의료용 영상 저장 시스템의 데이터 처리 방식

PACS의 도입 배경

의료 영상은 환자의 진단과 치료 과정에서 매우 중요한 자료로 사용된다. MRI, CT, X-ray, 초음파 등에서 생성된 영상은 대부분 고해상도 디지털 이미지로 구성되어 있으며, 이를 효과적으로 저장하고 관리하기 위한 기술이 필요하다. 과거에는 필름 형태의 영상이 사용되었지만, 공간의 제약과 관리의 어려움, 정보 공유의 비효율성이 문제로 지적되었다. 이러한 한계를 해결하기 위해 의료기관들은 PACS(Picture Archiving and Communication System)라는 디지털 영상 저장 및 통신 시스템을 도입하게 되었다. PACS는 의료 영상을 디지털로 저장, 검색, 전송, 조회할 수 있도록 해주는 통합 시스템으로, 필름 없는 병원 환경을 구현하는 데 핵심적인 역할을 한다. 특히 대용량 데이터를 안정적으로 처리할 수 있는 구조와, 다양한 영상 장비와의 호환성, 빠른 검색 기능, 보안 유지 등이 가능한 점에서 현재 대부분의 병원에서 필수 시스템으로 자리잡고 있다.

 

PACS의 기본 구조

PACS는 단일 프로그램이 아니라 여러 구성 요소가 통합된 시스템이다. 기본적으로는 영상 획득 장치, 영상 서버, 데이터베이스 서버, 뷰어 클라이언트, 네트워크 장비 등으로 구성된다. 영상 획득 장치는 CT, MRI, 초음파, CR 등의 의료 영상 장비로, 이 장비에서 생성된 영상 데이터는 일반적으로 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)이라는 국제 표준 형식으로 저장된다. 이 데이터는 네트워크를 통해 PACS 서버로 전송되며, 중앙 영상 서버는 대용량의 DICOM 파일을 저장하고 관리한다. 서버는 RAID 기술을 통해 영상 데이터의 손실을 방지하며, 백업 서버와 이중화 구조를 통해 안정적인 운영을 가능하게 한다. 의사나 방사선 전문의는 병원 내 또는 외부의 클라이언트 뷰어를 통해 이 영상을 실시간으로 조회할 수 있으며, 해상도 조절, 확대, 회전, 거리 측정, 주석 삽입 등의 기능을 활용해 진단에 활용할 수 있다. 또한 PACS는 병원의 전자의무기록(EMR) 시스템과 연동되어 환자 정보와 영상 데이터를 통합적으로 조회할 수 있게 설계된다.

 

영상 데이터의 처리 방식

PACS에서 영상 데이터는 단순히 저장되는 것이 아니라, 효율적인 전송과 검색, 압축과 복원 등의 다양한 처리 과정을 거치게 된다. CT나 MRI에서 촬영된 원본 영상은 수백 MB에서 수 GB 단위에 이르는 경우가 많기 때문에, 전송 속도와 저장 공간 최적화를 위한 데이터 압축이 필수적이다. 이때 사용하는 압축 방식은 무손실 압축(Lossless Compression)과 손실 압축(Lossy Compression)으로 나뉘며, 진단 정확도를 해치지 않는 수준에서 적절하게 선택된다. 전송 과정에서는 DICOM 네트워크 프로토콜을 기반으로 영상 데이터가 전송되며, 이는 송신 장비와 수신 장비 간의 호환성과 안정성을 높인다. 데이터베이스 서버는 메타데이터를 기반으로 빠른 검색이 가능하도록 인덱싱 기능을 제공하며, 의사는 환자명, 검사일, 검사 종류 등의 조건으로 쉽게 원하는 영상을 찾을 수 있다. 또한 PACS는 접속 권한을 계층적으로 설정하여 사용자에 따라 조회 가능한 영상 범위를 제한하고, 접근 기록을 남겨 보안성을 강화한다. 의료 영상이 외부 병원이나 협진 기관으로 전송될 때는 VPN 연결이나 DICOM 게이트웨이 등을 이용하여 보안 통신을 유지한다.

 

병원 시스템과의 통합

PACS는 단순한 저장 시스템을 넘어서, 병원의 전체 진료 및 운영 시스템과 통합된 형태로 발전하고 있다. 최근에는 클라우드 기반 PACS가 도입되면서 병원 간 영상 공유가 쉬워지고, 원격 판독이 가능한 환경도 마련되고 있다. 특히 지역 간 협진이 필요한 환자나, 영상 전문의 부족 지역에서는 클라우드 PACS가 진단 격차를 줄이는 데 효과적이다. 또한 인공지능 기술과의 결합도 활발하게 진행 중이다. AI는 PACS에 저장된 수많은 영상 데이터를 학습해 폐 결절, 골절, 뇌출혈 등의 이상 소견을 자동으로 탐지하고, 판독 보고서를 자동 생성하는 기술도 상용화되고 있다. 더불어 PACS는 전자의무기록(EMR), 병원정보시스템(HIS), 진단검사정보시스템(LIS)과 통합되어 하나의 플랫폼에서 환자의 모든 임상 정보를 통합적으로 관리할 수 있게 된다. 이러한 시스템 통합은 진단의 정확도와 업무 효율성을 높이고, 환자 중심의 의료 서비스를 실현하는 데 크게 기여한다. 앞으로도 PACS는 영상 진단의 데이터 허브로서 그 역할을 계속 확대해 나갈 것으로 예상된다.