影像信息共享

影像信息共享（精选7篇）

影像信息共享 篇1

1 引言

近年来,随着计算机信息技术的快速发展,图像存档与通信系统(picture archiving and communication system,PACS)也已经在很多医院实施起来,提高了医院的工作效率和医疗水平,取得了很好的效果。同时,由美国放射学会(ACR)和美国电器制造协会(NEMA)建立的用于规范医学影像及相关信息交换的DICOM标准也在不断向前发展。DICOM标准已经被国际医疗影像设备厂商普遍遵循,成为PACS的国际规范[1]。

随着网络信息技术的发展,医学影像信息的共享可以在更广的范围内实现。为了能更充分的利用大量的医学影像信息资源,实现医学影像信息更广范围的共享,要求PACS能够提供基于Web的服务。NEMA和国际化标准组织(ISO)引入了WADO(Web Access to DICOM Persistent object)用于医学图像的传输和显示。WADO为Web PACS的实现提供了一条新的途径,是广域网环境下相对成熟的影像信息共享技术方案。

PACS遵循DICOM标准,HIS采用HL7标准,这些标准只是基础,都只在各自领域内的信息共享中发挥作用,但是远不能满足区域医疗信息的共享。为了改善和提高医疗信息共享水平,北美放射学会(RSNA)与美国医疗信息和管理系统协会(HIMSS)发起了IHE(integrated healthcare enterprise)活动。I鄄HE以现有的标准(HL7、DICOM)为基础,通过制定技术框架文件使流程和标准的使用更加规范[2]。IHE XDS提出了多个医疗机构共享临床文档的技术规范,其基本架构是基于中心注册方式[3]。这些技术规范和框架增强了系统的可移植性和互操作性,IHE已经成为医疗信息交换协议的权威。

但是,由于医学图像的分辨率要求较高,图像数据太过庞大,远距离的传输存储等问题使得区域医学影像信息的共享实施起来面临很多困难。为了解决上述问题,使用户能够更方便快捷的接收、浏览、共享医学数字影像,将最新的压缩标准JPEG2000应用于医学影像信息传输中。本文提出了基于WADO服务和JPIP协议的医学影像信息共享的方案,实现了在广域网环境下快速、方便地传输和共享医学影像信息。

2 基于WADO服务的Web PACS

2.1 PACS与DICOM

PACS是近年来伴随着计算机技术、网络技术和数字成像技术的进步而发展起来的,旨在解决医学图像的采集、存储、传输和显示的医学影像存档及通信系统。医学图像和PACS所必须遵循的标准是DICOM标准,该标准由美国放射学会(ACR)和美国电器制造协会(NEMA)联合制定的。DI鄄COM标准规定了接口的硬件和软件规范,解决了不同设备生产厂家产品的互联问题。虽然DICOM3.0标准不是强制性的国际标准,但是已被各大医疗设备厂商所遵循,已经成为实质上的全球医学数字成像和通信标准[4]。DICOM3.0标准极大地推动了PACS的发展,目前PACS已经能与HIS和RIS很好的融合,形成全院整体化PACS及跨区域的广域网PACS网络。

2.2 WADO服务的交互模型与基本架构

Web PACS具有比普通PACS更多的优点,在Web PACS中任何一个计算机,只要安装Web浏览器并且支持Java应用程序的软件就可以轻松访问远程服务器端的数据。同时,只要设定了相应的安全机制和针对不同用户的访问权限,Web PACS能够突破医院内部局域网的限制在网间使用。在基于Web的PACS中只有客户端提出请求时,服务器才会发送图像数据到客户端,但是客户端并不用保存数据。在宽带网络下这种服务可以提供高质量的及时的图像传输,当带宽很窄的时候可以使用压缩方法,这种技术将在第3部分介绍。

NEMA和ISO引入了WADO用于医学图像的传输和显示,并在2004年正式成为DICOM标准的第18部分。WADO服务涉及到的概念有以下3个[5]:(1)DICOM持续性对象,是分配了具体SOP实例ID作为唯一标识的数据对象,它作为对象被安全保存一段时期。在DICOM标准中,DICOM持续性对象属于复合服务对象对实例。(2)Web客户端,使用互联网技术,通过HTTP/HTTPS协议对DICOM Web服务器上的DI鄄COM持续性对象实现访问的端系统。(3)DICOM Web服务器,是管理DICOM持续性对象,并能根据Web客户端的请求传送对象的服务器系统。

WADO(Web Access to DICOM Persistent object)服务允许客户端通过HTTP/HTTPS协议检索由DICOM Web服务器管理的DICOM持续性对象。WADO服务采用请求——响应模式,如图1所示。查询参数通过http GET方式发送到服务器,然后服务器会返回1个或多个MIME类型的对象。

基于WADO的Web PACS的基本架构包括3层[6],见图2。数据层包含了与DICOM有关的所有数据,客户通过检索中间层获得需要的数据。数据层中运行的PACS服务器负责从各种成像设备或者客户接收图像或报告。为了方便服务所有遵循特定协议的请求,PACS服务器包含了3个数据库:控制数据库、图像数据库和报告数据库。

服务层是Web PACS架构的核心部分,它包含了应用服务器和基础架构服务器。应用服务器可以通过3个组件(Web缓存、HTTP服务器和J2EE)实现Web的内容供应和应用支持以及后台应用通信等功能。基础架构服务器则处理用户身份验证等各种规程。

