基于醫(yī)療影像云平臺實現(xiàn)跨區(qū)域的影像共享

張哲峰 陳瀟雨

摘 ?要：本文分析了醫(yī)療影像信息系統(tǒng)應用與建設中存在的重要問題，主要對影像資源的跨區(qū)域共享的解決方案及構建進行了闡述。通過醫(yī)療影像云平臺，達到了與各個院區(qū)之間的聯(lián)動，實現(xiàn)了影像數(shù)據(jù)的共享及診斷，能夠提高醫(yī)療信息資源利用率。

關鍵詞：云平臺;影像文件;影像數(shù)據(jù)共享

中圖分類號：TP399-C8 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）12-0075-03

Abstract：This paper analyses the important problems in the application and construction of medical image information system，and introduces in detail the solution and construction of cross-regional sharing of image resources. Through the medical image cloud platform，the sharing and diagnosis of image data can be realized，and the utilization rate of medical information resources can be improved.

Keywords：cloud platform;image file;image data sharing

1 ?背景

《國務院辦公廳關于城市公立醫(yī)院綜合改革試點的指導意見》明確提出需要推動建立分級診療制度，構建基層首診、雙向轉診、急慢分治、上下聯(lián)動的分級診療模式。同時為實現(xiàn)完善的分級診療體系，文件還提出需要加快推進醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設，加強遠程醫(yī)療系統(tǒng)建設，強化遠程會診、教育等服務功能，促進優(yōu)質醫(yī)療資源共享。2015年底前，60%的基層醫(yī)療衛(wèi)生機構與上級醫(yī)院建立了遠程醫(yī)療信息系統(tǒng)。

目前國內醫(yī)療影像運用基本上為院內建設模式，僅僅為解決無膠片、電子化、網(wǎng)絡化的線下模式，數(shù)據(jù)基本上出不了醫(yī)療機構。隨著醫(yī)聯(lián)體的出現(xiàn)，以及民營以及基層醫(yī)療機構的迅猛發(fā)展，影像數(shù)據(jù)的跨院、跨區(qū)域、跨個人以及更方便的電子化數(shù)據(jù)共享診斷、個人健康醫(yī)療電子檔案建立的需求變得愈加迫切?；ヂ?lián)網(wǎng)技術、互聯(lián)網(wǎng)的應用已經(jīng)深入到人們的日常生活中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術及平臺，我們把醫(yī)療機構的院內影像運用轉變到線上，把院內系統(tǒng)建設模式轉變成更專業(yè)的服務模式，院內應用可以托管至云平臺的云計算，其數(shù)據(jù)存儲可以托管至云平臺的云存儲，從而還可以進行更多的跨院、跨區(qū)域、跨個人的數(shù)據(jù)應用，如遠程會診、網(wǎng)上影像診斷中心等等。

2 ?醫(yī)療影像云平臺簡介

醫(yī)療影像云業(yè)務是為滿足大中型醫(yī)療機構、醫(yī)聯(lián)體及跨區(qū)域醫(yī)療機構，以及基層醫(yī)療機構的醫(yī)療影像存儲、傳輸和影像數(shù)據(jù)共享的需求，依托集約部署的云計算資源池，充分發(fā)揮網(wǎng)絡、云資源的服務優(yōu)勢，所提供的集海量影像數(shù)據(jù)（熱、溫、冷）存儲、影像調閱與后處理，以及基于云端的PACS/RIS應用于一體的醫(yī)療云平臺。

影像云系統(tǒng)是結合了移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、電子影像等技術，在移動醫(yī)療、智慧醫(yī)療領域的創(chuàng)新應用。影像云系統(tǒng)依托影像云存儲中心，云存儲前端對接不同區(qū)域、不同醫(yī)院的PACS系統(tǒng)或設備，從而實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的互通共享。通過全球影像網(wǎng)，向患者、專家、醫(yī)療機構等提供醫(yī)療影像的瀏覽、獲取、分享、歸檔、管理等操作。通過該平臺，不僅能夠實現(xiàn)不同醫(yī)院的跨院、跨區(qū)域影像數(shù)據(jù)共享，還能夠同時為患者與專家的無縫對接提供平臺。

