全景醫學影像集成與應用

鐘聲

摘 要：通過異構信息匯聚技術實現醫學影像數據全面大集成，將分散在放射、核醫學、超聲、內窺鏡、病理、介入、心電及電生理等各個系統中碎片化的患者數據匯集并標準化，形成全景醫學影像大數據。基于全景影像大數據建立以患者為中心的電子病歷臨床應用，可以為臨床醫生提供一鍵式的患者全景數據查詢，甚至可以對DICOM影像進行處理，為臨床診斷提供更準確完全的影像參考。

關鍵詞：全景；醫學影像；集成；應用

中圖分類號：R445 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0142-03

Panoramic Medical Image Integration and Application

ZHONG Sheng

（Guangdong General Hospital，Guangzhou 510080，China）

Abstract：The comprehensive integration of medical image data is realized through heterogeneous information gathering technology. The fragmented patient data in various systems such as radiation，nuclear medicine，ultrasound，endoscopy，pathology，intervention，electrocardiogram and electrophysiology are collected and standardized to form a panoramic medical image data. The clinical application of the patient centered electronic medical record based on the large panoramic image data，can provide the clinician with one key patient panoramic data query，even the DICOM image can be processed to provide more accurate and complete image reference for clinical diagnosis.

Keywords：panorama；medical image；integration；application

0 引 言

近年來，各三甲醫院在信息化建設上進行了不少投入，先后建起了醫院信息系統、醫學影像存貯與傳輸系統、實驗室信息系統、電子病歷系統、手術麻醉系統等多個專業業務信息系統，為臨床科室的日常醫療工作帶來了便利，相應的醫療工作效率得到了明顯的提升。但是，目前醫院現有的信息系統，特別是電子病歷系統對全面醫學影像數據的集成應用還存在一些不足，各影像系統如放射、核醫學、超聲、內窺鏡、病理、介入及心電等各自獨立建設，分散處理，這給臨床醫生調閱影像及診斷報告帶來諸多不便。為此，有必要將這些分散的影像集成起來，統一管理、統一利用，為臨床醫生提供方便、快捷的全景影像調閱功能。

1 影像集成的目的及建設思路

以電子病歷為核心的集成全景影像數據中心和應用系統，采用異構信息集成技術將醫院放射、核醫學、超聲、內窺鏡、病理、介入及心電等醫學影像設備產生的圖像文件和診斷報告，以及電生理、生化檢驗設備產生的數據等，以患者為中心進行集成并標準化，形成全景醫學影像數據中心。為電子病歷等臨床業務系統提供影像數據支持，為臨床醫生日常診療活動提供患者影像數據服務，使醫生在診療活動中隨時隨地查閱患者的全部信息。此外，醫學影像在移動設備可實現“軟閱讀”，醫生獲取的患者影像數據在移動設備上能進行放大、調窗、翻頁等操作，在就診/轉診過程中能夠讓醫生繼續瀏覽DICOM影像，為診療事件提供更準確完全的全景影像參考。

傳統的按照劃分業務系統進行的醫院信息化建設思路已經不能滿足當今醫療衛生發展的需要，我們應改變醫療信息化建設的思路：從以業務為核心的建設方向轉變為以電子病歷臨床應用為核心的建設方向，立足醫院和現有信息建設基礎和資源條件，保護歷史投資，以非“拆遷式”建設思路，使用異構信息系統集成技術；建立以患者為中心、電子病歷臨床應用為核心整合醫院影像科室乃至全院范圍內信息系統中的歷次診療數據，為科室乃至醫院建設一套功能完備、標準規范統一的集成影像數據中心，為未來醫療衛生服務能力、服務效率、服務水平的全面提升打下良好的信息化基礎，同時也能為提升醫院科研水平提供數據支撐。

2 影像集成

影像集成是以患者為中心、電子病歷臨床應用為核心，利用患者資料主索引，通過數據通訊交換中間件，按照HL7的標準以及DICOM標準將異構信息匯聚，實現的影像數據全面大集成。它將分散在放射、核醫學、超聲、內窺鏡、病理、介入、心電及電生理等各個系統中碎片化的患者數據匯集并標準化，形成影像大數據。影像大數據能為影像診斷和臨床電子病歷應用等提供數據應用服務，并且支持跨平臺（Windows、Android、iOS）瀏覽，實現產品跨平臺的全系列終端覆蓋。影像集成包含如下功能。

