醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的專用數(shù)字接口及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究

倪曉明

摘 要：隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在臨床輔助診斷的作用越來(lái)越突出，它們產(chǎn)生的信息特別是圖像信息成為醫(yī)院信息中的重要部分。如何有效地管理好、保存好、利用好這些信息成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)醫(yī)務(wù)工作者、影像設(shè)備生產(chǎn)商、系統(tǒng)集成工作者研究的熱門(mén)課題。本論文主要為網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化管理存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)影像信息提供一定的解決方案，在深入研究醫(yī)學(xué)影像設(shè)備專用于網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)字接口服從的DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上，用面向?qū)ο蟮木幊谭椒▽?shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的D工COM通信接口，并探討了醫(yī)學(xué)影像存檔與傳輸系統(tǒng)PCS的模塊化設(shè)計(jì)思想，并對(duì)論文工作的前景及研究方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)；影像設(shè)備；數(shù)字接口；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前，各大、中、小醫(yī)院都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)化管理的優(yōu)勢(shì)，都已經(jīng)開(kāi)始形成自己的信息網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)醫(yī)院信息系統(tǒng)都是圖像信息，如何有效管理和有效利用這部分信息資源是各醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)管理的重要組成部分。除了作為整個(gè)醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之外，放射科視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還具有以下含義：

各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)將促進(jìn)醫(yī)學(xué)圖像采集、存儲(chǔ)、通信和管理顯示的整個(gè)過(guò)程的數(shù)字化，它將提供病人信息的集中管理，為醫(yī)院提供最大便利，并提高成本效益比。

由于各種醫(yī)療影像設(shè)備在診斷病人方面具有各種優(yōu)勢(shì)，因此將他們聯(lián)系起來(lái)可以使醫(yī)生整合自己的優(yōu)勢(shì)，共享資源并提高工作效率。作為網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果，可以在同一個(gè)顯示屏上查看包括CT、MIR、DS、彩色超聲波、B超等在內(nèi)的所有醫(yī)學(xué)圖像，使醫(yī)生更容易進(jìn)行比較并及時(shí)診斷，臨床醫(yī)生再以最快的速度給與治療，提高了工作效率。

與醫(yī)院信息管理系統(tǒng)連接，方便他們?cè)谝欢?quán)限范圍內(nèi)互訪，實(shí)現(xiàn)患者信息資源的共享，促進(jìn)醫(yī)院綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)工程的進(jìn)展。

聯(lián)網(wǎng)后，數(shù)字保存的信息可以保存在光盤(pán)上，方便學(xué)術(shù)交流：將從普通計(jì)算機(jī)獲取的數(shù)字圖像制作成多媒體教材，促進(jìn)放射科的教學(xué)，它是遠(yuǎn)程放射學(xué)的重要組成部分，還可以使用放射學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)橋（或路由器）與PSNT（公共交換電話網(wǎng)）、SND（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)）和TM（異步傳輸模式）進(jìn)行通信遠(yuǎn)程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程放射學(xué)咨詢。鑒于上述各種含義，我們需要研究視頻設(shè)備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可行性和相關(guān)的硬件和軟件解決方案設(shè)計(jì)。

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的必要性

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，CT、MR、X線、SD、彩色多普勒等各種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備以更高的清晰度和可靠性獲取并存儲(chǔ)病人的圖像信息，為醫(yī)生提供診斷可靠的參考。但是，這些醫(yī)學(xué)成像設(shè)備具有兩個(gè)特征：首先，所有醫(yī)學(xué)圖像處理，傳輸和復(fù)制只能在原始專用成像設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。因此，存在效率低，存儲(chǔ)容量有限以及與其他通用數(shù)字設(shè)備不兼容的缺點(diǎn)。其次，所有圖像數(shù)據(jù)都被傳輸并存儲(chǔ)在膠片或相紙上，醫(yī)院需要準(zhǔn)備一個(gè)大的膠片存儲(chǔ)空間，除了膠片存儲(chǔ)空間之外，還有以下缺點(diǎn)：

借款需要時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在入院前3-4天內(nèi)，約有10次就診。其余住院期間平均借4次，第1年住院3次。對(duì)于教學(xué)醫(yī)院而言，膠片借閱更為頻繁，不僅浪費(fèi)了大量的時(shí)間和人力，而且很容易導(dǎo)致混亂和損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，無(wú)法找到的膠片約占膠片總數(shù)的10%。

一部膠片只能由一個(gè)人借用，不能同時(shí)被許多人共享。通常放射科醫(yī)師負(fù)責(zé)放射科事物，總是希望膠片集中在放射科。臨床醫(yī)生希望將膠片分散到病房或急診室，特別是在危重病房，整形外科醫(yī)生希望膠片在他們的指尖，更好地了解骨折情況的地方。

不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，即不能像CT顯示那樣設(shè)置窗口寬度和窗口位置，以提高圖像密度分辨率。

