醫(yī)聯(lián)體智能化采集影像質(zhì)量控制專家共識

陳財忠，鄭介志，陳 剛，陳克敏，陳 爽，單 飛，顧建英，顧雅佳，李 克，汪登斌，蕭 毅0，楊 軍，詹翊強，張紀陽，熊芳舒，周建軍*

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，3.設(shè)備處，7.整形外科，上海 200032；2.上海科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，上海 201210；4.上海市放射質(zhì)量控制中心，上海 200040；5.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，上海 200040；6.上海市公共衛(wèi)生臨床中心放射科，上海 201508；8.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科，上海 200032；9.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院放射科，上海 200092；10.上海長征醫(yī)院影像科，上海 200003；11.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬同仁醫(yī)院影像科，上海 200336；12.上海聯(lián)影智能醫(yī)療科技有限公司，上海 201807)

目前國內(nèi)已有推動互聯(lián)網(wǎng)與影像學(xué)及影像組學(xué)診斷的專家共識[1]。對于圖像質(zhì)量控制(簡稱質(zhì)控)，國外已有研究探討圖像模態(tài)與造影的質(zhì)控標準[2-7]，而國內(nèi)尚缺乏相關(guān)專家共識，仍需依靠醫(yī)生進行相關(guān)信息化質(zhì)控[2，4，8-12]。另一方面，醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部存在諸多差異[13]，為質(zhì)控工作帶來巨大困難。利用人工智能(artificial intelligence， AI)可定量、自動分析數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)質(zhì)量同質(zhì)化提供了有效方法[14-16]。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院建立了5G影像云平臺，并嘗試將其用于醫(yī)聯(lián)體影像質(zhì)控，通過云平臺及AI技術(shù)將監(jiān)督采集影像及核對等工作置于影像科技師操作過程中，以實現(xiàn)質(zhì)控前置，同時從技師、設(shè)備及醫(yī)院等維度全面、定量分析醫(yī)聯(lián)體內(nèi)各影像科室的成像質(zhì)量，使專家小組能常態(tài)化統(tǒng)計分析、總結(jié)全醫(yī)聯(lián)體影像質(zhì)量。為此，針對醫(yī)聯(lián)體影像采集智能化質(zhì)控而形成本專家共識。

1 實施方法

實施影像采集智能化質(zhì)控的主要措施如下：①通過云平臺建設(shè)醫(yī)聯(lián)體數(shù)據(jù)共享中心；②通過多類型接口方式實現(xiàn)設(shè)備、圖像儲存與傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication system， PACS)和影像科信息系統(tǒng)(radiology information system， RIS)的異構(gòu)系統(tǒng)連接；③通過獨立設(shè)計知識庫及可配置管理的方式實現(xiàn)院級規(guī)則和個性化規(guī)則分級使用；④利用AI模型實現(xiàn)質(zhì)控實時提醒；⑤應(yīng)用新技術(shù)優(yōu)化管理架構(gòu)和工作流程。

2 強化信息平臺建設(shè)

信息實時互通和整合打破了醫(yī)院之間的數(shù)據(jù)隔離，平臺建設(shè)與管理機制的融合設(shè)計是實現(xiàn)醫(yī)聯(lián)體影像采集智能質(zhì)控的基礎(chǔ)[14]。當前國內(nèi)仍存在平臺建設(shè)與業(yè)務(wù)協(xié)同不緊密，與管理、流程優(yōu)化脫節(jié)，數(shù)據(jù)共享原則和制度不清晰及不重視知識庫建設(shè)等問題。本課題組進行以下探索并解決了部分問題：①多院區(qū)信息互聯(lián)互通，根據(jù)數(shù)據(jù)安全、利用個人信息、網(wǎng)絡(luò)安全等法律、規(guī)范的要求建立醫(yī)聯(lián)體醫(yī)院之間數(shù)據(jù)資產(chǎn)利用的信任機制、技術(shù)保障和分配機制；②開發(fā)異構(gòu)信息系統(tǒng)的接口，包括醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system， HIS)、RIS和PACS及多廠商設(shè)備接口；③分級分類管理質(zhì)控專業(yè)知識，包括國家規(guī)范、行業(yè)共識、院級規(guī)章和個性化配置等；④融合管理規(guī)范及優(yōu)化流程，以建設(shè)平臺。