2.1 患者影像主索引功能

主索引服務用于處理集成影像數據中心內與數據定位和管理相關的復雜任務，包括相關的索引信息。這些索引鏈接到產生不同存儲服務的服務點。這些服務點產生了特定的個人、醫護人員、科室標識、集團醫院標識以及實時的業務數據。索引服務負責分析來自外部資源的信息，并恰當地將這些數據保存到存儲庫中，可以反向地響應外部服務點的檢索、匯聚和返回數據。

主索引服務是整個影像集成的重要核心，主索引服務的擴展性和開放性直接決定著整個影像數據中心的擴展性和開放性，可采用如下模型及算法：

（1）存儲空間模型規劃。1）單個患者的MPI空間模型；2）專科內MPI空間模型；3）醫院內MPI空間模型。

（2）算法特性規劃。1）MPI交叉索引（PIX）的建立；2）MPI關聯索引的建立和分離；3）數據庫設計與算法分離；4）策略配制的使用；5）主索引的作用域處理。

2.2 數據通訊交換中間件

數據交換中間件系統又稱數據通訊交換層服務，主要為通訊總線服務。

通信總線服務支持數據存儲服務、業務管理、輔助決策以及與基本業務系統之間的底層通信。主要服務組件包括消息服務和協議服務。

（1）消息服務組件。由處理消息內容的服務所組成，該消息的應用和網絡協議的封裝已經被協議服務組件所分離。這個組件中的服務包括解析、串行化、加密和解密、編碼和解碼、轉換及路由功能。

（2）協議服務組件。用來處理網絡、傳輸和應用層協議。這些服務支持熱部署模塊，以支持各種應用級協議，如Web Services（WS-I）、ebXML、SOAP和遠程調用協議（包括RMI、DCOM、.NET）等。

數據交換中間件是前端和后端業務實現的紐帶和橋梁，負責數據交換和通訊資源的管理，提供對通訊路由和業務路由的支持，它屏蔽了通訊協議和通訊物理鏈路以及不同硬件平臺和操作系統的差異。數據交換中間件作為全景集成影像數據中心的通訊內核，要求通訊中間件具備：1）先進性；2）傳輸和處理數據的高效性；3）可靠性；4）可擴展性；5）安全性；6）集群容錯和負載均衡；7）可操作性；8）兼容性。

2.3 基于HL7的圖形化全自動流程定制管理

這項管理基于HL7數據交換標準設計，為信息系統管理者提供一個標準化的、開放的、非專業技術人員可操控的、可支持系統熱插拔的異構集成數據交換平臺流程控制和接口管理圖像化管理工具。

作為異構集成平臺管理工具，主要功能特性要求如下：

（1）遵循HL7標準設計；

（2）圖形化流程控制；

（3）拖拽式流程設置設計；

（4）即時編譯功能；

（5）靈活的系統交換接口發布；

（6）支持業務系統熱插拔。

2.4 患者影像數據存儲服務管理

影像數據存儲服務管理提供患者相關臨床診療數據的歸檔存儲、文件管理和調閱服務。

（1）歸檔存儲。為醫院內部信息系統層提供影像數據庫和消息交換共享庫，該功能主要是按照互聯互通性規范的要求將與患者有關的數據進行采集，并保存到存儲庫中，以便為其它服務使用。

（2）文件管理。患者數據以文件形式出現。所謂文件管理，就是應用系統中實現文件統一管理的一組軟件、被管理的文件以及為實施文件管理所需要的一些數據結構的總稱。從系統角度而言，文件系統是對文件存儲器的存儲空間進行組織，分配和回收，負責文件的存儲、檢索、共享和保護。

2.5 影像獲取和管理

DICOM影像獲取的基本原則是依據PACS系統本身的接口特點，遵循DICOM標準，支持DICOM影像的獲取與動態傳送，包括CT、MR、CR、DR、DSA、ECT、PET/CT、數字乳腺、數字胃腸及超聲等影像數據。

