随着现代医学科技的迅猛发展,数字化与信息技术越来越广泛地渗入到医学领域。在医学影像学方面,突出表现为越来越多的成像方式在向数字化技术转化。数字化影像便于保存、传输与复制,可融入医院的网络信息环境,并同
其它数据进行整合,通过对数字化影像进行处理与分析,可获取更多诊断信息。
一 放射科数字化发展史
自1972年CT开始应用于临床,随后超声、核医学等数字化成像模式相继问世。1980年MR投入临床使用,DSA等数字化影像设备也于不久后进入临床。CR(Computer Radiography,计算机放射摄影)技术最早由日本富士公司于20世纪80年代初推出,其后数字化X射线成像设备的发展相当迅速。90年代中期DR(Digital Radiography,数字化放射摄影)开始应用于临床; 至90年代后期,多家厂商先后推出多层螺旋CT和3T等高场MR,从1998年推出4层的多层螺旋CT,在短短的几年中从4层发展至8层和16层,2004年将有64层的多层CT应用于临床,相对应的是扫描速度越来越快,所切层厚越来越薄,后处理的功能越来越多,当然其数据量就增加得更快。面对呈几何数级增长的各种医学影像数据,如何合理有效地管理和利用数字化医学影像信息已成为现代医院管理中的首要问题。PACS和远程放射学的概念逐步形成,满足了数字化医学影像的传输、显示与存储需求。
数字化放射学的概念早在20世纪70年代初就被提出。Heinz Lemke在1979年率先提出了数字化影像通信和显示,1981年Paul Capp等提出了数字化放射科(Digital Radiology Department)的设想,S.J.Dywer在1982年就在《Radiology》等杂志上撰文讨论诊断用数字影像的管理。在70年代末至80年代初,数字化放射学、数字化放射科、远程放射学和PACS等概念逐步形成。SPIE(国际光学工程学会)于1982年1月召开的第一届国际PACS会议和讨论会(First International Conference and Workshop on PACS),标志着PACS的研究、开发与建设正式提上议事日程,逐步开始了数字化放射学的规模发展。
PACS发展至今已大致经历了三个阶段:
第一阶段约在80年代初至90年代中期,为PACS发展的初级阶段。当时大多数系统是小型PACS,主要是将放射科的一些影像设备进行连接,以胶片的数字化为目标,实现医学影像的传输、管理和显示。
第二阶段在90年代中后期至2000年,在DICOM3.0标准形成以后,自1995年以后有了商用和大型PACS问世,突出表现在以实现整个医院的网络化为目标,通过同HIS和RIS的整合,提高读片诊断的效率,并方便临床其它科室的应用。
2000年至今PACS已发展到第三阶段,PACS的应用逐步从建设数字化医院迈向组成数字化医院集团,开发区域化PACS解决方案和地域之间连接的方向发展,PACS已成为医院卫生保健一体化流程中的重要组成部分。
二 国外PACS建设
二十多年来PACS从无到有,从小型的PACS到整个医院及地域性广义的PACS,发展非常迅速。美国的PACS建设起步早,目前已趋向于不同成像模式和所有医院科室都使用同一信息系统、共通的登录网点和一致的用户界面,其地域性医疗信息系统的整合和一体化进程均发展很快。如美国退伍军人医疗保健系统的PACS建设包括了全国172家退伍军人医院和医学中心及大量的门诊部,所覆盖的退伍军人人群达2500万,它有自己整体的HIS、RIS运作系统和所有病人的电子信息。
欧洲国家对PACS的关注和研究始于70年代后期到80年代初期。1980年以后荷兰、比利时、奥地利、英国、法国、意大利、德国、瑞典、丹麦、挪威等国先后着手PACS建设,但在当时多为小型PACS,主要集中在单一科室,如放射科或核医学科等。90年代初开始有大型的PACS建设,如英国伦敦的Hammersmith医院和奥地利维也纳的SMZO医院。在90年代后期上述这些国家均已有10~20个PACS项目开始运转。地域性的PACS也正在开始建设,如德国萨克森州,其远程医疗服务系统包括了7所大型医学中心,以及许多其它医疗机构和医生诊所,数字化影像和相关资料可在服务系统所涵盖的医院间进行传输和共享。
日本的PACS研究也起步较早,第一届PACS相关会议于1982年召开,以后每年召开一次。PACS建设的初步工作开始于1984年,第一套系统正式运行于1989年,至2002年日本全国已拥有1468套PACS,其中1174套属于四台终端以下的小型PACS,203套属于5~14台终端的中型PACS,91套属于15~1300台终端的大型PACS。目前所运行的PACS中,大型PACS占所有运行PACS中的6.2%,日本现有500床以上的医院490家,其中拥有大型PACS的比例占19%,20床以上的医院9000余家,其中安装PACS的比例至2002年达12.5%。
韩国国内第一个全面的PACS建设项目开始于1994年,同年成立了韩国PACS学会。近年来韩国的PACS发展相当迅速,主要原因在于1999年政府出台了对PACS建设实施补偿的政策,医院通过补偿政策所得到的资金和投入与PACS建设的资金大致相近,从而大大促进了PACS的发展。截至2002年,已建有PACS并实现无片化的医院在400床以上的大医院中已达37%,100~ 400床的小医院中达32%,实施PACS和无片化的医院在所有医院中均达到相当的比例。