客户层包含各种可以运行Web浏览器,支持网络服务和后台应用程序的用户终端。

3 JPEG2000与JPIP

尽管PACS的网络化极大地方便了医学影像信息的共享,但是由于医学影像的数据十分庞大,在有限带宽和时间的限制下必然影响到影像共享的效率。尤其是在远程诊断中,及时传输信息更加重要,因此,医学影像数据的压缩技术和快速、准确的传输具有重要意义。

3.1 JPEG2000的特点与压缩的基本原理

JPEG2000作为新的静止图像压缩标准具有比JPEG更多的优点,该标准所具有的一些重要的特征有:卓越的低比特率性能,无损和有损压缩之间良好的兼容,像素精度和分辨率的渐进式传输,感兴趣区域编码开放性体系等[7]。

JPEG2000与传统JPEG最大的不同在于JPEG采用离散余弦转换(Discrete Cosine Transform)为主的区块编码方式,而JPEG2000采用以小波转换(Wavelet Transform)为主的多解析编码方式。小波转换的主要目的是要将影像的频率成分抽取出来。

JPEG2000实现了渐进式传输,这是它的一个极其重要的特性。渐进式传输可以先传输图像的轮廓,然后随着数据的逐步传输,图像的质量不断提高,越来越清晰,这在网络传输中有重大意义。同时,JPEG2000支持“感兴趣区域”,是指用户可以选择图像中自己感兴趣的部分,指定其压缩质量还可以选择指定部分先解压缩,这样实现了交互式传输。

原始图像数据首先进行画布坐标标定,首先被划分为不同的分量(component),然后将画布区域分为大小相同的矩形块(tile)或区(precincts),如图3(a),周围边界可能有所不同。随后进入JPEG2000的核心阶段之一:离散小波编码(DWT)。各个块单独地进行DWT分析,形成不同的分辨率级别,每个分辨率级别中含有4个带(LL、LH、HL、HH),如图3(b)所示[8],这样就可以实现分辨率递进功能。然后是第2个核心阶段:嵌入式优化截断编码(EBCOT)。首先对各个子带进行量化,然后进行码块划分和熵编码,最后码流将以封包流(pack-stream)的形式传输。

3.2 JPIP协议

JPIP协议是JPEG2000的第9部分,JPEG2000标准只是描述了编码流的语法,将被压缩的数据适合的存储在文档中,JPIP扩展了JPEG2000的多分辨率和空间随机访问特性,对智能浏览客户交互式的访问远程图像数据进行了标准化。

一个数字图像文件中除了图像数据之外,还包含一些“头”信息,例如患者的基本信息、图像的空间分辨率以及图像的采集信息等,我们把这些信息称为元数据。JPIP采用Databin的形式封装编码流,每一个Data-bin中都包含了一个Tile或Precinct中的所有数据以及用Box封装的元数据。

JPIP协议是基于客户服务器环境的,其结构和交互方式如图4[8]所示。客户端并不直接访问压缩文件,而是用简单的描述性语法生成JPIP请求,这些请求定义了客户端应用程序感兴趣的空间区域、分辨率级别和图像质量等。这样做的好处有[9]:(1)JPIP请求可以被包含进HTML网页的URL中;(2)JPIP请求可用于提取非JPEG2000文件中的感兴趣区域,此时服务器需提供转换格式的功能。为了避免重复传输已传输的码流,服务器端包含了客户端的缓冲模型。

流技术可以在低带宽网络上快速显示图像,JPIP通过标准化数据流,任何智能浏览客户端可以从任何JPIP服务器上随时随地交互式地访问医学图像。

4 系统原型设计及相关流程

通过对WADO服务和JPIP协议的分析和研究,考虑到医学图像的高分辨率要求和体积的庞大,为了便于区域影像信息的共享,我们参考了国际上医学影像信息共享的IHE XDS-I技术规范,设计了基于WADO和JPIP的网络交互式医学影像信息共享的方案。通过标准化的数据流的方式,基于消息的模式来广域、快速、准确的实现医学图像的访问。其具体架构如图5所示。

XDS-I技术规范描述了DICOM图像在XDS中归档和检索的方法。我们参考XDS-I模型,系统并不是对每一个DI鄄COM图像单独进行注册登记,而只是将图像的简单摘要以KOS(key object selection)的形式提交给XDS注册中心。基于WADO和JPIP技术的网络交互式医学影像信息共享的具体流程如图6所示。

客户端发送XDS查询消息查找候选图像文档及其URI,XDS注册池返回查询结果,客户端根据查询结果进行检索。接收到注册池返回的DICOM KOS列表后对其进行解析,得到PACS服务器的URI。然后客户端发送WADO GET消息到专用的JPIP服务器,JPIP服务器生成低分辨率的图像码流传送给客户端。客户选取感兴趣区域后由客户端生成相应的JPIP请求返回给服务器,最后服务器生成相应区域的码流传送给客户端,客户端对码流进行解压绘制,显示图像。

因为JPIP提供了在不同网络带宽环境中有效地传输JPEG2000数据的功能,此方案可以满足在低带宽的环境中快速显示图像的需求,同时医生可以根据需要选择感兴趣的区域进行优先显示,实现了快速交互式访问医学影像。

5 结论

随着数字化成像设备的快速发展,医学图像在医疗信息中占有越来越重要的地位,因此,实现区域医疗影像信息快速、准确地传输和交互式访问具有重要意义。本文通过研究WADO服务和JPIP协议,参考国际IHE XDS-I技术规范,提出了基于这2种技术的医学图像信息的传输共享方案,实现了区域医学影像信息的高效利用。

此方案所具有的优点有:(1)简化了客户端,通过智能移动客户端可以随时随地进行医学图像的浏览,实现了在广域网环境下快速访问医学图像。(2)采用基于小波变换的JPEG2000压缩标准,不仅实现了渐进式传输,而且提供感兴趣区域的优先访问,即使在较低网络带宽环境下也可以快速的访问图像。同时,这个方案也为具有图像使用能力的HER及远程医疗的发展和实施提供了参考价值。

参考文献

[1]贾克斌.数字医学影像处理、存档及传输技术[M].北京:科学出版社,2006.

