全景醫(yī)學(xué)影像集成與應(yīng)用

鐘聲

摘 要：通過異構(gòu)信息匯聚技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)全面大集成，將分散在放射、核醫(yī)學(xué)、超聲、內(nèi)窺鏡、病理、介入、心電及電生理等各個(gè)系統(tǒng)中碎片化的患者數(shù)據(jù)匯集并標(biāo)準(zhǔn)化，形成全景醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)?；谌坝跋翊髷?shù)據(jù)建立以患者為中心的電子病歷臨床應(yīng)用，可以為臨床醫(yī)生提供一鍵式的患者全景數(shù)據(jù)查詢，甚至可以對(duì)DICOM影像進(jìn)行處理，為臨床診斷提供更準(zhǔn)確完全的影像參考。

關(guān)鍵詞：全景；醫(yī)學(xué)影像；集成；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：R445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）02-0142-03

Panoramic Medical Image Integration and Application

ZHONG Sheng

（Guangdong General Hospital，Guangzhou 510080，China）

Abstract：The comprehensive integration of medical image data is realized through heterogeneous information gathering technology. The fragmented patient data in various systems such as radiation，nuclear medicine，ultrasound，endoscopy，pathology，intervention，electrocardiogram and electrophysiology are collected and standardized to form a panoramic medical image data. The clinical application of the patient centered electronic medical record based on the large panoramic image data，can provide the clinician with one key patient panoramic data query，even the DICOM image can be processed to provide more accurate and complete image reference for clinical diagnosis.

Keywords：panorama；medical image；integration；application

0 引 言

近年來，各三甲醫(yī)院在信息化建設(shè)上進(jìn)行了不少投入，先后建起了醫(yī)院信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像存貯與傳輸系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)、手術(shù)麻醉系統(tǒng)等多個(gè)專業(yè)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，為臨床科室的日常醫(yī)療工作帶來了便利，相應(yīng)的醫(yī)療工作效率得到了明顯的提升。但是，目前醫(yī)院現(xiàn)有的信息系統(tǒng)，特別是電子病歷系統(tǒng)對(duì)全面醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用還存在一些不足，各影像系統(tǒng)如放射、核醫(yī)學(xué)、超聲、內(nèi)窺鏡、病理、介入及心電等各自獨(dú)立建設(shè)，分散處理，這給臨床醫(yī)生調(diào)閱影像及診斷報(bào)告帶來諸多不便。為此，有必要將這些分散的影像集成起來，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一利用，為臨床醫(yī)生提供方便、快捷的全景影像調(diào)閱功能。

1 影像集成的目的及建設(shè)思路

以電子病歷為核心的集成全景影像數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用系統(tǒng)，采用異構(gòu)信息集成技術(shù)將醫(yī)院放射、核醫(yī)學(xué)、超聲、內(nèi)窺鏡、病理、介入及心電等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備產(chǎn)生的圖像文件和診斷報(bào)告，以及電生理、生化檢驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等，以患者為中心進(jìn)行集成并標(biāo)準(zhǔn)化，形成全景醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)中心。為電子病歷等臨床業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供影像數(shù)據(jù)支持，為臨床醫(yī)生日常診療活動(dòng)提供患者影像數(shù)據(jù)服務(wù)，使醫(yī)生在診療活動(dòng)中隨時(shí)隨地查閱患者的全部信息。此外，醫(yī)學(xué)影像在移動(dòng)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)“軟閱讀”，醫(yī)生獲取的患者影像數(shù)據(jù)在移動(dòng)設(shè)備上能進(jìn)行放大、調(diào)窗、翻頁等操作，在就診/轉(zhuǎn)診過程中能夠讓醫(yī)生繼續(xù)瀏覽DICOM影像，為診療事件提供更準(zhǔn)確完全的全景影像參考。

