醫(yī)學影像信息系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)時代的機遇與挑戰(zhàn)

田金，劉振臨，常雪非

1.北京大學第三醫(yī)院 醫(yī)學工程處，北京100191；2.通用電氣醫(yī)療集團 醫(yī)療信息部，北京 100176

醫(yī)學影像信息系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)時代的機遇與挑戰(zhàn)

田金1，劉振臨1，常雪非2

1.北京大學第三醫(yī)院 醫(yī)學工程處，北京100191；2.通用電氣醫(yī)療集團 醫(yī)療信息部，北京 100176

本文介紹了醫(yī)學影像的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，重點講述了醫(yī)學影像信息系統(tǒng)在醫(yī)療大數(shù)據(jù)、移動影像、影像全生命周期管理和區(qū)域醫(yī)療中的應用。

醫(yī)學影像；醫(yī)療大數(shù)據(jù)；移動影像；區(qū)域醫(yī)療

1 醫(yī)學影像的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

自1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線至今，醫(yī)學影像學經(jīng)歷了百余年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一系列的成像手段，包括傳統(tǒng)X線、計算機斷層成像（Computed Tomography，CT）、超聲成像、核素掃描、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）等[1]。醫(yī)學影像也從最初的二維影像發(fā)展到現(xiàn)在的三維影像，影像診斷也正逐步由組織器官的解剖成像，向分子與代謝成像發(fā)展[2-4]。醫(yī)學影像已經(jīng)成為醫(yī)生診斷和治療不可或缺的手段與工具。而傳統(tǒng)的以膠片為介質的管理方法給醫(yī)學影像的查找和調閱帶來了諸多困難，已無法適應醫(yī)院的管理要求[5-6]。

80年代，美國率先提出了影像歸檔與傳輸系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication Systems，PACS）的概念并予以實現(xiàn)。隨著數(shù)字化信息時代的來臨，PACS已經(jīng)成為醫(yī)院信息系統(tǒng)的重要組成部分[3-4]。

圖1顯示了2014～2015年度中國大陸地區(qū)醫(yī)院信息化方面不同信息系統(tǒng)已實施的比例，可以看到，PACS在國內醫(yī)院中的普及度為44.56%，未來還有14.51%的醫(yī)院有機會建立PACS系統(tǒng)，隨著醫(yī)療信息化的不斷發(fā)展，可以預見這一比例還會增加。圖2顯示了2014～2015年度中國大陸地區(qū)臨床信息系統(tǒng)已實施比例不同等級醫(yī)院對比，目前中國大陸地區(qū)53.43%的三級醫(yī)院已基本完成PACS系統(tǒng)建設，但是二級醫(yī)院和基層社區(qū)衛(wèi)生院在這方面的建設還存在不小的差距，僅有31.91%的三級以下醫(yī)院完成了該系統(tǒng)的建設[7]。

圖1 醫(yī)院臨床系統(tǒng)實施狀況

隨著醫(yī)學影像技術和網(wǎng)絡存儲技術的發(fā)展，PACS經(jīng)歷了從單機系統(tǒng)、科室級系統(tǒng)、全院級系統(tǒng)、集團化系統(tǒng)和區(qū)域共享系統(tǒng)5個發(fā)展階段。相應的，醫(yī)學影像在每個階段都實現(xiàn)了信息資源的共享。這種共享不僅是在一個科室里面，還可以應用在不同的檢查項目當中。醫(yī)療信息共享不僅在同一家醫(yī)院內實現(xiàn),還可以在地區(qū)各醫(yī)院之間,甚至在包括整個醫(yī)療體系之間實現(xiàn)[3,8-10]。

2 醫(yī)學影像在互聯(lián)網(wǎng)時代的機遇和挑戰(zhàn)

圖2 不同等級醫(yī)院中臨床信息系統(tǒng)實施對比

2.1 醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)

近年來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，當前我們正處于一個數(shù)據(jù)爆炸性增長的“大數(shù)據(jù)”時代。大數(shù)據(jù)是數(shù)字化時代的新型國家戰(zhàn)略資源，是驅動社會創(chuàng)新的重要因素，正在革新人類的生產(chǎn)和生活方式，而醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)時代的重要研究領域。在醫(yī)療衛(wèi)生領域，醫(yī)療設備的數(shù)字化以及各種信息系統(tǒng)在醫(yī)院的廣泛應用，使醫(yī)院數(shù)據(jù)庫的信息容量不斷膨脹，在這些信息資源中，醫(yī)學影像信息資源對于疾病的管理、控制和醫(yī)療研究都是非常有價值的[11-12]。如何利用這些海量的信息資源更好地為醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的管理、診療、科研和教學服務，已經(jīng)越來越成為人們所關注的熱點[13-14]。

