Современные виды томографии - часть 29

 117

 

Рис. 61. Компоненты PACS 

Просмотровые  станции  используются  при  верификации  результата  ис-

следования  консультантом  или  при  назначении  лечения  врачом-
специалистом.  Как  правило,  для  них  используются  компьютеры  средней 
производительности с одним или двумя мониторами [27]. Эти станции по-
зволяют получить доступ к изображениям вместе с уже составленными про-
токолами  заключений.  Нередко  они  используются  для  оцифровки  рентге-
новских снимков или видеосигналов, снимаемых с ультразвуковых аппара-
тов. Программное обеспечение современных просмотровых станций позво-
ляет создавать электронную копию результатов исследований на различных 
носителях  информации (CD, DVD), а  также  записывать  программу  для  их 
просмотра на любом персональном компьютере. 

Специализированные  сканеры  предназначены  для  оцифровки  рентге-

новских снимков и рассчитаны на большие размеры пленок (350×400 мм и 
более).  Сканеры  могут  подключаться  к  компьютеру  просмотровой  или  ди-
агностической  станции  или  непосредственно  к  ЛВС  отделения.  Их  разре-
шающая способность сравнительно не высока (10-20 точек/мм), но зато они 
обеспечивают  сканирование  изображений  с  большим  диапазоном  оптиче-
ской плотности. 

Электронный  архив  изображений  состоит  из  высокопроизводительного 

компьютера (сервера архива), оперативной дисковой подсистемы, архивной 
подсистемы  длительного  хранения  данных  и  специализированного  про-
граммного  обеспечения.  Оперативный  архив,  как  правило,  выполняется  на 
базе скоростных винчестеров, имеющих зеркальную архитектуру, и обеспе-

 

118

чивает быстрый доступ к изображениям, полученным в течение последних 
2-8 недель, и более ранним изображениям, извлеченным из архива для про-
ведения текущих исследований [49]. Ёмкость такой подсистемы колеблется 
от 50 до 300 Гбайт, а среднее время доступа составляет 5-10 мс. 

Архивная  дисковая  подсистема  выполняется  на  базе  роботизированной 

библиотеки  сменных  магнито-оптических  или  оптических  дисков  или  кор-
зины большой емкости. Как правило, такая библиотека имеет объем свыше 
2000  Гбайт,  но  даже  самой  большой  библиотеки  хватает  лишь  на 2-3 года 
бесплёночной работы отделения. 

К  устройствам  вывода  относятся  как  современные  офисные  лазерные 

принтеры, позволяющие выводить на бумагу монохромные и цветные изо-
бражения, так и лазерные мультиформатные камеры, позволяющие печатать 
снимки на рентгеновской пленке. 

В  ряде  случаев  для  передачи  изображений  во  внешнюю  сеть  требуется 

использование  шлюзов.  Это  вызвано  тем,  что  ряд  диагностических  уст-
ройств был сконструирован так, чтобы ими можно было пользоваться авто-
номно, вне зависимости от наличия в отделении системы PACS.Для этого в 
комплект  обязательно  входила  консоль – графическая  станция,  позволяю-
щая задавать параметры исследования и обрабатывать его результаты. Про-
граммное  обеспечение  и  способы  хранения  данных  было  специфично  для 
каждой  конкретной  модели.  Шлюзы  обеспечивают  считывание  данных  из 
памяти консоли и их передачу в другую систему (PACS).  Сейчас использу-
ется  два  основных  подхода  к  созданию  шлюзов: «захват»  изображения  с 
монитора консоли и извлечение результатов исследования непосредственно 
из памяти консоли и его преобразование в стандартную форму. Второй под-
ход  более  сложен,  т.к.  требует  знания  формата  хранения  данных  в  памяти 
консоли. 

Локальная  вычислительна  сеть PACS в  значительной  степени  изолиро-

вано от общей сети больницы. Ранее магистральная часть ЛВС выполнялась 
в виде кольца FDDI со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, затем стала 
использоваться  магистраль ATM (155Мбит/с).  Сейчас  в  новых  установках 
используется  магистраль GigaEthernet (1000 Мбит/с),  стоимость  которой 
значительно ниже. Это вызвано меньшим запасом надежности, но в сетях с 
малой протяженностью этот недостаток не заметен.  

Архив  изображений  и  диагностические  станции  могут  подсоединяться 

непосредственно  к  магистрали  ЛВС PACS; просмотровые  станции  чаще 
всего  подсоединяются  к  магистрали  через  промежуточные  коммутаторы 
Fast Ethernet. 

 119

4.7. Телемедицина 

Разработка  единого  стандарта  передачи  изображений  способствовала 

развитию  в  последние  годы  телемедицины - нового  информационного  на-
правления, использующего телекоммуникационные технологии для обеспе-
чения  потребителей, находящихся  на  некотором расстоянии  друг от  друга, 
необходимой медицинской информацией.  

