의료영상 저장 전송 시스템 (PACS, Picture Archiving and Communication System)

전세계적으로 컴퓨터를 이용한 시스템을 의학 분야에 적용하려는 시도가 붐을 이루고 있다. 특히 그 이용에 따른 부대 효과나 이용 효율면에서 직접적으로 도움을 받을 수 있는 처방 전달 시스템(OCS, Order Communication System)은 이미 국내의 여러 병원에 설치 운영되고 있다.

이러한 병원의 관리 업무 전산화를 넘어 진료 업무의 전산화에 대한 요구는 여기서 그치지 않고, 이미 선진국의 여러 병원에 설치 운영되고 있는 PACS, Teleradiology 등에 대한 국내의 관심은 어느 때 보다도 높고 그 실현 가능성도 높아지고 있다. 그러나 많은 의사 또는 병원 시스템 담당자, 의료기 관련 업무 종사자들의 이에 대한 이해가 부족하여 도입하고 싶은 시스템에 대해 지나친 환상을 갖거나 또는 지나친 회의주의로 인해 국내의 시스템 도입 사례나 운영 수준이 매우 낮음을 인정할 수 밖에 없다. 대형 병원에 도입된 PACS의 사례를 통해 그 시스템의 장점과 단점 등이 국내에 알려지면서 PACS 도입을 하고자 하는 국내 병원의 수가 점점 늘어가는 추세이다.

의학 영상 시스템에 사용되는 용어

RESOLUTION

해상도라고 해석 한다. 의학 영상이 컴퓨터의 화면에 표시될 때 어느 정도의 크기로 표시되는가를 설명하는 수치로 영상의 크기라고도 한다. 바둑판을 생각하면 가장 정확하고 이해하기 쉽다. 즉 디지털 영상은 화면에 표시될 때 가로와 세로로 구획을 나누어 이루어진 사각형을 기본단위로 화면상에 표시 한다. 이때 각각의 사각형을 PIXEL 이라고 부르고 하나 하나의 필셀은 동등한 밝기를 표시 한다. 해상도란 가로 픽셀 수 x 세로 픽셀 수로 표시하며 이는 영상이 얼마나 섬세한가를 나타내는 기준이 된다.

동일한 바둑판에 가로 19개 세로 19개로 이루어진 사각형의 크기와 가로 10개 세로 10개로 그려진 사각형의 크기를 생각하면 어느쪽이 더 자세한 화면을 표시할 수 있는가를 쉽게 이해 할 수 있다. 일반적으로 해상도는 높을 수록 좋은 영상을 표시 할 수 있으나 저장 용량과, X-ray, CT, MR, US 등 영상발생장치의 특성에 맞추어야 하므로 무조건 높은 것만이 좋은 것이 아니라 영상의 특성과 용도에 따라 적당히 선택해야 한다.

X-ray 필름

일반 가슴 사진 14”x17”의 경우 필름과 똑같은 해상도를 화면에 표시하기 위해서는 방사선 원자(또는 Film Grain)의 크기에 해당하는 사각형을 가져야 한다. 이는 현실적으로 불가능하며 인간의 눈으로 구별할 수 있는 능력의 한계와 기술적인 내용을 고려하여 결정된다. 일반적으로 가로 2048 세로 2560 정도면 방사선과 전문의가 판독하기에 문제가 없는 것으로 여러 논문에 보고되었고 또 현재 PACS를 사용하는 대부분의 병원에서 그렇게 사용 한다. 현재 X-ray의 경우 CR의 보급으로 PACS에 접목하여 사용하는 추세가 늘고 있으며 보통의 CR영상이 바로 위의 해상도를 제공 한다.

그러나 이 역시 엄청난 크기의 양으로 8-10MB에 이르는 크기이다. 그래서 주로 판독을 위주로 하는 방사선과용 또는 섬세한 영상을 요구하는 신경과 계통의 의사들에게는 위의 크기를 사용하고, 이미 판독된 영상을 이용하여 환자와 상담을 하는 일반 의사(방사선과 전문의가 아닌)용으로는 가로 1024 세로 1280의 영상을 사용하기도 한다. 이는 꼭 그래야 하는 것이 아니라 현재 고해상도의 영상을 표시하는 모니터나 저장 장치에 대한 효율성을 위해 이런 식으로 사용하는 것이다. 역시 필름보다는 못하지만 판독을 하고 진료를 행하는데 전혀 문제가 없다는 것이 일반적인 견해이다.

CT, MRI, US

원래 CT, MR Scanner 장비는 영상을 생성할 때부터 가로 512 세로 512의 해상도(또는 256 x 256, 128 x 128)로 영상을 구성 한다. 즉 영상 발생 방법이 디지털화 되어 있어 초기부터 일정 크기의 영상을 제공하므로 이를 화면에 표시하는 방법 역시 원래의 시스템과 같은 해상도를 사용 한다. 물론 1장의 Slice를 말한다. 반면 US 장비의 경우에는 아날로그 신호를 512 x 512 크기로 디지털화하여 사용 한다. 이때에는 별도의 장비가 필요하다.

Gray Level

일반적으로 분해능이라고 해석 한다. 이는 해상도와 함께 영상의 질을 좌우하는 척도로 사용 한다. 위에 예를 든 바둑판의 하나하나의 픽셀에 색을 입히는 경우 한 픽셀에 하나의 색을 사용하며, 사용할 수 있는 물감의 갯수가 하드웨어마다 정해져 있게 된다. 이 정해진 물감의 수를 분해능이라고 한다. 어린이들이 사용하는 12색 물감이니 24색 물감이니 하는 것과 같은 의미이다. 어느 경우 더 자세한 그림을 그릴 수 있는지는 자명 하다. 물론 가격도 엄청난 차이가 난다.

분해능을 이야기 할 때 256 Gray Level 또는 4096 Gray Level이니 하는 경우와 8bit 또는 12bit 라고 하는 경우가 있는데 이는 같은 말이다. 즉 8bit Image는 2의 8승인 256 Gray Level이 되며(256색 물감) 12Bit Image는 2의 12승 즉 4096 Gray Level이 된다.(4096색 물감) 분해능은 인간의 눈의 생리학적 능력상 흑백보다는 컬러에 더욱 민감하며 흑백의 경우 10-12Bit 이상에서는 그 차이를 느끼지 못한다고 알려져 있다. 즉 아무리 높은 분해능을 사용하여 영상을 보여주어도 우리는 느끼지 못한다는 이야기이므로 쓸데 없이 여기에 돈을 투자할 필요는 없다는 이야기이다.

X-ray Film

X-ray 필름의 Gray Level은 숫자로 표시 할 수가 없을 만큼 크다. 또한 필름의 종류마다 큰 차이를 보이고 촬영 방법, 현상 방법에 따라 큰 차이가 난다. 그래서 X-ray 필름의 경우 원하는 부위와 환자의 상태에 따라 촬영 기법이 차이가 나며 심지어 다시 촬영하는 경우도 생긴다. 일반 Chest 사진과 Breast 사진은 서로 비교할 수 없는 분해능을 가진다. 물론 이를 위해 촬영에 사용하는 필름과 기기가 차이가 나는 것이다. 이미 현상된 필름이 필름 스캐너로 디지털화 될 때 보통 12Bit 정도면 일반적으로 병원에서 진료에 사용하기에 충분한 것으로 알려져 있다.

CT, MR

이 경우에는 원래 영상이 디지털화 되어 생성되므로 상당히 높은 분해능을 가진다. 정교한 진료에 이용하는 이유가 바로 여기에 있다. 보통 12-16Bit를 사용하며 이는 장비에 따라 다르게 나타난다. 다만 장비에 붙어 있는 모니터에는 이 영역에서 일부분 즉 8Bit만을 사용하여 화면에 보여주며 필름화 할 때도 8Bit를 사용 한다. 잘 이해가 안될지 모르지만 영상의 원래 자료는 12Bit 혹은 16Bit로 디스크에 저장되어 있으나 이 저장된 영상을 화면에 보여 줄 때는 촬영 목적에 맞도록 보고자 하는 부위에 가장 적절한 8Bit를 사용한다는 것이다. 그 결과 같은 자료라도 보고자하는 부위에 따라 여러 가지 밝기의 영상을 얻을 수 있는데 이 8Bit 사용 영역을 Window라고 부르며 이렇게 보기 좋은 상태로 사용 영역을 조절하는 것을 Windowing 또는 Window Leveling 이라고 한다. 물론 PACS에서도 같은 기능의 분해능을 제공 한다. 이러한 Window Leveling 기능은 X-ray에서는 볼 수 없는 기능이며 PACS의 가장 유용한 기능이기도 하다.