3 ?醫(yī)療影像云平臺服務描述

影像云平臺是基于云存儲和云技術，實現(xiàn)各級各類醫(yī)療機構之間PACS影像信息的互通、共享，從而實現(xiàn)影像的遠程診斷、移動診斷、在線調閱、統(tǒng)一管理，促進區(qū)域醫(yī)療信息化建設，為區(qū)域內的醫(yī)療機構、醫(yī)生專家、患者用戶提供極大方便。影像云的業(yè)務采用集中式+分布式的混合部署及管理模式，同時系統(tǒng)平臺采用分布式架構，以實現(xiàn)云計算的大數(shù)據(jù)的分布式運算及負載均衡。借助MPLS-VPN、互聯(lián)網(wǎng)及專線等方式，醫(yī)院內的影像數(shù)據(jù)通過前置機，輸送到影像云中心;借助MPLS-VPN、互聯(lián)網(wǎng)及專線方式，云中心將影像數(shù)據(jù)歸檔好，同時把歸檔好的信息傳輸?shù)皆簝认到y(tǒng)（PACS或者影像設備）;借助互聯(lián)網(wǎng)及專線手段，用戶可隨時實地且便捷地使用電信影像云診斷及相關的應用工具，及時地對這些應用程序進行調閱與應用。醫(yī)療影像云平臺是醫(yī)療影像云數(shù)據(jù)中心的核心，該平臺可實現(xiàn)多院區(qū)、單醫(yī)院及集中式+跨區(qū)域分布存儲，醫(yī)院對影像和診斷數(shù)據(jù)進行存儲，實現(xiàn)分布式存儲，將其上傳到醫(yī)院的醫(yī)療影像云平臺，最終實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)的集中歸檔存儲。

（1）對上傳的影像數(shù)據(jù)進行接收，對這些接收到的數(shù)據(jù)進行驗證、檢查與歸檔分類，并建立查找的唯一索引;

（2）向醫(yī)院前置服務器提供影像索引列表;

（3）向醫(yī)院前置服務器提供影像數(shù)據(jù)，包括本院和他院;

（4）區(qū)域診斷工作站對影像數(shù)據(jù)進行接收，同時對這些數(shù)據(jù)信息進行歸檔和存儲;

（5）區(qū)域客戶端發(fā)出調閱檢查影像的請求，接收到請求后做出響應，借助數(shù)據(jù)接口，生成DICOM影像文件，同時，區(qū)域客戶端可實現(xiàn)批量下載;

（6）具備管理功能、詳細檢查統(tǒng)計功能;

（7）可以與中心端的PACS系統(tǒng)實現(xiàn)必要的數(shù)據(jù)交換;

（8）可以通過合理的配置，與中心端的PACS系統(tǒng)實現(xiàn)人才、設備等資源的共享;

（9）遠程對影像數(shù)據(jù)信息進行移動發(fā)送，實現(xiàn)信息的跨區(qū)域共享;

（10）為醫(yī)院節(jié)約存儲成本，依據(jù)影像數(shù)據(jù)的生命周期，可實現(xiàn)遠程、跨區(qū)域共享、備份與存儲。

在部署醫(yī)療影像云平臺系統(tǒng)時，通過DICOM標準化的連接技術和由云存儲系統(tǒng)的OOS面向對象方式來保證其冗余、安全性，從而實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速移動、簡單管理和無縫集成，為提供標準化存儲服務打下堅實的架構基礎。

