Linux 作为核医学 PACS 服务器
许多 Linux 用户可能不熟悉核医学,但它在当今医学领域中起着重要作用。我是一名医生,将介绍我在台湾高雄长庚纪念医院核医学科使用 Linux 的经验。我希望这些信息对 Linux 新手用户有所帮助(两年半前我也是新手)。
在描述我在核医学中使用 Linux 的经验之前,我必须提及医学影像标准的背景,包括 PACS、Interfile 和 DICOM。在 1985 年之前,不同的 CT(计算机断层扫描)、MR(磁共振)和伽玛相机供应商的图像格式之间没有标准。在认识到需要标准来促进多供应商连接和 PACS(图像存档和通信系统)之后,美国放射学会 (ACR) 和国家电气制造商协会 (NEMA) 于 1985 年提出了第一个标准 ACR/NEMA 1.0,1988 年提出了 ACR/NEMA 2.0,然后是 ACR/NEMA 3.0(众所周知的 DICOM 3.0)。
DICOM 3.0 是当前的标准,几乎所有供应商都在其新产品线中实施 DICOM 3.0,尽管许多其他旧的影像设备仍然与 DICOM 3.0 不兼容。核医学领域的另一个标准格式是 Interfile。与 DICOM 3.0 一样,Interfile 是一种指定的文件格式,但与 DICOM 3.0 不同,Interfile 不是通信协议。DICOM 3.0 的网络协议构建于 TCP/IP 之上,因此 DICOM 客户端可以从 DICOM 服务器查询/检索图像数据,并且如果连接正确,还可以通过互联网将图像数据存储在服务器上。Interfile 只是核医学的一种临时文件格式。即使没有其他作用,它也为伽玛相机供应商提出了一个要遵循的标准,但未来呢?DICOM 是最好的选择。如果您对医学影像格式感兴趣,请参阅由医学博士 David Clunie 维护的医学影像格式常见问题解答 (http://idt.net/~dclunie/medical-image-faq/html/index.html),以获取更多信息。
在诊断核医学科,在静脉注射或口服放射性核素后,患者被置于伽玛相机下进行拍照。伽玛相机拾取放射性核素发出的伽玛射线以构成图像。市场上有许多伽玛相机供应商。以下是它们及其使用的操作系统的列表
西门子:MacOS 7.x
Elscint:OS/2
GE、Picker、SMV、东芝和其他厂商:UNIX
其他:专有操作系统(一些旧的伽玛相机,如 GE Starcam、旧东芝等)
Macintosh 的网络协议是 AppleTalk,OS/2 的网络协议是 NetBIOS,UNIX 的网络协议是 TCP/IP。由于互联网的普及,今天使用的所有操作系统也都支持 TCP/IP。计算机的网络协议用于通信,就像人们使用语言一样。在相同的网络协议下,不同的计算机可以相互交换数据。
台湾高雄长庚纪念医院是一家拥有 1000 多张床位的医疗中心。核医学科分配到一个 IP 地址。我们有三台伽玛相机。最老的一台是使用专有操作系统的 GE STARCAM,一台西门子 ICON 三头伽玛相机和一台 Elscint Varicam 双头伽玛相机。Elscint Varicam 是一台全新的伽玛相机,在我离开医院之前安装的。
在两年半前了解 Linux 后,我意识到它将是伽玛相机的完美服务器。由于 Linux 是 UNIX 的克隆,因此它提供 TCP/IP 网络。此外,Netatalk(UNIX 的 AppleTalk 协议)允许 Macintosh 挂载 Linux 目录,而 SAMBA(SMB 是基于 TCP/IP 的 NetBIOS)允许 OS/2、Windows 95 和 Windows NT 使用 Linux 上的服务,反之亦然。TCP/IP、AppleTalk 和 SMB(服务器消息块)在 Linux 中都可用;因此,除了某些旧的和专有的伽玛相机计算机外,Linux 可以与所有伽玛相机计算机通信。稍后我将描述如何解决从专有计算机操作系统检索图像数据的问题。