支持DICOM圖像的定時獲取、實時獲取，并存儲為DICOM格式。

對于超聲、內鏡、病理非DICOM影像數據定時獲取、實時獲取，并存儲為JPG等靜態圖像格式。

對于有限的存儲空間，支持自定義策略對DICOM影像數據生命周期進行自動管理，通過設定的策略按照先進先出的順序自動清理存儲的DICOM影像數據。

3 全景影像的應用

建立集成全景影像數據中心后，可以在此基礎上建立以患者為中心的電子病歷臨床應用，可以為臨床醫生提供一鍵式的患者全景數據查詢，甚至醫生可以對DICOM影像進行處理。

3.1 基于電子病歷的全景影像集成

基于電子病歷的全景影像，具有以下功能。

（1）支持嵌入到電子病歷工作終端（及其他業務系統終端），一鍵式調閱所選患者全景診療數據；

（2）全景影像臨床瀏覽工作站采用B/S架構設計，以Web瀏覽器登錄調閱患者門診、住院全景診療數據；

（3）實時瀏覽病人電子病歷資料；

（4）以結構化方式顯示入院病歷、病程記錄；

（5）入院病歷：主訴、初步診斷、現病史、診斷依據、鑒別診斷等；

（6）實時瀏覽病人醫囑資料：長期醫囑、臨時醫囑、用藥信息、護理信息等；

（7）顯示提取的醫囑狀態：未提交、已提交、已確認、已通知。

3.2 資料檢索功能

基于電子病歷的全景影像，支持以下資料檢索功能。

（1）支持按住院、手術類型查詢；

（2）支持按科室查詢；

（3）支持患者基本信息查詢，如中文姓名、姓名簡拼、住院號/床位等；

（4）支持單項和多項條件組合查詢。

3.3 檢查報告瀏覽功能

基于電子病歷全景影像，檢查報告具有以下瀏覽功能。

（1）實時瀏覽病人歷次影像檢查已發布的診斷報告；

（2）按檢查時間順序排列；

（3）放射、超聲、內鏡、病理診斷報告可在同一界面分別瀏覽。

3.4 DICOM圖像瀏覽和處理功能

基于電子病歷全景影像，DICOM圖像具有以下覽和處理功能。

（1）實時瀏覽患者歷次影像數據；

（2）遵循DICOM標準，支持DICOM原始/無損壓縮/有損壓縮影像調閱；

（3）支持CR、DR、CT、MRI、DSA、RF、ECT、US等DICOM影像顯示；

（4）支持超聲、內鏡、病理等JPEG格式圖像顯示；

（5）支持多序列DICOM影像播放；

（6）支持調閱AVI、RM、WAV等文件格式的錄像播放；

（7）通過縮略圖對檢查/序列進行快速導航；

（8）支持雙擊縮略圖加載檢查/序列；

（9）支持圖像移動、縮放、旋轉、測量、標注、CT定位線顯示；

（10）支持患者同一次檢查多序列圖像同屏對比；

（11）支持患者不同次檢查多序列圖像同屏對比。

4 結 論

利用影像集成技術建立的全景影像數據中心，解決了原來各系統分散存儲、各自處理的問題，可大大減少醫院信息化建設的成本投入。同時，基于全景影像數據中心建設，以電子病歷為核心的臨床信息系統為臨床醫生日常診療活動提供患者影像數據服務，使醫生在診療活動中隨時隨地看見患者的全部信息，提高臨床診斷的準確性。全景數字影像的集成，建立了患者的完整影像資料，便于患者健康檔案的管理及共享。未來，隨著區域醫療合作的廣泛開展，影像的集成將患者的診療數據在醫院間的共享變得容易實現；集成的全景影像數據可以與其它診療數據構建醫院的臨床大數據中心，為臨床診斷、科研甚至精準醫療提供服務。未來還可以實現將全景影像數字交付給患者，或直接從互聯網或云端下載，可通過移動終端直接調閱，不再需要打印影像膠片。

參考文獻：

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