放射治療信息管理系統(tǒng)的研發(fā)

●陳睿

放射治療信息管理系統(tǒng)的研發(fā)

●陳睿

放射治療是治療惡性腫瘤的重要手段之一，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使得放射治療逐步朝著定量化、精確化、程序化和智能化的方向發(fā)展。醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)的誕生使得放療數(shù)據(jù)可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方式得到處理。即使如此，由于放射治療涉及到眾多設(shè)備如CT、MRI影像工作站、各類放射治療計(jì)劃系統(tǒng)及醫(yī)用直線加速器。各設(shè)備需要處理交流多種復(fù)雜數(shù)據(jù)，包含DICOM影像、靶區(qū)信息、治療計(jì)劃信息和治療記錄等，而這些數(shù)據(jù)在患者的治療流程中時(shí)常更新并且需要在多個(gè)設(shè)備間來(lái)回傳輸。而數(shù)據(jù)的非標(biāo)準(zhǔn)化存取以及效率低下的問(wèn)題仍普遍存在，這給放療科的信息管理帶來(lái)了巨大的不便，由此也帶來(lái)了放射治療誤差的增加、治療效果的不均衡等問(wèn)題。此外，放療信息管理的發(fā)展滯后使得跨醫(yī)院、跨地區(qū)甚至跨國(guó)家的治療中心間進(jìn)行信息交流實(shí)現(xiàn)十分困難。因此，開發(fā)研制放射治療管理信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)放療資源的整合及放療資料的管理顯得十分必要。

放射治療；信息管理系統(tǒng)；研發(fā)

1 放射治療前期工作管理信息系統(tǒng)的需求

1.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求

我們分析匯總用戶相關(guān)業(yè)務(wù)需求，主要?dú)w結(jié)為兩個(gè)方面：優(yōu)化放射治療工作流程，提高治療效率，降低治療成本，促進(jìn)醫(yī)患和諧；提高科室的信息化水平，降低人為造成的錯(cuò)誤率。

1.2 系統(tǒng)用戶需求

放射治療前期工作中，放療醫(yī)師、物理師、放射治療師等用戶對(duì)軟件有以下功能需求：對(duì)放療患者進(jìn)行CT模擬定位掃描，登記患者相關(guān)信息，CT掃描結(jié)果以列表形式導(dǎo)出；解決計(jì)劃申請(qǐng)中的放療技術(shù)，開具處方劑量，選定治療機(jī)器，明確設(shè)計(jì)要求，要求遮擋形式、各階段治療次數(shù)、優(yōu)化目標(biāo)等數(shù)據(jù)規(guī)范輸入；醫(yī)師開具放療計(jì)劃申請(qǐng)單時(shí)以系統(tǒng)下拉菜單或優(yōu)化目標(biāo)條件模板輸入的形式進(jìn)行人機(jī)交互，避免大量的文字輸入過(guò)程；等待設(shè)計(jì)、確認(rèn)、打印的放療計(jì)劃的查詢顯示功能；放療計(jì)劃全過(guò)程的設(shè)計(jì)、確認(rèn)、打印等相關(guān)人員的簽名；遠(yuǎn)程進(jìn)行放療模擬機(jī)房和放療治療機(jī)房的選擇、預(yù)約功能；全流程信息錯(cuò)誤報(bào)警提示，如放療計(jì)劃階段重復(fù)提示，機(jī)器預(yù)約重復(fù)提示，劑量或數(shù)值不合理提示等；人機(jī)交互界面簡(jiǎn)潔、美觀、友好；操作實(shí)現(xiàn)功能包括系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)設(shè)置、用戶權(quán)限確認(rèn)管理等，并且能能夠與醫(yī)院放療科放療信息系統(tǒng)（RTIS）通過(guò)DicomRT的格式進(jìn)行連接[1]。

2 材料與方法

2.1 開發(fā)平臺(tái)和運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)

RTIS選用微軟的.NET作為開發(fā)平臺(tái)，使用Windows通訊接口（Windows Communications Foundation，WCF）實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)。

2.2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

RTIS系統(tǒng)架構(gòu)由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、放療圖像存檔及通信系統(tǒng)（RadiotherapyPictureArchivingandCommunicationS ystem，RTPACS）[8-9]及相應(yīng)接口服務(wù)組成，采用C/S/S的多層架構(gòu)，見圖1。

圖1 RTIS系統(tǒng)構(gòu)架圖

2.2.1 用戶界面層

為用戶提供對(duì)應(yīng)程序的訪問(wèn)界面。

2.2.2 WCF服務(wù)層

為界面層和接口服務(wù)提供服務(wù)的接口，根據(jù)面向服務(wù)的體系（Service-Oriented Architecture，SOA）架構(gòu)的思想，通過(guò)將服務(wù)契約與服務(wù)內(nèi)容分離，使得服務(wù)的使用者與服務(wù)的提供者之間共享的是服務(wù)的契約而非具體的代碼，減少二者之間的耦合性。

2.2.3 業(yè)務(wù)邏輯層

既為上層服務(wù)提供數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用的各種方法，也為下層數(shù)據(jù)訪問(wèn)層定義更具體調(diào)用數(shù)據(jù)方法的說(shuō)明。其實(shí)業(yè)務(wù)邏輯層是WCF服務(wù)層接口的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)真正的服務(wù)類繼承服務(wù)接口，完成操作代碼的實(shí)際編寫。