US

초음파의 경우는 진료의 목적상 전체적인 패턴을 보기 위한 것이기 때문에 분해능을 상대적으로 낮게 설정 한다. 보통 초음파의 경우 영상 생성시에 8Bit로 생성 한다. 최근에는 많은 기술상의 발전과 컬러 혈류 영상을 보기 위해 16Bit로 영상화 하는 경우도 많아지고 있다. 다만 화면에는 이 역시 8Bit를 사용하여 보여주며 그 안에서 Window Leveling을 하게 된다. PACS에서도 같은 분해능을 제공 한다.

Image Size

영상의 크기는 해상도 x 분해능으로 표시 한다. 일반적으로 알려지기는 해상도로 알려져 있으나 PACS에서는 해상도 x 분해능으로 이해해야 한다. X-ray의 경우(CR로 촬영 한 경우) 2048 x 2048 x 16Bit = 8MB(Mega Byte)가 된다. CT, MR의 경우는 최대 512 x 512 x 16 = 4MB이다. 이러한 영상의 크기를 기준으로 전체적인 저장 용량과 네트워크 속도를 결정 한다. 즉 원래의 영상 그대로를 저장할 것이냐 혹은 위의 영상을 그대로 보는 것이 아니며 이미 판독된 영상이므로 크기를 줄여서 저장할 것인가 등을 병원과 업체간에 상담을 통해 결정 한다.

Compression Ratio

위에서 알 수 있듯이 의학 영상의 크기는 실로 엄청난 양에 이르기 때문에 저장 또는 전송의 효율을 위하여 압축(Compression)을 하기도 한다. 압축비(Compression Ratio)란 어느 정도로 압축을 하는가를 나타내는 수치가 된다. 물론 이 수치가 높다는 것은 적은 용량에 보다 많은 수의 영상을 저장할 수 있다는 장점이 있으나 방법상에 문제가 존재 한다.

영상의 압축은 그 방법상 2가지로 분리를 한다. 하나는 압축을 한 후 다시 복원을 하여도 그 복원된 영상이 수학적으로 원래 영상과 동일한 영상이 되도록 압축하는 방법이고(Lossless, Errorless, Noiseless, Reversible) 다른 하나는 이와는 반대로 복원된 영상이 원래 영상과 수학적으로 차이가 나게 되는 압축 방법(Lossy, Noisy) 이다. 전자의 경우 실질적으로 2:1 - 3:1 정도의 압축비를 가지고 후자의 경우 5:1, 7:1, 10:1 또는 그 이상의 압축비를 가질 수 있다. 각각이 장단점이 있으므로 사용자의 요구나 영상의 종류에 따라 다른 방법을 택하게 된다.

일부 논문을 통해 알려지기로는 10:1 Noisy 압축 방법을 사용하더라도 진료에 큰 어려움이 없는 것으로 보고 되고 있다. 또한 압축을 할 때 별도의 H/W를 사용하는 경우와 S/W만으로 압축을 하는 두 가지 경우가 있는데 각각 압축을 하고 복원을 하는데 소용되는 시간이 차이가 나게 된다. 물론 H/W를 사용하는 경우가 더 빠르나 좋은 방법으 S/W만을 사용하는 경우 큰 차이가 나지는 않는다. 영상의 압축은 비용보다는 시스템의 사용 목적과 영상의 종류에 따라 단계적으로 결정해야 한다. 또한 저장 장치의 종류도 고려되어야 한다. 일반적으로 오래되어 조회 빈도나 영상의 가치가 떨어진 경우에는 압축을 권장하나 그 외의 경우에는 압축을 권장하지 않는다. 압축의 방법으로는 JPEG, Wavelet, Hoffman등의 방법이 있다.

의학 영상 시스템의 목적에 따른 분류

일반적으로 PACS라 하면 큰 병원에 설치되어 모든 영상이 컴퓨터로 조회되고 병원에 필름이 없으며 모든 의사는 컴퓨터를 통해 영상을 보며 판독을 하는 시스템을 또는 온라인으로 멀리 떨어진 병원간에 환자의 영상을 주고 받으며 마치 전화를 하듯 진료를 하는 시스템을 상상 한다. 물론 틀린 이야기는 아니나 이는 PACS에 대한 오해를 불러 일으키기에 충분하다. 초기에 PACS 개념이 소개될 때 많은 의사들은 그런 시스템을 원했다. 반면 당시의 기술력은 그러한 시스템을 구축하는데 막대한 비용과 시간을 요구할 수 밖에 없었다. 그 결과 PACS에 대한 회의론이 지배적이었다. 이는 어떠한 시스템이든 시장에 처음 소개 될 때는 당연히 겪는 일이지만 PACS는 유독 심했던 것 같다. 컴퓨터 역시 초기에 개념이 소개될 때 과연 오늘날 같은 날이 올 줄 누가 알았겠는가? 어쨌든 최근의 PACS는 과거의 환상이 아닌 현실로 다가오고 있다. 누구나 원하는 목적만 정해지면 그에 맞는 시스템을 적당한 비용으로 구축할 수 있게 된 것이다. 아직도 위에 열거한 꿈이 이루어 지기에는 사회적인 인프라가 요구되나 적어도 병원의 요구에 맞는 시스템은 언제든지 저렴한 비용으로 구축할 수가 있다. 즉 적당한 비용만 지불한다면 위의 꿈이 현실로 될 수 있으며 그 비용이 크지 않다는 것이다. 또한 초기의 환상에서 벗어나 병원의 현실에 맞도록 시스템을 갖출 수 있게 되었다는 것이다. 가장 중요한 것은 우리 현실에 맞는 PACS는 어떠한 것이 가능한가 가 아닐까 싶다.

On - Call - Teleradiology

이 시스템은 주로 병원에 방사선과 의사가 고용되어 있으나 그 수가 많지 않은 반면에 병원의 방사선과 진료 빈도가 많은 경우나, 방사선과 진료 빈도가 낮은 분원으로써 본원에 방사선과 전문의를 두고 진료를 행하는 경우, 주변에 방사선과 전문 병원을 통해 영상 촬영과 판독을 의뢰하는 개인 병원, 의원 또는 CT, MR, US 등 각 분야의 전문가를 모두 보유하고 있지 않으나 그러한 영상 장비를 설치 운영하여 경우에 따라 상담용으로 사용하고자 하는 병원에서 주로 사용하는 시스템이다.

즉 평상시 근무시간에는 상주하는 방사선과 전문의를 통하여 현재 필름을 이용한 진료 형태를 이용하고 야간이나 응급 시 방사선과 전문의의 자택에서 전화선을 통한 모뎀을 이용하여 진료를 하거나, 의뢰된 환자의 영상을 필름으로 주지 않고 촬영과 판독 즉시 영상을 의뢰한 병원, 의원에 전송 하여 환자와 즉시 상담을 하는 경우 또는 주변의 전문의들간에 체인을 구성하여 영상 장비를 활용하는 경우 등 저렴한 비용으로 큰 효과를 볼 수 있는 실용적 시스템이다. 이 시스템의 특징은 다음과 같다.

• 일반 전화선을 이용한 상대적으로 낮은 속도의 전송매체(2.88kbps)
• 방사선과 전문의 자택과 병원을 연결
• 야간이나 응급 시 이용
• 사용 빈도가 비교적 낮은 경우
• 적은 비용으로 설치용이
• 분야별 전문가와의 상담용
• 영상을 보내는 쪽과 받는 쪽이 서로 다른 시스템으로 구성
• 주변 방사선과와 인근 병원의 체인식 운영
• 인터넷을 이용하여 비용이 거의 들지 않음
• 모 병원, 자 병원간의 컨설팅
• 산간 외지의 진료

이때 전송 시간은 다음과 같이 계산 된다.

해상도 x 분해능 / 전송속도 / 압축비 = 전송 시간(초)

이 시스템의 장점은 작은 비용으로 외부의 방사선과 의사와의 영상 전송을 통해 환자의 수술 여부, 이송 여부를 판단하는데 상당한 도움을 줄 수 있다는 것이다. 최근에는 인터넷을 활용하여 그 사용 영역이 무한대로 확장되어가고 있다. S/W만 갖추면 전세계 어느 곳과도 영상을 주고 받아 연구, 임상, 진료에 상당한 도움을 줄 수 있다.

Override Network

이 시스템은 위의 On - Call -Teleradiology와 동일한 기능을 수행하나 그 목적과 내용이 약간 다르다. 일반적으로 On - Call -Teleradiology과 Override Network를 통틀어 Teleradiology라고 한다. Override Network는 방사선과 전문의가 자신의 사무실을 갖고 주변의 중.소규모 병원과 연계 1:1 또는 1:N 연결을 하여 언제든지 빠른 전송 매체를 이용하여 병원과 영상을 주고 받기 위한 경우나, 병원과 분원 사이에 1:1 연결을 하여 비교적 잦은 빈도의 방사선과 전문의의 상담을 하는 경우에 사용 한다. 또한 각 부분의 전문가로 구성된 방사선과 전문의 여러분이 동시에 해당 지역의 병원과 연계, 영상을 주고 받는 경우에 사용 한다.