[2]郑建国,钟国康,谢秀秀,等.IHE互操作性实现机制的研究[J].中国医学计算机成像杂志,2009,15(2):189-194.

[3]郑西川,吴允真,夏新.IHE XDS与医学影像区域共享相关问题研究[J].医疗卫生装备,2009,30(7):48-50.

[4]王中锋,徐明.PACS设计与实现中的几个关键问题[J].计算机工程与应用,2001,16:155-161.

[5]董俊斌.基于WADO的Web PACS的设计与实现[D].中山:中山大学,2009.

[6]George V.Koutelakis,Dimitrios K.Lymperopoulos.PACS throughweb compatible with DICOM standard and WADO service:Advan-tages and implementation[J].IEEE Transactions on InformationTechnology in Biomedicine,2009,13(1):2 601-2 605.

[7]Asad I,Fehmi C,Mohamed M.JPEG2000 for Waieless Applications[C].//Application of Digital Image Processing XXVI.Bellingham,WA:Proceedings of SPIE,2003:255-271.

[8]刘宏,郭秀花,李坤成,等.基于离散小波变换的JPEG2000标准对肺部CT图像的污损压缩[J].北京生物医学工程,2008,27(4):382-384.

[9]田媛,张建国.基于JPIP协议的高分辨率DICOM医学图像的无线传输与显示[J].中国医疗器械杂志,2006,30(4):299-301.

影像信息共享 篇2

区域医疗协同中,临床医生对病人放射影像信息的需求导致了区域医疗信息系统影像信息共享有很大需求,远程医学影像咨询、远程教育以及病人医疗信息协同,医学影像信息共享对医疗质量的提升有重要意义。目前面临的主要问题是病人影像区域化要求不断增加,而大量数字化放射影像仅仅局限于本地内部不能实现信息共享。医学影像的数字化给病人、临床医生以及检查科室都带来了挑战,传统的胶片不能满足现代临床诊断对大量图像需求,也不能提供影像不同角度显示(窗宽窗位调整、对比度调整等)以及三维影像重建功能。早期替代胶片的解决办法是使用磁盘(或光盘)传输介质以达到医学影像信息共享,但由于缺少软件显示标准导致了影像显示软件环境的混乱。基于广域网的影像信息传输由于涉及安全性和保密授权机制,医学影像共享一直是区域医疗协同信息支持面临的挑战之一。

为了在确保医疗诊断质量的同时实现医学影像的传输安全,并且架构上易于实现,许多组织提出了一系列标准和解决方案。IHE(集成健康组织:Integrating the Healthcare Enterprise)在这方面扮演了重要角色。IHE在与放射影像相关许多领域定义了IHE技术框架,早期的放射信息共享方案描述了部门及组织之间互操作的解决方法,学术界产生了一系列介绍IHE及其架构原理的论文,目前,IHE已成为区域医疗多种信息互操作的技术架构标准组织。IHE技术架构基于医疗机构日常工作事务处理工作流模型,分“角色”(Actors)和“事务”(Transactions)进行描述。IHE角色是产生或处理数据信息的应用系统或系统一部分,角色通过IHE事务共享医疗数据信息。新的IHE集成方案包含了早期方案定义的角色和事务,考虑了模型的复用性以及在已有标准基础提供更成熟、有效的技术解决方案。在医学影像区域性交换共享中病人标识识别方面PDQ(Patient Demographic Query:病人统计信息查询)和PIX(Patient Identifier Cross-Reference:病人标识交叉参考)特别重要。本文我们论述区域医疗信息协同中医学影像数据共享的现状以及未来面临的挑战。

1 区域影像信息共享解决方案

1.1 以磁(光)盘做传输介质的影像共享

传统的胶片影像与纸张报告已无法满足现代医学对影像的要求,胶片的高成本、影像的可及性以及胶片影像产生过程耗时费力导致了医学影像数字化,而且胶片影像也不能进行窗宽窗位与对比度调节。自然地,以磁盘(光盘)作为传输介质替代胶片实现病人影像信息或报告信息传输共享,就成了一种有竞争力的解决方案。磁盘介质便宜,技术上易于读取,只要有电脑就能阅读。即使最简单的光盘,也有足够的容量能够包含病人多个检查影像数据容量。其生产成本低,拷贝复制也非常容易。由于盘片体积小重量轻,邮寄或者病人携带十分方便,尽管盘片阅读受限于所在电脑,由于其成本较低,医院影像科室愿意采用这种方式解决医学影像共享问题。阻碍磁盘介质影像信息共享的是缺乏标准兼容性,保证医学影像兼容最初的标准是数字化医学成像和通讯标准DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)。为了在检查中能够浏览和分析病人的影像,磁盘上应当包含病人一组DICOM影像,这些影像的实际格式、发布组织以及介质内容,往往不同厂商发布的介质包含有非DICOM标准信息,对于医疗机构,这些信息的阅读就十分困难,影像浏览软件五花八门使用不直观,妨碍了盘片介质医学影像的传输。这一问题的解决导致了IHE放射技术标准PDI(Portable Data for Imaging)的出现。标准化影像大大改善了上述状况,兼容IHE PDI医学影像迅速增加。尽管影像增加及归档、盘片介质内容浏览以及盘片介质生产仍有许多工作要做,影像数据格式的标准化使这一问题解决前进了一大步,目前比较普遍的是两种格式DICOM以及JPEG标准格式。IHE IRWF(Import Reconciliation Workflow)标准提供了将磁盘影像加入本地影像PACS系统的解决方法。该标准提出了包括磁盘介质不同图像源医学影像技术架构,与PDI协议一起,提供了磁盘影像传输进行影像信息共享的解决方案。这些标准减少了人工干预,提供了将磁盘影像自动加入到本地PACS系统的方法,同时能保持本地系统病人标识与磁盘影像及报告数据正确关联。

