淺談電信天翼影像云平臺的設(shè)計與應(yīng)用

畢佳敏

摘 要： 中國電信天翼云系統(tǒng)與醫(yī)院PACS影像系統(tǒng)通過前置機建立連接，使中國電信天翼云系統(tǒng)接收醫(yī)院PACS的影像數(shù)據(jù)，并通過安全通道將數(shù)據(jù)上傳到云端的影像云系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)院影像系統(tǒng)（PACS）影像數(shù)據(jù)在中國電信天翼云上的存儲。醫(yī)生可以利用智能移動終端通過互聯(lián)網(wǎng)訪問部署在電信天翼云端的影像云系統(tǒng)，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)在移動智能設(shè)備（手機、平板等）的展現(xiàn)?；谥袊娦盘煲碓拼鎯Φ尼t(yī)院PACS影像系統(tǒng)純DICOM格式影像數(shù)據(jù)，可支持任何PACS廠家用于調(diào)用開發(fā)。平臺包括影像云歸檔系統(tǒng)、影像云診斷系統(tǒng)、云膠片系統(tǒng)等子系統(tǒng)。平臺可以進一步改善醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，方便患者就醫(yī)，對影像檢查數(shù)據(jù)進行互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。

關(guān)鍵詞： 天翼云存儲； 影像云歸檔系統(tǒng)； 影像云診斷系統(tǒng)； 云膠片系統(tǒng)； PACS

中圖分類號：TP274+.2 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2019）03-12-04

A preliminary analysis of design and application of China Telecom

Tianyi image cloud platform

Bi Jiamin

（The first Affiliated hospital， Zhejiang university， Hangzhou， Zhejiang 310003， China）

Abstract： China Telecom Tianyi cloud system is connected with the hospital PACS （Picture Archiving and Communication Systems）image system through a front end computer， and receives the image data of the hospital PACS and uploads the data to the image cloud system at the cloud end through a secure channel， to store the image data of hospital PACS image system to China Telecom Tianyi cloud storage. Doctors can use the intelligent mobile terminal to access the image data through the Internet， and display image data in mobile intelligent equipment （mobile phone， tablet and so on）. The pure DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）image data of hospital PACS image system stored in China Telecom Tianyi cloud storage can be invoked by any PACS manufacturer. The platform includes image cloud archiving system， image cloud diagnostic system， cloud film system and other subsystems. The platform can further improve the quality of medical services， facilitate patients to see a doctor， and provide Internet application services of image examination data.

Key words： Tianyi cloud storage； image cloud archiving system； image cloud diagnostic system； cloud film system； PACS

0 引言

國務(wù)出臺系列政策支持醫(yī)學影像行業(yè)的發(fā)展。從2013年到2017年，國務(wù)院、發(fā)改委、國家食品藥品監(jiān)督總局、衛(wèi)計委不斷出臺政策支持醫(yī)學影像行業(yè)的發(fā)展。針對性政策涉及：醫(yī)學影像設(shè)備、獨立影像中心、線上影像平臺、影像信息化，包括鼓勵公立醫(yī)院采購國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備、扶持民營醫(yī)院新增設(shè)備需求；加強醫(yī)療信息化建設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)建云端醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，推動醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用開發(fā)等；全面推進分級診斷，鼓勵民營資本流入建設(shè)獨立檢查/檢驗中心、遠程醫(yī)療等。

在國家政策支持背景下，醫(yī)院的數(shù)字化建設(shè)不斷發(fā)展，有許多醫(yī)院建設(shè)了PACS系統(tǒng)，但是，隨著醫(yī)院CT、MRI、DSA、CR、DR 等影像檢查的普及，以及影像設(shè)備自身性能的升級，導(dǎo)致醫(yī)院PACS系統(tǒng)存儲和傳輸?shù)挠跋駭?shù)據(jù)量激增。一般一次檢查的數(shù)據(jù)所需存儲空間是在幾兆到幾百兆，甚至幾G不等；影像數(shù)據(jù)從設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器，醫(yī)技醫(yī)生和臨床醫(yī)生從服務(wù)器大量調(diào)閱，同時要求數(shù)據(jù)傳輸速度足夠快；影像檢查資料作為病人臨床診斷的重要資料，要求存儲在線時間足夠長，質(zhì)控規(guī)定醫(yī)院影像在線至少保存3年以上?；谶@些特點和要求，PACS系統(tǒng)的影像數(shù)據(jù)存儲與傳輸，成為了目前醫(yī)院信息化建設(shè)的一項難題[1]。

