệm trong năm 1996 [Huang
1996], PACS của viện X quang các Munich đang sở hữu một bộ nhớ đệm gộp lại 880
gigabyte (xem [Wirth et al 2005.]). Điều này là tương ứng với mở rộng kích thước dữ liệu
của hình ảnh y tế thơng qua độ phân giải cao.
RAID là 1 hình thức ghép các ổ cứng khác nhau lại với nhau với mục đích làm tăng tốc
độ xử lý(ghi đọc),và làm tăng tính bảo mật cho hệ thống. Thơng qua việc sử dụng RAID
tốc độ truyền tải từ 150 MB / s đến 320 MB / s là có thể. Các cấp độ RAID thường xuyên
nhất được sử dụng trong một PACS là cấp độ 1 và cấp 5. RAID mức 1 lưu các dữ liệu
trên nhiều hơn một đĩa, cải thiện khả năng chịu lỗi, trong khi RAID cấp độ 5 được sử

22


dụng các khái niệm về tước và tính chẵn lẻ, để cải thiện tốc độ truyền và cân bằng khối
lượng cơng việc giữa đĩa. RAID 1 và 5 có thể được kết hợp.
Khả năng của các các kho lưu trữ ngắn hạn nên ít nhất phải đủ lớn để giữ tất cả các hình
ảnh được sản xuất trong vịng hai tuần. Tuy nhiên, vì lý do giảm chi phí cho các đĩa cứng
ngày nay nó là có thể thực hiện lưu trữ ngắn hạn với một năng lực tốt hơn, đủ lớn để lưu
trữ dữ liệu hình ảnh của hai năm.
3.3.2. LƯU TRỮ DÀI HẠN
Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của một PACS là thích hợp để đảm bảo lưu
trữ dài hạn dữ liệu hình ảnh. Điều này được thực hiện trong các kho lưu trữ lâu dài, một
kho lưu trữ cụ thể với một mức độ bảo mật cao và khả năng chịu lỗi cao. Một kho lưu trữ
lâu dài cần phải đảm bảo lưu trữ các hình ảnh giữa 10-30 năm. Với một PACS thực hiện
kỹ thuật số này và nó thay thế các phịng lưu trữ và các hoạt động sắp xếp cho con người.
Các công nghệ lưu trữ hiện đang được sử dụng nhất là băng từ, giống như băng Digital
Linear (DLT) công nghệ với mức giá trung bình của 4 Euro cho mỗi gigabyte. Công nghệ
khác là việc sử dụng MOD (ổ đĩa quang từ).
Một xu hướng mới bắt đầu thực sự có thể sử dụng hệ thống đĩa cứng đặc biệt. Điều này
công nghệ mới cho phép lưu trữ vĩnh viễn nội dung cố định , đó là khả năng mở rộng lên
tới petabyte (10.245 byte) và cung cấp thời gian truy cập đĩa nhanh.
3.4.

MÁY TRẠM

Máy trạm là nơi con người làm việc của PACS. Kim và đồng nghiệp [Kim 1991] đã viết
rằng các máy trạm là những điểm tiếp xúc của các bác sĩ X quang và bác sĩ liên quan. Do
đó, việc thực hiện của các máy trạm là rất quan trọng cho sự thành công của một PACS.
Một máy trạm là một máy tính với màn hình kết nối để hiển thị các thơng tin của PACS.
Nó được cung cấp các thiết bị ngoại vi như một PC thông thường. Các bác sĩ và bác sĩ X

quang đang sử dụng các máy trạm thay vì các hộp chiếu sáng cũ trong điều trị y tế. Các
máy tính máy trạm đang chạy phần mềm để liên lạc, truy cập cơ sở dữ liệu, hiển thị hình
ảnh, quản lý tài nguyên và xử lý. Với phần mềm này, các hoạt động cơ bản sau đây được
thực hiện trên một máy trạm PACS:
 Chuẩn bị tích lũy của tất cả các hình ảnh có liên quan và thơng tin thuộc về một
bệnh nhân
 Sắp xếp hình ảnh (Lựa chọn các trường hợp cho một quần thể nhất định)
 Dụng cụ để sắp xếp (các cơng cụ cho việc sắp xếp và nhóm các hình ảnh để xem
xét dễ dàng)
 Giải thích (các công cụ đo lường để tạo thuận lợi cho việc chẩn đốn)
 Tài liệu (Cơng cụ để chú thích hình ảnh, văn bản báo cáo, và giọng nói)
23


Theo khả năng mới trong đồ họa máy tính, giải pháp PACS hiện tại cung cấp các công cụ
phần mềm tiên tiến, ví dụ hỗ trợ hình ảnh động 3D, màu sắc nổi bật và sử dụng máy tính
hỗ trợ chẩn đoán (CAD).
Heitmann [Heitmann 2006] phân biệt bốn loại khác nhau của máy trạm: các máy trạm để
chẩn đốn chính với màn hình độ phân giải cao (ít nhất là 2500x2000 pixel), máy trạm
cho các văn bản báo cáo với độ phân giải thấp hơn (ít nhất là 1000x1000 pixel), các máy
trạm để đánh giá chi tiết với độ phân giải cao và khả năng tăng tốc đồ họa nhanh hơn và
một trạm làm việc cho số hóa và in ấn, bao gồm cả một máy in laser và một máy quét
laser phim. Hơn nữa, tất cả các màn hình yêu cầu giá trị nhất định cho độ tương phản và
độ sáng.
Tóm lại có phân loại khác nhau của máy trạm, nhưng chúng có thể được kết hợp một
cách dễ dàng, cung cấp phần cứng khác nhau về vị trí và tiếp cận và phương pháp khác
nhau dựa trên mức độ sử dụng.
3.5.