傳統(tǒng)的按照劃分業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行的醫(yī)院信息化建設(shè)思路已經(jīng)不能滿足當(dāng)今醫(yī)療衛(wèi)生發(fā)展的需要，我們應(yīng)改變醫(yī)療信息化建設(shè)的思路：從以業(yè)務(wù)為核心的建設(shè)方向轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娮硬v臨床應(yīng)用為核心的建設(shè)方向，立足醫(yī)院和現(xiàn)有信息建設(shè)基礎(chǔ)和資源條件，保護(hù)歷史投資，以非“拆遷式”建設(shè)思路，使用異構(gòu)信息系統(tǒng)集成技術(shù)；建立以患者為中心、電子病歷臨床應(yīng)用為核心整合醫(yī)院影像科室乃至全院范圍內(nèi)信息系統(tǒng)中的歷次診療數(shù)據(jù)，為科室乃至醫(yī)院建設(shè)一套功能完備、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一的集成影像數(shù)據(jù)中心，為未來醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)能力、服務(wù)效率、服務(wù)水平的全面提升打下良好的信息化基礎(chǔ)，同時(shí)也能為提升醫(yī)院科研水平提供數(shù)據(jù)支撐。

2 影像集成

影像集成是以患者為中心、電子病歷臨床應(yīng)用為核心，利用患者資料主索引，通過數(shù)據(jù)通訊交換中間件，按照HL7的標(biāo)準(zhǔn)以及DICOM標(biāo)準(zhǔn)將異構(gòu)信息匯聚，實(shí)現(xiàn)的影像數(shù)據(jù)全面大集成。它將分散在放射、核醫(yī)學(xué)、超聲、內(nèi)窺鏡、病理、介入、心電及電生理等各個(gè)系統(tǒng)中碎片化的患者數(shù)據(jù)匯集并標(biāo)準(zhǔn)化，形成影像大數(shù)據(jù)。影像大數(shù)據(jù)能為影像診斷和臨床電子病歷應(yīng)用等提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，并且支持跨平臺(tái)（Windows、Android、iOS）瀏覽，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品跨平臺(tái)的全系列終端覆蓋。影像集成包含如下功能。

2.1 患者影像主索引功能

主索引服務(wù)用于處理集成影像數(shù)據(jù)中心內(nèi)與數(shù)據(jù)定位和管理相關(guān)的復(fù)雜任務(wù)，包括相關(guān)的索引信息。這些索引鏈接到產(chǎn)生不同存儲(chǔ)服務(wù)的服務(wù)點(diǎn)。這些服務(wù)點(diǎn)產(chǎn)生了特定的個(gè)人、醫(yī)護(hù)人員、科室標(biāo)識(shí)、集團(tuán)醫(yī)院標(biāo)識(shí)以及實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。索引服務(wù)負(fù)責(zé)分析來自外部資源的信息，并恰當(dāng)?shù)貙⑦@些數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)庫中，可以反向地響應(yīng)外部服務(wù)點(diǎn)的檢索、匯聚和返回?cái)?shù)據(jù)。

主索引服務(wù)是整個(gè)影像集成的重要核心，主索引服務(wù)的擴(kuò)展性和開放性直接決定著整個(gè)影像數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展性和開放性，可采用如下模型及算法：

（1）存儲(chǔ)空間模型規(guī)劃。1）單個(gè)患者的MPI空間模型；2）?？苾?nèi)MPI空間模型；3）醫(yī)院內(nèi)MPI空間模型。

（2）算法特性規(guī)劃。1）MPI交叉索引（PIX）的建立；2）MPI關(guān)聯(lián)索引的建立和分離；3）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與算法分離；4）策略配制的使用；5）主索引的作用域處理。

2.2 數(shù)據(jù)通訊交換中間件

數(shù)據(jù)交換中間件系統(tǒng)又稱數(shù)據(jù)通訊交換層服務(wù)，主要為通訊總線服務(wù)。

通信總線服務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)、業(yè)務(wù)管理、輔助決策以及與基本業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的底層通信。主要服務(wù)組件包括消息服務(wù)和協(xié)議服務(wù)。

（1）消息服務(wù)組件。由處理消息內(nèi)容的服務(wù)所組成，該消息的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的封裝已經(jīng)被協(xié)議服務(wù)組件所分離。這個(gè)組件中的服務(wù)包括解析、串行化、加密和解密、編碼和解碼、轉(zhuǎn)換及路由功能。

（2）協(xié)議服務(wù)組件。用來處理網(wǎng)絡(luò)、傳輸和應(yīng)用層協(xié)議。這些服務(wù)支持熱部署模塊，以支持各種應(yīng)用級(jí)協(xié)議，如Web Services（WS-I）、ebXML、SOAP和遠(yuǎn)程調(diào)用協(xié)議（包括RMI、DCOM、.NET）等。