Потребность в телекоммуникационных технологиях существует во мно-

гих  областях  медицины  [41].  Одним  из  информационных  направлений  те-
лемедицины  является  телерадиология,  обеспечивающая  с  помощью  стан-
дарта DICOM 3.0 возможность  передачи  по  линиям  связи  цифрового  изо-
бражения. Первая подобная удаленная консультация была проведена в 1959, 
когда из США в Монреаль (Канада) по коаксиальному кабелю было переда-
но изображение флюорограммы легких. Развитие телемедицины осуществ-
ляется в трех основных направлениях:  

-  проведение консультаций с использованием телевизионной связи;  
-  использование медицинской информации для обучения и совершенст-

вования медицинских работников;  

-  применение телекоммуникационных линий для управления медицин-

скими  центрами (большинство крупных лечебных  учреждений  имеет 
свои программы по телемедицине). 

Сегодня практически каждый крупный медицинский центр или больни-

ца  имеют  компьютерную  линию,  обеспечивающую  доступ  сотрудников  к 
различным базам данных. В 1994-1995 гг. в Internet была подключена теле-
медицинская  система Visible Human - база  данных  по  анатомии  кадапера 
мужчины и женщины (замороженные среды, КТ и МРТ изображения высо-
кого разрешения). Модель мужчины содержит около 14 млрд. байт инфор-
мации, модель женщины - 40 млрд. байт. Обе модели служат для обучения, 
применяются в травматологии, при планировании операций и других меди-
цинских процедур.  

Современную телемедицину можно характеризовать типом посылаемой 

информации (рентгеновские снимки, томограммы, лабораторные анализы и 
т.п.) и техническими средствами, используемыми для ее передачи. 

Существует  несколько  способов  передачи  медицинской  информации. 

Телефонные линии недороги и доступны практически любому потребителю, 
что делает их идеальными для проведения неотложных консультаций и ле-
чения некоторых категорий больных. Факсимильная связь используется для 
передачи электрокардиограмм и результатов анализов.  

Более сложные задачи, например, передача набора томограмм или ви-

деопотока,  требуют  иных  алгоритмов.  При  передаче  набора  изображений, 
исходные файлы могут быть сжаты для уменьшения объема передаваемых 

 

120

данных.  Затем  сжатые  файлы  передаются  по  каналам  связи  на  компьютер 
консультанта, где они восстанавливаются и отображаются на дисплее.  

Алгоритмы  сжатия  изображений  можно  разделить  на  два  основных 

класса: алгоритмы сжатия без потерь восстановленной информации и алго-
ритмы сжатия с частичной потерей восстановленной информации. Неиска-
жающие алгоритмы позволяют сжать файл с изображением максимум в 2-3 
раза.  Алгоритмы  сжатия  с  потерями  обеспечивают  гораздо  большие  коэф-
фициенты  сжатия за счет сглаживания  отдельных деталей  и построены та-
ким  образом,  чтобы  визуально  исходные  и  восстановленные  изображения 
были как можно более похожи. В этом случае восстановление первоначаль-
ного  сигнала  невозможно,  поэтому  такой  алгоритм  обычно  используется 
для видеоряда, когда качество восстановленного изображения должно быть 
субъективно приемлемо.  

В настоящий момент наиболее широко распространенных два алгоритма 

сжатия  изображений  с  частичной  потерей  информации: JPEG и JPEG2000. 
Алгоритм JPEG имеет в своей основе дискретное косинусное преобразова-
ние, которое применяется к неперекрывающимся блокам изображения раз-
мером 8х8 пикселов. Данный метод сжатия изображений был исследован в 
большом  числе  работ  [37].  К  основным  недостаткам  данного  метода  отно-
сятся:  распад  кодируемого  изображения  на  отдельные  блоки  8

×8  пикселов 

при  больших  коэффициентах  сжатия;  появление  ложных  контуров;  плохое 
описание  нестационарного  во  времени  сигнала  коэффициентами  Фурье-
преобразования.  Для  преодоления  указанных  недостатков  был  разработан 
новый стандарт сжатия изображений JPEG2000, основу которого составляет 
вейвлет-преобразование. В этом случае изображение раскладывается по ба-
зисным вейвлет-функциям, локализованным как во временной, так и в час-
тотной  областях,  что  позволяет  создавать  алгоритмы  быстрого  вейвлет-
преобразования  и  не  разбивать  изображение  на  отдельные  независимые 
блоки.  Благодаря  такому  подходу  в  вейвлет-коэффициентах  образуются 
длинные  цепочки  подряд  идущих  нулей,  которые  эффективно  сжимаются 
энтропийными кодерами. 

Видеоизображения могут передаваться в виде файла (при заочных кон-

сультациях) или в виде цифрового потока (конференции в режиме реально-
го времени). 

Сегодня телерадиология как процесс передачи медицинских изображе-

ний получает все большее распространение, поскольку эффективное разде-
лении  труда  между  специалистами  разной  квалификации  позволяет  повы-
сить качество диагностики [31]. 

Одним  из  направлений  телемедицины  является  создание  специализи-

рованных информационных систем для крупных медицинских центров. Об-
работка интенсивного потока информации возможна в них лишь на основе 
использования  современной  вычислительной  техники.  Появление  высоко-