尽管使用存储介质传输医学影像实现信息共享是一种合理的方法,但这种方法存在许多缺点:(1)受物理空间的限制,依赖于传递服务商或者病人携带,当临床医疗需要在短时间内实现影像共享时,明显存在不足,特别是目前区域医疗协同、疑难会诊等需求越来越多;(2)受到系统保密性的限制,许多医疗机构计算机不允许安装外来的未经测试的软件,不允许工作的计算机接收外来盘片所携带的影像,由于安全性的要求,使得这种方案实施起来存在不少困难。

1.2 基于广域网的医学影像数据共享

作为现代信息共享的主要手段,基于广域网Internet的医学影像信息传输共享是一种较为理想的解决方法,通过Internet网络传输医学影像,具有不受时间、地点限制等特点。由于医疗信息具有私密性以及要求信息可验证等特性,这增加了通过Internet传输医学影像的复杂性。医学影像数据管理过程涉及3个方面:(1)数据源的数据传输格式,要求将源数据转换为可传输的标准格式;(2)要求数据格式与特定的管理系统相分离,对已存在的数据能有一种通用的显示方式;(3)确保在目的系统中影像数据与病人信息显示的一致性,这对病人的临床检查过程有帮助作用。病人的健康数据形式多样,有文本、数字、图形图像等。为了将这些信息集成起来,过去多年来,国内外一直在研究和开发电子病历系统,同时也产生了各种数据归档和传输标准,不同信息系统之间的数据交换标准不断出现。在这些标准中,HL7提供了数据交换、集成与检索的框架,IHE提供了异构信息系统的集成技术架构,通过临床医疗信息工作流分析,结合这些标准,可以开发基于广域网的不同医疗机构信息共享更加有效的解决方案。IHE提出了一组不同医疗机构之间信息共享的技术框架。包括:临床文档共享XDS(Cross-Document Sharing)、医学影像文档共享方案XDS-I。其中:XDS包括2个版本:XDS-a与XDS-b。XDS-a是在Internet环境下3W服务医学文档信息共享的技术方案,它已经使用了若干年,其中一些技术已经广泛使用成为标准。XDS-b结合WEB服务标准进行了再开发,是一种被广为接受的医学信息文档广域网传输共享解决方案。

(1)XDS与XDS-a

建立XDS技术框架的目的是提供所有种类医疗文档(包括医院内部的电子病历以及病人个人电子健康记录PHRs)信息共享的标准化方法手段。IHE XDS描述了IHE角色、产生病人医疗文档的文档源(Document Source)以及作为文档使用者的文档消费者(Document Consumers)。同时,它也描述了用于管理病人标识的文档注册数据库以及存储共享交换文档的文档缓冲数据库,如前所述,IHE PIX及PDQ技术标准是不同信息系统中病人标志一致性的重要标准,IHE注册数据库按照这些标准实现共享医疗文档的医院之间病人标识的一致。XDS文档包括了传统的文本文件、使用了结构化内容定义的文件以及各种HL7临床诊疗文档(HL7Clinical Document Architecture:HL7 CDA)。由于XDS没有包括医学影像DICOM文件的共享方法,XDS-I作为XDS的扩展包括了影像文件共享的实现方法。

在以XDS技术框架为基础的方案中,临床文档被上传到临床文档共享池(Document Repository)中进行共享交换,其结果是病人的临床文档在共享池里存在一份镜像拷贝。只要临床文档进行了注册提交,就能在联网的区域医疗机构实现共享。XDS共享解决方案诞生于几年前,其技术已经有些过时,然而它所描述的工作流机制一直没有发生变化,其技术实现方法一直卓有成效,为了同其以后的版本相区分,它被称为XDS-a。XDS工作流示意如图1所示。

(2)XDS-I

由于医学影像数据的特殊性,基于DICOM标准的影像数据共享日益成为医学信息共享的突出问题。对于病人临床文本文档的区域共享与传输,XDS是一个很好的解决方案,但医学影像信息数据量大,对网络带宽要求高,显然,如果在临床文档共享池内保存病人的医学影像副本,其存储空间和网络带宽将使整个系统难以实现,为此,XDS模型需要进行改进。改进思路是:医学影像源文件不保存在文档缓冲池中,而是只保存可共享影像文件的摘要清单,原始影像由产生它们的本地系统归档保存,需要共享时通过文件的摘要描述得到其地址指向,通过其地址调用医学影像源文件实现文件传输共享。