용도는 위와 동일하나 빈도가 잦고 속도가 빠르며 마치 네트워크 같이 동일한 병원으로 간주할 수 있기 때문에 위의 경우와 분리 한다. 이를 이용하면 병원이 방사선과 전문의를 고용하지 않더라도 소정의 판독료 만으로 방사선과 진료를 편하게 볼 수 있다. On Call 방식과 달리 상당히 빠른 전송 라인을 가지며 개념적으로 한 개의 병원과 같이 운영 된다. 이는 병원에 방사선과를 설치하지 않아도 또는 고가의 방사선과 영상 장비를 구입하지 않아도 주변의 장비와 인력을 활용할 수 있어 비용 효과를 노릴 수 있는 장점이 있다.

• T1, ISDN 등의 비교적 고속의 통신망 이용(56kbps, 256kbps, 1.544Mbps)
• 마치 한 개의 병원과 같은 개념
• 잦은 빈도의 영상 전송
• 방사선과 전문의의 진료 영역 확장
• 각 부분별 전문의 사이의 연계
• 본원과 분원 사이의 상시 연결
• 고해상도의 영상 전송 가능
• 인터넷 이용 가능
• 인근 병원의 체인화
• 고가 장비의 공동 이용
• 실시간 영상 전송 가능(원격 진료)

이 시스템의 장점은 큰 병원이나 방사선과 전문 병원을 중심으로 주위의 개인 병원이나 분원 등이 상호 하나의 병원처럼 연결되어 방사선과 전문의를 한곳에 집중 상주시키거나 분야별 전문가를 분산 배치하고 장비를 공동 사용함으로 모든 분원과 주위 병원에 방사선과 의사가 필요 없게 되어 인건비를 절약 하면서도 보다 경험 있는 의사의 진단을 통해 효율적인 진료를 할 수 있다는 것이다. 또한 판독을 제공하는 중앙 병원이나 방사선과 전문 병원 입장에서는 고가의 장비의 사용 효율을 늘리고 주변 의뢰 병원에 바른 영상 전송을 해줄 수 있어 보다 빠른 진료를 하게 된다. 국가적으로는 고가의 장비의 중복 투자를 방지 수입대체를 꾀 할 수 있으며 환자에게는 어느 병원에 가더라도 영상의 종류에 따른 전문의의 진료를 받을 수 있게 되어 궂이 종합병원에 가지 않아도 전문적인 진료을 받을 수 있다.

MINI-PACS

PACS를 도입할 때 병원 전체에 한꺼번에 도입을 한다는 것은 경제적으로나 그 내용면에서나 상당한 모험이 되기 때문에 병원이 일부분 또는 현재의 시급한 당면 과제 해결을 위해 시스템을 도입한 후 점차 확대해 나가는 경향이 두드러지게 나타나고 있다. 이러한 접근법은 점차 PACS 도입의 기본이 되가고 있으며 경비면에서도 상당한 장점이 있다. 보통 CT, MRI 등의 장비를 도입 할 경우 그와 맞물려 PACS를 일부 도입하거나 또는 X-ray 장비의 어려움을 극복하는 CR을 도입하는 시점에서 PACS 도입을 고려하는 경우가 많다. 이를 Full PACS와 구분하여 Mini-PACS라 한다. Mini-PACS는 그 형태가 다양하여 이렇다 라고 정의 하기는 어려우나 다음과 같이 특징할 수 있다.

• CT, MR, US 등 특정 장비 하나 또는 일부에 적용 하는 경우
• 방사선과 등 일부 과에만 적용하는 경우
• 응급실, ICU(집중 관리 병동) 또는 일부 병동에만 적용하는 경우
• 단지 보관용으로만 적용하는 경우
• Teleradiology와 연계를 위해 설치하는 경우
• CT - MR, CT - US 등의 장비와 장비간의 연결을 위해 적용하는 경우
• 교육용, 학술용으로 설치 운영하고자 하는 경우
• 필름 발생량을 줄이기 위해 도입하는 경우
• 환자와의 상담용으로 도입하는 경우
• 보다 정확한 진료를 위한 영상 후처리를 위해 도입하는 경우
• 병원의 인건비 절감을 위해
• 모 병원, 자 병원간의 네트워크
• Teleradiology용으로 활용하기 위해
• 학술용 편집을 원활히 하기 위해

모두 병원 상황에 따라 설치 목적을 명확히 한 뒤 업체와의 충분한 상의를 통해 시스템을 도입해야 한다. 중요한 것은 이를 통해 병원의 모든 문제를 해결하려는 것이 아니라는 것이다. 보통의 경우 PACS하면 필름이 없어진다고 생각을 하는데 그렇지 않다. Mini-PACS의 경우 필요한 부분에만 필름을 공급하고 그 외의 진료에는 PACS를 적용하는 것이거나 필름을 사용하되 그 사용 방법과 빈도를 줄이는 것이 주요 목표이다. 결국 이 역시 업무 재정립의 절차를 요한다. 이미 선진국의 많은 사례들이 Full PACS의 성급한 시도에 대한 경고를 하고 있으며 반드시 초기의 설치 목적을 명확히 한 후 그 영향을 경험 있는 업체와의 충분한 상담을 통해 시스템을 도입해야 한다. Mini-PACS라는 말이 생긴 이유도 바로 여기 있다.

이러한 Mini-PACS의 도입에는 다음과 같이 고려할 사항이 있다.

• 현재 설치되어 있는 네트워크를 사용할 수 있는가?
• 보유하고 있는 장비에 별도로 필요한 사항은 없는가?
• 현재 운영되고 있는 각종 전산 시스템과의 연결은?
• 얼마나 많은 영상을 다루고자 하는가?
• 사용자가 누구이며 도입 이유를 충분히 알고 있는가?
• 사용자들에 대한 교육은?
• 사용 목적은 구체적으로 무엇인가?
• 이 때문에 진료 패턴에 영향은 없는가?
• 차후 얼마나 확장성이 있는가?
• 기존에 있는 장비를 얼마나 사용할 수 있는가?
• 시스템 도입 후 변화에 대한 대책은?
• 진료 시에 사용하는 것인가?
• 진료가 끝나고 일반 업무 시 사용하는 것인가?
• 설치 목적이나 이유를 실제 사용자가 잘 알고 있는가?
• 기존의 필름 대출 방식은 어떻게 바꿀 것인가?
• 현재 영상 장비의 종류, 스펙은 알고 있는가?

등 이 외에도 수 많은 질문에 답을 한 후 시스템 도입을 결정해야 한다. 실제로 설치 후 이와 같은 문제로 고가의 시스템이 무용지물이 되는 경우가 있다. 트랜드니까 따라가는 식의 결정은 병원, 업체 모두에게 피해를 줄 뿐이다. PACS는 일종의 집을 짓는 것과 비슷하다. 다 짓기 전에는 그 모양을 알 수 없으며 실제로 살아보지 않고서는 문제를 파악하기 쉽지 않다. 그러므로 예상되는 모든 문제를 사전에 충분히 검토 해보아야 한다. 대부분의 병원이 이러한 문제를 너무 어렵게 생각하거나 너무 쉽게 생각하여 PACS에 대한 그릇된 인상을 가지게 된다. 필요한 부분부터 단계적으로 접근하는 지혜가 필요하다.

시스템 구성요소

도입 목적의 정의

가장 중요한 사항으로 왜 우리 병원이 시스템을 도입하는가를 명확히 해야 하며, 이를 설치 업체에 명확히 전달하여야 한다. 예를 들면 “CT 장비에 있는 영상을 방사선과 의사가 쉽게 보고자 한다.” 라는 문구에는 저장이 목적이 아니라는 2차 목표 역시 명시 되어야 한다. 만일 저장이 목표라면 “하루 몇 명 정도의 환자가 있는데 몇일 정도의 자료는 몇분 이내에 보아야 한다.” 라는 구체적인 합의가 필요하다. 이와 같이 구체적인 합의가 되지 않고는 자금이 허락하는 한도에 시스템을 맞춰 도입하는 결과를 낳게 되고 이 경우 90% 이상 실패하게 된다. 개발 업체 역시 애매한 스펙의 정의보다는 여러 가지 종류의 스펙이나 요구 사항에 대한 정확한 문제와 해결책을 제시해야 한다.

