基于臨床數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的醫(yī)院影像中心建設(shè)及標(biāo)準(zhǔn)化研究

劉 帆LIU Fan

李玉寶2LI Yubao

劉麗紅1LIU Lihong

袁文榆2YUAN Wenyu

袁 浩2YUAN Hao

王力華1WANG Lihua

基于臨床數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的醫(yī)院影像中心建設(shè)及標(biāo)準(zhǔn)化研究

劉 帆1LIU Fan

李玉寶2LI Yubao

劉麗紅1LIU Lihong

袁文榆2YUAN Wenyu

袁 浩2YUAN Hao

王力華1WANG Lihua

醫(yī)院影像信息系統(tǒng)建設(shè)開始從“以科室為中心”逐漸向“以患者為中心”的方向發(fā)展，本文介紹了北京大學(xué)人民醫(yī)院影像數(shù)據(jù)中心建設(shè)的過程，提出了影像數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)集成思路、方法和采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時介紹了影像數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中遇到的問題和該系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。

放射學(xué)信息系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)中心；臨床數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)共享；結(jié)構(gòu)化報告

醫(yī)學(xué)影像在臨床上的應(yīng)用非常廣泛，為疾病的診斷提供了科學(xué)、直觀的依據(jù)，可以更好地配合臨床癥狀鑒別、實驗室檢查等方面，對最終準(zhǔn)確診斷病情起到不可替代的作用，并很好地應(yīng)用于臨床治療方面。醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查包括計算機(jī)、醫(yī)學(xué)、物理、生物醫(yī)學(xué)工程、心理學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容，各學(xué)科之間的互相結(jié)合有力推動了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，為疾病的診斷、治療及預(yù)后發(fā)揮越來越重要的作用[1]。中國規(guī)模較大的醫(yī)院中涉及醫(yī)學(xué)影像檢查和診療的科室主要有放射科、超聲科、核醫(yī)學(xué)科、介入導(dǎo)管室、口腔科、眼科、病理科和各種內(nèi)鏡科室。由于上述科室業(yè)務(wù)獨立，通常按照科室自己的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，逐步建立各自相關(guān)的影像信息系統(tǒng)，這種“以科室為主導(dǎo)，以疾病為中心”的影像數(shù)據(jù)管理模式造成了資源存儲分散、共享復(fù)雜等問題，在一定程度上影響了醫(yī)院在影像醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展，這種建設(shè)模式已不能滿足院級影像管理的要求。因此，北京大學(xué)人民醫(yī)院自2010年開始規(guī)劃影像數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，著重解決不同影像科室數(shù)據(jù)的相互集成，實現(xiàn)全院數(shù)據(jù)共享需求[2]。

影像數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)（以下簡稱“影像中心”）的建設(shè)思想是將全院的醫(yī)學(xué)影像檢查資料管理，從“以疾病為中心”向 “以患者為中心”的演變，關(guān)注患者的歷次影像檢查資料。通過信息技術(shù)打通傳統(tǒng)影像業(yè)務(wù)間的鴻溝，影像醫(yī)師可以更直接、更全面地掌握患者的影像檢查資料，提升醫(yī)療質(zhì)量。臨床醫(yī)師可以通過多種方式一次性便捷地獲取患者完整的影像資料與診斷報告。所有科室的門診或住院患者所進(jìn)行的任何影像檢查資料（圖像及報告）都會被影像中心集中規(guī)整，統(tǒng)一進(jìn)行保存、歸檔及調(diào)閱（圖1）。

圖1 影像中心系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

1 影像中心系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與實踐

影像中心系統(tǒng)是對全院各影像科室提供統(tǒng)一的影像和報告數(shù)據(jù)存儲、調(diào)閱、發(fā)布為目的，并對醫(yī)院的電子病歷及區(qū)域醫(yī)療起到支撐作用的數(shù)據(jù)平臺。然而隨著建設(shè)工作的深入，以信息共享為導(dǎo)向，在影像中心系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計上考慮了未來醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的院內(nèi)協(xié)作、院間協(xié)作和區(qū)域協(xié)作需求。各影像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，依據(jù)IHE（integrating the healthcare enterprise）共享集成框架（基于HL7和DICOM標(biāo)準(zhǔn)），影像結(jié)果文檔的共享交換采用了HL7 v3 CDA標(biāo)準(zhǔn)，并與醫(yī)院臨床數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)（clinical data repository, CDR）集成（圖2）。

