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基于深圳市云计算公共服务平台的医院影像系统的构建

【】2015-07-20 点击次数
基金项目:深圳市科技创新委员会战略新兴产业发展专项基金资助(编号:KJYY20130621091137611)
全筱筱 熊文举 潘军杰 蔡志明:深圳市第二人民医院 广东深圳 518035 
通讯作者:蔡志明
基于深圳市云计算公共服务平台的医院影像系统的构建
全筱筱 熊文举 潘军杰 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】 介绍了国内外医院影像系统的发展现状与趋势,阐述了通过医院影像系统和云平台的对接,将数据库中的影像和文本信息传送到云中心并进行数据分类,给患者提供随时查询、下载自己影像检查结果的功能,从而降低医院开支,方便患者,使患者便捷、快速地获取检查结果成为可能。该项目的成立以及应用将会带动整个医疗行业中云应用的进一步推广,并可以为广大患者带来实在、体贴的便利,让患者真正体会到深圳鹏云存储给人民带来的利益。
  【关键词】 云计算平台,医院信息化,医院影像系统

  【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

  随着云技术的快速发展和推广,越来越多基于云平台的信息化系统正逐步替代传统的信息化模式。云技术平台整合与存储大量医院影像数据,不仅为医院节约了数据存储成本、办公成本,而且使患者在家即可查询自己的影像病例资料,减少医院的无效人流,切实提高了患者满意度。基于深圳市云计算公共服务平台的优势创新医院影像系统服务模式,成为各大医院学习和探索的新方向。
     1 国内外的发展现状
1.1 国内发展现状
     随着数字化信息时代的来临,诊断成像设备中各种先进计算机技术和数字化图像技术的应用为医学影像信息系统的发展奠定了基础。历经逾百年发展,医学影像成像技术也从最初的X射线成像发展到现在的各种数字成像技术。
     在现代医疗行业,医学影像信息系统是指包含了包括RIS、以DICOM3.0国际标准设计、以高性能服务器、网络及存储设备构成硬件支持平台,以大型关系型数据库作为数据和图像的存储管理工具,以医疗影像的采集、传输、存储和诊断为核心,是集影像采集传输与存储管理、影像诊断查询与报告管理、综合信息管理等综合应用于一体的综合应用系统,主要的任务就是把医院影像科日常产生的各种医学影像(包括核磁、CT、DR、超声、各种X光机等设备产生的图像)通过DICOM3.0国际标准接口(中国市场大多为模拟、DICOM、网络等接口)以数字化的方式海量保存起来,当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用,同时增加一些辅助诊断管理功能[1]。
     在传统PACS应用的基础上,现在行业的关注点已经逐步转移到更深入高端的影像诊断应用,主要内容包括三维重建、多影像融合、计算机辅助诊断等内容。三维重建是使用患者医学检查所获取的一组连续的层片图像(二维检查影像),在一定的算法规则支持下,在计算机上生成虚拟的人体器官或组织的三维形体。多模态影像融合是针对不同类型医学影像检查技术提出的应用需求。多影像融合打破了这种信息隔离,使医生可以多角度综合的研究分析患者的病情,做出更准确的诊断,从而提供更好的医疗服务。CAD计算机辅助诊断技术是在对大量医学影像和诊断分类分析和统计的基础上,建立特定医学影像检查分析决策系统。使用特征提取等图像处理技术获取病人检查的特征数据,与分析决策系统中大量同类检查的统计学数据分析对比,做出影像检查的诊断结论。
1.2 国外发展现状