4 ?DICOM技術介紹

從數(shù)據(jù)信息傳輸及保存的穩(wěn)定性、可靠性、安全性及可用率出發(fā)，當前主要采用DICOM方式，作為影像歸檔的重要醫(yī)療數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)新的集成對接。首先作為醫(yī)療影像信息系統(tǒng)PACS的唯一的標準，DICOM3.0是應用最廣泛、最成熟、兼容性最佳的解決方案，尤其是作為院內影像系統(tǒng)PACS的基礎，無一例外地必須支持DICOM的標準;同時它不但定義了影像的處理方式，還定義了影像存儲、傳輸?shù)膲嚎s以及安全性等相應的可遵循性，DICOM技術處理流程如下：開始→院內PACS（C-MOVE ?C-STORE ?C-FIND ?WebService/ftp功能）→前置影像交互模塊→前置索引處理模塊→前置加密處理模塊→前置加解壓處理模塊→前置云影響交互模塊→前置云影響交互模塊→結束。

（1）院內PACS把需歸檔的影像數(shù)據(jù)信息，使用DICOM的C-STORE模式，自動發(fā)動到影像數(shù)據(jù)信息的前置服務器上;根據(jù)預先定義的歸檔維護計劃程序，前置服務器把數(shù)據(jù)信息同步上傳到影像云端，為確保影像傳輸?shù)目煽啃院驼_性，使用DICOM存儲確認機制，即Storage Commitment機制;

（2）院內PACS中的非DICOM數(shù)據(jù)借助前置服務器，借助FTP及Web Service接口方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接，這些非DICOM數(shù)據(jù)如膠片打印服務器上存儲的jpg數(shù)據(jù)等，借助預先定義好的歸檔維護計劃程序，自動地把數(shù)據(jù)信息同步上傳到影像云端內;

（3）院內PACS，借助前置服務器DICOM C-Find對已歸檔到云端的數(shù)據(jù)信息進行查詢;借助Web Service接口方式可對圖文影像等其他數(shù)據(jù)信息進行查詢;

（4）院內PACS，可借助DICOM C-MOVE方式取得影像數(shù)據(jù)，獲取回傳影像與其他數(shù)據(jù)時，可采用Web Service/FTP接口方式;還可以通過院內PACS，借助前置服務器的Web Service接口，輸出相關的服務請求，影像云系統(tǒng)借助前置服務器的C-STORE的方式，將影像數(shù)據(jù)送入院內PACS內;

（5）應用了DICOM Store Commitment方式的同時，數(shù)據(jù)歸檔交互情況日志等亦可以通過Web Service接口進行雙方的相應及時確認。

在部署影像云平臺系統(tǒng)時，通過標準化的連接技術和由數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)的OSS面向對象方式來保證其冗余、安全性，從而實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速移動、簡單管理和無縫集成，為提供標準化存儲服務打下堅實的架構基礎。醫(yī)療影像云主要包含三層架構部署模式：云存儲側、業(yè)務平臺側、醫(yī)院側，如圖1所示。

圖1中，云存儲側主要存儲醫(yī)院存放在平臺側的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)，采用對象存儲OOS。對象存儲的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在按量計費、節(jié)約成本、安全可靠、穩(wěn)定高效，具備如下特點：根據(jù)用戶實際云存儲量收費，減少固定資產(chǎn)的投入;通過SSL加密技術和MD5校驗技術，保障數(shù)據(jù)傳輸安全;通過數(shù)據(jù)自動切片、分布保存、每片簽名等技術、保障數(shù)據(jù)存儲安全。

業(yè)務平臺側包括DICOM應用服務集群、Web影像數(shù)據(jù)發(fā)布服務集群、RIS應用服務/遠程診斷服務集群三部分。其中，DICOM應用服務集群的功能包括數(shù)據(jù)上傳與回傳，適用于影像的接入、管理、壓縮、傳輸，其設計直接與整個應用系統(tǒng)的構架穩(wěn)定性和性能相關。影像發(fā)布、影像處理及共享的云計算都依托于Web影像數(shù)據(jù)發(fā)布服務集群。影像文本報告流的管理主要依托于RIS應用服務/遠程診斷服務集群，主要功能包括會診、報告的預約登記、影像匹配、影像拍片工作列表管理、遠程會診、審核發(fā)布、報告書寫等。而醫(yī)院側是醫(yī)院系統(tǒng)/設備和云存儲中心系統(tǒng)的鏈接橋梁，由部署在醫(yī)院前置機部位的設備構成，如DR、CT及院內PACS系統(tǒng)，通過遵守DICOM3.0協(xié)議標準，這些設備成功接入醫(yī)療影像云平臺，醫(yī)療影像云平臺網(wǎng)絡拓撲結構如圖2所示。