三 我国PACS建设
国内的PACS建设起步较晚,90年代中后期开始有少数医院筹建小型或微小型PACS。即将放射科内的CT、MR及其它数字化影像设备进行连接,送至图像工作站,并用数字化的方式进行长期存档。在1999至2001年间正式建小型PACS的医院不过10余家。虽然近年来国内PACS的发展较前加快,但大多在建的和已在使用的主要是在放射科范围内的小型PACS。根据卫生部2002年对6921家医院的调查,其中有2179家医院建设了医院信息系统(HIS),占31%,华东地区医院建设HIS的比例接近80%,可见医院有关PACS的建设比例要较已建HIS的比例少得多。根据上海市放射质控中心调查的上海市69家二甲以上大中型医院,现已建全院性PACS的医院目前只有2家,只占这些大中型医院的2.9%,与目前日本和韩国相同规模医院的PACS发展比例相比,其普及程度仍有较大的差距。
根据笔者电话抽样调查53家上海市二甲以上医院放射科,结果显示拥有CR和DR的医院分别是27家和9家,占50.9%和17.0%。说明近年来国内数字化影像设备的引进和配置有了较大的发展,除了CT、MR等设备外,在大中型医院放射科内CR和DR的配置较前有了较大的发展,使得这些医院放射设备的数字化比例有了很大的提高。但由于目前有些地区的医院在数字化X射线照片收费标准上较传统的屏片技术照片有较大幅度的提高,有可能取得较大的经济利益,结果使得某些医院在购买数字化设备方面较多地受经济利益驱动,忽略了数字化在工作流程和医疗服务方面所带来的根本性变革,因而未能发挥数字化的真正优势。
其次,调查显示上海市建成HIS的医院有33家,占62.3%。这一数据明显低于卫生部有关华东地区医院HIS建设情况的调查结果,究其原因可能是因为许多医院的HIS主要围绕财务、管理等少数几个功能模块,尚未真正为包括放射科在内的临床科室所使用与熟知,所以在调查中放射科的被访问对象并不全盘了解自己医院是否存在HIS,这一现象从一个侧面反映了国内HIS建设尚处于较低水平。
另外,调查发现上海市拥有RIS和PACS的医院共有30家和18家,分别占56.6%和33.9%,其中拥有全院PACS的只有2家,仅占3.8%,其他16家拥有PACS的单位均为小型或微小型PACS,其PACS系统往往只连接一至二台成像设备。说明尽管近年来国内PACS建设取得了长足的进步,但由于PACS建设投入资金较多、技术难度较大,而直接经济效益尚存争议,故PACS的增长速度仍然相对缓慢。
四 PACS未来趋势
随着医院信息系统(HIS)、放射科信息系统(RIS)和医疗保健方案集成(IHE)的发展,即整个社会和医疗信息化和网络化的发展,PACS已和HIS、RIS及IHE等密切相关,成为医院信息化和网络化的重要组成部分,其概念和作用已完全不同于过去那种狭义的PACS。PACS已成为医疗卫生保健一体化流程中重要的组成部分,是以数字成像技术、计算机技术和网络技术为基础,全面解决医学影像获取、显示、处理、储存、传输、管理和相关的医疗保健运作的综合性规划方案及系统,成为医院现代化建设中重要的基础设施,是医院信息高速公路的关键工程,代表了医学影像诊断迈向数字化、网络化和服务于以病人为中心的一体化流程的发展趋势,对整个医学影像的发展和社会医疗保健模式的转变均会产生重大而深远的影响。
为了使医疗保健的流程更加合理、运作更为有效和产生更好的社会经济效益,特别是实现医疗信息资源达到充分的共享,建设地域性大规模的一体化PACS,并与整个医疗信息系统整合,已成为当前和长远发展的趋势。这种整体化的医疗保健解决方案强调的是资源的充分共享和流程运作的一体化。
随着医疗信息系统一体化的进展,将PACS与医院其他信息系统结合非常重要,大规模实施电子病历(Electronic Patient Record,EPR)成为医疗保健体系信息化的重要方向。数字化影像是电子病历的重要组成部分,将PACS同EPR系统相结合就能提供完整的病人健康信息,实现病人信息的异地共享,健全与落实IHE方案有助于促进各类医疗信息系统的充分整合。同时,需要继续开发更大规模的数据存储和管理设备,建设便捷、快速的传输网络,特别是积极探索利用无线移动网络技术和新一代Internet技术,开发智能化的、适应临床需求的读片方式,将三维重建和计算机辅助诊断(CAD)等技术整合进影像诊断工作站,从而使未来的PACS具有更为强大的功能。
有关数据表明美国2001年在PACS上的投入大致是5亿美元。有关方面预测至2008年,其投入每年将递增11%。另外据文献报道,2002年年底和2003年中期对美国229家机构所做的调查,其对PACS运行和所起作用的满意度达76%,明显高于对其它类软件的满意度。由此可见,从IT的角度来看,PACS的总体发展也是令人满意的。
以数字化影像替代人工处理的各类影像将明显改变放射科传统工作流程,当然也会涉及到病理科、心脏科、消化科等临床科室工作流程的改变。这些概念相对比较容易被人理解和接受,更主要的是PACS今后将成为医院和社会整体信息网络框架的一个组成部份。这将是数字化放射学发展的根本方向。当然,在这方面仍会有较长一段路要走。