中國核醫(yī)學影像后處理及存儲技術基本指導標準

楊國仁，石洪成，趙軍，李林，趙長久，朱朝暉，蘭曉莉，徐浩，魏龍曉，張國旭0，盧潔，盧婷婷,，李亞明

1. 山東大學附屬山東省腫瘤醫(yī)院 核醫(yī)學科，山東 濟南 250117；2. 復旦大學附屬中山醫(yī)院核醫(yī)學科，上海 200032；3. 同濟大學附屬東方醫(yī)院 核醫(yī)學科，上海 200120；4. 四川大學華西醫(yī)院 核醫(yī)學科，四川 成都 610041；5. 哈爾濱醫(yī)科大學第四附屬醫(yī)院 核醫(yī)學科，黑龍江 哈爾濱 150001；6. 北京協(xié)和醫(yī)院 核醫(yī)學科，北京 100032；7. 華中科技大學附屬協(xié)和醫(yī)院 核醫(yī)學科，湖北 武漢 430022；8. 暨南大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院/廣州華僑醫(yī)院 核醫(yī)學科，廣東 廣州 510630； 9. 空軍軍醫(yī)大學唐都醫(yī)院 核醫(yī)學科，陜西 西安 710038；10. 沈陽軍區(qū)總醫(yī)院 核醫(yī)學科，遼寧 沈陽 110016；11. 首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院 核醫(yī)學科，北京 100053；12. 濟南大學山東省醫(yī)學科學院 醫(yī)學與生命學院，山東 濟南 250117；13. 中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 核醫(yī)學科，遼寧 沈陽 110001

引言

醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS）是根據(jù)開發(fā)對象系統(tǒng)的目的而建立的、有大容量數(shù)據(jù)庫支持的、以數(shù)據(jù)管理為基礎的計算機應用系統(tǒng)[1]。它可以支持某個科室以至整個醫(yī)院的事務處理、信息服務和輔助管理決策，其中在此基礎上發(fā)展起來的影像圖像獲取與傳輸系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication System，PACS）是HIS的一個重要分支，核醫(yī)學科的管理信息系統(tǒng)是PACS的重要組成部分[2-3]。核醫(yī)學科綜合了體外分析、顯像、治療等多種業(yè)務和相應的場地和設備，需要有效的管理手段提高信息的采集、處理、儲存和檢索，使整個科室工作過程科學、有序、高效完成[4]?，F(xiàn)有的RIS（Radiology Information System）主要應用于影像科室，尚不能完全滿足和適應核醫(yī)學業(yè)務的需求。為了提高和規(guī)范我國核醫(yī)學在科室信息化應用和管理水平，在現(xiàn)有應用的基礎上，根據(jù)我國核醫(yī)學發(fā)展情況，綜合多方面建議和意見，特制定中國核醫(yī)學圖像后處理、存儲、科室數(shù)字化管理等基本建設系統(tǒng)標準，供現(xiàn)有核醫(yī)學科和新建核醫(yī)學科參考[2-3,5]。因體外分析部分可參照相關LIS進行管理，核醫(yī)學核素治療病房參照HIS進行管理，不再列入本指導標準[4]。

核醫(yī)學管理信息系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）主要由兩大部分組成[5-6]：① 覆蓋全核醫(yī)學科的信息化流程管理；② 核醫(yī)學影像存儲與圖像后處理系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋核醫(yī)學科日常工作所需的各方面的功能，從病人受檢前的檢查預約，到登記、病史問診、分診叫號、藥物注射、上機檢查、報告編輯、審核，乃至查詢檢索等；以及與之功能相適應的影像后處理工作站，包含圖像的三維重建、融合后處理、定量計算（如T/N、SUV、TLG值測量等）等功能[3]。通過信息化技術手段合理規(guī)范核醫(yī)學檢查臨床工作流程的同時，實現(xiàn)核醫(yī)學影像全在線存儲，便于醫(yī)師分析比較病人的圖像和代謝變化，從而提高科室檢查的診斷效率[4]。

核醫(yī)學科管理信息系統(tǒng)涉及多個方面[6-7]，應該具備下述多個模塊：預約登記、 病史問診、電子叫號、 藥物注射、檢查管理、圖像處理和中文報告、質(zhì)控管理以及遠程會診等。各個組成模塊可以靈活地組合在同一臺工作站上，也可分開在不同的工作站或服務器上[3,6]。這幾個部分組成一個局域網(wǎng)。

