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基于深圳市云計算公共服務平臺的醫院影像系統的構建

【】2015-07-20 點擊次數
基金項目:深圳市科技創新委員會戰略新興產業發展專項基金資助(編號:KJYY20130621091137611)
全筱筱 熊文舉 潘軍杰 蔡志明:深圳市第二人民醫院 廣東深圳 518035 
通訊作者:蔡志明
基于深圳市云計算公共服務平臺的醫院影像系統的構建
全筱筱 熊文舉 潘軍杰 蔡志明
BUILDING COMPUTING HOSPITAL IMAGING SYSTEMS OF BASED IN SHENZHEN PUBLIC SERVICE PLATFORM
QUAN Xiaoxiao, XIONG Wenju, PAN Junjie, et al.


  【摘 要】 介紹了國內外醫院影像系統的發展現狀與趨勢,闡述了通過醫院影像系統和云平臺的對接,將數據庫中的影像和文本信息傳送到云中心并進行數據分類,給患者提供隨時查詢、下載自己影像檢查結果的功能,從而降低醫院開支,方便患者,使患者便捷、快速地獲取檢查結果成為可能。該項目的成立以及應用將會帶動整個醫療行業中云應用的進一步推廣,并可以為廣大患者帶來實在、體貼的便利,讓患者真正體會到深圳鵬云存儲給人民帶來的利益。
  【關鍵詞】 云計算平臺,醫院信息化,醫院影像系統

  【Abstract】 This paper introduces the development status and trend of PACS in domestic and foreign hospitals, expounded by connectinghospital imaging systems, and cloud platform makes the image data and text information transmit to the cloud center and data classification.The patient can download and check their own image and results any time. So, this project reduces the hospital expenditure, and makes the patient fast access to test results as possible. The project was established and the application will be further promote the whole medical industry driven cloud applications, and can bring really, thoughtful convenience for the majority of patients, make patients feel the real Shenzhen Peng cloud storage and bring benefits to the people.
     【Key words】  Cloud platform, Hospital informatization, PACS
     【Author′s address】 The Second People`s Hospital Of Shenzhen, Shenzhen, Guangdong, 518035, PRC
  doi:10.3969/j.issn.1671-332X.2015.02.054

