pacs - 简要介绍
网络1PACS用于医院的影像科室，最初主要用于放射科，经过近几年的发展，PACS已经从简单的几台放射影像设备之间的图像存储与通信，扩展至医院所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互 *** 作，因此出现诸多分类叫法，如几台放射设备的联网称为Mini PACS（微型PACS）；放射科内所有影像设备的联网Radiology PACS（放射科PACS）；全院整体化PACS，实现全院影像资源的共享，称为Hospital PACS。PACS与RIS和HIS的融合程度已成为衡量功能强大与否的重要标准。PACS的未来将是区域PACS的形成，组建本地区、跨地区广域网的PACS网络，实现全社会医学影像的网络化。
由于PACS需要与医院所有的影像设备连接，所以必须有统一的通讯标准来保证不同厂家的影像设备能够互连，为此，1983年，在北美放射学会（ACR）的倡议下，成立了ACR-NEMA数字成像及通信标准委员会。众多厂商响应其倡议，同意在所生产的医学放射设备中采用通用接口标准，以便不同厂商的影像设备相互之间可以进行图像数据交流。1985年，ACR/NEMA1.0标准版本发布；1988年，该标准再次修订；1992年，ACR/NEMA第三版本正式更名为DICOM3.0（Digital lmaging and Communication in Medicine），中文可译为"医学数字图像及通信标准"。DICOM3.0已为国际医疗影像设备厂商普遍遵循，所生产的影像设备均提供DICOM3.0标准通讯协议。符合该标准的影像设备可以相互通信，并可与其他网络通信设备互连。
在系统的输出和输入上必须支持DICOM3.0标准，已成为PACS的国际规范。只有在DICOM3.0标准下建立的PACS才能为用户提供最好的系统连接和扩展功能。
pacs - 通信技术
网络2信息技术是现代文明的基础，是开展科学研究和技术开发的重要支撑手段，是高技术中的关键技术。信息技术的发展，直接影响着社会生产力和综合国力的变化。
近50年来，由于半导体、计算机和通信技术的迅猛发展，数字化的信息已经渗透到了与人们生活密切相关的各个领域。在医学图像处理领域，随着放射学(Radiology)的迅速发展，为医疗诊断提供了多种人体成像技术，例如：CT、MRI、DSA(数字减影)、NM(核医学成像)、US(超声扫描显像装置)、CR（计算机投影射线照像术）、PET（正电子发射断层X线照相术）等。这些新的医学成像技术为临床诊断提供了丰富的影像学资料，在相当程度上提高了医疗机构的诊断和治疗水平，但同时也使得如何有效地管理、处理和利用大量繁杂的医学图像资料的问题日益突出，急待解决。
计算机技术日新月异的发展，尤其是高速计算设备、网络通讯及图像采集、处理的软、硬件技术的一系列突破性进展，为医学图像的数字化采集、存储、管理、处理、传输及有效利用提供了现实的数字技术基础。
PACS系统（Picture Archiving &Communication System），即医学影像的存储和传输系统，它是放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术的结合，它将医学图像资料转化为计算机数字形式，通过高速计算设备及通讯网络，完成对图像信息的采集、存储、管理、处理及传输等功能，使得图像资料得以有效管理和充分利用。
PACS其主要应用方向为：设备集群使用：从多种影像设备或数字化设备中采集图像；拍照与打印等多种输出设备的 共享与选择；影像传输与分送：在医院内各科室之间快速传输图像数据；远程传输图像及诊断报告等；辅助医疗功能：医学图像资料的管理、处理、变换等。
pacs - 系统介绍
PACS系统（PictureArchivingandCommunicationSystem图像归档和通讯系统）原意为医学影像计算机存档与传输（医学影像的采集和数字化，图像的存储和管理，数字化医学图像的高速传输，图像的数字化处理和重现，图像信息与其它信息的集成五个方面）。而在第二代PACS系统中，已经扩大为HIS-PACS的无缝连接，将病人流变为信息流，关注的核心是医院临床业务的流程再造。通过第二代PACS系统，可以轻松的实现.无纸化、无胶片化，降低医院的运营成本，提高医院整体效率，提高临床诊断质量，实现远程医疗。