云存儲是在云計算（cloud computing）概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是一種新興的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的系統(tǒng)。當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。簡單來說，云存儲就是將儲存資源放到云端供人存取的一種新興方案。

云計算技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)與產(chǎn)品已日漸成熟，并已運用到各個領(lǐng)域，對于醫(yī)院影像海量數(shù)據(jù)的存儲、影像數(shù)據(jù)的移動調(diào)閱、及院內(nèi)外影像診斷等問題的解決提供了可靠的技術(shù)支持。在影像數(shù)據(jù)云存儲的前提下，對于醫(yī)院目前許多業(yè)務(wù)流程的難題可以通過云平臺來提供多種可行的解決方案，這便是影像云平臺，它不僅是個影像的云存儲平臺，更是一個基于云平臺的醫(yī)院業(yè)務(wù)流程難題的解決方案平臺。如何在云存儲的前提下，高效率地解決醫(yī)院檢查診斷業(yè)務(wù)難題，便是本文討論的重點。

1 功能概述

影像云平臺的建設(shè)，首先在醫(yī)院部署一臺前置機，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)互通，并通過前置機上的云歸檔前置應(yīng)用服務(wù)PACS系統(tǒng)，把上傳的所有檢查資料和影像上傳到云端，實現(xiàn)長期存儲。影像數(shù)據(jù)實現(xiàn)云存儲，并實現(xiàn)影像云診斷，方便醫(yī)師在任何地點、任何時間開展診斷服務(wù)，便于醫(yī)院對其他合作的基層醫(yī)院提供影像診斷和會診服務(wù)。實現(xiàn)云電子膠片應(yīng)用，患者可以通過移動端查看相關(guān)醫(yī)技報告和電子膠片[2]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

PACS通過前置機將影像數(shù)據(jù)自動路由給云影像處理前置機，影像前置機接收到PACS自動路由的數(shù)據(jù)后，將影像數(shù)據(jù)上傳到云端處理服務(wù)器，云端處理服務(wù)器完成影像數(shù)據(jù)OOS的存儲；對于歷史數(shù)據(jù)采取閑時數(shù)據(jù)遍歷的方式將數(shù)據(jù)修訂為現(xiàn)有協(xié)議的數(shù)據(jù)。對象存儲（Object-Oriented Storage，OOS）是中國電信為客戶提供的一種海量、彈性、廉價、高可用的存儲服務(wù)。OOS提供了基于各種開發(fā)語言的SDK和基于HTTP REST的訪問接口兩種訪問方式，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)進行管理和訪問。OOS提供的REST接口與Amazon S3兼容，因此基于OOS的業(yè)務(wù)可以非常輕松的與Amazon S3對接。也可以通過OOS提供的SDK來調(diào)用OOS服務(wù)，開發(fā)語言目前支持Ruby、.NET、PHP、Java、Python。

2.1.1 影像數(shù)據(jù)的上傳

影像數(shù)據(jù)的上傳采用PACS自動路由數(shù)據(jù)給云影像前置機，并由云影像前置機上傳云端的方式實現(xiàn)。自動路由功能是PACS基本功能，在需要路由數(shù)據(jù)時，只需要PACS側(cè)添加Dicom路由參數(shù)（即前置機接收的IP、Port、AETitle），將PACS接收到的需要上傳至云中心的數(shù)據(jù)自動路由給云影像前置機，云影像前置機接收到數(shù)據(jù)后上傳到影像云中心。

2.1.2 影像數(shù)據(jù)的讀取

由醫(yī)院PACS通過DICOM Query的方式向云影像前置機請求所需要的數(shù)據(jù)，前置機接收到數(shù)據(jù)調(diào)取請求后，依照請求的數(shù)據(jù)，將PACS所需的數(shù)據(jù)從云端讀取后發(fā)送給PACS；這個調(diào)取數(shù)據(jù)方式與醫(yī)生普通工作站查詢抓取PACS數(shù)據(jù)方式一致。