1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)標準及集成

1.1 中心服務器與存儲

醫(yī)學影像數(shù)據(jù)與文字信息的歸檔、存儲是建設核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)的基礎[8-9]。系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)既包含數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲，又包含原始影像文件的存儲。中心存儲服務器的作用包含原始RAW-DATA采集圖像數(shù)據(jù)的安全存儲和回傳，將原始數(shù)據(jù)長期保存，方便隨時回傳至原機進行重新參數(shù)變更及圖像重組。系統(tǒng)提供DICOM Storage SCU/SCP，可直接接收所有符合DICOM3.0標準的影像數(shù)據(jù)[2]?？赏瑫r連接多個不同種類的影像設備：SPECT、SPECT/CT、PET/CT以及PET/MR等，可隨時增加或刪除影像設備的連接節(jié)點。對于有符合DICOM WorkList協(xié)議的醫(yī)療設備，可直接在設備上顯示患者的信息，避免患者信息在醫(yī)療設備端重復錄入和輸入信息的錯誤。

1.2 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成

核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)應與醫(yī)院現(xiàn)有或?qū)淼母鞣N管理信息系統(tǒng)、臨床信息系統(tǒng)，如HIS、EMR、RIS、LIS等進行無縫的整合[10]。通過與HIS系統(tǒng)集成，可通過預約登記模塊直接提取患者基本信息，患者到檢后可通過讀醫(yī)?？?，掃條形碼等多種方式直接調(diào)取患者信息，減少人工錄入環(huán)節(jié)，從而提高工作效率；同時通過與PACS系統(tǒng)集成，可在核醫(yī)學檢查過程中直接查看當前患者在本院進行的其他醫(yī)技檢查結(jié)果，如放射、超聲、內(nèi)鏡、病理及檢驗等；并可在報告完成審核發(fā)布后，發(fā)送給全院共享，實現(xiàn)影像和各種相關醫(yī)療信息在不同系統(tǒng)之間的有效交換和共享，為實現(xiàn)真正的“數(shù)字化醫(yī)院”奠定堅實的基礎[11]。

2 系統(tǒng)軟件構成

2.1 預約登記管理

該子系統(tǒng)主要用于患者預約登記操作，由用戶登錄，患者信息、檢查信息、收費信息記錄，查詢統(tǒng)計等模塊組成，完成記錄患者姓名、年齡、檢查項目、編號排序、檢查時間、聯(lián)系方式等相應操作。可通過讀取就診卡或者掃碼等便捷方式，經(jīng)HIS系統(tǒng)一鍵快速提取患者基本信息、臨床病史、相關檢查等信息，自動保存到相應患者名下[3]。另外針對患者自帶的紙質(zhì)申請單、CT/MRI等其他檢查的膠片，可通過相應專業(yè)硬件（膠片掃描儀、高拍儀等）數(shù)字化存儲到當前登記患者名下，便于滿足后續(xù)醫(yī)生在病史問診、報告編輯等工作中對相關信息查詢的需要。受檢者檢查信息自動傳輸至SPECT、SPECT/CT、PET、PET/CT、PET/MR等設備前臺；受檢者或家屬取報告時應標注，同時根據(jù)需要預約復查和確定隨訪的時間。

2.2 病史問診管理

該子系統(tǒng)主要用于記錄患者現(xiàn)病史、既往史等檢查前的問診信息。根據(jù)不同的檢查項目提供不同的問診模板，問診模板支持自定義設置。如與院內(nèi)HIS集成，可自動提取臨床醫(yī)生已記錄的病史信息到問診模塊，無須二次錄入。

2.3 電子叫號管理

該子系統(tǒng)通過注射前后雙叫號流程，對當天進行顯像檢查的病人，系統(tǒng)可通過電子叫號與分診功能實現(xiàn)語音呼叫、候診區(qū)及休息室的電子顯示屏顯示相應信息來安排病人的候診、注射顯像劑、休息、飲水、排尿、檢查、離開、取報告等流程；有效清晰地指引患者完成檢查?？稍诨颊咦⑸淝芭c注射后候診廳安裝呼叫顯示終端，顯示患者排隊列表、預計等候時間、檢查注意事項等信息，并可通過檢查室或報告室發(fā)送指令，呼叫患者到相應檢查室上機檢查，或發(fā)送其它類型的指引提示，讓患者在核醫(yī)學科內(nèi)能及時得到方便的指引，引導患者在科室內(nèi)的整個流程。