為了了解疾病的發(fā)展，不同時(shí)間比較由同一成像設(shè)備形成的正面和背面圖像并不容易，為了獲得更多信息，在同一患者中對(duì)不同設(shè)備制作的圖像進(jìn)行橫向比較也不容易。因此，為了使醫(yī)用圖像信息有效地保存，傳輸和通信得更廣泛，有必要在不對(duì)通用計(jì)算機(jī)（例如臨床診斷工作站等）進(jìn)行畸變的情況下獲取復(fù)雜醫(yī)用成像設(shè)備中的圖像信息，報(bào)告工作站等。將成像部門(mén)中的各種設(shè)備聯(lián)網(wǎng)以使其能夠互操作或獲得它們產(chǎn)生的圖像信息在通用計(jì)算機(jī)上捕獲，該通用計(jì)算機(jī)可以比較和分析同一患者在不同設(shè)備中生成的圖像信息，各種成像設(shè)備的優(yōu)越性提高了醫(yī)生診斷患者的準(zhǔn)確性。

醫(yī)學(xué)成像與通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)策略研究

DICOM標(biāo)準(zhǔn)及其架構(gòu)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，它的內(nèi)部概念是新的和定義的。為了便于擴(kuò)展，每個(gè)部分采用更獨(dú)立但相互關(guān)聯(lián)的模式，這些功能使DICOM通訊成為一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目，為了準(zhǔn)確有效地完成實(shí)現(xiàn)DIOCM通信的復(fù)雜工程，有必要形成一套完整規(guī)范的實(shí)施方法和流程。本章從理論上研究了DICOM標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的策略，主要包括DICOM實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)DICOM通信的方法。在深入研究國(guó)內(nèi)外很多DIOCM實(shí)施（如GE的PCS系統(tǒng)和SworkEMENS的PCS工作站）之后，我們認(rèn)為一個(gè)好的D工作者COM實(shí)現(xiàn)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：

1.易于擴(kuò)展OICOM標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)開(kāi)放且不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。從1993年到現(xiàn)在，它已經(jīng)從9個(gè)部分演變?yōu)橹睾喜糠趾蛶讉€(gè)附屬部分，并且這些部分不斷被糾正和擴(kuò)展。特別是，信息對(duì)象定義工作者OD越來(lái)越多，D工作者COM標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于放射學(xué)領(lǐng)域，而且還擴(kuò)展到其他醫(yī)學(xué)信息領(lǐng)域。因此，有必要認(rèn)識(shí)到，D研討會(huì)的COM可以完全擴(kuò)展，并且適合D研討會(huì)COM的開(kāi)發(fā)。其中，支持根據(jù)用戶需求增加的不斷增加的工作者ID和私人信息對(duì)象屬性以及支持如此形成的新的SOP類別是重要的，DICOM實(shí)現(xiàn)的可伸縮性通常需要使用面向?qū)ο蟮姆椒ê头謱臃椒ǖ某橄蟆?/p>

2.面向?qū)ο笥捎谡麄€(gè)DICOM標(biāo)準(zhǔn)是使用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來(lái)定義的，因此它通常體現(xiàn)在工作對(duì)象和DICOM服務(wù)類的定義中。OID使用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)提供結(jié)構(gòu)化的框架方法來(lái)表達(dá)圖像通信和圖像管理的需求。DIOCM服務(wù)類是一個(gè)在worker0D上運(yùn)行的操作。它們的組合形成了DICOM通信實(shí)體內(nèi)容-服務(wù)對(duì)象到SOP。類。由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中的廣泛應(yīng)用，使用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為當(dāng)然的事情，使用C++和Jv等面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)將有助于工作的順利實(shí)施。

3.可選的DworkCOM標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容是充分考慮DICOM應(yīng)用程序的需求，它支持執(zhí)行各種SOP類功能，如CT圖像存儲(chǔ)服務(wù)、彩色圖像搜索/搜索服務(wù)等。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，通常只需要部分功能，這要求DIC伽瑪實(shí)現(xiàn)具有全面的選擇性，允許用戶在使用時(shí)選擇所需的功能。

4.代碼平臺(tái)獨(dú)立性工作人員COM標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于各種醫(yī)療成像設(shè)備之間的醫(yī)學(xué)圖像及相關(guān)信息的交換，并且經(jīng)常應(yīng)用于各種操作平臺(tái)。因此，實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的lDc0M標(biāo)準(zhǔn)需要代碼平臺(tái)的獨(dú)立性。常用的醫(yī)療工作站和醫(yī)療成像設(shè)備操作平臺(tái)包括NUXI工作站、WindowsNT工作站、Meintosh，05/2等。要實(shí)現(xiàn)DICOM標(biāo)準(zhǔn)，必須首先解決代碼平臺(tái)的獨(dú)立性問(wèn)題，并且必須根據(jù)每個(gè)平臺(tái)的要求對(duì)包進(jìn)行打包。至少，如上所述，編寫(xiě)的DICOM通信實(shí)現(xiàn)應(yīng)能夠連接或監(jiān)視各種操作平臺(tái)上的DCOMCOM服務(wù)。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在醫(yī)學(xué)信息領(lǐng)域里，信息數(shù)字化和共享技術(shù)非常重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，人們進(jìn)行了大量實(shí)踐來(lái)研究如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的醫(yī)療服務(wù)。本論文研究了在醫(yī)院信息領(lǐng)域中占絕大部分的影像信息的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，具體從硬件方面研究了影像設(shè)備連網(wǎng)技術(shù)的可行性及連網(wǎng)方案設(shè)計(jì)，從軟件方面研究了影像設(shè)備用于連網(wǎng)的專用數(shù)字接口的通信標(biāo)準(zhǔn)DICOM的實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上，研究了醫(yī)學(xué)圖像存檔與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

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（作者單位：寶應(yīng)縣人民醫(yī)院）