“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”下醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)構(gòu)建

陳 晶

（山東省青島療養(yǎng)院，山東 青島 266000）

0 引言

隨著我國智能化、信息化的發(fā)展以及基礎醫(yī)療設施的建設，人們對醫(yī)療服務的思想理念也發(fā)生了根本性的改變，大型醫(yī)院就診患者數(shù)量越來越多，醫(yī)院需要面對如何解決存儲和利用海量醫(yī)學影像資料，減少大量患者就診和檢查的等待時間的問題[1]。同時，由于原有的醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)基本是各個科室獨立使用和運行的，因此就會導致產(chǎn)生信息孤島的問題，患者的個人就診信息無法在同一醫(yī)院或多個醫(yī)院之間實現(xiàn)共享，患者的影像檢查資料只能由個人保管，如果出現(xiàn)影像資料丟失、損毀的問題，就需要患者重新進行預約掛號和影像檢查。因此，構(gòu)建一個功能強大、運行穩(wěn)定的醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)成了亟待解決的問題[2-3]。

1 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

1.1 HL7衛(wèi)生信息交換標準

HL7衛(wèi)生信息交換標準（Health Level 7）是醫(yī)療領域不同應用系統(tǒng)之間用于數(shù)據(jù)信息交換的傳輸協(xié)議。包括患者個人基本信息系統(tǒng)、影像信息系統(tǒng)以及化驗檢測系統(tǒng)等不同子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換以及醫(yī)保機構(gòu)系統(tǒng)、醫(yī)院財務管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換，甚至不同醫(yī)院之間、保險公司之間數(shù)據(jù)信息的交換等，HL7標準都能夠提供統(tǒng)一、規(guī)范的通信協(xié)議接口。同時，采用HL7標準無須考慮軟件開發(fā)技術(shù)和平臺，在任何開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn)的系統(tǒng)都可以通過HL7標準進行數(shù)據(jù)交換。因此，醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)與醫(yī)院其他應用系統(tǒng)之間采用HL7標準進行連接，才能實現(xiàn)各類應用系統(tǒng)的無縫連接，達到數(shù)據(jù)信息共享的目的。由此可見，HL7標準在醫(yī)院開發(fā)和設計信息系統(tǒng)過程中，對不同應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互的需求有非常重要的現(xiàn)實意義。

1.2 PACS系統(tǒng)

PACS系統(tǒng)（Picture Archiving and Communication Systems）是一種影像資源存儲歸檔和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)[4]。通常情況下，PACS系統(tǒng)在大型醫(yī)院影像科室中廣泛使用，這是因為大型醫(yī)院的CT檢查、核磁共振檢查會產(chǎn)生海量的影像信息。PACS系統(tǒng)是通過設定的數(shù)據(jù)接口分級、分類地對醫(yī)療設備運行過程中產(chǎn)生的醫(yī)學影像資源進行存儲，當主治醫(yī)生或患者本人需要時，可以從系統(tǒng)中隨時檢索和保存影像信息。隨著現(xiàn)代科技的進步，對傳統(tǒng)PACS系統(tǒng)的功能進行了擴展開發(fā)，包括影像資源的管理功能、檢索功能等[5]。由此可見，PACS系統(tǒng)對大型醫(yī)院影像檢查資源的存儲和利用至關(guān)重要[6-8]。