2.1 建設(shè)云平臺 云平臺承載多單位數(shù)據(jù)的接入、存儲、分發(fā)及調(diào)閱，質(zhì)控知識庫的建設(shè)、維護和分發(fā)，以及協(xié)同調(diào)度質(zhì)控業(yè)務(wù)等功能。為解決數(shù)據(jù)傳輸實時問題，采用邊云結(jié)合方式部署系統(tǒng)，將知識庫集中于云平臺，執(zhí)行單元本地化部署，通過推送和更新知識庫而實現(xiàn)同質(zhì)化。網(wǎng)絡(luò)方面，采用5G專用采集設(shè)備(5G-box)，直接連接設(shè)備和云平臺；以5G網(wǎng)絡(luò)切片和獨立組網(wǎng)方式、5G-box專用加密和解密的模塊，以及物理傳輸層面的分包機制等方法解決網(wǎng)絡(luò)安全問題。

2.2 構(gòu)建安全體系 設(shè)計平臺時需充分考慮以下方面：網(wǎng)絡(luò)安全，主要參考三級網(wǎng)絡(luò)安全等級保護要求；數(shù)據(jù)安全，主要依據(jù)《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》；個人信息保護，依據(jù)《中華人民共和國個人信息保護法(草案)》等相關(guān)規(guī)范；數(shù)字資產(chǎn)管理，推動醫(yī)聯(lián)體間數(shù)據(jù)共享，通過協(xié)議、共識或規(guī)章等方式支持業(yè)務(wù)協(xié)同。

2.3 連通異構(gòu)系統(tǒng) 信息系統(tǒng)中普遍存在孤島和煙囪問題，且醫(yī)聯(lián)體影像采集智能質(zhì)控對HIS、RIS和PACS系統(tǒng)的互聯(lián)互通深度要求較高，使得異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)成為實施智能質(zhì)控的主要障礙之一。采用機器人流程自動化(robotic process automation， RPA)、光學(xué)字符識別(optical character recognition， OCR)及直接系統(tǒng)接口三種接入模式，針對影像學(xué)設(shè)備進行數(shù)據(jù)接口抽象，實現(xiàn)統(tǒng)一云PACS和廠商設(shè)備接口解析模塊獨立；同時開發(fā)大量接口插件，以有效解決接入問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向互通。

RPA可通過程序模擬人工錄入方式而解決異構(gòu)系統(tǒng)信息互聯(lián)問題。通過示教和零代碼編程的方式可實現(xiàn)人工模擬，圖像OCR則可通過截取高清多媒體界面(high definition multimedia interface， HDMI)的視頻流、攝像頭外部監(jiān)控和直接截取計算機顯示服務(wù)數(shù)據(jù)等方式加以實現(xiàn)。利用對原始視頻流的硬件分流可截取HDMI視頻流，結(jié)果穩(wěn)定可靠，且不影響工作站性能；而攝像頭方案易受外部干擾，對環(huán)境要求較高。采用上述方式均需通過示教和訓(xùn)練獲取準確的OCR信息。對接口公開、文檔齊全的系統(tǒng)，可開發(fā)接口直接接入。

2.4 建設(shè)知識庫 將知識庫的錄入、存儲、管理、分發(fā)和調(diào)用等封裝成單獨模塊，通過專用平臺和機制進行維護，并分級分類管理，包括國家規(guī)范、行業(yè)共識、院級規(guī)章和個性化操作經(jīng)驗等。

2.5 支撐管理和流程優(yōu)化 信息系統(tǒng)需具備以下功能：

(1)遠程高清視頻系統(tǒng)，用于實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同；

(2)知識庫管理系統(tǒng)，基于中華醫(yī)學(xué)會放射分會《放射科管理規(guī)范與質(zhì)控標準(2017版)》[17]落實可定量的質(zhì)量分項，支持個性化規(guī)則可配置等功能；