  隨著云技術的快速發展和推廣,越來越多基于云平臺的信息化系統正逐步替代傳統的信息化模式。云技術平臺整合與存儲大量醫院影像數據,不僅為醫院節約了數據存儲成本、辦公成本,而且使患者在家即可查詢自己的影像病例資料,減少醫院的無效人流,切實提高了患者滿意度。基于深圳市云計算公共服務平臺的優勢創新醫院影像系統服務模式,成為各大醫院學習和探索的新方向。
     1 國內外的發展現狀
1.1 國內發展現狀
     隨著數字化信息時代的來臨,診斷成像設備中各種先進計算機技術和數字化圖像技術的應用為醫學影像信息系統的發展奠定了基礎。歷經逾百年發展,醫學影像成像技術也從最初的X射線成像發展到現在的各種數字成像技術。
     在現代醫療行業,醫學影像信息系統是指包含了包括RIS、以DICOM3.0國際標準設計、以高性能服務器、網絡及存儲設備構成硬件支持平臺,以大型關系型數據庫作為數據和圖像的存儲管理工具,以醫療影像的采集、傳輸、存儲和診斷為核心,是集影像采集傳輸與存儲管理、影像診斷查詢與報告管理、綜合信息管理等綜合應用于一體的綜合應用系統,主要的任務就是把醫院影像科日常產生的各種醫學影像(包括核磁、CT、DR、超聲、各種X光機等設備產生的圖像)通過DICOM3.0國際標準接口(中國市場大多為模擬、DICOM、網絡等接口)以數字化的方式海量保存起來,當需要的時候在一定的授權下能夠很快的調回使用,同時增加一些輔助診斷管理功能[1]。
     在傳統PACS應用的基礎上,現在行業的關注點已經逐步轉移到更深入高端的影像診斷應用,主要內容包括三維重建、多影像融合、計算機輔助診斷等內容。三維重建是使用患者醫學檢查所獲取的一組連續的層片圖像(二維檢查影像),在一定的算法規則支持下,在計算機上生成虛擬的人體器官或組織的三維形體。多模態影像融合是針對不同類型醫學影像檢查技術提出的應用需求。多影像融合打破了這種信息隔離,使醫生可以多角度綜合的研究分析患者的病情,做出更準確的診斷,從而提供更好的醫療服務。CAD計算機輔助診斷技術是在對大量醫學影像和診斷分類分析和統計的基礎上,建立特定醫學影像檢查分析決策系統。使用特征提取等圖像處理技術獲取病人檢查的特征數據,與分析決策系統中大量同類檢查的統計學數據分析對比,做出影像檢查的診斷結論。
1.2 國外發展現狀
     近幾年來,歐美國家相繼開發了醫學圖像數據,不斷探索醫學圖像可視化技術、使醫學圖像資源更易于被用戶接受,更有效地服務于醫學教育和科研工作。例如美國國家醫學圖書館的可視化人體項目是美國國家圖書館1986年制定的一項長期計劃,這項可視化人體項目的長期目標是創造一系列將視覺信息和符號信息聯系起來的知識結構[2]。又如美國EMBBS醫學圖像數據庫的初衷是為急診和初級看護醫生提供一個通訊的場所,同時提供可用于急診和健康護理的計算機技術,但隨著該數據庫在網上的發布,他們發現該數據庫還可以提供教學和管理信息,該數據庫擁有大量使用的臨床照片、X光照片、文章、工作指南以及臨床信息等。另外還有Florida的病理學者Dr.JohnMinarcik首先開創的腫瘤圖像數據庫、瑞士的網上健康數據庫、美國卡耐基梅隆大學的圖像數據庫等[3]。未來的醫學圖像數據庫主要是針對在PACS系統下,遵循DICOM標準的海量醫療影像數據進行管理和存儲。同時,云計算已經成為新的信息化革命的強大動力,在云計算運用方面,美國已走到了前面,美國的VMW are公司已經設計出了VMW are View軟件,該軟件能最大限度地實現各地各種資源的協調,極大限度地減少醫院管理中各個系統紛雜的麻煩和重復支出,這也是國內醫院值得借鑒和學習的地方[4]。
     2 基于深圳市云計算公共服務平臺的醫院影像系統建立的必要性
2.1 高效安全的云端數據存儲為醫院的重要數據提供有力保障
     隨著醫療機構信息化建設的深入,有些數據對醫院正常運行及長遠發展的信息將越來越豐富,數據對發展將起到越來越重要的作用,一旦由于意外而丟失數據,將會給醫療機構造成極大的經濟損失。
     數據的存儲備份和災難恢復是保證系統安全可靠的基礎的要求,對醫療機構網絡來說,高可靠性和高可用性是最基本的要求,重要業務數據都存儲在網絡中,一旦丟失,后果不堪設想,因此,建立一套行之有效的災難恢復方案就顯得尤為重要了。在整個醫療應用網絡系統中,由于數據量大,數據出錯或丟失是難免的,如果沒有事前對數據進行備份,要想恢復數據不僅難度大而且很不可靠,有時甚至根本不可能進行恢復。如果定期對重要數據進行備份,那么在系統出現故障時,仍然能保證重要數據準確無誤。
     國家超級計算深圳中心(深圳云計算中心)提供了強大的容災備份機制,對于醫院的數據安全提供可靠、安全的保障,此項目與深圳云計算中心合作,為醫療系統中數據安全提供新方案。
2.2 以患者為中心,更好地服務就醫者,改善醫患關系
     作為醫療單位,以患者為中心,回歸醫療單位的公益性,以提高服務質量作為服務廣大就醫者的根本出發點,醫院利用云平臺,建立醫學圖像云端存儲數據庫是非常必要的,可以為患者提供更好更全面的服務。
     隨著大量的醫學圖像數據的產生,如何方便而有效地利用這些數據,提高信息處理效率,成為目前人們關注的焦點。基于云平臺的醫學圖像數據庫的建立能夠有效地解決此問題。醫學圖像數據庫是把先進的數據庫技術、交互技術、互聯網技術、云技術、大數據存儲技術等結合起來,這種有機結合有諸多優勢:能夠將各種醫學圖像數據通過網絡進行共享;使用戶通過計算機和醫學圖像數據進行交互;能夠通過各種醫學圖像數據的積累,將病人不同時期、不同模態的圖像融合在一起,得到更豐富的信息,以便了解病變組織或器官的綜合信息,從而作出準確的診斷或合適的治療方案,極大地提高醫學臨床診斷水平;能夠為醫學培訓、醫學研究與教學提供堅實基礎[5]。