在不斷快速增長的數(shù)據(jù)壓力下，數(shù)據(jù)的利用更是充滿挑戰(zhàn)。就目前國內醫(yī)院的信息化發(fā)展水平來說，信息孤島遍布導致了數(shù)據(jù)分析更加困難。目前，我國80%以上的醫(yī)療數(shù)據(jù)都是非結構的，無論紙質還是其他形式的都需要手動提取數(shù)據(jù)。甚至是來自臨床信息系統(tǒng)（CIS）的結構性數(shù)據(jù)，也因不同廠商數(shù)據(jù)采集標準的不同經(jīng)常面臨著無法進行數(shù)據(jù)交互、關聯(lián)和分析的尷尬局面[15]。這種局面導致了數(shù)據(jù)集成的困難，并使得數(shù)據(jù)利用變得更加困難。

為了使醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)在臨床和管理中發(fā)揮更大的價值，需要社會各方的努力和支持。政府需要制定法規(guī)，大力推進信息標準化；醫(yī)療機構需要加大培養(yǎng)既懂醫(yī)療又懂信息化的人才；各廠商需要配合政府，使用統(tǒng)一標準化的語言進行數(shù)據(jù)交換。對于信息孤島問題，可通過云計算與物聯(lián)網(wǎng)將各個信息孤島聯(lián)系起來，將收集的數(shù)據(jù)按照一定的標準進行統(tǒng)一存儲，然后對其進行挖掘利用[14]。

2.2 基于云平臺的醫(yī)學影像應用

隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，基于云平臺的影像后處理應用將在醫(yī)院的臨床應用中發(fā)揮著極其重要的作用[16-17]。基于云平臺的影像后處理系統(tǒng)實現(xiàn)了資源的虛擬化，醫(yī)生可以不受時間和地點的限制快速調閱影像數(shù)據(jù)，并且可以在線完成影像的三維重建，提高診斷的效率和準確率[18-20]。

基于云平臺的醫(yī)學影像應用的發(fā)展打破了醫(yī)院影像科室傳統(tǒng)的是只能由技師在影像設備的后處理工作站上進行處理，再將影像傳輸?shù)结t(yī)生的工作站進行診斷的工作模式，可以實現(xiàn)多人協(xié)同工作，由技師完成患者基礎掃描并上傳影像至PACS，放射科醫(yī)生可以在此基礎上根據(jù)診斷的實際需求對影像進行高級二維或三維重建等操作。多人協(xié)作的工作模式還可以輔助臨床醫(yī)生進行手術計劃的制定，臨床科室的工作效率。無論從方便性還是應用性來講，基于云平臺的醫(yī)學影像的應用是現(xiàn)在以及未來影像學的發(fā)展趨勢[21-24]。

2.3 醫(yī)學影像的全生命周期管理

“以患者為中心”是全國醫(yī)療行業(yè)提升服務質量、確保醫(yī)療安全的核心理念。醫(yī)學影像的管理也將圍繞這一核心理念向影像的全生命周期管理發(fā)展。將醫(yī)院多個部門或多個系統(tǒng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)和影像文檔整合成統(tǒng)一、規(guī)范、可靠的系統(tǒng)有助于提高工作效率，并可建立強大的患者數(shù)據(jù)庫，服務于醫(yī)院的臨床、教學以及科研工作。

2.4 醫(yī)學影像信息化在區(qū)域醫(yī)療的應用

從2013年開始，區(qū)域醫(yī)療聯(lián)合體成為中國國內醫(yī)療改革討論的熱點話題。區(qū)域醫(yī)療聯(lián)合體（以下簡稱“醫(yī)聯(lián)體”)，是指將一定區(qū)域內的醫(yī)療資源整合在一起，由一所三級醫(yī)院聯(lián)合若干所二級醫(yī)院和基層醫(yī)療機構組成[8]。2013年1月，原衛(wèi)生部部長陳竺在全國衛(wèi)生工作會議上指出：“要積極探索和大力推廣上下聯(lián)動的醫(yī)療聯(lián)合體制機制”。以北京市為例，2013年12月市衛(wèi)生局召開新聞發(fā)布會，明確到2016年12月之前北京市醫(yī)聯(lián)體的數(shù)量要達到50個左右。