數(shù)據(jù)交換中間件是前端和后端業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的紐帶和橋梁，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和通訊資源的管理，提供對(duì)通訊路由和業(yè)務(wù)路由的支持，它屏蔽了通訊協(xié)議和通訊物理鏈路以及不同硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)的差異。數(shù)據(jù)交換中間件作為全景集成影像數(shù)據(jù)中心的通訊內(nèi)核，要求通訊中間件具備：1）先進(jìn)性；2）傳輸和處理數(shù)據(jù)的高效性；3）可靠性；4）可擴(kuò)展性；5）安全性；6）集群容錯(cuò)和負(fù)載均衡；7）可操作性；8）兼容性。

2.3 基于HL7的圖形化全自動(dòng)流程定制管理

這項(xiàng)管理基于HL7數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，為信息系統(tǒng)管理者提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的、開放的、非專業(yè)技術(shù)人員可操控的、可支持系統(tǒng)熱插拔的異構(gòu)集成數(shù)據(jù)交換平臺(tái)流程控制和接口管理圖像化管理工具。

作為異構(gòu)集成平臺(tái)管理工具，主要功能特性要求如下：

（1）遵循HL7標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；

（2）圖形化流程控制；

（3）拖拽式流程設(shè)置設(shè)計(jì)；

（4）即時(shí)編譯功能；

（5）靈活的系統(tǒng)交換接口發(fā)布；

（6）支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)熱插拔。

2.4 患者影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)管理

影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)管理提供患者相關(guān)臨床診療數(shù)據(jù)的歸檔存儲(chǔ)、文件管理和調(diào)閱服務(wù)。

（1）歸檔存儲(chǔ)。為醫(yī)院內(nèi)部信息系統(tǒng)層提供影像數(shù)據(jù)庫和消息交換共享庫，該功能主要是按照互聯(lián)互通性規(guī)范的要求將與患者有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并保存到存儲(chǔ)庫中，以便為其它服務(wù)使用。

（2）文件管理?；颊邤?shù)據(jù)以文件形式出現(xiàn)。所謂文件管理，就是應(yīng)用系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)文件統(tǒng)一管理的一組軟件、被管理的文件以及為實(shí)施文件管理所需要的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的總稱。從系統(tǒng)角度而言，文件系統(tǒng)是對(duì)文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間進(jìn)行組織，分配和回收，負(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)、檢索、共享和保護(hù)。

2.5 影像獲取和管理

DICOM影像獲取的基本原則是依據(jù)PACS系統(tǒng)本身的接口特點(diǎn)，遵循DICOM標(biāo)準(zhǔn)，支持DICOM影像的獲取與動(dòng)態(tài)傳送，包括CT、MR、CR、DR、DSA、ECT、PET/CT、數(shù)字乳腺、數(shù)字胃腸及超聲等影像數(shù)據(jù)。

支持DICOM圖像的定時(shí)獲取、實(shí)時(shí)獲取，并存儲(chǔ)為DICOM格式。

對(duì)于超聲、內(nèi)鏡、病理非DICOM影像數(shù)據(jù)定時(shí)獲取、實(shí)時(shí)獲取，并存儲(chǔ)為JPG等靜態(tài)圖像格式。

對(duì)于有限的存儲(chǔ)空間，支持自定義策略對(duì)DICOM影像數(shù)據(jù)生命周期進(jìn)行自動(dòng)管理，通過設(shè)定的策略按照先進(jìn)先出的順序自動(dòng)清理存儲(chǔ)的DICOM影像數(shù)據(jù)。

3 全景影像的應(yīng)用

建立集成全景影像數(shù)據(jù)中心后，可以在此基礎(chǔ)上建立以患者為中心的電子病歷臨床應(yīng)用，可以為臨床醫(yī)生提供一鍵式的患者全景數(shù)據(jù)查詢，甚至醫(yī)生可以對(duì)DICOM影像進(jìn)行處理。

3.1 基于電子病歷的全景影像集成

基于電子病歷的全景影像，具有以下功能。

（1）支持嵌入到電子病歷工作終端（及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)終端），一鍵式調(diào)閱所選患者全景診療數(shù)據(jù)；

（2）全景影像臨床瀏覽工作站采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，以Web瀏覽器登錄調(diào)閱患者門診、住院全景診療數(shù)據(jù)；