通俗的讲法，PACS系统出现类似于数码相机取代胶片相机。过去病人进行影像检查（如骨折拍片），需要等待胶片冲洗出来医生才能诊断。而现在直接从检查设备上读出图像到计算机上观察诊断，大大提高了效率。PACS系统延伸到医院其他的工作也进行数字化管理（如病历本不再手写，检查单不再手写，统计医生工作量不再依靠护士手工统计）
pacs - 系统构成
系统依照规模的大小，图像存档与传输系统(PACS)可分为四大类：科室内；院内图像发布系统；整个医院的PACS系统；基于全院PACS的远程放射医学系统。
依据需要解决的问题不同，存在各种各样的PACS系统设计方案，但概括来看，PACS系统由成像采集设备、远近程显示设备、储存设备和远近程通信设备等四部分组成。成像采集设备包括各类断层扫描成像系统和各种射线照相技术形成的胶片等硬拷贝数字化扫描采集设备；图像显示设备包括各种图像终端、图像工作站；图像存储设备包括软硬磁盘、磁带和光盘等存储设备；通讯设备包括调制解调器、网卡、电话交换系统、计算机局部网、广域网、公用数据网等有关硬件通信模块和设备。PACS在医学信息领域主要提供四方面的功能：在诊断、报告、会诊和远程工作站上观察医学图像；根据图像的性质，把图像储存在适于短期或长期保存的存储介质中；利用局域网、广域网和公共通讯设施进行通讯；向用户提供一个集成信息系统。PACS目的在于促进数字化医院环境的形成，提高诊断效率，降低成本。相对于传统的基于胶片的医学图像系统，无胶片的PACS具有众多的优势：数字图像代替胶片减少了制造和购买胶片及相应的化学制品的费用；无胶片化存档，可节省原来的硬拷贝和相关的管理费用、人力和场地，减少了管理胶片的工作人员，将不再有胶片的丢失、错放、老化等问题，大大降低了医院成本，可以更有效地使用庞大的医学图像资源为患者提供更好的服务，又达到了更高效、低价地观察、存储和传送医学图像的目的。同时，利用计算机先进的存储方式和强大的图像压缩功能以及网络传输能力，对已存储的图像进行多份拷贝变的简单又直接，快速获取图像，根据诊断的需要，可以灵活地处理图像，可以实现医院内部甚至远程的医院之间的医学图像信息的共享，便于提供远程医疗服务。
pacs - 关键技术
关键技术PACS涉及多项技术，它们包括：计算机、通讯、文件存储、数据获取、显示、图像数据压缩、人工智能、光电子设备、软件、标准化和系统集成。PACS涉及的关键技术问题标准化技术：标准化技术应用在建立PACS中是非常重要的。由于各厂家生产的影像设备的图像格式各异，网络接口标准不一致，阻碍了医学数字影像的交换和通讯；数字化图像信息的采集：首先要实现图像的数字化。CT、MRI、DSA、CR、DR以及一些超声成像等已是数字成像，通过采集接口模块或设备就可将数字化图像信息从主机中取出，并构成数据文件到存储设备中去，供显示或传输。而大量X射线成相系统仍处于非数字化图像阶段，通常购置数字化仪将它们数字化。由于各厂家生产的各种影像设备的图像格式各异，网络接口标准不一致，阻碍了医学数字影像的交换和通讯；图像压缩技术：医学图像数据量大，建立PACS中许多技术困难都与图像的压缩、传输、显示等有关。如何能对图像进行压缩，是多年图像处理技术研究重点之一，由于医学影像对医学诊断的可靠性影响非常大。
常用的也只有无损压缩算法；医用图像的归档管理：图像实现数字化以后，可将其分门别类存储于计算机介质中，如磁盘、光盘内，尤其是光盘存储器，以其经济实惠被广泛应用。一片光盘上可以存储几百幅图像；医用图像显示和通信技术：计算机技术为医学图像的观察提供了“数字信息监视器”组合模式，极大地方便和加速了医学图像资源的形成、周转和调阅。计算机软硬件技术和多媒体技术，使医学图像的显示图像监视器和图像工作站几乎可瞬时显示整幅图像。医学图像通信，首先是通过局域网在医院内部实现患者影像信息的调阅，其次是通过专线网或互联网实现影像的远程调用和异地诊断。
pacs - 发展情况