圖2 影像中心系統(tǒng)信息共享交換

1.1 影像中心架構(gòu)的選擇[2]影像中心建設(shè)之初，由于醫(yī)院已經(jīng)分布式建設(shè)了多套科室級的醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)，覆蓋主要影像科室業(yè)務(wù)，包括放射、核醫(yī)學(xué)、超聲和內(nèi)鏡等，其中尤以放射科PACS/RIS系統(tǒng)建設(shè)的最為典型，數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)整合完整，并具備較完善的數(shù)據(jù)集成和發(fā)布的擴(kuò)展能力。因此，北京大學(xué)人民醫(yī)院的影像中心建設(shè)是基于原有放射科PACS/RIS系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立，在PACS基礎(chǔ)上通過統(tǒng)一患者影像標(biāo)識設(shè)計、集成各科室影像信息系統(tǒng)和建立集中發(fā)布系統(tǒng)來實現(xiàn)的。采用這種架構(gòu)設(shè)計模式，既減少了對原有各檢查科室信息系統(tǒng)的改動，也較好地實現(xiàn)了全院影像數(shù)據(jù)資料的整合與共享，充分保護(hù)了醫(yī)院前期的投資利益。此外，選擇這種架構(gòu)也保證了影像中心的靈活性和擴(kuò)展性，各檢查科室信息系統(tǒng)的更替不影響核心架構(gòu)。

1.2 統(tǒng)一患者影像標(biāo)識設(shè)計 影像中心采用IHE技術(shù)框架中提出的患者身份交叉引用（patient identifer cross-referencing, PIX）規(guī)范設(shè)計，用于患者影像標(biāo)識的管理，保障影像中心及各影像科室患者數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。影像中心的患者信息與全院級的患者信息庫——患者主索引系統(tǒng)（enterprise master patient indexes, EMPI）數(shù)據(jù)保持一致和同步（姓名、性別、出生日期、身份證號、電話、地址）。影像中心與EMPI信息同步采用了HL7 v3消息機(jī)制（圖3）。

圖3 影像中心與院EMPI信息同步流程

1.3 集成各檢查科室信息系統(tǒng) 影像中心與各檢查科室信息系統(tǒng)需要集成信息主要有統(tǒng)一影像號、檢查狀態(tài)和報告信息，接口通信方式為Socket，各檢查科室信息系統(tǒng)需要同時支持SocketClient和SocketServer兩種模式的通信。通信消息采用HL7標(biāo)準(zhǔn)。

各檢查科室信息系統(tǒng)在完成檢查時需要將圖像傳送到PACS，圖像標(biāo)準(zhǔn)為DICOM。圖像傳送方式有兩種：一種是通過設(shè)備直接推送檢查的所有圖像（DICOM設(shè)備）；另一種是通過各檢查科室信息系統(tǒng)將圖像推送到PACS（非DICOM設(shè)備）。此外，需要考慮一些科室圖像對臨床診斷的意義，可以通過各檢查科室信息系統(tǒng)只將關(guān)鍵圖像推送到PACS上存儲。

1.4 建立集中發(fā)布系統(tǒng) 通過系統(tǒng)集成，影像中心已集中存儲了各科室信息系統(tǒng)的影像和檢查結(jié)果數(shù)據(jù)，可以建立一個簡潔、易操作的Web發(fā)布系統(tǒng)將患者的所有數(shù)據(jù)集中展現(xiàn)，為臨床醫(yī)師提供服務(wù)。醫(yī)師通過IE瀏覽器即可獲取患者的檢查影像、文字報告、PDF報告和電子簽章報告。對于影像，發(fā)布系統(tǒng)可以實時調(diào)取PACS內(nèi)的DICOM影像，在瀏覽器展現(xiàn)。如果有已簽章報告，可以從電子簽章文檔服務(wù)器獲取電子簽名報告[3]。集中發(fā)布系統(tǒng)在臨床上的實際應(yīng)用主要通過與HIS、EMR和CDR集成，醫(yī)師在這些系統(tǒng)中通過患者索引直接瀏覽當(dāng)前患者的影像和報告資料（圖4）。

圖4 CDR與影像中心集成信息發(fā)布界面

1.5 PACS系統(tǒng)存儲容量升級 基于不同科室級影像系統(tǒng)數(shù)據(jù)量調(diào)研，按照每年數(shù)據(jù)量增加20%計算，實施前PACS在線存儲可用容量為1.6T，近線存儲可用容量為4.4T，在接入各檢查科室信息系統(tǒng)后，估算未來2年業(yè)務(wù)，需要為在線存儲擴(kuò)容。表1為北京大學(xué)人民醫(yī)院影像中心建設(shè)前后PACS存儲使用情況，以及擴(kuò)容以后結(jié)果比較。