2.1.3 歷史數(shù)據(jù)的遍歷

歷史數(shù)據(jù)的處理首先要獲取歷史數(shù)據(jù)的OOS容器的連接地址及認證信息（App Key，Secret Key），然后通過該連接遍歷OOS容器，獲取所有Study的文件夾信息并依次下載，每個Study的dicom圖像經(jīng)過壓縮打包等處理后，轉(zhuǎn)存到新的OOS容器，在將Study信息插入數(shù)據(jù)庫主表之后刪除原Study存儲。所有Study處理完畢，回收原OOS容器空間。

2.1.4 網(wǎng)絡(luò)安全性考慮

圖1所描述的是內(nèi)外網(wǎng)邏輯隔離的情形，即醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)分內(nèi)網(wǎng)區(qū)（院內(nèi)的各個應(yīng)用系統(tǒng)）和外網(wǎng)區(qū)（用于訪問Internet）。外網(wǎng)區(qū)電腦終端采用IP綁定MAC地址的認證方式，強制安裝網(wǎng)絡(luò)版殺毒軟件。非認證終端的默認權(quán)限是禁止任何連接。

在內(nèi)網(wǎng)出口處部署防火墻和前置服務(wù)器，通過安全策略設(shè)定，允許外網(wǎng)用戶只能訪問到前置服務(wù)器。內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過前置服務(wù)器與外網(wǎng)進行交互，從而有效地保證了內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全。也可以通過網(wǎng)絡(luò)入侵檢測設(shè)備加強保證內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全性。

在醫(yī)院端部署前置機，實現(xiàn)院內(nèi)數(shù)據(jù)與云端數(shù)據(jù)的交互。通過與醫(yī)院已有的信息系統(tǒng)（放射、超聲、內(nèi)鏡、病理、心電、檢驗等）集成，實現(xiàn)各醫(yī)技檢查數(shù)據(jù)的云存儲；PACS系統(tǒng)將所有影像數(shù)據(jù)以DICOM格式發(fā)送給云歸檔前置機，并通過云歸檔客戶端上傳到云端進行存儲與備份；本地只保留近期（比如：最近1年）的影像數(shù)據(jù)。當醫(yī)生需要調(diào)閱影像數(shù)據(jù)時，對于近期的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)默認從本院存儲中調(diào)閱；當需要調(diào)閱超過近期的歷史影像數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)自動從云存儲中查閱相關(guān)數(shù)據(jù)。當本地數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)支持從云存儲快速下載和恢復(fù)相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。云存儲方案的網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖2所示。

2.2 影像云歸檔系統(tǒng)

影像云歸檔系統(tǒng)基于云計算技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)院檢查數(shù)據(jù)的云端備份和移動調(diào)閱功能，既為醫(yī)院提供完整、安全的檢查數(shù)據(jù)備份方案，又為醫(yī)生和病人提供了隨時隨地查閱影像數(shù)據(jù)的平臺。

影像云歸檔系統(tǒng)分客戶端和中心端兩部分。客戶端為影像集成服務(wù)子系統(tǒng)；中心端為影像數(shù)據(jù)云歸檔子系統(tǒng)。客戶端的影像集成服務(wù)子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)交換模塊、DICOM服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)管理模塊等組成。中心端的影像數(shù)據(jù)云歸檔子系統(tǒng)由病人信息交叉索引模塊、影像數(shù)據(jù)歸檔模塊、影像計算服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)管理服務(wù)模塊、病人影像檔案管理模塊等組成。同時，系統(tǒng)為醫(yī)護人員和病人分別提供了不同的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)訪問、及移動端訪問界面，在保證數(shù)據(jù)方便調(diào)閱的同時通過嚴格的權(quán)限控制保證數(shù)據(jù)使用的安全性。

在云端部署影像云歸檔系統(tǒng)，可以實現(xiàn)云端影像數(shù)據(jù)的管理與調(diào)閱服務(wù)，包括：歸檔管理、安全審計管理、集成瀏覽等。為了保證影像數(shù)據(jù)的完整性和安全性，系統(tǒng)除了對數(shù)據(jù)采用加密傳輸和完整性校驗外，還提供數(shù)據(jù)訪問授權(quán)和調(diào)閱日志記錄。