2 系統(tǒng)設計目標

2.1 系統(tǒng)功能性需求

系統(tǒng)的功能性需求如下：1） 需要適用于DICOM標準且醫(yī)院可用于數(shù)據(jù)交換的醫(yī)學圖像格式，適用于醫(yī)院影像科室實際的工作流程。2） 需要對醫(yī)院影像科的患者檢查預約、打印影像報告以及各類電子影像數(shù)據(jù)進行自動化管理和分類存儲。3） 需要對醫(yī)院各個科室的影像信息資源和各類檢查報告進行匯總、整合和存儲。4） 需要統(tǒng)一每名患者在醫(yī)院不同科室、不同信息系統(tǒng)的就診編號、檢查編號，實現(xiàn)通過輸入患者編號就可以查詢患者全部就診病歷信息、檢查報告結(jié)果和影像檢查信息的目標。5） 以HL7標準、DICOM標準等國際通用的標準協(xié)議對影像資源信息系統(tǒng)進行開發(fā)和設計，支持影像資源信息系統(tǒng)與醫(yī)院原有應用系統(tǒng)之間的融合通信。6） 創(chuàng)建智能化、個性化以及信息化的影像檢查工作流程，使醫(yī)生通過系統(tǒng)可以隨時調(diào)取患者的影像檢查信息，減少醫(yī)生提供診療服務過程中對傳統(tǒng)膠片影像資源的依賴，減少對膠片資源的消耗，防止出現(xiàn)漏診、誤診等問題，進一步提高醫(yī)院診療服務效率和水平，同時也減少了對人力資源的浪費。7） 結(jié)合醫(yī)院影像科的日常工作流程和情況，設計患者提前預約、智能引導等功能，優(yōu)化影像檢查流程，提高醫(yī)院影像科工作的準確性。8） 實現(xiàn)存儲、數(shù)據(jù)交換、檢索查詢以及下載保存功能，為醫(yī)生診斷提供數(shù)據(jù)支持，同時不斷提高醫(yī)院醫(yī)療硬件設備，結(jié)合軟件系統(tǒng)有效提高診療水平，降低發(fā)生醫(yī)療事故的概率，防止產(chǎn)生醫(yī)療糾紛。9）實現(xiàn)影像資源信息系統(tǒng)與醫(yī)院原有各個應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，縮短出具患者檢查報告的時間，提高影像檢查報告和其他報告的審核通過效率。10） 提前設計和預留未來系統(tǒng)升級擴展中可能需要的各類數(shù)據(jù)接口。

2.2 系統(tǒng)非功能性需求

系統(tǒng)的非功能性需求如下：1） 系統(tǒng)操作界面友好，易于醫(yī)生實際操作，窗體界面美觀實用，控件布局合理。由于醫(yī)院每天就診患者數(shù)量巨大，要求系統(tǒng)能夠支持批量患者就診信息的錄入和存儲，有效提高醫(yī)生的就診服務效率。2）系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定，具有良好的兼容性。確保系統(tǒng)與醫(yī)院其他信息系統(tǒng)能夠無縫融合使用，保證系統(tǒng)能夠24 h×7不間斷運行，同時系統(tǒng)需要具備良好的容錯機制以及從重大災難中快速恢復數(shù)據(jù)信息的能力。要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r備份患者的基本信息和醫(yī)學影像信息，確保患者個人隱私數(shù)據(jù)的安全性。3）確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性、完整性。醫(yī)院醫(yī)學影像資源信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)需要與醫(yī)院其他科室信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保持一致，同時要求系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復功能，一旦遇到地震等突發(fā)自然災害或者停電等緊急情況，不會發(fā)生患者數(shù)據(jù)的丟失和不可恢復的問題。系統(tǒng)能夠提供患者就診醫(yī)學影像信息的遷移、查詢、下載和打印服務，導出后可以存儲到其他信息系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)問題可以在其他信息系統(tǒng)中調(diào)取數(shù)據(jù)信息。4）具有良好的可擴展性。隨著信息時代科學技術(shù)的不斷進步，醫(yī)學設備和醫(yī)學信息系統(tǒng)會不斷更新升級，因此，系統(tǒng)建設不能只滿足現(xiàn)有醫(yī)學設備的連接數(shù)量，要綜合考慮未來系統(tǒng)醫(yī)學設備的更新?lián)Q代以及存儲設備的擴展升級，在不影響醫(yī)院日常工作的前提下，可以對系統(tǒng)進行快速升級和更新。

3 系統(tǒng)總體架構(gòu)設計

醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)不是一個單獨運行的系統(tǒng)，而是需要與醫(yī)院其他信息系統(tǒng)進行無縫鏈接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的大型綜合系統(tǒng)，需要它能夠與醫(yī)院原有的PACS系統(tǒng)和HIS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換、資源共享。通過該系統(tǒng)，可以將醫(yī)院所有科室的全部醫(yī)學影像資源進行數(shù)字化存儲，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換，為每名患者創(chuàng)建數(shù)字化醫(yī)學影像報告，幫助醫(yī)生對患者進行快速診斷，不斷提高醫(yī)生的診療服務水平，減少患者等待打印影像報告的時間，防止發(fā)生醫(yī)患糾紛事件。

醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)的總統(tǒng)架構(gòu)包括軟件架構(gòu)和硬件架構(gòu)2個部分。軟件架構(gòu)包括網(wǎng)絡系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、HI7標準和PACS系統(tǒng)等；硬件架構(gòu)包括系統(tǒng)服務器、存儲設備和網(wǎng)絡設備等。醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)以患者個人和臨床醫(yī)療為核心，對軟件性能要求較高，對硬件醫(yī)療設備的穩(wěn)定性也有嚴格要求，系統(tǒng)涵蓋了醫(yī)院整體診療工作流程，能夠存儲和傳輸就診患者影像檢查信息和各類檢查報告信息，屬于大型綜合性信息系統(tǒng)。

醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)設計主要采用的軟件應用程序和操作系統(tǒng)包括SQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、MS SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Windows 10操作系統(tǒng)以及C#語言等。系統(tǒng)采用的是B/S與C/S架構(gòu)相結(jié)合的模式，以SAN架構(gòu)作為系統(tǒng)的存儲架構(gòu)，采用冗余備份的形式來存儲數(shù)據(jù)，因此不會存在單點故障的問題。在網(wǎng)絡架構(gòu)方面，由于醫(yī)院就診患者數(shù)量和醫(yī)學影像資源數(shù)量巨大，醫(yī)生在閱覽醫(yī)學影像時對網(wǎng)絡速度有較高的要求，因此采用萬兆以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及雙機冗余網(wǎng)絡交換機來分擔網(wǎng)絡負載。醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)包括5個層級，5個層級之間可以獨立運行，同時又具有一定聯(lián)系。醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

3.1 硬件平臺/網(wǎng)絡層

系統(tǒng)硬件平臺/網(wǎng)絡層中包括了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)、終端操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)等，為影像資源信息系統(tǒng)的運行提供了穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境。通過硬件平臺/網(wǎng)絡層可以對系統(tǒng)的運行提供良好的環(huán)境保障，包括網(wǎng)絡通信協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲協(xié)議和操作系統(tǒng)等。

3.2 系統(tǒng)服務層

系統(tǒng)服務層主要負責為與操作系統(tǒng)的交互提供支持以及提供硬件設備的數(shù)據(jù)通信功能。通常情況下，系統(tǒng)服務層由操作系統(tǒng)廠商提供。

3.3 應用框架層

應用框架層主要為系統(tǒng)開發(fā)設計提供海量的易用組建，從而提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，有效降低系統(tǒng)的開發(fā)難度。

3.4 系統(tǒng)業(yè)務層

系統(tǒng)業(yè)務層由系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、應用子系統(tǒng)、集成服務和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等構(gòu)成，主要為系統(tǒng)用戶提供服務。

3.5 綜合管理層

綜合管理層是對系統(tǒng)的安全運行進行監(jiān)控和管理，包括用戶身份認證、分級授權(quán)管理、數(shù)字簽名管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控管理、數(shù)據(jù)備份和恢復管理等。

4 系統(tǒng)接口設計

醫(yī)院影像資料信息系統(tǒng)的接口設計主要是與原有的HIS系統(tǒng)實現(xiàn)融合，主要包括匯總和存儲患者的個人基本信息、影像、各類檢查報告信息和費用信息。系統(tǒng)與原有的HIS系統(tǒng)的融合設計可以提供以下功能：HIS系統(tǒng)在記錄、更改患者的就診編號、醫(yī)?？ㄌ?、掛號編號等基本信息時，可以通過數(shù)據(jù)接口將這些數(shù)據(jù)信息同步更新和存儲到影像資源信息系統(tǒng)中，確保患者在醫(yī)院各個應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息的一致性和準確性。當申請對患者進行檢查時，患者具體的檢查項目和繳費信息也通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)接跋褓Y源信息系統(tǒng)中進行存儲，為預約登記服務工作需要采集的患者信息提供數(shù)據(jù)共享支持。對住院患者來說，系統(tǒng)可以通過與HIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口獲取患者詳細的檢查費用明細，同時向HIS系統(tǒng)更新患者最新的影像檢查報告和其他檢查報告信息。

