基于AURA的放療數據統計報表開發與應用

藍茂英，朱 皓，許文偉，楊 波，伍 銳，張 震，王 恒，孫建聰

（1.廣州醫科大學附屬第一醫院放療科，廣東 廣州 510120；2.瓦里安醫療系統公司臨床應用部，北京 102600）

放療設計的環節眾多，流程相對復雜，整個放療期間會產生大量的放療數據[1]。以往各環節間主要依靠手工開具的紙質單據為主，但紙質單據不方便查詢和檢索相關信息；另外，大量的紙質單據也不易保存和歸檔。為實現標準化放療流程以及提升流程信息化水平，目前市面上出現了多種放療信息管理系統。國外廠商主要有瓦里安公司的ARIA[2]、醫科達公司的MOSAIQ 等[3，4]；國內廠商如東方瑞云、醫諾、全域等公司也推出了相應的網絡信息系統[5]。此外，也有醫院根據自身需求自主研發相關的放療信息系統[6-9]。通常，網絡信息系統都會提供相關的報表統計功能。瓦里安公司的ARIA 系統自帶了AURA 報表功能[10]，通過SSRS 允許用戶抓取、調用、存儲、導出所需臨床數據。AURA 本身提供約11 類報表，擁有超過130 個自帶報表，可以實現多種臨床統計需求。但由于AURA 自帶的報表是基于國外臨床環境開發的，有些國內的臨床統計無法滿足，因此需要科室人員通過修改報表或者創建新的報表來滿足科室需求。目前我科配置了兩臺瓦里安直線加速器，使用ARIA 網絡系統進行放療流程管理。為進一步提高我科放療無紙化水平，現基于AURA 對相關報表進行二次開發，總結如下。

1 系統開發

1.1 需求分析 針對放療各環節，統計科室各環節工作人員的需求，見圖1。醫生的需求主要包括計劃處方單、患者進度統計、4DCT 患者統計、SBRT 患者統計；物理師需求為計劃統計、PD 結果統計；技術員需求為放療單首頁、放療記錄單、CBCT 統計、完成放療患者統計；護士需求主要為新入科患者統計、新治療患者統計和收費核對單統計；管理員需求為加速器工作負荷統計、流程任務統計、任務統計和加速器治療量統計。

圖1 需求分析

1.2 數據庫和數據模型 放療信息系統的核心是數據庫。目前較為常見的數據庫主要有MSSQLServer、Oracle、DB2、PostgreSQL、Infomix、MySQL 等[11]。ARIA網絡系統主要基于MS SQLServer，見圖2。主要包括VARIAN 和VarianDw 兩個數據庫，其中VARIAN數據庫是實時生產數據庫，為防止頻繁訪問生產數據庫，AURA 有單獨的報表數據庫VarianDw，通過SSIS 服務進行提取生產數據庫，一般半小時同步一次。為了快速開發報表，AURA 提供了15 個現成的數據模型。數據模型是多個數據表的整合，可以基于數據模型快速設計報表。

圖2 ARIA 和AURA 數據庫

1.3 開發路線與開發平臺 為了提高開發效率，針對前期統計的報表需求，采用不同的開發路線，見圖3。首先查看是否有自帶報表，滿足需求的報表可直接使用，不完全滿足需求的可基于現有報表進行修改；如果沒有相應報表，則查看AURA 是否有相應模型，有相應模型則基于現有模型進行報表開發；沒有模型則通過SQL 創建相應的模型，再進行相關設計。本次報表設計數據庫系統采用SQLServer2014，報表界面設計采用ReportBuilder。

圖3 報表開發路線

1.4 設計思路

1.4.1 加速器工作負荷統計 科室管理員以及技術員需要隨時統計每臺加速器的工作負荷，以便合理分配加速器資源，提高治療效率。需要統計的內容包括開始治療時間、結束治療時間、運行時長、出束累計時間、患者數、射野數和總MU。通過分析，AURA 自帶的數據模型可以滿足數據要求，所以直接采用治療模型進行設計。采用ReportBuilder 設計該報表的界面，見圖4。報表模型采用AURA 自帶的dw 治療歷史記錄型號，交互式參數主要為治療記錄的開始時間和結束時間。按照需求設計機器行組和日期行組，按所需格式顯示數據。統計的各項參數通過數據模型的相關字段和ReportBuilder 自帶函數可以完成統計需求。

圖4 加速器工作量統計ReportBuilder 設計界面

1.4.2 電子處方 為改變以往手寫紙質計劃處方單，實現計劃處方單無紙化，在本科室ARIA 系統升級后，科室日常采用ARIA的電子處方功能。一方面，ARIA電子處方工作區只能填寫和查看電子處方單，打印則需到Reporting 工作區界面；另一方面，雖然系統提供了電子處方報表，但格式較為雜亂，顯示不夠清晰。因此，需要創建數據模型以解決此問題。為保證電子處方單的實時性，選擇VARIAN 數據庫進行數據統計，所需數據見圖5，主要包括患者基本信息、醫生信息、診斷信息和具體處方信息。其中，圖中右側虛線框為處方信息，數據存儲于多個數據表，而Prescription 表主要包含處方基本信息，靶區和危及器官具體限量信息 在 PrescriptionPropertyItem、PrescriptionProperty、PrescriptionAnatomy 和PrescriptionAnatomyItem 四個表中，通過相應的主鍵和外鍵連接。