PACS Architecture

PACS Architecture는 눈에 보이지 않은 부분이기 때문에 보통 PACS에서 간과되거나 잊게 되는 부분이다. Architecture란 저장 장치는 어디에 어떻게 둘 것이며, 각각의 부분들이 전체적으로 어떠한 구조하에서 연결이 되며 영상들은 어떻게 최초의 발생 시점에서 최종의 의사들에게 전달되고 그 후에는 어떻게 저장, 백업되는가 하는 일련의 설계도이다. 이러한 설계도가 잘못될 경우 향후 시스템을 확장하거나 이동할 경우 등의 변경이 어렵게 되는 경우가 있다. 전체적인 시스템을 보는 관점에서 설계되어야 지속적인 관리가 이루어 질 수 있다. 주로 저장과 관련된 설계가 대부분이나 다음의 네트워크와 관련되어 이루어진다.

네트워크 구성

네트워크 구성은 보편적으로 기존에 설치된 망을 이용하나 사용 목적에 따라 별도의 망을 설치해야 하는 경우도 있다. 즉 원하는 기능을 원하는 속도 내에 이루려면 초기 설치 시에 망에 대한 전체적인 고려를 해야 한다. 물론 차후 확장에 따른 것도 중요하게 고려 되어야 한다. 현재의 것만 고집하다 보면 역시 시스템 도입이 실패로 끝날 우려가 있으며, 이에 대해서는 과감한 결정이 필요하다. 대부분의 Mini-PACS에는 Ethernet을 사용 한다. 최근에는 ATM, Fast Ethernet 등의 보편화로 점차 사용 빈도가 높아지고 있다. PACS를 도입하려는 병원의 가장 큰 오류가 PACS는 꼭 FDDI와 같은 광통신을 사용해야 한다는 생각을 가지고 있는 것이나 이는 잘못된 생각이다. 위에서 언급 한대로 Ethernet이라도 용도와 설계를 잘하면 얼마든지 병원 실정에 맞는 시스템을 구축할 수 있다. 최근에는 인트라넷을 이용한 PACS를 구축하려는 시도도 활발히 이루어 지고 있다. 네트워크는 장비의 위치, 의사의 위치 외부 망과의 접속 방법 등이 정의되면 Architecture와 함께 Traffic을 예상하여 설계 된다.

영상 장비

병원에 있는 장비 중 어떠한 장비를 PACS에 연결 사용할 것인가는 시스템 설계와 도입에 가장 중요한 부분이다. 예를 들면 대부분의 병원에 X-ray 필름이 가장 양도 많고 사용을 많이 하는 필름이다. 이를 PACS에 연결 하기 위해서는 Flim Scanner를 사용해야 하며 그 시간이 장 당 약 30초가 걸린다. 이 경우 1000장을 입력하려면 30,000초로 약 8시간이 걸린다. 만일 PACS 도입 목적이 인건비 절감이라면 이 경우 1명이 하루 종일 스캔만 해야 하는 모순이 생긴다. 이 경우에는 오래된 필름만 보관한다라는 목적에는 맞으나 필름을 없애겠다는 용도에는 적당하지 않다. 만일 CR을 사용하여 필름을 없애겠다고 한다면 장당 8M에 해당하는 저장에 대한 해결책이 있어야 하며 판독을 위한 고해상도 모니터가 필요하다. 반면 MR만 연결하여 사용하는 경우 필름을 줄여 보겠다는 목적이라면 수 적은 저장 용량과 일반 모니터로도 가능하다. 즉 연결하고자 하는 장비의 특성에 맞도록 전체 시스템이 바뀔 수 있으므로 장비와 용도의 선정은 무엇보다 중요하다. 또한, 구형 장비의 경우 직접 연결에 의한 영상 획득이 쉽지 않으므로 CT, MR이라도 그 모델과 S/W Version 등에 따라 추가 비용이 들기도 하며 그 비용 또한 적은 액수가 아닌 경우가 많아 배보다 배꼽이 더 커지는 수가 생긴다. 또한 잘못해서 억지로 연결하는 경우 일이 늘어나거나 영상의 질이 떨어져 사용 효과를 반감하는 경우도 있다. CT, MR, US의 경우 Video Capture를 통해 얻은 영상은 원래 영상인 16Bit 자료가 아닌 화면상의 8Bit 자료이므로 이로 인한 영상의 손실이 생기며 X-ray의 경우도 Scanner를 통해 얻은 영상은 그 Bit Depth에 따라 손실이 생긴다. 일반적으로 초기에는 특정 목표를 분명히 한 후 도입을 상담하게 된다. 그러나 상담 도중 여러 가지 다른 목표가 생각나고 또 그것이 기술적으로 하자가 없으므로 이것 저거 쉽게 요구를 하게 되어 초기의 목표를 잊는 수가 있다. 처음부터 연결하고자 하는 장비를 정확히 선정하고 그에 따른 문제를 고려하여 결정해야 한다.

영상의 퀄리티

위에서 언급했지만 영상의 퀄리티는 용도, 영상의 종류, 예산의 범위 등에 따라 많은 영향을 받으며 이에 따라 가격도 엄청난 차이가 있다. 물론 기술적으로는 이미 상당한 수준의 영상의 퀄리티를 다룰 수 있다. 그러나 중요한 것은 가격보다는 그 종류와 용도라는 것이다.

이에 대해서는 경험 있는 업체의 조언을 받는 것이 좋은 방법이다. 이미 PACS가 설치된 병원으로부터 그 실례를 입증 받아 어떤 경우에 어떤 영상의 퀄리티면 충분하다는 것이 입증되어 있기 때문이다. 무조건 좋은 영상만을 고집할 것이 아니라 용도와 예산을 고려하여 결정해야 한다. 또한 압축은 어느 정도로 하며 과연 합당한가 등에 대한 사전 합의가 있어야 한다. 대부분 영상의 퀄리티를 위해 압축 하지 않으며 16Bit의 이미지로 생성 한다. 초음파는 Video Capture의 경우 Bit를 선택할 수 있으며 Image Filing을 지원 한다.

저장 장치

기술적으로 저장 용량은 무한히 늘릴 수 있다. 물론 예산이 가장 큰 문제이다. 실제로 Mini-PACS의 가장 중요한 제한 요인이 바로 이 저장 용량이다. 그러므로 다루어야 할 영상의 종류와 하루 발생량, 그리고 보관 기간과 보관 방법 등에 관해 미리 업체와 충분한 상담을 해야 한다. 여기에는 다음과 같은 사항을 고려해야 한다.

• 각각의 사용자에 부과되는 용량(개인 자료용)
• 중앙에 모두가 공유하는 용량(이미 진료가 완료된 환자 영상 저장)
• 지역적으로 분산 배치되는 용량(진료 중인 환자용)
• 읿정시간이 지난 후 백업되는 용량
• 즉시 볼 수 있어야 하는 용량
• 백업된 영상을 다시 보는 방법
• 하루 발생하는 영상의 용량
• 한번 발생한 영상의 각 단계별 사용 기간(촬영 -> 진단 -> 조회 -> 보관)
• 최소로 보관하고자 하는 보관 기간

길게 보아 여기에 하나 더 단순 보관용 용량을 고려 할 수 있으나 이는 특별한 경우이다. 각각에 따라 저장 장치의 종류가 달라지고 그 속도 특성이 다르게 된다. 그러므로 용도에 따라 보관 기간이 결정되고 용량이 결정되어야 효율적인 저장 방법을 결정 할 수 있게 된다. 일반적으로병원의 경우 외래 환자가 내원하여 촬영하고 약 2주정도 촬영 영상을 본다고 한다. 그 후에는 거의 조회가 없으므로 최소 2주 정도는 On Line 조회가 되어야 한다. 그 후에는 Near Line에 저장되어 있다가 Off Line으로 옮겨 가는 일련의 계층을 가지고 설계 된다. 여기서 On Line은 보통 RAID 3 정도로 구성되며, Near Line은 Juke Box로 구성 된다. 또한 Off Line은 DAT, ODD 등으로 설계 된다. 일반적으로 약 1년 후에 10% 정도의 영상만이 재 조회된다고 한다.

저장 장치는 On Line 보관용과 Off Line 보관용으로 나누어 생각해야 한다. 즉 의학 영상은 그 용량이 크기 때문에 어떻게 저장하고 어떻게 조회되는가 하는 S/W 성능에 따라 저장 용량에 많은 차이가 생긴다. 가장 쉬운 것은 한군데 엄청난 용량의 저장 장치를 두고 사용하는 것이지만 이는 효율적이지 못하다.