2.4 藥物注射管理

該子系統(tǒng)主要用于數(shù)字化記錄患者注射信息，注射時間、注射劑量、注射部位等藥物注射相關信息[12]。一般安裝于注射室，但考慮到注射室空間有限，以及執(zhí)行醫(yī)師需戴手套作業(yè)，可采用觸摸一體機作為應用終端，從而便于醫(yī)師操作。另外注射模塊需與注射前候診室顯示終端連接，集成呼叫功能，并可人為干預呼叫順序。

2.5 檢查管理工作站

該子系統(tǒng)一般安裝在檢查室，主要用于查看待檢查患者列表、患者基本信息、問診注射信息等，并與電子叫號模塊集成，呼叫患者到相應檢查室進行檢查。除此之外，可通過DICOM WORKLIST自動完成圖像與患者信息的匹配工作，并可對圖像進行篩選，自動摒棄不合格圖像，將合格圖像上傳到服務器進行存儲[2,12]。

2.6 圖像后處理和中文報告系統(tǒng)

該模塊為系統(tǒng)的核心，應具備原設備后處理工作站的主要圖像處理功能。該模塊支持報告編輯與圖像處理同步完成，可查看患者診斷相關的所有資料，包括臨床診斷、病史問診信息、注射信息、院內(nèi)院外的其他檢查信息等[13]。圖像后處理功能支持SPECT、PET圖像與CT或MR圖像的重組與融合[14]，能在三維斷層方向分別顯示SPECT、PET、CT與MR以及融合后圖像的橫斷面、冠狀位、矢狀位的斷層圖像[11,15]，以及SPECT、PET與CT的最大密度投影；能根據(jù)需要調(diào)整SPECT、PET與CT的融合比例，CT的窗寬窗位值，顯示多種設備廠商的SPECT、PET圖像偽彩，支持圖像的縮放、移動、旋轉(zhuǎn)、快速定位當前層、重切等功能[16-17]；還應具備圖像上測量距離、角度、面積、像素值、文字標注等基本測量工具，可測量SPECT、PET圖像上任意點，任意區(qū)域的最大、最小、平均SUV值、TLG值等[17]，且盡可能與原機工作站的SUV測量值保持一致；具備腫瘤或病變組織靶體積的測量與計算，包括根據(jù)組織密度設置一定閾值測量圖像中腫瘤或病變組織的體積并顯示勾畫輪廓，根據(jù)PET圖像SUV設定閾值來測定感興趣不同代謝物質(zhì)（葡萄糖、氨基酸、脂肪、受體等）的代謝靶體積（MTV），并用高亮顏色顯示；可將MRI的DICOM格式序列導入該模塊中，實現(xiàn)異機融合，從而得到PET/MR融合圖像，圖像處理與測量功能方面需與原機融合一致[2]；可輸出最大密度投影圖像（MIP）為AVI格式文件[12]，并通過拷屏抓取活動區(qū)域的圖像，根據(jù)需要保存為dicom、jpg、bmp、tif等格式的圖像[2-3]，然后輸出到打印機打印圖片，也可在存儲在外接存儲設備上。

中文報告輸出方面需要能夠根據(jù)不同條件檢索患者列表，包括檢查號、檢查日期、姓名等基本條件檢索，以及檢查所見、檢查結(jié)論等模糊查詢[3]。需要能夠查看患者基本信息，以及當前患者的病史問診、藥物注射、院內(nèi)外其他檢查的相關信息。需要支持結(jié)構化的報告模板，并區(qū)分個人與科室公共使用的報告模板，且便于維護調(diào)整，以提高工作效率[3]。需要報告多級審核功能，從而方便不同級別醫(yī)生審核簽名，并且所有修改記錄要有跡可循，便于初級醫(yī)師培養(yǎng)工作。針對有多次檢查記錄的患者應可快速檢索其歷次檢查記錄，并可實現(xiàn)在同屏對比歷次檢查報告，以及圖像信息。在報告打印方面應支持單幅圖像打印與多幅圖像批次打印，且每幅圖像下應可進行文字描述。