醫(yī)療影像云平臺面向不同的用戶通過中國電信專線接入，前置機分別與院內PACS、遠程影像診斷中心對接，實現(xiàn)院內PACS數(shù)據(jù)的云歸檔以及遠程診斷。

6 ?實現(xiàn)效果及體現(xiàn)價值

醫(yī)療影像云平臺利用強大的網(wǎng)絡資源、云計算資源，對歸檔醫(yī)療影像文件進行集約式管理，利用平臺優(yōu)勢，使得用戶以以租代建的方式有效地降低了醫(yī)院醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的存儲成本，實現(xiàn)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的遠端存。通過建設東方醫(yī)院醫(yī)療影像云平臺，使得東方醫(yī)院在影像的管理及拓展上具備如下優(yōu)點。

（1）生命周期管理：永久保存以解決單一存儲介質存在生命期限的問題。

（2）云平臺部署：解決存儲區(qū)域受限的問題。

（3）對象存儲按需擴容：在不影響目前業(yè)務正常運行以及其數(shù)據(jù)安全的情況下，對所需要的存儲空間進行橫向擴容。

（4）數(shù)據(jù)傳輸高效、便捷：通過采用千兆網(wǎng)甚至更高帶寬實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速上傳。

（5）數(shù)據(jù)安全：對硬件運行設備安裝安全系統(tǒng)軟件，值得一提的是在醫(yī)院和影像云平臺之間放置前置機進行安全隔離保護;對數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程進行數(shù)據(jù)傳輸加密以及對數(shù)據(jù)存儲的過程進行存儲加密保護;另外，在備份本地數(shù)據(jù)的基礎上，在異地影像云平臺上再次進行數(shù)據(jù)備份，防止數(shù)據(jù)損壞或丟失。

（6）影像資源有效管理：從醫(yī)療機構管理的角度出發(fā)，實現(xiàn)醫(yī)院的影像統(tǒng)一管理。

（7）降低系統(tǒng)運維成本：由平臺運營方負責軟硬件的維護，減少了院方購買本地存儲容量的費用及聘請維護專員的開支。

（8）能夠實現(xiàn)與其他醫(yī)院進行遠程會診、遠程教學等功能。

7 ?結 ?論

通過醫(yī)療影像云平臺，將醫(yī)院的影像文件數(shù)據(jù)進行脫敏上傳、建立索引、存儲歸檔，以平臺化的手段優(yōu)化院內的存儲結構，從而減輕系統(tǒng)管理壓力;同時基于醫(yī)療影像云平臺達到了與各個院區(qū)之間的聯(lián)動，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的共享及診斷，避免患者重復拍片檢查，從而提高醫(yī)院醫(yī)療服務水平。

作為貫徹落實國家分級診療制度的重要措施，醫(yī)療影像云平臺通過平臺構建不僅為醫(yī)院解決了逐年增長的存儲壓力、數(shù)據(jù)管理壓力，又能以平臺為基準，實現(xiàn)區(qū)域內醫(yī)院的聯(lián)動，在一定程度上解決了醫(yī)衛(wèi)資源不平衡的問題，提高了醫(yī)療影像資源信息的利用率及醫(yī)療服務水平，為患者帶來了更好的就醫(yī)體驗。

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作者簡介：張哲峰（1975.10-），男，漢族，上海人，助理工程師，本科，研究方向：計算機及應用專業(yè)。