系统构成PACS是现代影像诊断的模式和潮流，是一项具有灿烂前景的高新技术，它的发展与普及将对医学发展起到重大的推动作用。把传统的医学图像拷贝方式改成电子式的软拷贝方式，推广应用PACS在医院是非常必要的，随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步，国内众多医院其影像设备逐渐更新为数字化，PACS的应用和普及已成为现代化医疗不可阻挡的潮流。进入90年代，为了提高医院的现代化管理水平和工作效率，各级医疗机构对医院信息系统的建设给予了极大的关注，许多医院已经建立了不同规模的医院信息系统。就医院信息系统发展而言，医院信息系统大多数属于医院管理系统（HIS）的范畴，主要针对医院人员的财务管理；而同样是数字化医院环境重要组成部分的PACS却发展相对迟慢。
中国PACS系统发展还存在如下一些问题：研究和开发经费少；多数医院的医疗图像设备较为陈旧，很少有标准数字接口，尤其是能够利用网络传输医学图像的设备更为少见；医院的信息基础机构建设落后，多数医务人员对计算机应用环境不熟悉；以往开发的HIS/RIS系统往往忽略了标准化问题，难以进行与PACS系统的集成；多数影像设备是从国外引进的，在这样的环境下，PACS开发和应用过程中需要考虑中文化的问题。PACS发展应关注于：对医院信息基础结构的改进；对老旧图像设备的改造；对现有医院信息系统的标准化。国内由于对PACS的研究还处于初级阶段，在构建PACS时会遇到各种各样的技术问题。
在设计PACS系统时应该充分考虑系统所要实现的功能在选择规模时应该充分考虑医院的实际条件不要一哄而上。资金雄厚的大型医院由于在这一方面的工作开展较早，并且已经构成了小型或者部分PACS，这时可以考虑建立比较完整的PACS。而中小型医院由于资金和技术方面的原因，最好首先构建小型或部分PACS在一方面积累经验，而不是一味赶时髦。医院可以根据自身的条件和需求建立不同规模的PACS系统，逐步向数字化医院过度。尤为重要的是，医学图像领域的发展与技术的进步紧密相关，医学图像领域的进步是医院实际要求、大学和其他研究机构技术开发以及企业商业目标相互推动的结果，PACS系统开发和应用同样需要医院、研究机构及企业界的大力支持和良好的合作。
pacs - 前景展望
系统构成PACS 最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。然而随着 PACS 标准化的进程，尤其是 ACR-NEMA(American College of Radiology ＆ National Electrical Manufactures ′ Association ，美国放射学会和美国电器制造商学会 )DICOM(digital imaging and communications in medicine ，医学数字成像和通信标准 )3.0 标准的普遍接受，目前的 PACS 已扩展到所有的医学图像领域，如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学、核医学、超声学以及牙科学等。
21世纪的医院管理系统中，PACS系统将占据医学诊断分析得据主导地位。
PCAS系统在应用中涉及到数字化存储图像，无胶片管理，节省用于冲洗、保存胶片和记录的大量人力物力；如：化学药品费用，处理和保养费用 、存储费用、摆放费用 、人工费用 、查阅费用 、送片费用；可提供更多医生网络化的协同工作；提供远程会诊功能，节省人力物力，同时能够提高医院会诊能力，扩大知名度。可以实现资料统计的自动化，对于科研分析有重大意义，同时可以对科室人员的工作量 和状态进行统计，能够发现管理薄弱环节，更好评价员工，激励员工，为科室创造更大的效益。可以规范诊断报告，打印出图文并茂的病历，同时生成电子病历，形成社区电子病历中心，为病人提供电子病历存放查询服务，增加对用户的影响力。 共享输出设备，节省设备投资，比如激光相机， DICOM相机等。减少、消除重复工作。更高的生产力 , 更低的运行成本和更多收入。不再丢失检查资料和胶片。
对于临床：提供更快、更有效获取病人信息的途径。通过与周围医院联合提供更多的医疗服。 方便临床医生随时调阅病人的信息。