XDS-I模型工作流架构示意如图2所示。病人在节点A进行医学影像检查(医学影像文档源),在该影像信息系统中,发送病人影像文件清单及影像文档源的地址到文档缓存池;影像文件清单摘要信息以标准文档格式永久保存在文档缓冲池中,同时通过注册程序进行注册登记,以向所有需要共享该影像文件的联网单位通知该病人存在影像文档以及其归档地址。当病人在节点B就诊时,就可以使用XDS-I影像文档消费者角色(Imaging Document Consumer)查询注册数据库获得影像文档相关信息,从缓冲池中得到文档清单信息,并从节点A以WADO协议通过WEB方式取得影像源文件,或者使用DICOM C-move请求取得病人医学影像文件。文档注册数据库是一个中间数据库,它标识了医学影像文件是否存在以及文件的具体地址位置,医院A和医院B可直接进行影像文档交换共享。

(3)XDS-b

如前所述,随着广域网的迅速应用,Web Service已成为医疗机构内部以及跨医院医疗信息交换的技术手段。许多业务领域采用Web Service作为医疗数据交换与业务集成的解决方案,在此技术架构下,采用的标准包括:简单对象访问协议SOAP(Simple object Access Protocol)、基于消息的XML交换协议以及其它以系列相关协议(如:MTOM、eb XML、WSDL等)。XML提供了应用项目中数据的标准化定义手段,在其他应用中也能正确解析这些数据;WSDL定义了数据交换时的接口方法;SOAP提供了基于XML方式两个系统之间消息通信方式,其主要特点是独立于需要进行通信的应用程序实现语言,这些Service使不同软件应用业务逻辑通过通信接口进行数据交换,与传统的模型相比,带来了软件开发效率的提升,应用软件复用性提高,标准化程度加强。业务应用可简单地“组装”成通信服务,完成所期望的任务。XDS-b与XDS-a之间的差别是,XDS-a没有包括医学影像文档的共享,需要XDS-I作为补充。而XDS-b包含了影像信息的共享内容。

2 医学影像区域共享应用进展与面临的挑战

我们处于Internet时代,基于Web技术的信息共享正在改变着现代医疗的方式,区域医疗信息共享已经成为人们生活得密不可分的部分。尽管DICOM使用标准的internet机制,理论上它能适用于内部网络和广域网,但在广域网开发中仍有许多独有的特点,广域网中点对点关系的建立显得特别重要。在应用XDS的广域网应用域内借助于DICOM实现医学影像共享,每一个影像文档源或消耗者必须具有唯一的名字,必须知道对应的文档源(提供者)和文档消费者的唯一地址。这样增加了文档提供者和消耗者管理的管理工作量,人们期望通过应用XDS技术架构来实现。另外,DICOM应用在Internet环境下要求Internet网络地址是静态可直接访问的,而现代Internet网络中动态地址分配技术也使DICOM的应用存在新问题。DICOM协议作为企业内部影像传输标准难以适应企业之间的影像传输,广域网之间的影像传输与共享采用分布式XDS-I技术架构,WADO作为DICOM标准在Internet的实现提供了临床医生直接多点访问分布式医学影像的技术手段。它是一个广域网环境下相对成熟的影像信息共享技术方案。

个人健康档案(PHRs:Personal Health Records)是用户管理和保存自己健康信息的手段,近年来受到重视,它提供了健康信息交换共享的理想方法,能为病人带来许多好处并直接受到病人自己的控制。理想情况下,病人可建立自己PHR的保护密码,在就诊过程中,可通过授权将自己的PHR导入到本地的电子健康档案EHR中,在不同医院的就诊医疗中,借助于Internet广域网,病人的PHR信息应当是容易获得的,并且受病人自己的控制,医学影像是PHR信息的一部分。无论病人的心理还是技术方面PHR都有许多工作要做,目前国内许多电子健康档案工程比较关注病人的文本信息,内容包括门诊处方、医疗检验等信息,一般以上传方式存储在数据中心,尽管医学影像是病人健康档案的重要部分,但目前几乎没有成功实现医学影像共享的相关案例。目前需要对PHRs进行拓展,由于医学影像涉及用户授权,使用者之间需要建立复杂的信任关系,其管理机制比文本信息管理更加困难,更具挑战性。

上海市众多人口(常住人口1800万)居住地越来越远离市中心,而全市的480所医院及诊所不均匀地分布在19个城区,那些规模较大、医疗水平较好的医院大部分聚集在市中心。这种区域间医疗水平巨大差异和医疗资源的极不平衡已经愈加明显。目前,上海正在发展以社区医疗中心(一级)服务为基础、地区中心医院为依托、综合和专科(三甲)医院为支撑的三级医疗健康保障体系。由于缺乏统一的规划和没有数字医疗(影像网络)系统(如EHR)的支持,在各医院的就医病人的诊治资料信息不能在这些医院共享并进行交换,往往重复检查,增加了病人就医负担和身体伤害,并造成医疗资源的浪费。因此,政府采取了一系列措施,鼓励患者先就近到一级或二级医院就医,根据病情有必要的话再转院至二级或三级医院,同时启动关于电子健康记录系统的医疗信息共享交换项目,解决关键技术难题。上海申康医院发展中心于2007年开始进行“医联工程”建设,以实现申康中心下属23家市级医院之间对就诊患者的诊疗信息共享,推进所属医院的信息化发展水平。目前采用全部医疗信息上传到医联中心模式实现下属23家医院病人HIS信息、LIS信息和医学影像信息共享。下一步医学影像区域共享有必要采用的符合国际IHE XDS技术框架的XDS注册和存储系统,可进行XDS系统内各医院间的医疗信息共享交换管理,还可通过网格技术实现不同区域或医院集团的XDS系统间的医疗信息共享交换。XDS系统支持医院集团建立对所辖医院的患者医疗信息注册和存储中心,实现所辖医院间的患者医疗信息共享交换;并在需要与医院集团外部医院进行诊疗信息的共享交换时,仅将相关患者的信息对外进行共享。这样既保持了医院集团自身医疗信息管理的独立性,又能实现患者信息的对外共享交换和管理。