醫(yī)學影像的信息化建設在區(qū)域醫(yī)療聯(lián)合體中起著不可或缺的作用。通過建立的數(shù)據(jù)交換共享平臺，醫(yī)聯(lián)體所覆蓋醫(yī)院或基層醫(yī)療機構的醫(yī)生可以調閱到患者在醫(yī)聯(lián)體內任何一家醫(yī)院就診的醫(yī)學影像、檢驗化驗等數(shù)據(jù)，避免了不必要的重復檢查[25]。

3 醫(yī)學影像的信息化建設

醫(yī)學影像在互聯(lián)網(wǎng)時代的機遇和挑戰(zhàn)推動著醫(yī)學影像信息化的建設。然而目前大多數(shù)醫(yī)院在進行醫(yī)療大數(shù)據(jù)、影像全生命周期管理、區(qū)域醫(yī)療聯(lián)合體相關的信息化建設時都遇到了諸多困難[27-28]。

第一，患者ID的統(tǒng)一問題。隨著醫(yī)院的發(fā)展，醫(yī)院出現(xiàn)了越來越多的臨床信息系統(tǒng)。同一位患者的臨床信息分布存儲在多個科室的多個系統(tǒng)，而每個科室一般都會使用自己的注冊號給患者檢查，這樣導致了一位患者的信息以多個注冊號存在。ID的不統(tǒng)一使得收集患者所有臨床數(shù)據(jù)變得困難。

第二，系統(tǒng)升級/更換問題。隨著硬件和軟件技術的不斷發(fā)展，醫(yī)院也面臨著系統(tǒng)的升級或更換問題。無論是系統(tǒng)升級或更換，醫(yī)院都會面臨數(shù)據(jù)遷移這一耗時并存在一定風險的工作。

近年來，廠商中立歸檔系統(tǒng)（Vendor Neutral Archive，VNA）出現(xiàn)在醫(yī)院醫(yī)學影像的信息化建設中，并解決了上述問題。VNA是一個醫(yī)學影像及臨床文檔以標準化的格式存儲并提供標準化的接口至多部門或多個系統(tǒng)連接的影像及臨床文檔管理中心。VNA使用DICOM、IHE-XDS標準來存儲和管理非結構化的醫(yī)療資料（影像、報告、文件等）并通過IHE-XDS注冊表提供強大的患者信息目錄。這種方式使得同一位患者的所有臨床信息通過統(tǒng)一的視窗發(fā)布給臨床醫(yī)生，為醫(yī)生的診斷提供臨床數(shù)據(jù)的支持，完成了患者臨床信息全生命周期的管理，也就在真正意義上實現(xiàn)了“以患者為中心”的醫(yī)學影像全生命周期管理。

整合多科室、多系統(tǒng)的VNA減少了很多系統(tǒng)之間的交叉集成，使每個系統(tǒng)更加獨立，在更換某一個系統(tǒng)時就不會擔心集成復雜的問題和業(yè)務連續(xù)性的問題，降低了對供應商的依賴度。VNA還可以通過虛擬服務器部署，節(jié)省數(shù)據(jù)中心空間，通過云存儲來實現(xiàn)災難恢復，通過標準配置增加穩(wěn)定性，從而簡化IT管理和降低信息管理成本[29]。

4 總結

經(jīng)過100多年的發(fā)展，醫(yī)學影像學已經(jīng)形成完整的體系。目前醫(yī)學影像學科是大型醫(yī)院現(xiàn)代化的主要標志，是臨床最重要的診斷方法，也是進行醫(yī)學研究的強大手段和重要的治療手段[4]。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，醫(yī)學影像更是有著巨大的發(fā)展?jié)摿?盡管機遇與挑戰(zhàn)并存，只要社會各方一起努力并成功抓住互聯(lián)網(wǎng)時代的機遇，醫(yī)學影像的信息化建設對醫(yī)療改革的進程會有巨大的助推作用。

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Opportunities and Challenges of Medical Imaging Information System in the Internet Era

This paper introduces the development and present situation of medical image, focusing on the application of the medical imaging information system in medical big data, moving image, medical images lifecycle management and regional medical.

medical image; medical big data; moving images; regional medical

TIAN Jin1, LIU Zhen-lin1, CHANG Xue-fei2
1. Department of Medical Engineering, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China; 2. Department of Medical Information, General Electric Healthcare Group, Beijing 100176, China

R197.323

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.050

1674-1633(2016)12-0169-03

2016-02-18

作者郵箱：raul_tj@163.com