对于放射医生：方便。在家或办公室即可读片，不用挤在集中读片的地方 快速得到病人的以往胶片。几秒钟便获得检查数据。多种图像，如超声，核磁， CT，DSA等图像可以直接参考对比，并进行相应图像处理，方便诊断。减小工作量和提高工作效率。影像可以永久利用。直接得到无失真的原始图像用于学术交流。
对于病人：减少住院时间。更快的诊断和治疗。同时参考多次检查结果。更快的报告时间。能够得到专家的服务 。
辅助医疗功能：医学图像资料的管理、处理、变换等。
音频信号光纤传输实验光纤在通讯领域、传感技术及其他信号传输技术中显示了愈来愈广泛的用途，也显示了其愈来愈重要的地位。随之而来的电光转换和光电转换技术、耦合技术、光传输技术等，都是光纤传输技术及器件构成的重要成分。对于不同频率的信号传输和传输的频带宽度，上述各种技术有很大的差异，构成的器件也具有不同的特性。通过实验了解这些特性及其对信息传输的影响，有助于在科研与工程中恰当地使用这一信号传输技术。
一、实验目的
1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。
2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。
二、实验仪器
FD-OFT-A型音频信号光纤传输实验仪实验主机（包括音频信号发生器、光功率计、LED放射器、SPD接收器等）、多模光纤（装于骨架上），半导体收音机，示波器组成
三、实验原理
1. 音频信号光纤传输系统的原理
传输系统由逗光信号发送器地、逗光信号接受器地和逗传输光纤地三部分组成。其原理主要是：先将待传输的音频信号作为源信号供给逗光信号发送器地，从而产生相应的光信号，然后将此光信号经光纤传输后送入逗光信号接受器地，最终解调出原来的音频信号。为了保证系统的传输损耗低，发光器件LED的发光中心波长必须在传输光纤的低损耗窗口之内，使得材料色散较小。低损耗的波长在850nm，1300nm或1600nm附近。本仪器
LED发光中心波长为850nm，光信号接受器的光电检测器峰值响应波长也与此接近。
为了避免或减少波形失真，要求整个传输系统的频带宽度能覆盖被传输信号的频率范围。由于光纤对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统频带宽度主要决定于发射端的调制信号放大电路和接收端的功放电路的幅频特性。
2. 半导体发光二极管LED的结构和工作原理
光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求，所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯的任务，目前在以上各方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（light emitting diode，缩写LED）和半导体激光器（Laser Diode，缩写LD）。以下主要介绍发光二极管。半导体发光二极管是低速短距离光通信中常用的非相干光源，它是如图
3所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由直接带隙的GaAs砷化镓P型半导体材料组成，称为有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结，中，有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结，而与右侧P
层之间形成的是P-P异质结，所以这种结构又称为N-P-P双异质结构，简称DH结构。
当在N-P-P双异质结两端加上偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到P-P异质结的的阻挡作用不能再进入右侧P层，它们只能被限制在有源层内与空穴复合，同时释放能量产生光子，发出的光子满足以下关系：
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