5 系統(tǒng)功能模塊設計

5.1 患者預約功能模塊

患者預約功能模塊主要是經(jīng)過醫(yī)院影像資源系統(tǒng)獲取已經(jīng)存儲于HIS系統(tǒng)中患者的基本信息，包括醫(yī)?？ㄐ畔?、掛號信息等，并通過網(wǎng)絡將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)筋A約影像檢查的患者列表中。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口與HIS系統(tǒng)進行連接，通過每名患者唯一的標識來獲取患者信息，在為患者選擇影像檢查時間的同時完成預約登記。同時，患者預約功能模塊支持通過輸入患者在醫(yī)院的編號、醫(yī)?？ㄌ柕葘崿F(xiàn)對患者全部影像檢查信息的歸檔存儲。對已經(jīng)完成影像檢查預約的患者信息進行更新，在系統(tǒng)中將患者已經(jīng)預約的影像檢查項目設置為已登記狀態(tài)，并更新患者的繳費情況。

5.2 患者檢查確認及收費功能模塊

患者檢查確認及收費功能模塊主要是由系統(tǒng)用戶在系統(tǒng)中確認患者需要進行的影像檢查項目，并完成繳費。由用戶在系統(tǒng)中根據(jù)患者情況進行篩選，如果是住院患者，在完成影像檢查項目后將信息反饋到HIS系統(tǒng)中完成患者扣費，同時將患者檢查結(jié)果傳輸?shù)綑z查報告模塊中，由醫(yī)生對報告進行錄入。如果是已經(jīng)完成繳費的門診患者，則在完成影像檢查項目后，醫(yī)生就可以開始錄入報告信息。該模塊支持用戶重新錄入影像檢查報告信息或針對特殊患者的影像檢查信息進行處理。當門診患者完成影像檢查項目后，系統(tǒng)更新患者影像信息，并扣費；更新住院患者的影像信息后開始計費。

5.3 患者診斷報告功能模塊

患者診斷報告功能模塊支持醫(yī)生通過系統(tǒng)選擇患者，對患者影像檢查結(jié)果進行錄入，錄入結(jié)果直接反饋給上級醫(yī)生，由上級醫(yī)生完成核對后更新系統(tǒng)狀態(tài)，此時患者的影像檢查報告顯示已完成。該報告結(jié)果可以通過接口傳輸?shù)紿IS系統(tǒng)中，主治醫(yī)生可以通過HIS系統(tǒng)直接在診室電腦終端查看患者的影像檢查結(jié)果。

6 結(jié)論

目前，我國大型醫(yī)院在智能化、信息化發(fā)展過程中主要面臨不同應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)不能共享、數(shù)據(jù)通信難度大以及“信息孤島”獨立存在的問題。針對這些亟需解決的問題，該文提出了基于HL7標準和PACS系統(tǒng)的醫(yī)院影像資源信息系統(tǒng)的構(gòu)建方案。但是，很多大型醫(yī)院的影像科信息系統(tǒng)仍然是傳統(tǒng)的HIS系統(tǒng)或者處于軟件升級的探索起步階段，這些信息系統(tǒng)雖然在一定程度上優(yōu)化了影像科的工作流程，但隨著患者數(shù)量和影像檢查資源的不斷增加，傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)已經(jīng)無法支撐醫(yī)療信息化發(fā)展的需求，醫(yī)療資源短缺、利用率低等問題日益凸顯。該文提出的醫(yī)院影像資源信息管理系統(tǒng)能在一定程度上滿足醫(yī)院的需求，但面對大數(shù)據(jù)時代對系統(tǒng)功能、性能需求的增加，仍然存在一些問題，需要在后續(xù)進一步對系統(tǒng)進行修改。