圖5 電子處方數據模型構建

1.4.3 PD 結果統計 Portal Dosimetry 是瓦里安自帶的EPID 患者計劃驗證模塊，廣泛用于患者計劃驗證[12]，可以快速分析計劃驗證結果，但每位患者的通過率結果需要在PortalDosimetry 界面單獨打開，較為耗時，且PD 一次只能查看一位患者的計劃驗證信息，不適合上級物理師進行批量查看與分析。為此，需要開發PD 結果統計報表，使其可以統計任何時間段內所有患者的PD 驗證結果（若計劃不通過時可自動提示），并用一個餅狀圖顯示所有患者總的射野通過率占比。而AURA 自帶報表沒有類似的功能，也沒有相關的數據模型，需要重新構建數據模型。該模型所有數據均來自于VARIAN 數據庫，其中患者基本信息來自于Patient 數據表，療程信息來自Course 數據表，計劃信息來自PlanSetup 數據表，加速器信息來自Machine 數據表，PD 分析結果來自PortalDoseAnalysis 數據表。通過相關的主鍵和外鍵進行表之間的連接，具體的數據結構邏輯關系見圖6。PD 結果以xml 格式存儲于數據庫中，通過SQL 編寫函數進行提取相應的數據信息，比如通過率通過如下函數進行抓取：

圖6 PD 結果數據模型構建

2 應用效果

2.1 報表開發情況 自2020 年7 月網絡系統升級為ARIAV15.6 后，隨著ARIA 在科室的深入應用，根據需求相應開發了以下17 個報表，每個報表對應的功能見表1。其中，放療單首頁替換之前的手寫單，患者ID 條形碼可同步打印，無需再用特定條碼打印機額外打印條碼。計劃統計表可實現任何時間段內各機器、各物理師的計劃量統計。PD 結果統計表用于統計患者的各射野和總的通過率，如果沒有通過報表則會出現紅色提醒，方便物理師審核。計劃處方單替換手寫處方單，并可自定義格式以顯示更清晰的限量信息。放療記錄單則根據患者的療程和計劃信息自動生成，便于技術員進行工作記錄。加速器工作量負荷表統計每臺加速器每天的運行負荷。治療量表統計科室每月每年等任何時間段內的各機器各技術的射野量、治療人次數和患者數。部分報表的運行結果見圖7、圖8。

圖7 計劃處方單報表運行結果

圖8 治療量統計報表運行結果

表1 基于AURA 開發的報表及功能說明

2.2 耗時分析 系統升級后，相關業務耗時明顯縮短，各個報表的統計時間均少于相應的人工統計時間，見表2。其中AURA 報表統計時間為打開報表至運行完的時間，人工統計時間為手動登記、查找相關信息的時間。項目1、項目8、項目9、項目10、項目11、項目12、項目13、項目14 及項目16 統計的是科室一個月的數據；項目4、項目5、項目7、項目15 統計的是科室一周的數據；其余項目統計的是某一患者的數據。結果顯示，AURA 報表運行的時間為4～19 s，同一個報表所統計的時間跨度越大，運行時間相應較長。而對應項目的人工統計時間為3～175 min，不同的項目統計時間差異較大。可以看出，AURA 報表統計時間遠小于人工統計時間。

表2 報表運行時間和人工統計時間比較

3 應用分析

隨著放射治療技術的快速發展，從3DCRT 到IMRT 再到RapidArc，以及如今應用越來越廣泛的SBRT、IGRT、呼吸門控等技術，如何通過準確高效的數據化統計來輔助科室更好地合理利用各種技術越來越受到人們重視，如何快速提取放療中產生大量數據亦是亟待解決的問題。本文基于科室臨床需求，基于瓦里安ARIA 腫瘤網絡系統和AURA 報表環境開發了17 項數據統計報表。所設計的報表目前在科室日常臨床工作中運行無誤，效率高，極大減輕了人工統計的工作量。如新登記患者統計解決了護士每周每月的統計需求；計劃處方單替代了原來的手寫處方單，進一步實現了無紙化；放療單首頁替代了原來的手寫單，且自動生成患者ID 條形碼。

對于科室的放療數據統計、管理，國內已有商用的東方瑞云、醫諾等第三方信息管理系統。雖然第三方系統也可以實現多種臨床統計管理功能，但相較于Eclipse 自帶的AURA 報表系統主要有以下不同：①第三方系統報表往往需要單獨購買；②不同數據接口以及TPS 與網絡系統之間的兼容和連接可能會導致存在一定的數據安全風險；③由于需要科室定制化，往往投入時間周期長、成本大。

AURA 系統不僅自帶了大量的統計報表，同時也支持自定義報表功能，且不涉及數據的導入導出和傳輸兼容等問題。利用現有的數據模型可以快速設計出所需的報表，部分數據亦可從數據庫構建數據模型進行開發。基于AURA 所設計的報表可以無縫整合于ARIA 系統，并且通過設置Quick Report使得報表可以在ARIA/Eclipse 任何工作區界面運行。為保證生產數據庫的實時性，AURA 擁有單獨的數據庫，且每半小時會自動同步一次生產數據庫。AURA 還提供了LiveData 選項，只需在運行報表時勾選即可獲取實時數據。此外，報表運行結果可以導出為Word、Excel、PDF 等不同格式，方便后續進一步分析，亦可以直接打印運行結果。

本文方法雖然是基于瓦里安ARIA 網絡信息系統、Eclipse 計劃系統和AURA 報表系統，但類似的開發方法同樣可以應用到其他網絡系統和計劃系統。除了本文方法之外，羅傳文等[13]通過Eclipse Scripting API 腳本采用Visual C# 進行設計放療病例檢索，也可以實現類似的病例統計功能，但是通過API的方法編程量更大，開發成本較高，周期較長，不適于普遍推廣。

4 總結

本次設計的相關報表為基于科室現有的ARIA腫瘤信息系統進行開發，無需增加硬件，解決了科室相關放療臨床數據統計的需求。同時，開發的相關數據報表目前已在科室應用，大幅度提高了科室統計工作效率以及放療無紙化水平，提升了科室的放療信息化水平。