(3)質(zhì)控異常案例收集和分類檢查模塊，用于質(zhì)控小組快速瀏覽和審核采集影像數(shù)據(jù)質(zhì)控落實情況；

(4)分類通知，在技師攝片端，以AI系統(tǒng)對所攝影像進行評估與分類，秒級反饋結(jié)果，幫助改進操作；

(5)歸檔、調(diào)閱與統(tǒng)計，系統(tǒng)將AI質(zhì)量評估結(jié)果歸檔，可供質(zhì)控小組回顧性調(diào)閱，必要時可編輯、修改質(zhì)控結(jié)果，并基于醫(yī)院、設(shè)備、模態(tài)及人員等維度進行統(tǒng)計分析，以定位質(zhì)量問題，輔助制定整改方案；

(6)整改、推動方案與跟蹤結(jié)果，質(zhì)控小組擬定針對各單位的個性化整改方案，通過遠程視頻等方式傳遞下發(fā)，待其整改后再次調(diào)閱并評估質(zhì)量結(jié)果，如未能達到預(yù)期，則細化整改流程。

3 實施一體化管理

3.1 成立專項質(zhì)控小組 由中心醫(yī)院牽頭成立醫(yī)聯(lián)體內(nèi)影像質(zhì)量管理委員會，牽頭醫(yī)院影像科主任/副主任醫(yī)師或區(qū)域衛(wèi)生健康委員會分管質(zhì)控領(lǐng)導(dǎo)擔任委員會會長，委員包括具備中級及以上專業(yè)技術(shù)職稱或具有質(zhì)控經(jīng)驗的中心醫(yī)院及下級醫(yī)院或非公利醫(yī)療機構(gòu)的影像科醫(yī)師/技師。

3.2 統(tǒng)一影像科工作內(nèi)容

3.2.1 攝影檢查規(guī)范細則 建立統(tǒng)一的影像學(xué)檢查規(guī)范，以實現(xiàn)醫(yī)聯(lián)體內(nèi)標準統(tǒng)一、使各醫(yī)院互通；其中至少包括X線、CT、MR檢查步驟及造影檢查規(guī)范，統(tǒng)一拍攝體位、FOV、攝片內(nèi)容及放射劑量等重要參數(shù)。用于影像學(xué)診斷的圖像應(yīng)符合醫(yī)學(xué)影像通用存儲格式，且必須歸檔至PACS，供醫(yī)聯(lián)體成員調(diào)取。

3.2.2 影像學(xué)報告書寫規(guī)范 需用詞規(guī)范、格式一致，包含受檢者基本信息及檢查信息等，并對偽影等干擾信息進行描述；且應(yīng)歸檔至醫(yī)聯(lián)體信息平臺。

3.3 建立質(zhì)量管理審核標準 醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部需統(tǒng)一質(zhì)控審查標準、量化分項指標；審查標準應(yīng)包括醫(yī)聯(lián)體內(nèi)質(zhì)控審查工作細則、質(zhì)控內(nèi)容評審細則及影像學(xué)診斷質(zhì)控標準評分表。

4 智能輔助下優(yōu)化流程

4.1 推動醫(yī)聯(lián)體質(zhì)控流程革新 現(xiàn)行影像學(xué)診斷質(zhì)控督查流程(圖1)用于醫(yī)聯(lián)體存在明顯局限性：①醫(yī)聯(lián)體模式下運作人工抽檢模式困難，且結(jié)果存在一定概率性；②其主觀性難以契合醫(yī)聯(lián)體內(nèi)審核標準同質(zhì)化的原則；③強調(diào)終末管理，弱化環(huán)節(jié)監(jiān)督，導(dǎo)致質(zhì)控的實時性差。

AI廣泛用于醫(yī)療流程各個環(huán)節(jié)[18]，結(jié)合醫(yī)聯(lián)體共享信息平臺可實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的全局性質(zhì)量把控及質(zhì)控標準同質(zhì)化管理，增強醫(yī)聯(lián)體質(zhì)控流程的高效性及實時性，以高新科技賦能醫(yī)聯(lián)體質(zhì)控流程是發(fā)展趨勢。