PACS에 사용할 수 있는 저장 장치로는 Hard Disk, Optical Disk Juke Box, RAID, DAT 등이 있다. 저장 장치를 선택하는 방법은 먼저 용도와 용량이 결정된 후 각각의 특성에 맞는 것을 선택하면 된다. 여기에서 가장 중요한 것은 속도이다. Hard Dis는 속도가 빠르고 초기 설치비가 저렴한 반면 고용량으로 갈수록 가격이 기하급수적으로 올라가고 확장성이 없다. 주로 1TG의 임시 저장 장치로 가장 적당하다. Optical Juke Box는 초기 설치비가 많이 들고 속도가 상대적으로 느린 반면 고용량으로 확장을 할 수가 있으며 확장 시 비용이 저렴한 장점이 있다. 주로 Near Line 저장 장치로 사용하며 1TB 또는 그 이상에 사용 한다. RAID는 가장 최근의 1주 혹은 1달 정도의 자료를 보관하는데 적당하며 빠른 속도와 뛰어난 확장성이 장점이다. 주로 10-50GB 정도의 용량에 적당하다.

데이터베이스

PACS에서 가장 중요하면서도 그 중요성을 잘 느끼지 못하는 것 중에 하나가 데이터베이스이다. PACS에서 데이터베이스는 크게 두 가지로 구성 된다. 주로 영상을 관리하는 PACS 영상 DB와 영상과 관계된 각종 자료 즉 영상 장비와 관련된 촬영에 관한 자료, 판독에 필요한 각종 환자 자료, 의사의 판독 자료, 방사선과의 업무와 관련된 프로세스 자료인 RIS(Radiological Information System) 등을 관리하는 PACS-RIS DB이다. 대부분의 사람들이 PACS DB 하면 전자 즉 영상 DB만을 생각하여 일반적인 영상 DB로(예를 들면 회사의 서류 보관, 사진관의 사진 보관,방송국의 필름 보관 등과 같은 단순 영상 DB) 생각하여 PACS의 DB를 매우 단순하게 생각 한다. 그 결과 PACS를 마치 대용량의 영상을 저장하고 다루는 시스템 정도로 생각 한다. 실제로 PACS 업무를 하면서 많은 DB 업체, Optical Image Filing 업체 등이 PACS 개발에 뛰어 들었으나 이는 큰 오산이다. PACS는 의사들의 시스템이다. 또 그 의사들은 각각의 전문 분야로 전문화되어 그들 나름대로의 업무 방식이 있다. PACS는 병원의 의사를 위한 시스템으로 이러한 다양한 전문 분야의 전문가를 위한 시스템이고(병원만큼 수 많은 전문가 집단은 없을 것이다.) 모든 사람이 다양한 자료를 원한다. 또한 HIS(Hospital Information System), LIS(Laboratory Information System), RIS 등과의 연계가 되지 않고서는 사실상 Full PACS는 성립될 수 없다. Mini-PACS의 경우만하더라도 최소한의 RIS 자료가 필요하다.

즉 PACS Terminal에서 영상을 조회할 경우 현재 내가 보고자 하는 환자의 이름, ID, 위치, 입원인지 외래인지, 판독은 어떻게 진행되고 있는지, 어떠한 촬영 기록이 존재하는지, 과거 영상은 어떻게 판독되었는지, 이 환자와 비슷한 증상의 다른 환자는 없는지, 현재 얼마나 많은 영상이 존재하는지 등의 컴퓨터가 제공해야 하는 수 많은 정보가 필요하며 이중 하나만 가지고도 다른 모든 정보를 얻을 수 있어야 한다. 이와 같이 PACS의 DB는 PACS-RIS 즉 영상과 그 관련 자료 모두를 다룰 수 있는 능력을 가져야 한다. 왜 많은 Image Filing 업체들이 PACS를 못하는 지에 대한 이유는 여기에 있다. 근본적으로 최소한의 RIS 자료가 없이는(영상 촬영 예약, 판독 과정, 위치, 의뢰 의사, 판독의, 판독 결과, 과거 영상 기록 등) PACS는 단순한 Image Viewer 이상의 기능을 전달하기 어렵다. 단 하나의 PACS Terminal을 필요로 하더라도 이것이 PACS로 동작하기 위해서는 이러한 병원 업무 정보가 연동되어야 한다. 현재 한국의 대부분의 병원과 의사들이 Image Filing System과 PACS를 구별 못하는 이유는 바로 DB(PACS-RIS)의 기능을 이해하지 못하기 때문이다.

Performance

PACS는 시스템이기 때문에 그 결과는 전체적으로 평가되어야 한다. 즉 TV와 같이 하나의 제품으로 끝나는 것이 아니고 업무에 적용하여 운영해본 후 그 성능을 평가해야 한다. 이는 병원마다 시스템마다 다를 것이므로 도입 전에 원하는 Performance를 정의해야 한다. Mini-PACS의 경우 보통 모든 영상은 On Line 저장 장치에서 2초 이내에 조회되어야 한다. 이때 모든 영상의 정의는 다음과 같다.

• 2장의 X-ray(CR) 2k x 2k x 2Byte 영상
• 20장의 512 x 512 x 2Byte 영상
• 80장의 265 x 265 x 2Byte 영상

또한 Near Line에 있는 영상은 약 60초 이내에 조회 되어야 한다. 여기에 더 붙이자면 Teleradiology의 경우 3분 안에 최초의 영상이 떠야 한다든지 또는 이전의 Exam들이 수 초이내에 조회 되어야 한다든지 하는 용도에 따른 성능이 정의되어야 한다.

사용자 터미널

사용자 터미널은 시스템 도입으로 각각의 사용자 개인에게 주어지는 컴퓨터를 말한다. 가장 흔하게 볼 수 있는 터미널은 1)PC와 2)중.대형 컴퓨터에 키보드와 모니터만을 연결하여 사용하는 Dummy 터미널, 그리고 3)Work Station 이다. 세 가지 모두 장단점이 있으며 가격에 많은 차이를 보인다. 그러나 PACS 도입 시에는 해당 기능에 알맞은 사용자 터미널을 설치하게 된다. 물론 이 세 가지를 동시에 사용할 수 있으나 각각에 맞는 S/W가 별도로 개발 되어야 하며 각각의 기능에는 호환성이 문제가 될 수 있다. 그러므로 어느 사용자에게 어떤 터미널이 부여되고 어떤 일을 할 수 있는지, 어디까지 확장 할 수 있는지를 정의하여야 한다. 최근에는 Workstation이나 PC 성능이 별 차이가 없어 PC 사용의 사례가 늘고 있으나 반드시 PC가 유리한 것은 아니다. 아직 시스템의 안정성면에는 Workstation이 더 우수하기 때문이다. 또한 PACS의 경우 다양한 영상 장비와의 접속이 필요하나 대부분의 영상 장비들이 Workstation으로 구성되어 접속이 용이하다. 반면 PC의 경우 가격과 여타 S/W의 호환이 우수한 장점이 있다.

모니터

모니터는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 글자 위주의 작업에 적당한 PC용 모니터와 영상 위주의 작업에 적당한 영상 전용 모니터가 있다. 물론 가격에는 많은 차이가 있다. 영상 전용의 경우 다시 모양에 따라 Portraint, Landscape로 나누고 최대로 표시할 수 있는 영상의 해상도에 따라 나누어 진다. 또한 영상 전용의 경우 모니터 외에 해당 모니터와 컴퓨터를 연결하는 별도의 H/W가 필요하다. 물론 하나의 일반 모니터 또는 영상 전용 모니터에 문자와 영상을 모두 표시할 수 있으며 반대의 경우도 가능하다. 다만 사용자의 작업의 편리함과 영상의 종류에 따라 적당한 모니터를 선택하게 된다. 모니터에서 중요한 것은 표시되는 영상의 종류이다. 또한 그 밝기가 일반 모니터와 많은 차이가 난다. PACS에 대한 또 하나의 오류는 모니터에서 중요한 것은 해상도 라는 생각이다. 물론 영상의 종류에 걸맞은 해상도를 가져야 하지만 모니터에서 중요한 것은 밝기라는 것이다. 보통 의사들이 사용하는 View Box의 밝기가 약 300ft인 반면에 모니터로 낼 수 있는 최대 밝기는 기껏해야 200ft 정도이며 일반적으로 구입 가능한 영상 전용 모니터의 경우 80-150ft 정도이다. 또한 동시에 여러 개의 영상을 보아야 하므로 모니터의 갯수 역시 중요한 요소이다. 즉 사용자의 작업에 따라

• 일반 모니터
• 영상 전용 모니터
• 일반 모니터와 영상 전용 모니터
• 영상 전용 모니터 2개 또는 4개, 그 이상

시스템 구성에서 모니터가 차지하는 비중은 매우 크다. 마치 오디오에서 스피커의 성능과 같다고 할 수 있다. 그러므로 가격보다는 해당 작업이 원활히 이루어 질 수 있는 최소로 필요한 모니터를 결정하는 것이 무엇보다도 중요하다. 또한 모니터의 성능을 최대한도로 이용하는 S/W가 따라야 함은 당연하다. 영상 전용 모니터를 2개이상 사용하는 경우 각각의 모니터의 특성이 똑같아야 영상을 비교할 때 문제가 없다. 이는 판독에 매우 중요한 요인이 되기 때문에 반드시 의학 영상 전문 업체의 것을 사용해야 한다. 반면 CT, MR 영상의 경우에는 모니터의 역할 이 그리 중요하지는 않다. 충분한 영상 조절기능이 따라준다면 일반 PC VGA 모니터 상에 영상을 표시해도 판도에 전혀 지장을 주지않는다. 모니터는 사용자의 업무와 관련해서 선택해야 한다.