3 结论

最近几年医院放射信息急剧增长,医学影像的区域共享成为区域医疗信息系统建设的热点和难点。通过传统胶片传递医学影像信息的手段已经过时,区域医疗系统需要数字化医疗支持,并且能得到即时医疗。在电子化医疗信息交换方面国内目前还处于起步阶段,IHE技术规范得到了广泛关注。国际上,许多厂家都在研发或者推出自己的经IHE测试的医学影像产品,特别是PDI和XDS方面,一些厂家的产品本身提供了许多功能。XDS不仅在加拿大得到应用,在全世界几乎成为国家卫生信息电子交换项目的基础。美国国家卫生信息标准组织已经把XDS作为电子健康档案的强制性认证标准,要求用户在选择自己的电子健康档案产品时,把产品是否支持XDS作为购买的必备条件。

基于磁盘介质的影像信息传输方案在标准的兼容方面提供了有用的机制,但广域网的普及为影像信息共享提供了更加便捷的技术手段。面对Internet,医学影像信息传输过程的安全保密、审计验证等都遇到问题,IHE为这些问题提供了标准化得基于网络的框架,IHE XDS和XDS-I为医疗机构区域医疗信息共享提供了技术框架。本文讨论了使用XDS技术规范的区域信息共享实现方案,同时对我们正在参与的医联工程项目进行了医学影像信息共享结合上海特点提出了发展建议,以期对区域医疗中影像信息共享方案建设起到参考借鉴作用。

参考文献

[1]Integrating the Healthcare Enterprise:IHE IT Infrastructure Technical Framework.Vol 1(ITI TF-1),Integration Profiles.Rev 4.0.Chicago,IL:American College of Cardiology,Health Information Management Systems Society,and the Radiological Society of North America,August 22,2007.Available at:http://www.ihe.net/Technical_Framework/.Accessed June 24,2008.

[2]Siegel EL,Channin DS.Integrating the healthcare enterprise:a primer.I.Introduction.RadioGraphics 2001;21(5):1339-1341.

[3]Hacklander T,Martin J,Kleber K.An open source framework for modification and communication of DICOM objects.RadionGraphics 2005;25(6):1709-1725

[4]Fetzer DT,West OC.The HIPAA privacy rule and protected health information:implications in research involving DICOM image databases.Acad Radiol 2008;15(3):390-395.

[5]Ratib,0,Swiernik,M,McCoy,J.M.From PACS to Integrated EMR[J],Computerized Medical Imaging and Graphics,2003,27(2-3):207-215

[6]Noumeir R.Achieving Real Interoperability with Integrating Healthcare Enterprise Process[M],2005 International Hospital Information Technology Forum and Chinese Hospital Information Network Conference,223-231,July,2005,Beijing

[7]郑西川,秦环龙,张建国等.PACS电子病历远程临床信息共享平台研究[J],医疗卫生装备,28(3):39-41,2007

[8]郑西川,秦环龙,张建国.跨医院患者临床信息数据访问方案的实现[J],医疗卫生装备,28(7):41-43,2007

区域医疗影像共享平台建设的探讨 篇3

关键词：区域医疗卫生,医疗影像,共享平台

1 区域医疗影像共享平台概述

区域医疗影像共享平台是指区域范围内多家医疗机构联网, 实现区域范围内医疗影像的集中存储和管理、医疗影像 (包括其他检查) 资料的全面共享, 可供卫生管理部门、疾控、临床、病人方便地调阅的网络信息系统。区域医疗影像信息系统作为区域卫生信息解决方案的重要组成部分, 可以实现医疗资源合理分配。

2 区域医疗影像共享平台建设原则

第一, 科学及标准性原则:整体系统将遵循DICOM 3.0、HL7、IHE、HIPAA安全责任法规、国际疾病分类标准ICD-10/ACR等国际标准, 符合卫生部《医院信息系统功能规范》。

第二, 实用性原则:充分满足社区医院对于医疗影像资源进行纵向整合的需求, 医疗影像科室内部管理统计等功能, 为领导提供查询, 为医、教、研、管提供快速、准确、实时的高质量的医疗影像及诊断报告及管理等综合信息。

第三, 整体性原则:遵循系统的整体设计、分步实施原则, 全面体现区域资源整合医疗影像系统功能, 分步实施各相关系统。

第四, 一致性原则:遵循医院信息化建设的整体性和一致性原则, 区域资源整合医疗影像系统作为卫生行政主管部门资源整合信息化工作的一个组成部分, 应以EHR为中心, 使区域资源整合医疗影像系统和医院HIS完全无缝融合, 达到一次性医疗影像、诊断信息的调阅。充分体现以EHR为中心的医疗影像信息存储与共享。