2.7 質(zhì)控與主任管理

該子系統(tǒng)除具備中文報告與圖像后處理工作站的所有功能外，支持可瀏覽全科各設備檢查的預約、到檢信息，藥物合成與使用信息。支持對報告多級審核與醫(yī)生工作權限進行設定?？筛鶕?jù)科室需求，提供多條件組合查詢、模糊查詢、關系查詢等多種類型的查詢方式，靈活滿足醫(yī)生各種各樣的查詢需求[13]。并支持自定義的統(tǒng)計功能，按醫(yī)生所需定制統(tǒng)計條件與統(tǒng)計報表，從而為科研、教學提供實用的查詢統(tǒng)計工具。

2.8 核醫(yī)學遠程會診系統(tǒng)

建議做到基于互聯(lián)網(wǎng)云技術搭建的核醫(yī)學遠程會診平臺，可為多級醫(yī)院間遠程會診應用提供技術支持。通過多種移動端設備使得核醫(yī)學遠程會診方式、會診場景更加豐富靈活。實現(xiàn)全在線的影像處理操作，融合后影像處理全部云端完成，無須本地化加載圖像?？赏ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)面向患者發(fā)布報告結(jié)果，患者無須來到醫(yī)院，在家里就可以查收到自己的報告單。而對于醫(yī)生，在家中就可進行遠程辦公，進行報告編寫、報告審核等工作[18]。

3 硬件系統(tǒng)

基于與之相適應的硬件，系統(tǒng)才能充分發(fā)揮其作用。應根據(jù)核醫(yī)學科室的業(yè)務、工作量、醫(yī)務人員數(shù)量，配備相應的硬件，并適當留有擴充的余地。

（1）中心服務器與存儲：建議采用兩臺服務器進行雙機熱備，根據(jù)科室檢查患者量、每個患者的數(shù)據(jù)大小決定存儲容量，可選擇外接存儲設備。配套硬件建議：機架式服務器或虛擬化服務器。

（2）醫(yī)院信息系統(tǒng)集成：根據(jù)需要，與HIS、PACS、RIS、LIS、體檢等系統(tǒng)集成。

（3）預約登記管理：根據(jù)登記室數(shù)量配置，如PET-CT與SPECT單獨登記室，則建議配置兩套商用計算機。

（4）病史問診管理：根據(jù)問診室數(shù)量配置，如PET/CT與SPECT設置單獨問診房間，則建議配置兩套商用計算機。

（5）電子叫號管理：根據(jù)候診室數(shù)量配置，注射前后候診區(qū)建議各配置一臺較大尺寸叫號顯示屏，如有其他如VIP候診室，可單獨配置合適尺寸叫號屏幕。

（6）藥物注射管理：根據(jù)注射室數(shù)量配置，建議配置相應數(shù)量觸摸屏一體機電腦。

（7）檢查管理工作站：根據(jù)檢查設備數(shù)量配置，如一臺PET/CT，兩臺SPECT，則建議配置三套商用計算機。

（8）圖像后處理和中文報告系統(tǒng)：建議根據(jù)診斷醫(yī)師數(shù)量選擇工作站數(shù)量，如五位醫(yī)師寫報告則建議配置五套。建議采用單機雙屏的工作模式，報告編輯與影像后處理操作同時進行。亦可根據(jù)科室需要配置單機單屏、雙屏、三屏、四屏等聯(lián)動顯示[3]。顯示圖像用顯示屏建議用1M或以上的醫(yī)用彩色顯示器，可更精準顯示醫(yī)療影像及細微細節(jié)，提升診斷的準確性。

配置參數(shù)：屏幕尺寸：≥21.3寸LED背光板，分辨率：≥1600×1200（橫式）、≥1200×1600（豎式）；灰階輸出：彩色圖片大于8 bit，黑白圖片大于10 bit；符合DICOM 3.0標準，輸出接口：DVI/DP/VGA/USB。

（9）質(zhì)控與主任管理：建議配備不低于診斷醫(yī)生工作站的配置。

（10）核醫(yī)學遠程會診系統(tǒng)：科室內(nèi)采用互聯(lián)網(wǎng)方式[19]，通過獨立的賬號體系將影像數(shù)據(jù)上傳到會診平臺，并查看會診結(jié)果。科室外醫(yī)師與患者不限制任何移動端設備與操作系統(tǒng)，均可查看相關信息。

（11）其他配置建議：通過以下硬件設備接入，可使得核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用[3]。