表1 PACS系統(tǒng)存儲升級前后容量比較

2 影像中心在醫(yī)院中的應(yīng)用

北京大學(xué)人民醫(yī)院從2011年開始籌建影像中心，通過分別與院內(nèi)各檢查科室信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，影像中心數(shù)據(jù)已覆蓋范圍包括放射科（CT、MRI、計算機(jī)X線攝影、數(shù)字X線攝影、數(shù)字熒光透視）、超聲（普通B超、婦科B超、心動超聲、產(chǎn)科B超，以及消化、風(fēng)濕免疫、乳腺B超等）、口腔科CT、乳腺鉬靶、導(dǎo)管介入數(shù)字減影血管造影、雜交手術(shù)數(shù)字減影血管造影、病理、核醫(yī)學(xué)（發(fā)射型計算機(jī)斷層顯像、骨密度、PET/ CT）、形態(tài)學(xué)、心電圖和生電理等專業(yè)醫(yī)學(xué)影像；正在籌備集成各種內(nèi)鏡檢查影像（消化內(nèi)鏡、各種腔鏡、耳鼻喉鏡、呼吸內(nèi)鏡、婦科陰道鏡等）。表2為北京大學(xué)人民醫(yī)院影像中心2012年逐步上線后的集成數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

截止2013年底，影像中心共集成10個科室，7大系統(tǒng)，超過80臺影像設(shè)備（不含病理、形態(tài)學(xué)），并實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲和管理，提高了患者數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及安全性，縮短了臨床醫(yī)師等待患者檢查結(jié)果進(jìn)行確診和治療的時間。

表2 影像中心檢查按檢查科室分類統(tǒng)計（2012～2013年）

根據(jù)平臺的用戶訪問數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2013年臨床醫(yī)師訪問影像中心數(shù)據(jù)1 552 383次，隨機(jī)抽取某日訪問量，共計7559次，其中打開列表3247次，打開PDF報告418次，打開影像1634次，打開電子簽章報告2260次。

3 應(yīng)用問題分析

3.1 技術(shù)規(guī)范問題 影像中心設(shè)計方案是基于原有放射科的PACS系統(tǒng)作為集中存儲，圖像由各個影像科室系統(tǒng)在檢查完成后分別推送至PACS，在PACS數(shù)據(jù)庫中包括兩類相關(guān)信息：一是檢查安排記錄，在患者到檢后（由RIS或者影像中心系統(tǒng)）發(fā)送至PACS；二是影像記錄，在DICOM影像到達(dá)時產(chǎn)生。理論上，影像到達(dá)時影像記錄會按照既定的規(guī)則與檢查安排進(jìn)行匹配和關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)后即可以建立檢查與影像的關(guān)系并正常發(fā)布。整個流程從醫(yī)囑獲取、登記到檢、獲取WORKLIST并檢查和影像推送均在系統(tǒng)的控制下完成，但如果由于某些特殊的原因，在中間環(huán)節(jié)人工介入，如業(yè)務(wù)人員未按正常流程掃描條碼登記到檢，則直接手工在檢查設(shè)備中輸入WORKLIST進(jìn)行檢查，或手工登記輸入的數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范等，會造成在系統(tǒng)中產(chǎn)生難以識別的“非標(biāo)”數(shù)據(jù)，這些“非標(biāo)”數(shù)據(jù)推送至PACS中結(jié)果將導(dǎo)致無法進(jìn)行上述自動匹配而產(chǎn)生垃圾數(shù)據(jù)。同時，如在推送影像時使用了其他檢查的數(shù)據(jù)，則會導(dǎo)致檢查匹配到不正確的影像，造成數(shù)據(jù)錯誤，可能發(fā)生醫(yī)療風(fēng)險。

3.2 管理規(guī)范問題 影像中心集成各個影像科室系統(tǒng)，是通過患者影像唯一標(biāo)識“影像號”來關(guān)聯(lián)患者所有的檢查信息。某些情況下需要科室登記人員來判斷和操作某條記錄是新建還是關(guān)聯(lián)，影像中心根據(jù)登記人員給出的指令分配“影像號”，并進(jìn)行創(chuàng)建或合并患者數(shù)據(jù)操作。然而實際應(yīng)用過程中由于各種操作原因，可能發(fā)生患者標(biāo)識與圖像匹配錯誤的情況，造成數(shù)據(jù)混亂，可能發(fā)生醫(yī)療風(fēng)險。

以上問題可以通過操作規(guī)范以及系統(tǒng)手段對不標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行事前控制、事后審計和處置的策略得以解決。對問題數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和分析，細(xì)化產(chǎn)生的原因，針對原因分析業(yè)務(wù)操作管理或技術(shù)辦法的可行性，制訂業(yè)務(wù)操作規(guī)范或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的完善，對相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，監(jiān)督執(zhí)行，定期審查問題數(shù)據(jù)并進(jìn)行處置。這項工作需要醫(yī)院對影像中心加強(qiáng)監(jiān)管，有專人負(fù)責(zé)對“非標(biāo)”數(shù)據(jù)監(jiān)控，定期核查、處理“非標(biāo)”數(shù)據(jù)，并有權(quán)利監(jiān)督各影像科室用戶的操作規(guī)范。

