全景医学影像集成与应用

摘 要：通过异构信息汇聚技术实现医学影像数据全面大集成，将分散在放射、核医学、超声、内窥镜、病理、介入、心电及电生理等各个系统中碎片化的患者数据汇集并标准化，形成全景医学影像大数据。基于全景影像大数据建立以患者为中心的电子病历临床应用，可以为临床医生提供一键式的患者全景数据查询，甚至可以对DICOM影像进行处理，为临床诊断提供更准确完全的影像参考。

关键词：全景；医学影像；集成；应用

中图分类号：R445文献标识码：A文章编号：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，各三甲医院在信息化建设上进行了不少投入，先后建起了医院信息系统、医学影像存贮与传输系统、实验室信息系统、电子病历系统、手术麻醉系统等多个专业业务信息系统，为临床科室的日常医疗工作带来了便利，相应的医疗工作效率得到了明显的提升。但是，目前医院现有的信息系统，特别是电子病历系统对全面医学影像数据的集成应用还存在一些不足，各影像系统如放射、核医学、超声、内窥镜、病理、介入及心电等各自独立建设，分散处理，这给临床医生调阅影像及诊断报告带来诸多不便。为此，有必要将这些分散的影像集成起来，统一管理、统一利用，为临床医生提供方便、快捷的全景影像调阅功能。

1 影像集成的目的及建设思路

以电子病历为核心的集成全景影像数据中心和应用系统，采用异构信息集成技术将医院放射、核医学、超声、内窥镜、病理、介入及心电等医学影像设备产生的图像文件和诊断报告，以及电生理、生化检验设备产生的数据等，以患者为中心进行集成并标准化，形成全景医学影像数据中心。为电子病历等临床业务系统提供影像数据支持，为临床医生日常诊疗活动提供患者影像数据服务，使医生在诊疗活动中随时随地查阅患者的全部信息。此外，医学影像在移动设备可实现“软阅读”，医生获取的患者影像数据在移动设备上能进行放大、调窗、翻页等操作，在就诊/转诊过程中能够让医生继续浏览DICOM影像，为诊疗事件提供更准确完全的全景影像参考。

传统的按照划分业务系统进行的医院信息化建设思路已经不能满足当今医疗卫生发展的需要，我们应改变医疗信息化建设的思路：从以业务为核心的建设方向转变为以电子病历临床应用为核心的建设方向，立足医院和现有信息建设基础和资源条件，保护历史投资，以非“拆迁式”建设思路，使用异构信息系统集成技术；建立以患者为中心、电子病历临床应用为核心整合医院影像科室乃至全院范围内信息系统中的历次诊疗数据，为科室乃至医院建设一套功能完备、标准规范统一的集成影像数据中心，为未来医疗卫生服务能力、服务效率、服务水平的全面提升打下良好的信息化基础，同时也能为提升医院科研水平提供数据支撑。

2 影像集成

影像集成是以患者为中心、电子病历临床应用为核心，利用患者资料主索引，通过数据通讯交换中间件，按照HL7的标准以及DICOM标准将异构信息汇聚，实现的影像数据全面大集成。它将分散在放射、核医学、超声、内窥镜、病理、介入、心电及电生理等各个系统中碎片化的患者数据汇集并标准化，形成影像大数据。影像大数据能为影像诊断和临床电子病历应用等提供数据应用服务，并且支持跨平台（Windows、Android、iOS）浏览，实现产品跨平台的全系列终端覆盖。影像集成包含如下功能。

2.1 患者影像主索引功能

主索引服务用于处理集成影像数据中心内与数据定位和管理相关的复杂任务，包括相关的索引信息。这些索引链接到产生不同存储服务的服务点。这些服务点产生了特定的个人、医护人员、科室标识、集团医院标识以及实时的业务数据。索引服务负责分析来自外部资源的信息，并恰当地将这些数据保存到存储库中，可以反向地响应外部服务点的检索、汇聚和返回数据。

主索引服务是整个影像集成的重要核心，主索引服务的扩展性和开放性直接决定着整个影像数据中心的扩展性和开放性，可采用如下模型及算法：

（1）存储空间模型规划。1）单个患者的MPI空间模型；2）专科内MPI空间模型；3）医院内MPI空间模型。

（2）算法特性规划。1）MPI交叉索引（PIX）的建立；2）MPI关联索引的建立和分离；3）数据库设计与算法分离；4）策略配制的使用；5）主索引的作用域处理。

2.2 数据通讯交换中间件

数据交换中间件系统又称数据通讯交换层服务，主要为通讯总线服务。

通信总线服务支持数据存储服务、业务管理、辅助决策以及与基本业务系统之间的底层通信。主要服务组件包括消息服务和协议服务。

（1）消息服务组件。由处理消息内容的服务所组成，该消息的应用和网络协议的封装已经被协议服务组件所分离。这个组件中的服务包括解析、串行化、加密和解密、编码和解码、转换及路由功能。

（2）协议服务组件。用来处理网络、传输和应用层协议。这些服务支持热部署模块，以支持各种应用级协议，如Web Services（WS-I）、ebXML、SOAP和远程调用协议（包括RMI、DCOM、.NET）等。

数据交换中间件是前端和后端业务实现的纽带和桥梁，负责数据交换和通讯资源的管理，提供对通讯路由和业务路由的支持，它屏蔽了通讯协议和通讯物理链路以及不同硬件平台和操作系统的差异。数据交换中间件作为全景集成影像数据中心的通讯内核，要求通讯中间件具备：1）先进性；2）传输和处理数据的高效性；3）可靠性；4）可扩展性；5）安全性；6）集群容错和负载均衡；7）可操作性；8）兼容性。