打印機和裝訂機：根據(jù)不同打印介質(zhì)和工作量配置相應的打印設備及數(shù)量，如帶墨水連供系統(tǒng)的噴墨打印機，彩色激光打印機和熱升華打印機等，須支持網(wǎng)絡打?。慌鋫溲b訂機用于報告和照片裝訂成冊；有條件情況下，可將此部分業(yè)務外包給專業(yè)技術公司。

高拍儀：針對臨床開具的紙質(zhì)申請單、患者外院帶來的紙質(zhì)報告等紙張信息進行數(shù)字化錄入，并在高拍儀與核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)間進行深度集成，一鍵記錄到選擇患者名下，并保存在數(shù)據(jù)庫中，通過中文報告與圖像后處理模塊可直接調(diào)取相關信息。配置參數(shù)：掃描幅面：A4；掃描速度：1 s；接口類型：USB 2.0或3.0；幀率：30 FPS（VGA）；數(shù)位分辨率：on-chip 10-bit；C通信接口：USB 2.0或 3.0。

膠片掃描儀：針對患者自帶的膠片進行數(shù)字化錄入，并在膠片掃描儀與核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)間進行深度集成，一鍵記錄到選擇患者名下，并保存在數(shù)據(jù)庫中，通過中文報告與圖像后處理模塊可直接調(diào)取相關信息。配置參數(shù)：專業(yè)醫(yī)用膠片掃描設備/掃描元件：CCD；最大幅面：55 mm×50 mm；最大膠片類型：14×17；光學分辨率（DPI）：600 dpi×600 dpi；色彩深度（位）：16；接口：USB2.0；最大分辨率（DPI）：600 dpi×600 dpi；掃描速度：＜40 s；掃描介質(zhì)：膠片。

光盤刻錄儀：光盤刻錄儀與核醫(yī)學中文報告系統(tǒng)深度集成，任何一臺工作站通過權限分配，均可向光盤刻錄儀發(fā)送指令，完成患者光盤一鍵式刻錄，可選擇刻錄內(nèi)容，包含原始影像信息、檢查所見、檢查結(jié)論等，自動印刷盤面，盤面內(nèi)容支持自定義設置，刻錄完成的光盤自帶讀圖軟件，可在任意電腦回放。配置參數(shù)：滿足BD（藍光）/DVD/CD的刻錄與盤面印刷需求，六色分體墨水系統(tǒng)盤面印刷，實現(xiàn)光盤回讀與C SV合并打印刻錄功能/生產(chǎn)速度（刻錄+打?。?/p>

70寸（或以上）醫(yī)用觸摸會診屏：應用于核醫(yī)學會診室，與核醫(yī)學網(wǎng)絡系統(tǒng)深度集成，可內(nèi)置兩臺工作站，支持在核醫(yī)學網(wǎng)絡系統(tǒng)與院內(nèi)其他系統(tǒng)或遠程會診系統(tǒng)間任意切換，適用于科室集體閱片、會診和教學。配置參數(shù)：70寸（或以上）2 M（或以上）醫(yī)用會診屏/支持顏色：1.07 billion/分辨率≥1920×1080，支持觸控功能，支持電子白板。

4 配置分類選擇

根據(jù)各個核醫(yī)學科規(guī)模的不同，將上述模塊及硬件配置的組合大致分為三級。相關單位在進行核醫(yī)學信息化建設時，可根據(jù)科室規(guī)模、需求及發(fā)展前景，適當配置相應的軟件和硬件。見表1。

表1 中國核醫(yī)學信息化建設基本指導參考表

一級：基本配置?？剖遗鋫湟慌_SPECT（含SPECT/CT），每月業(yè)務量不大（檢查人次300以內(nèi)）。

二級：中級配置?？剖遗鋫銼PECT（含SPECT/CT，一臺及以上），及/或PET/CT，每月工作量較大（檢查人次800以內(nèi)）。

三級：高級配置?？剖遗鋫銼PECT（含SPECT/CT，一臺以上），PET/CT、PET/MR、回旋加速器，每月工作量較大（檢查人次800以上）。

綜上所述，核醫(yī)學信息化建設對于科室的信息化管理、提高工作效率、規(guī)范資料存檔及學科發(fā)展等具有非常重要的意義[20-25]。應在科室建設之初，購置大型醫(yī)療設備時作為必須配置列入預算；在運行過程中，根據(jù)需要進行調(diào)整、增配，以保證科室工作的有序、規(guī)范化運行。