     近几年来,欧美国家相继开发了医学图像数据,不断探索医学图像可视化技术、使医学图像资源更易于被用户接受,更有效地服务于医学教育和科研工作。例如美国国家医学图书馆的可视化人体项目是美国国家图书馆1986年制定的一项长期计划,这项可视化人体项目的长期目标是创造一系列将视觉信息和符号信息联系起来的知识结构[2]。又如美国EMBBS医学图像数据库的初衷是为急诊和初级看护医生提供一个通讯的场所,同时提供可用于急诊和健康护理的计算机技术,但随着该数据库在网上的发布,他们发现该数据库还可以提供教学和管理信息,该数据库拥有大量使用的临床照片、X光照片、文章、工作指南以及临床信息等。另外还有Florida的病理学者Dr.JohnMinarcik首先开创的肿瘤图像数据库、瑞士的网上健康数据库、美国卡耐基梅隆大学的图像数据库等[3]。未来的医学图像数据库主要是针对在PACS系统下,遵循DICOM标准的海量医疗影像数据进行管理和存储。同时,云计算已经成为新的信息化革命的强大动力,在云计算运用方面,美国已走到了前面,美国的VMW are公司已经设计出了VMW are View软件,该软件能最大限度地实现各地各种资源的协调,极大限度地减少医院管理中各个系统纷杂的麻烦和重复支出,这也是国内医院值得借鉴和学习的地方[4]。
     2 基于深圳市云计算公共服务平台的医院影像系统建立的必要性
2.1 高效安全的云端数据存储为医院的重要数据提供有力保障
     随着医疗机构信息化建设的深入,有些数据对医院正常运行及长远发展的信息将越来越丰富,数据对发展将起到越来越重要的作用,一旦由于意外而丢失数据,将会给医疗机构造成极大的经济损失。
     数据的存储备份和灾难恢复是保证系统安全可靠的基础的要求,对医疗机构网络来说,高可靠性和高可用性是最基本的要求,重要业务数据都存储在网络中,一旦丢失,后果不堪设想,因此,建立一套行之有效的灾难恢复方案就显得尤为重要了。在整个医疗应用网络系统中,由于数据量大,数据出错或丢失是难免的,如果没有事前对数据进行备份,要想恢复数据不仅难度大而且很不可靠,有时甚至根本不可能进行恢复。如果定期对重要数据进行备份,那么在系统出现故障时,仍然能保证重要数据准确无误。
     国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心)提供了强大的容灾备份机制,对于医院的数据安全提供可靠、安全的保障,此项目与深圳云计算中心合作,为医疗系统中数据安全提供新方案。
2.2 以患者为中心,更好地服务就医者,改善医患关系
     作为医疗单位,以患者为中心,回归医疗单位的公益性,以提高服务质量作为服务广大就医者的根本出发点,医院利用云平台,建立医学图像云端存储数据库是非常必要的,可以为患者提供更好更全面的服务。
     随着大量的医学图像数据的产生,如何方便而有效地利用这些数据,提高信息处理效率,成为目前人们关注的焦点。基于云平台的医学图像数据库的建立能够有效地解决此问题。医学图像数据库是把先进的数据库技术、交互技术、互联网技术、云技术、大数据存储技术等结合起来,这种有机结合有诸多优势:能够将各种医学图像数据通过网络进行共享;使用户通过计算机和医学图像数据进行交互;能够通过各种医学图像数据的积累,将病人不同时期、不同模态的图像融合在一起,得到更丰富的信息,以便了解病变组织或器官的综合信息,从而作出准确的诊断或合适的治疗方案,极大地提高医学临床诊断水平;能够为医学培训、医学研究与教学提供坚实基础[5]。
     医院影像数据与超算中心的即时连接和查询给居民提供了很大的便利,让患者足不出户便可查询检查结果,给患者提供了很大的便利。患者也不用担心以前的检验信息丢失,只要有网络,便可随时随地了解自己的健康情况。
     3 基于深圳市云计算公共服务平台的医院影像系统概述
3.1 系统的结构