필름 스캐너

필름 스캐너는 Laser Scanner와 CCD Scanner 두 가지로 나눌 수 있다. 미국의 대부분의 PACS에는 Laser Scanner가 사용되고 있으나 고가인 것이 단점이다. 그러나 속도, 화질 모두 CCD에 비해 좋다. 반면 CCD의 경우는 상대적 저가로 인해 속도나 화질이 중요하지 않은 경우에 사용 한다. 물론 CCD의 화질이 판독에 지장을 줄 정도는 아니다. 최대 해상도는 양쪽 모두 비슷하며 필름 사이즈에 따른 해상도의 차이는 있을 수 있다. 또한 필름 자동 공급기의 부착 여부에 따라 가격 차이가 난다. 필름 스캐너를 선택할 경우에는 속도, 해상도, 분해능 용도 등을 고려하고 선택해야 한다. 14” x 17” 정도의 필름을 Scan 할 수 있어야 한다. 기존의 필름을 Scanner로 입력하여 PACS를 구축하겠다는 생각은 PACS의 기본 개념을 잘못 이해하고 있는 것이다. 최근 대부분의 PACS는 CR 중심으로 이루어지며 Scanner는 오래된 필름의 보관이나 PACS로의 이전 단계에서 잠시 사용하는 특수한 케이스로 사용 된다.

영상 획득 장치

PACS, Teleradiology 등에서 가장 기본이 되는 영상 장치와의 연결을 말한다. 즉 CT, MR, US 등의 영상 발생 장치로부터 영상을 컴퓨터로 가져오는 방법과 장치를 말하며 Video Capture와 Digital Interface 두 종류로 구분 한다. 이 사이에는 그 활용도와 영상의 질, 사용 방법에 현격한 차이를 보인다. 일반적으로 시스템 구축에서 기술적으로, 현실적으로 가장 난해한 부분이 된다. 이론적으로는 하나도 문제가 되지 않으나 영상 장치 업체가 다양하고 그들의 시스템이 다양하므로 쉬우면서도 까다로운 일이 된다. 최악의 경우 획득 장치에 들어가는 비용이 사용자 터미널 보다 고가가 되는 수도 있으며 획득 과정에서 많은 업무 부담과 장애에 부딪히는 경우도 생긴다.

Video Capture

마치 TV와 VTR을 연결 하듯 영상발생장치(CT, MR, US) 등과 컴퓨터 사이를 전선으로 연결하여 이를 통해 영상을 획득하는 방법이다. 이 경우에 컴퓨터 내부에는 별로의 영상 획득용 H/W가 필요하다. 영상의 질은 바로 이 H/W의 성능에 의해 좌우 되는데 보통 시중에 판매되는 일반용으로는 8Bit의 640 x 480 크기의 영상을 얻을 수 있다. 그러므로 CT, MR, US 등에 사용할 수 있으나 영상의 질이 우수한 편은 아니다. 또한 CT, MR의 경우 제조업체에 따라 각가 다른 신호를 사용하고 있으며 어떤 경우에는 이러한 장비에 사용할 수 있는 출력 형태를 제공하지 않는 경우가 있다. 그 결과 Video Capture 방법으로 원하는 시스템을 구성할 수 없는 경우도 있다. 주로 초음파 영상의 경우 이 방법을 사용 한다. CT, MR 등의 경우 이 방법을 적용할 때 영상의 질이 원래 영상과 많은 차이를 보이게 되어 대부분 사용하지 않는다. 또한 이 방법의 가장 중요한 문제는 Scanner를 사용할 때와 같이 판도에 필요한 환자에 대한 정보(이름, 성별, 나이, 검사 종류 등)를 일일이 별도로 입력해주어야 하는 불편함이 있다는 것이다.

Propriety Digital Interface

이 방법은 영상 발생 장치가 처음부터 Digital화 된 영상을 제공하는 CT, MR, CR에 사용할 수 있다. 즉 CT, MR 장비에 장칙된 저장 장치에서 특별한 연결 방식(SCSI, GPIB, Ethernet, FTP, DASM) 등을 통해 저장된 영상 파일을 바로 다른 컴퓨터로 연결하는 방법이다. 이 방법 역시 장비에 따라 별도의 H/W, S/W를 필요로 할 수 있다. 이 방법의 장점은 원래의 영상을 그대로 저장할 수 있다는 것과 함께 사용자 입장에서 위의 경우에 비해 상대적으로 편리하게 사용할 수 있다. 다만 이 경우에는 영상 장비 제조업체의 협조와 함께 해당 장비의 S/W의 수정이 필요하므로 장비 업체의 도움이 필요하다. 또한 경우에 따라서 영상을 검사 단위의 전송이 아닌 파일 단위의 전송을 해야 하며 파일의 변환 S/W가 필요하다.

DICOM(Digital Image Communication on Medicine) Interface

DICOM은 국제 방사선 학회가 정한 표준 프로토콜로 의학 영상의 전송과 관련된 표준 프로토콜이다. 이 방식에 따르면 모든 의학 영상은 일정한 형태의 파일로 구성되어 해당 파일에는 영상과 관련된 거의 모든 정보가 입력되어 있으며 이 방식에 의한 전송을 할 경우 업체에 관계없이 전세계 어느 장비 어느 컴퓨터라도 연결이 가능하도록 되어 있다. 대부분의 장비 업체가 이 방식을 지원하지 않았으나 워낙 이에 대한 요구가 강하고 또 PACS를 도입하기 위해서는 필수적으로 요구되는 사항이므로 최근 들어 대부분의 업체가 이를 지원 한다. 다만 이러한 모듈을 옵션화하여 장비 가격과 별도로 판매 하거나 자사의 장비만을 연결할 수 있도록 병원을 속이는 경우가 있다. 현재 GE, SIEMES, PHILPS, ISG 등 굴지의 업체들이 이를 지원하며 PACS 관련 장비를 개발하는 업체는 필수가 되고 있다. DICOM을 통해 영상 장비와 연결 할 때는 별도의 장비와 비용이 필요없으며 매우 간단하게 연결되고 또한 영상과 관련된 모든 정보가 전달 된다. 또한 향후 다른 장비를 구입 연결할 때에나 시스템을 확장할 때 전혀 문제가 없다. PACS 도입을 할 경우 반드시 DICOM에 의한 접속을 해야 하는 이유는 여기에 있다. 이러한 DICOM은 크게 두 가지로 분류된다. 하나는 DICOM File Format이고 다른 하나는 DICOM Communication Protocol이다. 즉 전자의 경우 BMP, PCX, TIF, JPEG 등과 같이 하나의 영상 파일이 어떻게 구성 되어야 한다는 규칙이다. DICOM 파일의 경우 그 Header에 거의 영상과 관계된 모든 정보가 들어갈 수 있도록 설계 되었다. 그러나 그 Header의 길이는 영상마다 다르다. DICOM Communication Protocol은 일종의 언어이다. 즉 기기와 기기간의 영상을 주고 받기 전에 서로 의사소통을 하기 위한 언어로 이는 또 여러가지 Service Class로 나뉜다. 예를 들자면 DICOM 파일 Format은 일종의 공통의 화폐이다. 또한 Communication은 언어이고 그 Class는 언어의 의미라고 해야 할 것이다. 똑같이 DICOM을 지원한다 하더라도 어떤 기기는 동일 언어 중에 5개의 단어(Class)만을 알아 듣지만, 다른 기기는 6개의 단어를 사용할 수 있을 수도 있다는 말이다. 이 경우 전자가 모르는 1개의 언어는 서로 사용할 수 없다는 말이 된다. 그 반대 역시 가능하다. 그래서 DICOM을 구현한 모든 업체는 자신들이 사용하는 단어를 반드시 일정한 규칙에 의해 공표 하도록 되어 있다. 그 결과 다른 업체, 장비에서 이를 이용하여 서로 의사소통을 할 수 있도록 만들 수 있는 것이다. 이를 DICOM Conformance Statements라 한다. 또한 DICOM에 의해 생성된 영상은 전세계에서 유일한 Code를 갖게 된다. 마치 인터넷의 IP Address와 같다. 그러기 위해 모든 Modality 생산 업체는 DICOM을 구현 하기 전에 ISO를 통해 자사의 유일한 user id를 획득해야 한다. DICOM은 머지 않아 의학 영상 분야의 표준으로 그 확고한 자리를 잡을 것이다. 아직도 ACR/NEMA에서는 DICOM에 대한 추가 사항을 꾸준히 개선, 향상, 확장하고 있다. 또 유럽, 일본 등에서는 이러한 표준안을 자국의 실정에 맞도록 수정하고 있어 앞으로의 무역 개방에 대비하고 있다.