（3）實(shí)時(shí)瀏覽病人電子病歷資料；

（4）以結(jié)構(gòu)化方式顯示入院病歷、病程記錄；

（5）入院病歷：主訴、初步診斷、現(xiàn)病史、診斷依據(jù)、鑒別診斷等；

（6）實(shí)時(shí)瀏覽病人醫(yī)囑資料：長(zhǎng)期醫(yī)囑、臨時(shí)醫(yī)囑、用藥信息、護(hù)理信息等；

（7）顯示提取的醫(yī)囑狀態(tài)：未提交、已提交、已確認(rèn)、已通知。

3.2 資料檢索功能

基于電子病歷的全景影像，支持以下資料檢索功能。

（1）支持按住院、手術(shù)類型查詢；

（2）支持按科室查詢；

（3）支持患者基本信息查詢，如中文姓名、姓名簡(jiǎn)拼、住院號(hào)/床位等；

（4）支持單項(xiàng)和多項(xiàng)條件組合查詢。

3.3 檢查報(bào)告瀏覽功能

基于電子病歷全景影像，檢查報(bào)告具有以下瀏覽功能。

（1）實(shí)時(shí)瀏覽病人歷次影像檢查已發(fā)布的診斷報(bào)告；

（2）按檢查時(shí)間順序排列；

（3）放射、超聲、內(nèi)鏡、病理診斷報(bào)告可在同一界面分別瀏覽。

3.4 DICOM圖像瀏覽和處理功能

基于電子病歷全景影像，DICOM圖像具有以下覽和處理功能。

（1）實(shí)時(shí)瀏覽患者歷次影像數(shù)據(jù)；

（2）遵循DICOM標(biāo)準(zhǔn)，支持DICOM原始/無損壓縮/有損壓縮影像調(diào)閱；

（3）支持CR、DR、CT、MRI、DSA、RF、ECT、US等DICOM影像顯示；

（4）支持超聲、內(nèi)鏡、病理等JPEG格式圖像顯示；

（5）支持多序列DICOM影像播放；

（6）支持調(diào)閱AVI、RM、WAV等文件格式的錄像播放；

（7）通過縮略圖對(duì)檢查/序列進(jìn)行快速導(dǎo)航；

（8）支持雙擊縮略圖加載檢查/序列；

（9）支持圖像移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、測(cè)量、標(biāo)注、CT定位線顯示；

（10）支持患者同一次檢查多序列圖像同屏對(duì)比；

（11）支持患者不同次檢查多序列圖像同屏對(duì)比。

4 結(jié) 論

利用影像集成技術(shù)建立的全景影像數(shù)據(jù)中心，解決了原來各系統(tǒng)分散存儲(chǔ)、各自處理的問題，可大大減少醫(yī)院信息化建設(shè)的成本投入。同時(shí)，基于全景影像數(shù)據(jù)中心建設(shè)，以電子病歷為核心的臨床信息系統(tǒng)為臨床醫(yī)生日常診療活動(dòng)提供患者影像數(shù)據(jù)服務(wù)，使醫(yī)生在診療活動(dòng)中隨時(shí)隨地看見患者的全部信息，提高臨床診斷的準(zhǔn)確性。全景數(shù)字影像的集成，建立了患者的完整影像資料，便于患者健康檔案的管理及共享。未來，隨著區(qū)域醫(yī)療合作的廣泛開展，影像的集成將患者的診療數(shù)據(jù)在醫(yī)院間的共享變得容易實(shí)現(xiàn)；集成的全景影像數(shù)據(jù)可以與其它診療數(shù)據(jù)構(gòu)建醫(yī)院的臨床大數(shù)據(jù)中心，為臨床診斷、科研甚至精準(zhǔn)醫(yī)療提供服務(wù)。未來還可以實(shí)現(xiàn)將全景影像數(shù)字交付給患者，或直接從互聯(lián)網(wǎng)或云端下載，可通過移動(dòng)終端直接調(diào)閱，不再需要打印影像膠片。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉韜，侯宗浩.基于醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)中心的PACS系統(tǒng)集成的研究 [J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2006，27（3）：40-41.

[2] 馮貞貞，鄭西川.區(qū)域醫(yī)學(xué)影像信息共享的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案 [J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2011，32（6）：52-54.