4 展望

影像中心通過數(shù)據(jù)集成保存了大量反映患者疾病特征的影像學(xué)和診斷報告信息，但是如果希望使影像中心在臨床醫(yī)療中發(fā)揮更大的作用，例如未來讓影像中心在更大范圍內(nèi)（院間或區(qū)域）實現(xiàn)信息共享，以及通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為醫(yī)師臨床診療活動提供決策支持，有必要讓影像中心及其集成的各檢查科室信息系統(tǒng)增加結(jié)構(gòu)化報告記錄。然而，目前在醫(yī)院中應(yīng)用的各檢查科室信息系統(tǒng)，包括放射科放射信息系統(tǒng)，仍然在生成影像診斷報告時使用自然語言，屬于敘述性或文本數(shù)據(jù)，是非結(jié)構(gòu)化的，并以自然語言文本的形式保存。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對影像中心造成了一定的局限。國外早期即進(jìn)行了大量的影像學(xué)檢查結(jié)構(gòu)化報告可行性調(diào)研和分析。Clinger等[4]報道，1988年在美國亞利桑那州圖森州對他們醫(yī)院部門所發(fā)出的診斷報告進(jìn)行一次整體質(zhì)量評估，結(jié)果顯示有59%的人認(rèn)為報告內(nèi)容表達(dá)清晰，40%的人認(rèn)為內(nèi)容偶爾模糊，其中49%的人認(rèn)為并未充分解決臨床問題。2001年，Naik等[5]報道進(jìn)行的一項放射科醫(yī)師和臨床醫(yī)師對放射診斷報告風(fēng)格和內(nèi)容的傾向研究，結(jié)果顯示有86%的臨床醫(yī)師贊成結(jié)構(gòu)化報告模式。對于結(jié)構(gòu)化報告版式的選擇，國際上最新研究尚無比較統(tǒng)一的結(jié)果。Grieve等[6]報道的一項調(diào)查顯示，在超聲檢查中一線報告醫(yī)師更傾向于一個詳細(xì)的表格式的結(jié)構(gòu)化報告版式。然而同樣的一項調(diào)查顯示，放射科醫(yī)師的意見則希望報告內(nèi)容以自由文本錄入、結(jié)構(gòu)化形式存在[7]。關(guān)于結(jié)構(gòu)化報告的利弊問題理論上已經(jīng)進(jìn)行廣泛的討論[8]。此外，結(jié)構(gòu)化報告的應(yīng)用對于臨床醫(yī)師提高報告的效率和完成報告質(zhì)量均有明顯幫助[9]，更有利于數(shù)據(jù)分析、共享和質(zhì)量評估管理。

結(jié)構(gòu)化報告描述的內(nèi)容首先需要讓醫(yī)師和患者可讀，再者要能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)間的共享。影像中心及與其集成的各檢查科室信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化報告文檔結(jié)構(gòu)可以采用HL7 CDA（臨床文檔結(jié)構(gòu)）文檔模板標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計[10]。通過HL7在接口結(jié)構(gòu)層面上定義了接口標(biāo)準(zhǔn)格式，采用現(xiàn)行國際上普遍使用的醫(yī)療術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)（如ICD-9/10等），將同一患者的影像診斷報告數(shù)據(jù)資料在醫(yī)院不同醫(yī)療信息系統(tǒng)（如EMR、CDR等）之間實現(xiàn)快速認(rèn)證和提取，從而真正地解決醫(yī)學(xué)影像資料在醫(yī)療中的共享交換問題，并為未來醫(yī)院的數(shù)據(jù)挖掘和臨床決策支持需要奠定基礎(chǔ)，提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

目前，北京大學(xué)人民醫(yī)院已經(jīng)開始放射結(jié)構(gòu)化報告編輯器的探索，基于檢查部位的數(shù)據(jù)元素語義描述，建立結(jié)構(gòu)化報告模板（表現(xiàn)和印象），并在部分報告中嘗試試用。

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（本文編輯 張春輝）

Construction and Standardization Research on Hospital Medical Imaging Data Center Based on Clinical Data Repository

Hospital image information system is evolving from department-oriented to patient-oriented. This paper introduces the implementation of Beijing University People's Hospital image data center. The ideas, approaches and the technological standards for image data center's system integration are proposed. Additionally, the problems in practical application and the outlook for this system are discussed.

Radiology information systems; Medical image data center; Clinical data repository; Data sharing; Structured report

1. 北京大學(xué)人民醫(yī)院信息中心 北京 100044

2. 北大醫(yī)療信息技術(shù)有限公司 北京 100080

王力華

Information Center of Peking University People's Hospital, Beijing 100044, China

Address Correspondence to: WANG Lihua

E-mail: wlh1195@163.com

R197.38

2014-07-04

修回日期：2014-09-20

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第10期：793-796

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(10): 793-796

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.10.019