영상 획득 장치를 도입 할 때에 고려해야할 사항은 다음과 같다.

• 영상 장비 제조업체
• 장비의 모델명
• S/W version
• Network Interface 지원 여부
• Communication Protocol 지원 여부
• DICOM 지원 여부
• Laser Camera 연결 유무

시스템 도입에 관하여

PACS는 병원에 직접적으로 금전적인 해택을 주지 않는다. 물론 장기적으로 필름 발생량을 줄여가면서 얻는 금전적 해택과 간호사, 의사들의 노동력을 효율적으로 활용 하는데서 오는 이득을 시스템 도입 비용과 비교시 상대적으로 이득을 가져오는 것은 확실 하다. 다만 그것이 단기적으로 눈에 보이지 않을 뿐이다. 많은 병원 관계자나 PACS 업체가 이점에 대하여 산술적으로 얼마나 이득이 있는가를 여러 차례 계산했으나 인간의 노동에 대한 가격을 산정하는 것이 무의미 하며 또한 남는 시간에 대한 기회 비용 역시 산술적으로 따지기가 쉽지 않는 문제가 있다. 다만 현재 Digital 저장 장치의 경우 평균 1GB 당 50원으로 필름에 비해 큰 장점이 있게 된다. PACS 도입은 가격적인 면 뿐만 아니라 환자에 대한 서비스 개선, 병원의 효율성, 정보화 등의 추세에 맞는 변화의 한 과정으로 보아야 한다. 이러한 차원에서의 PACS 도입만이 병원과 의료계의 새로운 환경 적응이라고 할 수 있다.

병원의 특성에 맞는 의사결정

시스템을 도입하다 보면 예산상의 문제나 그 밖의 여러 문제로 원하는 수준의 시스템과 상당 부분 다른 그림을 그리게 된다. 이때 무엇보다도 중요한 것은 초기 목적에 얼마나 충실한가이다. 다른 병원은 이런 것도 한다던데 라는 식으로 비교하여 그 그림에 있으면 좋고 없어도 되는 사족을 달게 되면 결국은 애초의 목표를 벋어나는 경우가 생긴다. 예를 들면 X-ray Film 보관이 주 목적인데 나중에 판독을 하는 경우를 생각 하여 다른 병원의 판돈 시스템이 2k 시스템이라고 해서 2k 영상을 사용한다면 필요없이 고가의 Scanner, Monitor 와 함께 저장 용량도 손해를 보게 되는 것이다. 또한 이를 위해 기존 시스템의 연결까지를 고려한다면 오히려 PACS를 도입하지 않는 것이 좋다. 주 목적에 충실 하다 보면 상당 부분 양보를 해야 할 때가 있다. 이런 것은 나중에 해결 할 수 있는 확장성 만을 생각하여 초기 도입 시에는 병원의 현재 당면 과제 해결과 현재 시스템의 사용 담당자들의 의견과 특성을 고려하여 업체의 의견과 병원의 입장을 잘 고려하여 결정해야 한다.

도입 결정자와, 사용자의 생각

실제 사용자들이 시스템 도입을 통해 이득을 얻지 못하면 그 시스템은 무용지물이다. 단지 관리의 편리함, 대외 홍보만으로 시스템을 도입하게 되면 결국 피해를 보는 것은 사용자이며, 사용자가 만족하지 못하는 시스템은 실패로 끝나 돈만 낭비하게 된다. PACS는 병원 전체의 흐름에 영향을 주기 때문에 이에 대한 사용자들의 의견을 듣고 시스템 도입으로 사용자들에게 어떤 영향을 줄지 그 득과 실을 전달하여 공감을 얻어야 한다. 또한 이들의 생각이 시스템의 주요 기능을 결정하게 되기 때문에 사용자들이 이에 공감하지 않고서는 성공할 수 없다. PACS 도입에는 도입 결정자의 뚜렷한 도입 의지가 있어야 한다. 시스템의 도입으로 초기 상담 기간 동안 현재의 업무 외에 추가로 많은 업무가 중복하여 발생하며 초기에는 그 효과가 나타나지 않고 오히려 불편하기만 한 경우도 있다. 이 경우 보통 사용자 입장에서 강한 불만을 표시하거나 일부 경우 시스템 무용론을 주장하게 된다. 이를 참지 못하고 위에 언급한 도입 목표를 잊고 초기의 불편함만을 해소하기 위해 시스템 스펙을 변경하거나 계획을 취소하게 되는 사례가 있으므로 도입 결정자의 확고한 믿음과 추진 의지가 무엇보다도 중요하다.

PACS 도입으로 무엇이 달라지는가?

PACS라는 개념이 워낙 광범위한 개념이라 그로 인한 변화를 묶어서 이야기하는 것 자체가 일종의 오류일 수 있다. 몇 가지의 예를 들어가며 그 효과를 말하고자 한다.

1. ○○병원은 그 동안 CT, MR 장비를 운용하고 있엇으나 환자 수가 그리 많지 않고 병원 내에 MR 전문가가 있지 않아 평범하지 않은 MR 환자에 대해서는 판독을 하기 무척 어려웠다. 또한 그 외의 대부분의 환자는 일반적인 촬영이라 필름을 만들어 한번보고 마는 경우가 많았다. 반면 3-5년 장비를 운영 하다 보니 필름 보관이 무척 어려운 문제로 대두 되었다. 중소 병원이라 장소도 협소했고 관리도 허술하여 없어지는 필름이 무척 많아 걱정도 되었다. 그래서 CT, MR 장비를 하나의 네트워크로 묶어 한 개의 PACS W/S를 방사선과 과장 방에 설치 했다. 그리고 전용 라인을 이용하여 MR 전문의가 있는 주변의 대학병원과 연결하여 MR 영상에 대한 컨설팅을 받았다. 또한 필름 발생량을 줄이기 위해 모든 영상을 필름화 한 것이 아니라 일단 정장하여 방사선과 과장을 통해 판독을 받은 후 일부 젊은 의사들에게는 자신의 PC를 통해 상담을 할 수 있도록 하였다. 또한 정밀 판독을 위해 또는 환자 이송을 위해 꼭 필요한 경우만 필름 프린터를 통해 인쇄하여 보관 했다. 이를 통해 최소 50% 이상의 필름 발생을 줄였으며 분실은 거의 없어졌다. 또한 대학병원을 통해 애매한 환자의 영상에 대한 컨설팅을 받아 자신의 병원에서 치료할 수 있는데도 불구하고 다른 병원으로 보내는 환자가 무척 줄어 병원의 수익성에도 기여 했다. 또한 환자에 대한 이미지가 좋아져 환자가 늘었으며 간호사들의 일이 줄어 남는 시간에 환자에 대한 친절한 서비스가 가능해졌다. 또한 의사들이 필요한 영상을 언제든지 볼 수가 있어 진단, 연구에 많은 도움이 되었다. ○○병원 원장은 앞으로 모든 의사의 PC에 이를 확장할 계획이며 자신의 병원에 촬영을 의뢰하는 주변 개인 병원에도 이를 확장할 계획이다. 여기에 원장의 투자한 돈은 약 1억원 정도 였다.
2. ○○방사선과는 그 동네에서 유명한 방사선과로 CT, MR, US, X-ray 장비를 운영하고 있다. 많은 환자가 주변에서 의뢰가 들어와 하루에도 수백 장의 영상을 촬영 한다. 일이 너무 많아 일일이 이를 프린트하여 판독하고 환자에게 들려보내기가 매우 번거로웠다. 그래서 X-ray 장비를 CR로 교체하고 PACS를 이용하도록 전 장비를 연결 했다. 또한 주변의 병원에 인터넷을 이용하여 자신의 병원에 접속할 수 있는 인터넷 서버를 설치하였다. 원장은 자신의 책상에 전용 W/S를 설치하여 자리에 앉아서 모든 영상을 보고 자리에서 그 환자의 과거 영상까지 참조하여 정확한 판독을 입력 한다. 환자는 촬영만 하고 집으로 돌아가면 의뢰한 병원에서는 그 환자가 다시 내원 시 그 즉시 ○○방사선과에 접속하여 해당 환자의 영상과 판독을 본다. 필요하면 과거 영상까지 불러 자세한 설명과 병의 진척상황을 알려준다. 그 결과 ○○방사선과에는 필름을 필요로 하는 병원의 수가 반 이상 줄었으며 인근 병원 역시 빠른 서비스에 만족해 하여 의뢰 환자의 수는 늘었고 업무는 수월해졌다. 오히려 필름을 나눠주던 간호원 한명이 그만두었으나 채용할 필요가 없어졌다. ○○원장은 그동안 조금 불편했던 자신의 모니터가 2개인 W/S을 모니터 4개로 업그레이드 할 계획이다.
3. ○○대학병원은 이번에 다른 지역에 분원을 설치 했다. 그리 멀지 않은 곳이라 비용을 고려하여 방사선과 전문의를 따로 두지는 않았다. 그러나 분원에서 촬영한 영상이 이곳까지 와서 판독되어 다시 분윈으로 가는데 하루 이상의 시간이 걸려 분원의 일반 의사의 불만이 대단 했다. 그래서 할 수 없이 레지던트 한명을 상주 시켰으나 반 이상의 전문적인 판독은 역시 본원에서 해야만 했다. 할 수 없이 분원과 본원에 전용 라인을 설치하여 그 곳 장비와 이곳 장비를 연결하여 양쪽의 방사선과에 PACS W/S를 설치 했다. 그 결과 본원과 분원이라는 차이를 느끼지 못할 만큼 양쪽 모두 신속한 판독과 촬영이 가능해졌으며 레지던트의 교육 효과까지 생겨 본원에 의뢰하는 판독 역시 시간이 흐를 수록 줄었다. 장기적으로 본원은 MR 중심으로 분원은 CT 중심으로 운영을 해도 전혀 문제가 없을 것 같았다.

