基于醫(yī)療影像云平臺實(shí)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(yīng)用與建設(shè)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(gòu)建進(jìn)行了闡述。通過醫(yī)療影像云平臺，達(dá)到了與各個(gè)院區(qū)之間的聯(lián)動(dòng)，實(shí)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(wù)院辦公廳關(guān)于城市公立醫(yī)院綜合改革試點(diǎn)的指導(dǎo)意見》明確提出需要推動(dòng)建立分級診療制度，構(gòu)建基層首診、雙向轉(zhuǎn)診、急慢分治、上下聯(lián)動(dòng)的分級診療模式。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)完善的分級診療體系，文件還提出需要加快推進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設(shè)，加強(qiáng)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化遠(yuǎn)程會(huì)診、教育等服務(wù)功能，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源共享。2015年底前，60%的基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)與上級醫(yī)院建立了遠(yuǎn)程醫(yī)療信息系統(tǒng)。

目前國內(nèi)醫(yī)療影像運(yùn)用基本上為院內(nèi)建設(shè)模式，僅僅為解決無膠片、電子化、網(wǎng)絡(luò)化的線下模式，數(shù)據(jù)基本上出不了醫(yī)療機(jī)構(gòu)。隨著醫(yī)聯(lián)體的出現(xiàn)，以及民營以及基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的迅猛發(fā)展，影像數(shù)據(jù)的跨院、跨區(qū)域、跨個(gè)人以及更方便的電子化數(shù)據(jù)共享診斷、個(gè)人健康醫(yī)療電子檔案建立的需求變得愈加迫切。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)深入到人們的日常生活中，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及平臺，我們把醫(yī)療機(jī)構(gòu)的院內(nèi)影像運(yùn)用轉(zhuǎn)變到線上，把院內(nèi)系統(tǒng)建設(shè)模式轉(zhuǎn)變成更專業(yè)的服務(wù)模式，院內(nèi)應(yīng)用可以托管至云平臺的云計(jì)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(jìn)行更多的跨院、跨區(qū)域、跨個(gè)人的數(shù)據(jù)應(yīng)用，如遠(yuǎn)程會(huì)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(wù)是為滿足大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)聯(lián)體及跨區(qū)域醫(yī)療機(jī)構(gòu)，以及基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)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(jì)算資源池，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)、云資源的服務(wù)優(yōu)勢，所提供的集海量影像數(shù)據(jù)（熱、溫、冷）存儲、影像調(diào)閱與后處理，以及基于云端的PACS/RIS應(yīng)用于一體的醫(yī)療云平臺。

影像云系統(tǒng)是結(jié)合了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、電子影像等技術(shù)，在移動(dòng)醫(yī)療、智慧醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)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(shè)備，從而實(shí)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(jī)構(gòu)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?qū)崿F(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(shí)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(wù)描述

影像云平臺是基于云存儲和云技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各級各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間PACS影像信息的互通、共享，從而實(shí)現(xiàn)影像的遠(yuǎn)程診斷、移動(dòng)診斷、在線調(diào)閱、統(tǒng)一管理，促進(jìn)區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè)，為區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)生專家、患者用戶提供極大方便。影像云的業(yè)務(wù)采用集中式+分布式的混合部署及管理模式，同時(shí)系統(tǒng)平臺采用分布式架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的大數(shù)據(jù)的分布式運(yùn)算及負(fù)載均衡。借助MPLS-VPN、互聯(lián)網(wǎng)及專線等方式，醫(yī)院內(nèi)的影像數(shù)據(jù)通過前置機(jī)，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(shí)把歸檔好的信息傳輸?shù)皆簝?nèi)系統(tǒng)（PACS或者影像設(shè)備）;借助互聯(lián)網(wǎng)及專線手段，用戶可隨時(shí)實(shí)地且便捷地使用電信影像云診斷及相關(guān)的應(yīng)用工具，及時(shí)地對這些應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)閱與應(yīng)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(shí)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(jìn)行存儲，實(shí)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(shí)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(jìn)行接收，對這些接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)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(wù)器提供影像索引列表;

（3）向醫(yī)院前置服務(wù)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(jìn)行接收，同時(shí)對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸檔和存儲;

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

（6）具備管理功能、詳細(xì)檢查統(tǒng)計(jì)功能;

（7）可以與中心端的PACS系統(tǒng)實(shí)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(shí)現(xiàn)人才、設(shè)備等資源的共享;

（9）遠(yuǎn)程對影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行移動(dòng)發(fā)送，實(shí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)，通過DICOM標(biāo)準(zhǔn)化的連接技術(shù)和由云存儲系統(tǒng)的OOS面向?qū)ο蠓绞絹肀ＷC其冗余、安全性，從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速移動(dòng)、簡單管理和無縫集成，為提供標(biāo)準(zhǔn)化存儲服務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的架構(gòu)基礎(chǔ)。

4 ?DICOM技術(shù)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(dāng)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)，DICOM3.0是應(yīng)用最廣泛、最成熟、兼容性最佳的解決方案，尤其是作為院內(nèi)影像系統(tǒng)PACS的基礎(chǔ)，無一例外地必須支持DICOM的標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)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(yīng)的可遵循性，DICOM技術(shù)處理流程如下：開始→院內(nèi)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(jié)束。