3 区域医疗影像共享平台功能

区域医疗影像共享平台采用对市级以上医院数字化医疗影像及其报告、社区医疗影像及其报告数字化分步存储管理的方式, 实现医院与医院、医院与社区、社区与社区间影像及报告的互相调阅。通过与卫生信息平台的连接, 实现一方录入, 多方使用, 实现区域内医疗卫生信息共享和有效利用, 医疗卫生业务协同和科学整合, 为人民群众提供丰富的医疗卫生信息服务。一方面提高医疗服务质量和医疗诊断水平;另一方面, 进一步丰富和完善居民电子健康档案, 切实解决群众看病就医问题, 改善民生。该系统主要包括:区域医疗影像存储数据中心与交换中心、社区医疗影像会诊中心、社区卫生服务医疗影像共享系统和医院医疗影像共享系统四大模块组成, 其功能如下:

第一, 区域医疗影像存储数据中心与交换中心:各医院、社区的医疗影像及视频信息, 如:CT、核磁共振、X数字医疗影像等, 应用PACS, 通过区域化多级分布式存储管理架构方式, 实现数字化传输、集中存储和管理调用, 使得数字医疗影像信息服务于各家医院、社区卫生机构、市民, 满足社会各方面对医疗影像数据的互联互通的需求。

第二, 社区医疗影像会诊中心:公立社区卫生机构的医疗影像图片上传到医疗影像会诊中心, 由会诊中心专家出具诊断报告, 并通过网络诊断结果回传到社区。充分利用卫生资源, 社区卫生机构不再聘用读片医生, 病人在社区卫生机构即可接受远地专家的会诊及其指导。

第三, 社区卫生服务医疗影像共享系统:将医疗影像查询模块嵌入在社区医生工作站, 向区域医疗影像共享平台执行查询, 获取查询结果, 医疗影像服务模块数据源数据写入医疗影像缓存, 并转换为医疗影像阅读器支持的格式, 工作站的医疗影像阅读器呈现获取到的医疗影像;另一方面, 社区医疗影像采集模块每日晚上将本社区当日医疗影像 (主要是PACS) 资料上传至区域医疗影像存储数据中心, 做到数据的共享。

第四, 医院医疗影像共享系统:将医疗影像查询模块嵌入在医生工作站, 向区域医疗影像共享平台执行查询, 获取查询结果, 医疗影像服务模块数据源数据写入医疗影像缓存, 并转换为医疗影像阅读器支持的格式, 工作站的医疗影像阅读器呈现获取到的医疗影像。考虑到医院医疗影像数据量较大, 各医院只上传医疗影像索引信息, 医院医疗影像数据索引采集模块, 将医院当日新增医疗影像数据上传至区域医疗影像存储数据中心, 做到数据共享。

4 区域医疗影像共享平台与HIS/EHR数据交换

居民电子健康档案 (EHR) 的影像上传途径:医院PACS或社区MINI-PACS接收到影像设备产生的影像并保存;由前置机提取影像的相关信息 (而不是影像本身) 发送到卫生信息中心。

居民电子健康档案 (EHR) 的影像访问途径:医院/社区卫生中心通过现有的区域医疗平台的EHR阅读界面从卫生信息中心查询病人及其医疗信息, 发出调阅影像的指令;通过卫生信息中心定位影像所在的医院 (或影像中心) , 通过该医院 (或影像中心) 的影像服务前置机, 响应用户指令, 从本处PACS里拉取影像;再由前置机生成用户视图, 通过卫生信息中心被EHR阅读器拉到用户界面显示。

远程影像诊断的影像传输途径:社区卫生中心生产的影像进入本地的MINI-PACS暂时保存;会诊中心的诊断终端可以立即从社区卫生中心的MINI-PACS拉取影像进行诊断并写报告;在空闲时段 (夜间) , 社区卫生中心的MINI-PACS把影像传送到影像中心长期保存;如果会诊中心再次需要病人的既往影像检查, 诊断终端从影像中心拉取。

医院内部影像的操作通过医院的PACS系统传输、存档、展示。

5 区域医疗影像共享平台效益分析

5.1 经济效益分析

区域医疗影像共享平台很好的改善了现有医疗资源缺乏的状况, 实现了各级医院机构区域影像信息共享, 加强了医学信息同城互认, 有效降低了社会医疗费用支出和医疗费用, 推进了医疗卫生体制改革, 节约了政府卫生资金投入。

5.2 社会效益分析

区域医疗影像共享平台进一步贯彻了惠及民生、服务优先的原则, 改善了社会关注、群众关心的“看病难, 看病贵”的现状, 加强了卫生资源纵向和横向的整合, 实现了医疗中心与社区卫生服务中心的信息共享, 加强了医疗机构之间的相互协作, 使医院和社区卫生服务中心分工与配合更加的科学和合理。

参考文献

[1]万莹.区域医疗信息共享协同平台技术研究及应用[J].中南大学.计算机技术, 2012.

[2]刘奇等.基于电子病历的远程区域医疗平台设计[J].中国医疗器械杂志, 2009.