此外，通過建立患者主索引服務(wù)，實現(xiàn)統(tǒng)一的影像數(shù)據(jù)和檢查報告索引信息， 便于醫(yī)生對各時期影像數(shù)據(jù)地調(diào)閱；并提供影像的集成瀏覽服務(wù)，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的移動調(diào)閱和瀏覽。

2.3 影像云診斷系統(tǒng)

建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療影像云診斷系統(tǒng)。該平臺是建立在影像數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)實現(xiàn)檢查數(shù)據(jù)安全整合的基礎(chǔ)上，進一步深化服務(wù)模式的改革，打造區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化醫(yī)療服務(wù)平臺，提供面向醫(yī)療機構(gòu)和病人的醫(yī)技診斷、遠程門診、臨床會診、遠程咨詢、影像再確認等創(chuàng)新服務(wù)模式，打造真正的在線醫(yī)療服務(wù)和線下服務(wù)的閉環(huán)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)醫(yī)療資源的最優(yōu)化和最高效運作，真正實現(xiàn)醫(yī)療信息化惠民服務(wù)。

在云端部署影像診斷云服務(wù)平臺，為放射、超聲、內(nèi)鏡、心電、病理、臨床等多科室服務(wù)。整個平臺通過服務(wù)中心模式為不同規(guī)模的醫(yī)院提供影像診斷服務(wù)，實現(xiàn)移動影像診斷服務(wù)模式，也可以為合作醫(yī)院提供影像診斷服務(wù)。

2.4 云膠片系統(tǒng)

在云端部署云膠片系統(tǒng)，結(jié)合醫(yī)院影像服務(wù)中心和云歸檔系統(tǒng)，為病人提供一站式的膠片、影像報告或云膠片服務(wù)，云膠片服務(wù)系統(tǒng)為病人和醫(yī)學專家提供云端的電子膠片、各種影像報告和信息服務(wù)。病人在醫(yī)院就診檢查登記后，即可以獲得惟一性的二維碼，用智能手機掃描二維碼，即可直接下載各類報告和電子膠片，快捷獲取診斷報告和電子膠片[4]。

3 結(jié)束語

影像云平臺采用云計算技術(shù)，電信云存儲可以提供大容量存儲空間，并可無縫擴展，滿足醫(yī)院大量數(shù)據(jù)長期存儲的需求，云膠片和各類云報告，以及云診斷的普及，促使醫(yī)療衛(wèi)生信息化形成新模式，有效降低管理成本，為互聯(lián)網(wǎng)+時代云醫(yī)療服務(wù)提供了廣闊的前景[5]。醫(yī)生可以使用PC機或者移動端調(diào)閱原始影像資料，對患者病因作出更準確的判斷?；颊呔W(wǎng)上閱片，有效地解決了患者膠片丟失、重復(fù)檢查等問題，真正讓老百姓的就醫(yī)“省時、省力、省錢”，為醫(yī)院業(yè)務(wù)中目前遇到的難點/瓶頸提供了合理的解決方案。由此可見，影像云平臺的建立，對于滿足目前醫(yī)院與患者的就診需求是可行和有效的。未來人工智能等高端技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，同樣離不開影像云平臺，影像云的發(fā)展空間將十分廣闊。

參考文獻（References）：

[1] 范煒瑋，趙東升，王松俊.基于云計算的區(qū)域醫(yī)療信息共享平

臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].軍事醫(yī)學，2015.4：257-260

[2] 胡新平，董建成，張志美.云計算環(huán)境下的醫(yī)療信息化研究[J].

中國數(shù)字醫(yī)學，2011.2：42-45

[3] 李彭軍.醫(yī)療影像云服務(wù)平臺基礎(chǔ)架構(gòu)研究與實踐[D].南方

科技大學，2011.

[4] 中興通訊.“健康醫(yī)療云”[J].通訊世界，2011.9：35-37

[5] 周迎，曾凡，黃昊.淺談云計算在醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設(shè)中的應(yīng)

用前景[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2010.4：350-35