（1）院內(nèi)PACS把需歸檔的影像數(shù)據(jù)信息，使用DICOM的C-STORE模式，自動(dòng)發(fā)動(dòng)到影像數(shù)據(jù)信息的前置服務(wù)器上;根據(jù)預(yù)先定義的歸檔維護(hù)計(jì)劃程序，前置服務(wù)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(rèn)機(jī)制，即Storage Commitment機(jī)制;

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

（3）院內(nèi)PACS，借助前置服務(wù)器DICOM C-Find對已歸檔到云端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(jìn)行查詢;

（4）院內(nèi)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(shí)，可采用Web Service/FTP接口方式;還可以通過院內(nèi)PACS，借助前置服務(wù)器的Web Service接口，輸出相關(guān)的服務(wù)請求，影像云系統(tǒng)借助前置服務(wù)器的C-STORE的方式，將影像數(shù)據(jù)送入院內(nèi)PACS內(nèi);

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

在部署影像云平臺系統(tǒng)時(shí)，通過標(biāo)準(zhǔn)化的連接技術(shù)和由數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)的OSS面向?qū)ο蠓绞絹肀ＷC其冗余、安全性，從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速移動(dòng)、簡單管理和無縫集成，為提供標(biāo)準(zhǔn)化存儲服務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的架構(gòu)基礎(chǔ)。醫(yī)療影像云主要包含三層架構(gòu)部署模式：云存儲側(cè)、業(yè)務(wù)平臺側(cè)、醫(yī)院側(cè)，如圖1所示。

圖1中，云存儲側(cè)主要存儲醫(yī)院存放在平臺側(cè)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(jì)費(fèi)、節(jié)約成本、安全可靠、穩(wěn)定高效，具備如下特點(diǎn)：根據(jù)用戶實(shí)際云存儲量收費(fèi)，減少固定資產(chǎn)的投入;通過SSL加密技術(shù)和MD5校驗(yàn)技術(shù)，保障數(shù)據(jù)傳輸安全;通過數(shù)據(jù)自動(dòng)切片、分布保存、每片簽名等技術(shù)、保障數(shù)據(jù)存儲安全。

業(yè)務(wù)平臺側(cè)包括DICOM應(yīng)用服務(wù)集群、Web影像數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)集群、RIS應(yīng)用服務(wù)/遠(yuǎn)程診斷服務(wù)集群三部分。其中，DICOM應(yīng)用服務(wù)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(shè)計(jì)直接與整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)架穩(wěn)定性和性能相關(guān)。影像發(fā)布、影像處理及共享的云計(jì)算都依托于Web影像數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)集群。影像文本報(bào)告流的管理主要依托于RIS應(yīng)用服務(wù)/遠(yuǎn)程診斷服務(wù)集群，主要功能包括會(huì)診、報(bào)告的預(yù)約登記、影像匹配、影像拍片工作列表管理、遠(yuǎn)程會(huì)診、審核發(fā)布、報(bào)告書寫等。而醫(yī)院側(cè)是醫(yī)院系統(tǒng)/設(shè)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(jī)部位的設(shè)備構(gòu)成，如DR、CT及院內(nèi)PACS系統(tǒng)，通過遵守DICOM3.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備成功接入醫(yī)療影像云平臺，醫(yī)療影像云平臺網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(jī)分別與院內(nèi)PACS、遠(yuǎn)程影像診斷中心對接，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)PACS數(shù)據(jù)的云歸檔以及遠(yuǎn)程診斷。

6 ?實(shí)現(xiàn)效果及體現(xiàn)價(jià)值

醫(yī)療影像云平臺利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源、云計(jì)算資源，對歸檔醫(yī)療影像文件進(jìn)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(shí)現(xiàn)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端存。通過建設(shè)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(diǎn)。

（1）生命周期管理：永久保存以解決單一存儲介質(zhì)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(kuò)容：在不影響目前業(yè)務(wù)正常運(yùn)行以及其數(shù)據(jù)安全的情況下，對所需要的存儲空間進(jìn)行橫向擴(kuò)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速上傳。

（5）數(shù)據(jù)安全：對硬件運(yùn)行設(shè)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(jī)進(jìn)行安全隔離保護(hù);對數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸加密以及對數(shù)據(jù)存儲的過程進(jìn)行存儲加密保護(hù);另外，在備份本地?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在異地影像云平臺上再次進(jìn)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(jī)構(gòu)管理的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的影像統(tǒng)一管理。

（7）降低系統(tǒng)運(yùn)維成本：由平臺運(yùn)營方負(fù)責(zé)軟硬件的維護(hù)，減少了院方購買本地存儲容量的費(fèi)用及聘請維護(hù)專員的開支。

（8）能夠?qū)崿F(xiàn)與其他醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程教學(xué)等功能。

7 ?結(jié) ?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(jìn)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(nèi)的存儲結(jié)構(gòu)，從而減輕系統(tǒng)管理壓力;同時(shí)基于醫(yī)療影像云平臺達(dá)到了與各個(gè)院區(qū)之間的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的共享及診斷，避免患者重復(fù)拍片檢查，從而提高醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)水平。

作為貫徹落實(shí)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(gòu)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(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)醫(yī)院的聯(lián)動(dòng)，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(wù)水平，為患者帶來了更好的就醫(yī)體驗(yàn)。

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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(jì)算機(jī)及應(yīng)用專業(yè)。