2.3 基于HL7的图形化全自动流程定制管理

这项管理基于HL7数据交换标准设计，为信息系统管理者提供一个标准化的、开放的、非专业技术人员可操控的、可支持系统热插拔的异构集成数据交换平台流程控制和接口管理图像化管理工具。

作为异构集成平台管理工具，主要功能特性要求如下：

（1）遵循HL7标准设计；

（2）图形化流程控制；

（3）拖拽式流程设置设计；

（4）即时编译功能；

（5）灵活的系统交换接口发布；

（6）支持业务系统热插拔。

2.4 患者影像数据存储服务管理

影像数据存储服务管理提供患者相关临床诊疗数据的归档存储、文件管理和调阅服务。

（1）归档存储。为医院内部信息系统层提供影像数据库和消息交换共享库，该功能主要是按照互联互通性规范的要求将与患者有关的数据进行采集，并保存到存储库中，以便为其它服务使用。

（2）文件管理。患者数据以文件形式出现。所谓文件管理，就是应用系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的文件以及为实施文件管理所需要的一些数据结构的总称。从系统角度而言，文件系統是对文件存储器的存储空间进行组织，分配和回收，负责文件的存储、检索、共享和保护。

2.5 影像获取和管理

DICOM影像获取的基本原则是依据PACS系统本身的接口特点，遵循DICOM标准，支持DICOM影像的获取与动态传送，包括CT、MR、CR、DR、DSA、ECT、PET/CT、数字乳腺、数字胃肠及超声等影像数据。

支持DICOM图像的定时获取、实时获取，并存储为DICOM格式。

对于超声、内镜、病理非DICOM影像数据定时获取、实时获取，并存储为JPG等静态图像格式。

对于有限的存储空间，支持自定义策略对DICOM影像数据生命周期进行自动管理，通过设定的策略按照先进先出的顺序自动清理存储的DICOM影像数据。

3 全景影像的应用

建立集成全景影像数据中心后，可以在此基础上建立以患者为中心的电子病历临床应用，可以为临床医生提供一键式的患者全景数据查询，甚至医生可以对DICOM影像进行处理。

3.1 基于电子病历的全景影像集成

基于电子病历的全景影像，具有以下功能。

（1）支持嵌入到电子病历工作终端（及其他业务系统终端），一键式调阅所选患者全景诊疗数据；

（2）全景影像临床浏览工作站采用B/S架构设计，以Web浏览器登录调阅患者门诊、住院全景诊疗数据；

（3）实时浏览病人电子病历资料；

（4）以结构化方式显示入院病历、病程记录；

（5）入院病历：主诉、初步诊断、现病史、诊断依据、鉴别诊断等；

（6）实时浏览病人医嘱资料：长期医嘱、临时医嘱、用药信息、护理信息等；

（7）显示提取的医嘱状态：未提交、已提交、已确认、已通知。

3.2 资料检索功能

基于电子病历的全景影像，支持以下资料检索功能。

（1）支持按住院、手术类型查询；

（2）支持按科室查询；

（3）支持患者基本信息查询，如中文姓名、姓名简拼、住院号/床位等；

（4）支持单项和多项条件组合查询。

3.3 检查报告浏览功能

基于电子病历全景影像，检查报告具有以下浏览功能。

（1）实时浏览病人历次影像检查已发布的诊断报告；

（2）按检查时间顺序排列；

（3）放射、超声、内镜、病理诊断报告可在同一界面分别浏览。

3.4 DICOM图像浏览和处理功能

基于电子病历全景影像，DICOM图像具有以下览和处理功能。

（1）实时浏览患者历次影像数据；

（2）遵循DICOM标准，支持DICOM原始/无损压缩/有损压缩影像调阅；

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

（4）支持超声、内镜、病理等JPEG格式图像显示；

（5）支持多序列DICOM影像播放；

（6）支持调阅AVI、RM、WAV等文件格式的录像播放；

（7）通过缩略图对检查/序列进行快速导航；

（8）支持双击缩略图加载检查/序列；

（9）支持图像移动、缩放、旋转、测量、标注、CT定位线显示；

（10）支持患者同一次检查多序列图像同屏对比；

（11）支持患者不同次检查多序列图像同屏对比。

4 结 论

利用影像集成技术建立的全景影像数据中心，解决了原来各系统分散存储、各自处理的问题，可大大减少医院信息化建设的成本投入。同时，基于全景影像数据中心建设，以电子病历为核心的临床信息系统为临床医生日常诊疗活动提供患者影像数据服务，使医生在诊疗活动中随时随地看见患者的全部信息，提高临床诊断的准确性。全景数字影像的集成，建立了患者的完整影像资料，便于患者健康档案的管理及共享。未来，随着区域医疗合作的广泛开展，影像的集成将患者的诊疗数据在医院间的共享变得容易实现；集成的全景影像数据可以与其它诊疗数据构建医院的临床大数据中心，为临床诊断、科研甚至精准医疗提供服务。未来还可以实现将全景影像数字交付给患者，或直接从互联网或云端下载，可通过移动终端直接调阅，不再需要打印影像胶片。

参考文献：

[1] 刘韬，侯宗浩.基于医学影像数据中心的PACS系统集成的研究 [J].医疗卫生装备，2006，27（3）：40-41.

[2] 冯贞贞，郑西川.区域医学影像信息共享的关键技术及实现方案 [J].医疗卫生装备，2011，32（6）：52-54.