     图像数据库系统运行,主要由四部分组成,按客户/服务结构模式运行图像数据库管理系统、命令解释模块、图像处理模块和数据库。图像数据库系统和传统数据库系统不同,在数据的扩充上,不仅仅限于增加对图像数据类型的支持,还需要在系统结构的最底层增加对图像的控制和支持[6]。这样,图像数据库按层次划分为:第一层为数据支撑层:负责实现最基本的数据关联和操作,如添加、查询、修改和删除等。第二层为存储与存取数据模型层:将数据转化成具有逻辑性的存储模型进行存取和存储。第三层为概念数据模型层:用户通过接口层的操作转化为对本层数据模型的操作。第四层为图像用户接口层:它直接面向用户,根据用户的需求,系统的查询结果通过接口层返回给用户。 
3.2 系统实现的技术内容
     创建符合PACS系统标准化的图像数据库系统,必须实现以下技术内容:
     ①图像格式标准化:图像格式标准化是图像通讯和交换的必要条件,它包括通讯标准化协议和图像文件格式的标准化。②图像数据压缩标准化:数字图像通过图像扫描仪后,读入高精度的模拟图像,其数据量相当大。为节省存储空间、提高传输效率,图像压缩处理是必不可少的。③图像数据交换的标准化:不同厂商所生产的诊断设备,造成各种设备有关的图像格式、传输方式千差万别。为了让图像在PACS与各种设备之间自由传输、交换,存储在图像数据库里的图像应具有标准化图像文件格式,即DICOM3.0标准。④文本数据交换的标准化:与其它临床信息系统相连接的标准接口是由两部分组成:数据格式与通信协议。对于非图像的信息传输一般采用HL7标准格式。⑤医学术语标准化:各种临床诊断与治疗的记录信息,它包括标准单位、各种定义与分类,有利于医学图像信息的标注与DICOM3.0T图像文件头的定义。
     4 系统的作用
4.1 为患者提供便利
     该项目能够让患者足不出户便可查询检查结果,给患者提供了很大的便利。患者也不用担心以前的检验信息丢失,只要有网络,便可随时随地了解自己的健康情况。
4.2 提高临床检查水平
     通过各种医学图像数据的积累,将病人不同时期、不同模态的图像融合在一起,可以使医生得到更丰富的信息,以便了解病变组织或器官的综合信息,从而做出准确的诊断或合适的治疗方案,极大地提高医学临床诊断水平[7]。
4.3 提高医院信息系统的应用效能
     通过将患者影像资料存储至云端,可以减少服务器的数量,降低系统建设成本,减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈,减少数据传输环节,提供系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。
4.4 节省医院的人力以及办公消耗成本
     采用云端检验数据查询后,用户可无需纸质化验单即可知晓检验结果,既减少了医院的无效人流,缓解医院的拥堵,而且将大量的影像数据存于云端,用户可直接查询检查结果,并将影像资料导出。
     5 结语
     深圳市云计算公共服务平台的医院影像系统是一个创新医院信息化模式、更好地服务于病人的系统。该系统不仅有助于节省医院的人力以及办公消耗成本、节省医院的机房服务器、存储等硬件成本和后期维护成本,而且能实现患者随时查询个人医疗信息的需求,提高了患者满意度。同时,借助于云技术平台,这一应用将会改变传统医疗信息化的发展理念和建设模式,给医院信息系统的发展带来一个新的契机。

参考文献
[1] 中国医院协会信息管理专业委员会. 中国医院信息化发展研究报告[J].中国数字医学,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] 谭志伟.医院信息化管理系统的研究与应用[J].现代医院,2014,14(4): 137.
[5] 吴蓓华,汤士忠,沈 蓓.医院信息系统与社区卫生服务中心的信息共享[J].中华医院管理杂志,2009,25(2):116.
[6] 李翠霞.试析信息化管理给医院带来的效益[J].中国卫生经济,2004,11(23):11. 
[7] 高新军,齐 玲,高 磊.为PACS系统建立完善的图像数据库系统[J].医疗卫生装备,2008,13(23):24.

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