2.2.4 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

直接與實(shí)體模型進(jìn)行銜接，提供了業(yè)務(wù)組件和實(shí)體模型的一個(gè)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。它還提供了數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯，使得業(yè)務(wù)邏輯層只處理業(yè)務(wù)邏輯而不必關(guān)心底層的數(shù)據(jù)模式。在實(shí)體模型中，通過(guò)O/R映射從RTIS數(shù)據(jù)庫(kù)（主要是治療信息等）得到實(shí)體信息，通過(guò)與DICOMRT集成得到的DICOM&DICOMRT的實(shí)體模型。

2.3 RTIS與HIS的接口

RTIS與HIS接口基于衛(wèi)生信息交換標(biāo)準(zhǔn)（HealthLevel，HL7）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)不同格式的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，首先按照HL7標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)法規(guī)則轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮辗剑邮辗皆侔凑誋L7標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行解析，最后轉(zhuǎn)換為應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。

2.4 HIS/RTIS與RTPACS系統(tǒng)集成

HIS/RTIS與不同廠商的RTPACS集成采用HL7/DICOM網(wǎng)關(guān)模式。當(dāng)系統(tǒng)間需要進(jìn)行文字信息交換時(shí)，發(fā)起方通過(guò)自己的HL7網(wǎng)關(guān)向?qū)Ψ较到y(tǒng)HL7網(wǎng)關(guān)發(fā)起請(qǐng)求信息。當(dāng)HIS/RTIS需要存取圖像時(shí)，則通過(guò)DICOM網(wǎng)關(guān)向RTPACS系統(tǒng)發(fā)送DICOM請(qǐng)求消息。

3 結(jié)果

RTIS由眾多模塊組成，包括病人登記、病人管理、檢查登記、膜室管理、CT及模擬機(jī)管理、計(jì)劃室管理、治療室管理等。病人登記模塊與HIS對(duì)接以便快速導(dǎo)入患者信息，及患者信息的補(bǔ)充錄入；病人管理模塊擁有查看患者信息、流程安排和治療情況的功能；膜室管理模塊、CT及模擬機(jī)管理模塊均可以查看和調(diào)整膜室、CT室及模擬定位室的工作安排；計(jì)劃室管理模塊包含DICOM數(shù)據(jù)的傳輸，放療計(jì)劃的批準(zhǔn)、上傳和放射治療排程；治療室管理模塊中可以查閱每個(gè)治療機(jī)的治療安排，并且負(fù)責(zé)治療計(jì)劃與加速器之間的傳輸；在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊中可以查看數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息如各部門工作量，患者病種統(tǒng)計(jì)等。系統(tǒng)的工作角色有：前臺(tái)工作站、醫(yī)生工作站、物理室工作站、模室工作站、CT/模擬機(jī)工作站、治療室工作站、主任工作站。RTIS工作角色與模塊框圖，見圖2。

圖2 RTIS信息管理系統(tǒng)工作角色與模塊框圖

放療患者的相關(guān)信息錄入和管理均可通過(guò)RTIS來(lái)完成。患者進(jìn)入放療科后首先由前臺(tái)工作站登記患者基本信息，醫(yī)生工作站為患者錄入臨床診斷資料并且登記預(yù)約體模制作和CT掃描，之后由模室工作站、CT/模擬工作站查看各工作站的預(yù)約情況，并依次按照預(yù)約安排完成相應(yīng)的臨床工作。一切準(zhǔn)備就緒后，醫(yī)生工作站錄入放療處方并預(yù)約放療計(jì)劃制作，物理師在放射治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）制作好放療計(jì)劃后通過(guò)物理室工作站將計(jì)劃上傳到RTIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，最后由治療室工作站從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用放療計(jì)劃并傳輸?shù)郊铀倨魃蠄?zhí)行[2]。所有的放療環(huán)節(jié)均被納入到RTIS管理系統(tǒng)中，模室、CT/模擬、物理室、治療室工作站均可在管理系統(tǒng)中查看當(dāng)日的工作安排，醫(yī)生也可以在系統(tǒng)中密切跟蹤患者的治療流程。主任工作站負(fù)責(zé)查看全科的工作量情況及患者的臨床大數(shù)據(jù)如病種統(tǒng)計(jì)、年齡、地域分布等。RTPACS數(shù)據(jù)庫(kù)是RTIS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的DICOM數(shù)據(jù)中心，各DICOM節(jié)點(diǎn)設(shè)備的DICOM數(shù)據(jù)集中存放在該中心，RTPACS集中管理和維護(hù)這些海量數(shù)據(jù)，并按DICOM協(xié)議的要求提供功能齊全的DICOM服務(wù)。TPS工作站、CT、MRI、模擬定位機(jī)及放射治療機(jī)影像工作站均連接到RTPACS服務(wù)器，共享傳輸DICOM圖像及DICOM-RT數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

放射治療前期工作管理信息系統(tǒng)旨在著重實(shí)現(xiàn)放射治療開始前及放療結(jié)束后流程的信息化改造，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程數(shù)字化傳輸和存儲(chǔ)，這將大大降低人為的工作強(qiáng)度，節(jié)約放療醫(yī)師和物理師等放射工作人員的時(shí)間成本，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)軟件自身優(yōu)勢(shì)；對(duì)于就診患者而言，能夠節(jié)約治療成本，減少患者就診壓力，緩和并改善目前緊張的醫(yī)患關(guān)系，推動(dòng)和諧醫(yī)療環(huán)境的健康持續(xù)發(fā)展。

（作者單位：遵義市第一人民醫(yī)院）

[1]劉向華.放療病人信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010,6（11）:2817-2818.

[2]趙金早.醫(yī)院放射治療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全方案[J].中國(guó)管理信息化,2011,14（12）:42-44.