일부 꾸며낸 이야기 같지만 현실에서 얼마든지 가능한 이야기이다. PACS를 너무 어렵게 생각하여 필름 없이 어떻게 일을 하나 고민했거나 돈 많은 병원에서나 도입하는 시스템이라 생각했거나 아직은 먼 미래에 해당하는 시스템이라고 생각했다면 그 고민과 생각이 옳지 않다는걸 깨닫게 하는 예시임은 분명하다.

PACS 그 무한한 가능성

• 방사선과 전문의와 일반의, 병원의 각 과간의 의사 소통과 환자 진료 서비스를 개선한다.
• 쉽고도 빠르게 영상을 조회, 비교한다.
• 필름의 분실을 줄인다.
• 병원과 병원간의 서비스, 의사소통을 개선, 향상한다.
• 병원의 분야별 전문가를 충분히 활용한다.
• 환자에 대한 서비스, 개선, 시간 단축을 통해 상담의와 진료실에서 영상과 함께 대면 상담이 가능하다.
• 효율성 향상으로 병원의 수입을 증가시킨다.
• 필름 발생량을 줄여 필름 비용을 줄인다.
• 의사, 간호사 등 병원 직원의 단순노동을 줄여 환자 서비스 개선에 도움이 된다.
• 필름 보관과 관련된 공간, 시간, 인력을 줄인다.
• 영상 판독에 소요되는 불필요한 시간이 없어진다.
• 각종 영상 조정 기능으로 판독에 도움이 된다.
• 한번의 촬영으로 여러 명이 동시에 같은 영상을 보며 회의, 토론, 상담을 할 수 있다.

마지막으로 PACS에 대한 기존의 잘못된 편견을 지적하고 싶다. 이러한 편견을 극복하여 현재 많은 어려움을 겪고 있는 중소 병원의 업무 개선과 효율 향상에 도움이 될 것이라 확신한다.

PACS는 큰 병원에서나 하는 것이다. 아니다. 중소 병원 일수록 설치에 대한 효과를 짧은 시간에 적은 비용으로 효과를 볼 수 있다. 오히려 큰 병원일수록 복잡한 업무와 많은 이해관계로 PACS 도입에 어려움이 많아 긴 시간이 요구되며 성공하기도 매우 힘들다. 중소 병원에서 특화된 영역에 PACS를 도입하면 기대보다 상당한 업무 효율을 노릴 수 있다.

PACS를 설치하면 필름이 없어진다. 역시 잘못된 생각이다. 초기의 PACS는 필름을 없애기 위해 계획되었으나 그 것이 상당한 어려움과 적지않은 투자, 시간, 업무 재교육 등 많은 노력이 요구되는 것으로 인해 그 시도는 아직도 진행 중이다. 반면 필름 보조 시스템으로의 PACS는 이미 상당한 효과를 보고 그 효과가 입증되었다. 즉 필름을 없애기보다는 필름을 줄이고 보관을 용이하게 하며, 영상 사용 효율을 높이는 시도가 최근의 PACS의 주된 흐름이다.

PACS는 컴퓨터로 영상을 보는 것이다. 역시 50점짜리 답이다. 단지 영상을 컴퓨터로 보기 위함이라면 왜 많은 병원에서 이를 쉽게 설치 할 수 없을까? PACS는 일종의 업무 리 엔지니어링이다. 즉 정보화의 개념이 병원에 도입되어 보다 쉽고, 보다 빠르게 영상에 대한 모든 정보를 누구나 볼 수 있도록 하는 일종의 업무 전산화 시스템이다. 최근 거의 모든 기업에서 사용하는 업무용 MIS와 비슷한 개념인 것이다. 이 말은 병원의 업무(PACS 도입의 목적)에 맞도록 각종 주변 장비들과의 연동이 필요하다는 말이다. 왜 PACS S/W로 Paintbrush, Photoshop 등 각종 뛰어난 그래픽 도구들이 사용되지 않을까?

PACS 영상을 먼 곳에 보내고 받는 장치이다. 이 역시 50점. PACS는 System Integration이다. 즉 PACS안에는 수 많은 System이 함께 어우러져 동작하는 공장과 같다. 영상을 먼 곳과 주고 받는 것은 PACS의 한 System인 Teleradiology System을 말한다. 한국의 현실에서 가장 쉽고, 그 효과를 몸으로 느낄 수 있는 시스템이 바로 이 Teleradiology이다. Teleradiology는 단지 영상과 관련 자료만을 보내는 것이지만 반면 비슷한 개념으로 환자의 동화상을 함께 보내는(일종의 원격 회의와 비슷) Telemedicine 역시 최근 미 육국의 큰 프로젝트이다.

PACS로는 영상 판독이 불가능하다 절대로 틀린 말이다. X-ray의 경우는 최근 CR로 대부분 대체 되면서 디지털 영상으로도 얼마든지 판독이 가능함을 보여주었고 이를 모니터 상에서 판독을 하더라도 전혀 문제가 없음이 각종 학회 논문을 통해 알려지고 있다. 또한 CT, MR 등의 경우는 특별히 고가의 모니터를 사용하지 않더라도 일반 VGA에서 충분히 판독을 할 수가 있다. 최근에는 가장 미세한 영상인 Mammo 모차도 모니터를 통해 판독을 시도하고 있다.

PACS는 속도가 느려서 사용할 수 없다. 역시 잘못된 생각이다. 물론 전 병원에 걸쳐 모든 영상을 원하는 어느 곳에서나 빠른 속도로 볼 수 있도록 하려면 막대한 네트워크 비용이 든다. 그러나 최근의 추세인 Mini-PACS의 경우에는 현재 가장 일반적으로 사용하는 Ethernet을 이용하여 원하는 속도를 낼 수 있다. 또한 ATM, Fast Ethernet 등 FDDI와 같은 광통신보다 저렴한 가격에 바른 속도를 낼 수 있는 장비가 나오고 Architecture를 잘 설계하면 속도는 걱정할 필요가 없다.

PACS는 신설 병원에서만 설치할 수 있다. 이 역시 위의 Full PACS에 대한 생각에서 오는 틀린 생각이다. 오래된 병원이라도 필요한 부분만의 간단한 네트워크 설치로 Mini-PACS, Teleradiology 등을 얼마든지 활용할 수 있다. 물론 신설 병원의 경우 병원 건축 시에 미리 PACS를 고려 네트워크 설치를 하면 추후 시스템을 도입할 때 비교적 편리한 장점이 있다.

PACS는 방사선과용 장비이다. 물론 PACS는 방사선과와 밀접한 관련이 있다. 그러니 실질적으로 PACS 도입으로 혜택을 보는과는 방사선과 이외의 과이다. 즉 그동안 필름으로 부터 소외되거나 필름 보기가 상당히 불편했던 것이 없어지고 원할 때 언제든지 영상을 볼수 있기 때문이다. 방사선과는 PACS의 주 사용자로서 다른 과의 의사들이 보다 쉽게 방사선과의 서비스를 받도록 하는 역할이 주어진다. 물론 PACS 도입으로 방사선과의 업무 효율은 상당히 향상되며 임상 연구가 축적되는 장점이 있다.

PACS는 병원의 모든 정보를 장악하는 동맥이 될 것이다.