圖1 醫(yī)聯(lián)體現(xiàn)行影像質(zhì)控管理機制

4.2 標準化圖像數(shù)據(jù)傳輸流程 醫(yī)聯(lián)體內(nèi)信息一體化數(shù)據(jù)傳輸是檢查圖像質(zhì)量及落實質(zhì)控標準的基礎(chǔ)(圖2)。醫(yī)聯(lián)體成員需執(zhí)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準并將數(shù)據(jù)上傳至中心醫(yī)院的信息化平臺，具體步驟如下：

(1)遵循保護個人信息原則，所有圖像僅在醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部流轉(zhuǎn)，共享圖像信息時需進行特殊標識(GX)；

(2)醫(yī)聯(lián)體內(nèi)所有醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像應(yīng)符合Dicom3.0存儲格式；

(3)圖像必須包含受檢者信息、醫(yī)療機構(gòu)名稱+圖像共享標識、攝影檢查信息、成像參數(shù)、顯示參數(shù)及左右標識等；

(4)醫(yī)聯(lián)體內(nèi)部應(yīng)盡量提供規(guī)范、統(tǒng)一的醫(yī)學(xué)影像序列描述信息，采用由質(zhì)控小組制定統(tǒng)一互認的名稱描述掃描協(xié)議，便于減少數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程中的信息理解偏差。

4.3 完善醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查流程

4.3.1 檢查周期 質(zhì)控小組需每季度對下級醫(yī)院進行一次及以上全面質(zhì)控檢查，醫(yī)院內(nèi)部每個月需對科室及技師進行一次及以上全面檢查，包括科室日常工作管控、各模態(tài)影像數(shù)據(jù)拍攝規(guī)范、報告書寫規(guī)范等，并以報告形式進行階段性總結(jié)。

4.3.2 檢查方式 建立醫(yī)聯(lián)體影像學(xué)診斷質(zhì)量檢查的多級審核模式：基層技師參考AI質(zhì)控結(jié)果進行自檢，發(fā)現(xiàn)嚴重問題時可召回重新進行檢查；院內(nèi)管理者需階段性檢查所有質(zhì)控結(jié)果，針對具體問題提出優(yōu)化措施，并以報告形式定期匯報；質(zhì)控小組需階段性檢查質(zhì)量，對問題較多的醫(yī)院進行線下督查，以報告形式將評審結(jié)果在醫(yī)聯(lián)體內(nèi)公示并提出解決方案；醫(yī)聯(lián)體內(nèi)各下級醫(yī)院需進行跨單位隨機匹配醫(yī)學(xué)影像互關(guān)互檢，記錄結(jié)果并歸檔，線上協(xié)同審核疑難問題，以促進經(jīng)驗共享。

4.3.3 問題整改 對醫(yī)聯(lián)體內(nèi)各醫(yī)院院內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)的問題，可通過院內(nèi)監(jiān)管流程進行優(yōu)化整改；對質(zhì)控小組季度檢查時發(fā)現(xiàn)的問題，需根據(jù)其嚴重程度采取相應(yīng)措施(圖3)。

對于存在較小問題的醫(yī)院，可通過報告形式提出問題及整改方案，后續(xù)持續(xù)監(jiān)督問題整改效果；如問題較多，則由質(zhì)控小組召開遠程會議，對下級醫(yī)院予以告知并商討整改方案，后續(xù)不定期進行抽檢；發(fā)現(xiàn)培訓(xùn)效果較差或問題較嚴重時，小組可自上級醫(yī)院抽調(diào)部分優(yōu)秀技師對下級醫(yī)院進行指導(dǎo)及工作管理。

圖2 醫(yī)聯(lián)體內(nèi)信息一體化數(shù)據(jù)傳輸

圖3 基于AI優(yōu)化醫(yī)聯(lián)體影像質(zhì)控流程