NETWORK

Truyền tải hình ảnh là dữ liệu chuyên sâu và gây ra một mạng lưới tải cao, mặt khác một
truy cập nhanh chóng của các dữ liệu hình ảnh từ các địa điểm khác nhau là một trong
những thuộc tính quan trọng của một hệ thống PACS. Vì vậy một mạng cơ bản được quy
định là cần thiết. Đó là khuyến cáo rằng các nhóm nhỏ hơn của phương thức hình ảnh và
các cổng thu nhận của họ được nhóm trong các mạng cục bộ (LAN), nhiều người trong
mạng lưới đó được nối với nhau bằng một mạng diện rộng (WAN), được cung cấp bởi
một nhà cung cấp dịch vụ Internet khu vực. Trong tương lai tăng tốc mạng WAN sẽ cho
phép các bệnh viện để làm việc cùng nhau trên một khoảng cách lớn hơn chia sẻ một hệ
thống PACS. [Knig và Klose 1999].
Để minh họa các khía cạnh quan trọng trong một mạng PACS, Hình 3 cho thấy một ví dụ
về một mạng PACS có thể trong một bệnh viện nhỏ.

Hình 3. Minh họa mạng trong hệ thồng PACS

24


Ba phương thức hình ảnh được kết nối thơng qua cổng thu nhận, mà đang sử dụng một
mạng LAN, thực hiện với một bộ chuyển mạch Ethernet và cáp Ethernet 100 Megabit /s.
Ví dụ ba phương thức hình ảnh được đặt trong bộ phận phóng xạ. Hơn nữa, trong mạng
LAN này cũng là một trong những máy trạm (workstation 4) để kiểm tra hình ảnh gần
đây thực hiện. LAN này được kết nối nhanh qua cáp 1000 Megabit / s thơng qua mạng
LAN khác, có thể trong một tịa nhà của bệnh viện. Trong mạng LAN đó có một trạm làm
việc cho in ấn và quét phim (máy trạm 3) và hai máy trạm (workstation 1 và 2) với nhiều
màn hình kết nối với 100 Megabit / s. Điều này hai máy trạm có thể là các máy trạm để
chẩn đốn ban đầu, tức là trong phịng thi. Bộ điều khiển PACS với hệ thống cơ sở dữ
liệu và lưu trữ của nó được kết nối với kết nối Ethernet nhanh hơn 1.000 Gigabit / s. Điều
này là cần thiết để ngăn chặn một cổ chai tại kết nối của người điều khiển, vì gần như
mọi yêu cầu trong một PACS là đi qua các bộ điều khiển. Các mạng được trình bày sẽ là

một mạng PACS nhỏ nhưng đáng tin cậy. Một khả năng mở rộng của mạng lưới này là để
kết nối một X quang bên ngoài hoặc chia sẻ điều khiển PACS này và lưu trữ với một
bệnh viện khác qua kết nối WAN nhanh.
3.6.

CÁC CHUẨN TRONG Y TẾ

Ở đây chúng ta đề cập tới 2 chuẩn tiêu biểu là chuẩn DICOM và chuẩn HL7
3.6.1. CHUẨN DICOM
Với những phương thức tạo ảnh y tế kĩ thuật số ngày càng phổ biến, American College of
Radiology (ACR) và National Electrical Manufactures Association bắt đầu hợp tác về
định nghĩa của một tiêu chuẩn y tế vào năm 1983. Nó định nghĩa các thuật ngữ, cấu trúc
thơng tin và mã hóa các hình ảnh kỹ thuật số. Tuy nhiên, các thơng tin liên lạc trong
những hình ảnh chưa được chỉ định trong những năm đầu. Năm 1993, phiên bản 3.0 của
tiêu chuẩn đã được phát hành, bây giờ đổi tên thành Digital Imaging and
Communications in Medicine (DICOM). Như tên cho thấy, các thơng tin liên lạc và trao
đổi hình ảnh đã được đóng gói theo.
Các cấu trúc dữ liệu cho hình ảnh y tế và dữ liệu bổ sung được định nghĩa với cái gọi là
Information Object Definitions (IODs). Những định nghĩa này mơ tả một tập các thuộc
tính, mà một đối tượng thơng tin có thể hoặc có chứa. Mỗi thuộc tính có một ý nghĩa rõ
ràng và được xác định với một cặp giá trị hexa 4 ký tự. Bốn chữ số hexa đầu tiên được
xác định nhóm của thuộc tính (ví dụ: 0010 là nhóm có chứa dữ liệu bệnh nhân), bốn giá
trị thứ hai được xác định thuộc tính trong nhóm (ví dụ 0010/0010 là thuộc tính có chứa
các tên bệnh nhân).
Các dịch vụ theo định hướng mạng DICOM được thực hiện với các lớp dịch vụ, trong đó
cung cấp các hoạt động trên một đối tượng thông tin để làm cho việc trao đổi dữ liệu có
thể dễ dàng hơn. Bên dưới các đặc điểm kỹ thuật của các cấu trúc dữ liệu và các dịch vụ
mạng, DICOM được chuẩn hóa phù hợp: Mỗi nhà cung cấp muốn sử dụng DICOM trên
25