     醫院影像數據與超算中心的即時連接和查詢給居民提供了很大的便利,讓患者足不出戶便可查詢檢查結果,給患者提供了很大的便利。患者也不用擔心以前的檢驗信息丟失,只要有網絡,便可隨時隨地了解自己的健康情況。
     3 基于深圳市云計算公共服務平臺的醫院影像系統概述
3.1 系統的結構
     圖像數據庫系統運行,主要由四部分組成,按客戶/服務結構模式運行圖像數據庫管理系統、命令解釋模塊、圖像處理模塊和數據庫。圖像數據庫系統和傳統數據庫系統不同,在數據的擴充上,不僅僅限于增加對圖像數據類型的支持,還需要在系統結構的最底層增加對圖像的控制和支持[6]。這樣,圖像數據庫按層次劃分為:第一層為數據支撐層:負責實現最基本的數據關聯和操作,如添加、查詢、修改和刪除等。第二層為存儲與存取數據模型層:將數據轉化成具有邏輯性的存儲模型進行存取和存儲。第三層為概念數據模型層:用戶通過接口層的操作轉化為對本層數據模型的操作。第四層為圖像用戶接口層:它直接面向用戶,根據用戶的需求,系統的查詢結果通過接口層返回給用戶。 
3.2 系統實現的技術內容
     創建符合PACS系統標準化的圖像數據庫系統,必須實現以下技術內容:
     ①圖像格式標準化:圖像格式標準化是圖像通訊和交換的必要條件,它包括通訊標準化協議和圖像文件格式的標準化。②圖像數據壓縮標準化:數字圖像通過圖像掃描儀后,讀入高精度的模擬圖像,其數據量相當大。為節省存儲空間、提高傳輸效率,圖像壓縮處理是必不可少的。③圖像數據交換的標準化:不同廠商所生產的診斷設備,造成各種設備有關的圖像格式、傳輸方式千差萬別。為了讓圖像在PACS與各種設備之間自由傳輸、交換,存儲在圖像數據庫里的圖像應具有標準化圖像文件格式,即DICOM3.0標準。④文本數據交換的標準化:與其它臨床信息系統相連接的標準接口是由兩部分組成:數據格式與通信協議。對于非圖像的信息傳輸一般采用HL7標準格式。⑤醫學術語標準化:各種臨床診斷與治療的記錄信息,它包括標準單位、各種定義與分類,有利于醫學圖像信息的標注與DICOM3.0T圖像文件頭的定義。
     4 系統的作用
4.1 為患者提供便利
     該項目能夠讓患者足不出戶便可查詢檢查結果,給患者提供了很大的便利。患者也不用擔心以前的檢驗信息丟失,只要有網絡,便可隨時隨地了解自己的健康情況。
4.2 提高臨床檢查水平
     通過各種醫學圖像數據的積累,將病人不同時期、不同模態的圖像融合在一起,可以使醫生得到更豐富的信息,以便了解病變組織或器官的綜合信息,從而做出準確的診斷或合適的治療方案,極大地提高醫學臨床診斷水平[7]。
4.3 提高醫院信息系統的應用效能
     通過將患者影像資料存儲至云端,可以減少服務器的數量,降低系統建設成本,減少系統中由服務器造成單點故障和性能瓶頸,減少數據傳輸環節,提供系統性能和效率,保證整個系統的高效穩定運行。
4.4 節省醫院的人力以及辦公消耗成本
     采用云端檢驗數據查詢后,用戶可無需紙質化驗單即可知曉檢驗結果,既減少了醫院的無效人流,緩解醫院的擁堵,而且將大量的影像數據存于云端,用戶可直接查詢檢查結果,并將影像資料導出。
     5 結語
     深圳市云計算公共服務平臺的醫院影像系統是一個創新醫院信息化模式、更好地服務于病人的系統。該系統不僅有助于節省醫院的人力以及辦公消耗成本、節省醫院的機房服務器、存儲等硬件成本和后期維護成本,而且能實現患者隨時查詢個人醫療信息的需求,提高了患者滿意度。同時,借助于云技術平臺,這一應用將會改變傳統醫療信息化的發展理念和建設模式,給醫院信息系統的發展帶來一個新的契機。

參考文獻
[1] 中國醫院協會信息管理專業委員會. 中國醫院信息化發展研究報告[J].中國數字醫學,2008,3(6):7-9.
[2] MJBALL.International Efforts in Informatics: Creating a Global Village for Healthcare[J].Computer sin medical practice,2000,17(3):50-53.
[3] E.AMMENWERTH, P.KNAUP, C.MEIER. Digital Libraries and Recent Medical Informatic Research[J].Chinese Medical Journal,2001,40:163-168.
[4] 譚志偉.醫院信息化管理系統的研究與應用[J].現代醫院,2014,14(4): 137.
[5] 吳蓓華,湯士忠,沈 蓓.醫院信息系統與社區衛生服務中心的信息共享[J].中華醫院管理雜志,2009,25(2):116.
[6] 李翠霞.試析信息化管理給醫院帶來的效益[J].中國衛生經濟,2004,11(23):11. 
[7] 高新軍,齊 玲,高 磊.為PACS系統建立完善的圖像數據庫系統[J].醫療衛生裝備,2008,13(23):24.

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