在我为我们的核医学科设置 Linux 作为 PACS 服务器时,我们的西门子 ICON 可以导出 Interfile 图像文件,但不提供 DICOM 功能。Elscint Varicam 提供 DICOM 功能,而 GE Starcam 既不提供 Interfile 也不提供 DICOM。使用 MITA 的图像转换软件 GAMMACON,专有图像文件数据的问题得到了解决。
GAMMACON 是一个在 MS-DOS 环境下运行的程序。它可以读取和写入不同专有的、Interfile 和 DICOM 图像文件,并从 8 英寸、5.25 英寸或 3.5 英寸软盘以及网络或硬盘读取和写入。GAMMACON 使用连接到 PC 打印机端口的安全硬件密钥来防止软件盗版。在修改 Linux DOS 模拟器的配置文件后,GAMMACON 在 Linux 下运行流畅。结合 Linux 的网络功能,我们可以将存档在 3.5 英寸软盘上的 GE Starcam 图像文件转换为 Interfile,然后在西门子 ICON 或 Elscint Varicam 上处理它们。由于 GAMMACON 的限制,一次只能运行一个程序。安全硬件密钥被 GAMMACON 锁定。安装所需的程序后,西门子 ICON 可以通过 Netatalk 从 CHOOSER 轻松挂载 Linux 共享目录。Elscint Varicam OS/2 也可以将 Linux 共享目录挂载为网络磁盘(通过 SAMBA)。对于其他使用 UNIX 的伽玛相机,如 Picker 或 ADAC,通过 NFS 挂载目录是例行工作。
为了离线读取 GE Starcam 文件,我可以将 GE Starcam 的软盘带到 Linux,然后使用 GAMMACON 将 GE Starcam 文件转换为 Interfile、DICOM 或 GIF 格式。这听起来很完美。即使对于与 DICOM 不兼容的伽玛相机,我们仍然提供了一种方便的方法来解决核医学中的图像文件交换问题,即使用来自不同供应商的软件的特定功能来处理图像。在我去年离开长庚纪念医院之前,我致力于 Linux 上的 DICOM 查询/检索(DICOM 客户端)功能——这对我来说是一项艰巨的工作,因为我没有编程背景。威尔士的斯旺西大学在 Linux 上提供 DICOM 服务器服务;也许其他人也提供。
完成了吗?没有,我之前提到我们的核医学科分配到一个 IP 地址。我在这台 Linux PC PACS 服务器中安装了两块 NE2000 兼容网卡,并重新编译了 Linux 内核以启用 IP 伪装功能。一块网卡使用我们分配的 IP 地址,另一块网卡分配给内部网络地址。我们办公室的所有伽玛相机计算机、Macintosh 和 Windows 95 PC 都属于内部网络,并且可以通过 Linux IP 伪装无缝访问互联网。Linux IP 伪装形成了一个防火墙,以防止来自互联网的入侵。单个 IP 地址的限制不再存在。
结合 Apache WWW 服务器和 mSQL,我们使用从 GAMMACON 转换的 GIF 格式核医学图像,使所有诊断报告以 HTML 文档的形式提供给注册医生。
Hylafax 是一个免费的 Linux 传真服务器,它还支持许多其他操作系统,如 Macintosh 和 MS Windows。我的几位同事对 Hylafax 非常满意,因为他们可以轻松地从他们的 PC 发送传真。您可能想知道为什么我没有提到 DNS 或邮件服务器。我们的医院设置了一个代理服务器,只允许 WWW 浏览器访问外部世界并防止黑客破坏,因此我们必须专门使用我们医院提供的邮件服务器。他们将代理服务器和邮件服务器设置为同一台 SUN Ultra SPARC。
Linux 难学吗?不难。以我为例。两年半前我还完全是个电脑新手,但我在日常工作中使用了 Linux。我确信其他人也可以做到。我想感谢所有为 Linux 和自由软件付出努力的人们。
作者 程大武 曾是一名核医学医师,现在台湾高雄县凤山从事全科医疗。他和他的父母、两个兄弟和一只狗住在一起。他对旅行、音乐和游泳感兴趣。如果您在旅行中遇到他,请告诉他您是 Linux 用户。可以通过电子邮件 chengtaw@mail.euphoria.com.tw 与他联系。