影像信息共享 篇4

关键词：遥感,polling,数据共享

随着社会对信息数据的巨大需求, 遥感卫星数据量呈爆炸式增长, 同时, 遥感应用对数据的巨量需求, 推动了遥感影像处理技术的不断发展。近年来, 在国家大力支持下, 遥感卫星在我国社会生产和生活中的应用越来越广泛。随着科技的进步, 遥感卫星数据的分辨率越来越高, 包含的信息也越来越多, 存储容量也随之增大, 一景数据量甚至达到GB以上。遥感卫星数据的另一个重要特点是存储比较集中, 因此如何将成千上万景遥感卫星数据高效、安全地共享给有需求的用户, 是如今遥感卫星数据共享研究的重要课题。

目前, 下载需要的数据广泛采用的是查询-订购-下载技术。用户将需要下载数据的信息发送给中心服务器, 中心服务器根据用户要求查询数据库并把查询结果反馈给用户, 用户根据中心服务器返回的结果再进行详细的筛选, 选择想要下载的数据并向中心服务器发送下载请求, 然后开始下载数据。数据的下载采用PULL模式。

1 相关研究及存在的问题

传统的遥感卫星数据下载策略是用户只能从中心服务器下载数据, 如果成千上万个用户同时从中心服务器下载数据, 中心服务器就会因超负荷运行宕机, 导致整个数据共享系统瘫痪。为了解决单个服务器的瓶颈问题, 产生了P2P网络拓扑结构 (对等网络) , 也是目前大文件下载普遍采用的网络拓扑架构。在P2P网络拓扑架构中, 每个节点都把文件共享出来供其他节点下载, 文件不只存储在中心服务器中, 而是分布存储在各个节点中, 节点之间可自由建立连接进行文件传输。用户在下载文件时, 可直接与存有该文件的节点建立连接, 进行多线程并行下载, 缩短了文件下载的时间, 提高了网络资源的利用率, 从而高效的解决了中心服务器面临的存储容量瓶颈问题以及多用户同时下载造成的资源瓶颈问题。

在基于对等架构的策略中, 每个拥有遥感卫星数据的Peer都把自己的数据共享出来供其他Peer下载。当其中一个Peer (假设为Peer A) 查询要下载的数据时, 中心服务器会返回拥有该数据的所有Peer的列表和详细信息, 然后A和用户列表中的用户直接建立连接, 从这些用户的资源中并行地获取自己想要的数据。每个Peer既是客户端也是服务器, 最大程度地减轻了中心服务器的压力。

虽然遥感影像数据的下载采用了P2P网络架构, 但是由于每个节点的网络传输能力不同, 所以容易产生下载相同大小的数据块时每个Peer的消耗时间不一。例如, 节点A的传输能力比节点B的传输能力要强很多, 则A在传输完成时就会与客户端断开连接, 进入空闲状态, 而B节点的数据还没有传输完成, 从而影响整景遥感数据的下载用时, 同时也降低了网络资源的利用率。

由于每个节点的网络环境不同, 因此基于P2P网络结构的遥感卫星数据下载存在不足。基于此, 提出了P2P网络拓扑结构和Polling机制相结合的策略, 采用数据拉取模式来提高各个节点网络资源利用率, 从而缩短遥感卫星数据的下载时间。

2 基于Polling机制的遥感数据分发策略

2.1 数据查询

通过数据查询模块, 用户可以根据个人需求, 筛选出自己需要的数据。数据查询模块包括检索、浏览、贴图等功能。通过数据检索功能, 用户可以根据数据的景号、地理坐标区域、卫星名称、波普特征、空间分辨率、成像时间、轨道号、云量等遥感卫星数据特征筛选出自己需要的数据;通过浏览功能, 用户可以从筛选后的结果中任意选择一个来查看该卫星数据的详细信息, 包括卫星数据的基本特征信息、缩略图、拍摄时间、接收时间、经纬度信息, 方便用户更直观地查看卫星数据的详细信息;贴图功能, 主要是将遥感卫星数据的缩略图在地图中显示出来, 使用户对所选数据有个大概的认识。

2.2 数据下载

遥感数据的下载是整个系统的核心, 数据下载的基本步骤为:用户选择要下载的数据并将数据的基本信息和下载请求信息发送至中心服务器, 中心服务器根据卫星数据信息查询数据库, 筛选出拥有该数据的所有节点的详细信息, 将这些信息返回给用户, 然后用户与其他节点建立连接进行数据传输。

下载机制的主要目标是根据节点的不同情况合理地为用户分配任务, 使每个节点都能流畅地进行数据传输。为了直观地说明Polling机制下载数据的传输过程, 假设拥有数据A的用户个数为N, 即可用节点个数, 同时也是资源总个数, 将可用节点个数N设为一个轮询周期。由于每个节点的传输能力不同, 所以在一个Polling周期内按照节点的传输能力为每个节点安排与其传输能力相当的数据块。如果在一个轮询周期, 第一节点分配了5个数据块, 则第一个周期它下载1-5块, 下载完后, 下载p+1-p+5 (p为可用节点个数) , 依次类推。在每一个轮询周期中, 给每一个节点分配固定的存储区域。一个节点下载完一个轮询周期的任务之后, 接着下载下一个轮询周期的任务, 这就是基于轮询的下载机制。

需要说明的是, 每一个轮询周期中分配的任务量不是固定不变的, 需要根据每个节点的网络状态采用奖惩算法进行调整。不管怎么调整, 每一个轮询周期所分配的任务总量都是比较少的, 总量下降了, 每个可用节点被分配任务的平均数也相应减少了, 这是轮询机制的优点。每个Serving Peer分配到的下载任务更少, 这相当于微分, 尽可能的细分任务, 然后根据每个可用节点的网络状态为其分配合适的任务量, 从而减少了对每个可用节点的依赖。如果某个可用节点出现问题, 马上会有另一个可用节点填补上去, 从而确保了整个传输机制的健全性。

3 性能比较

本系统的测试在小局域网内进行, 通过向网络中逐渐加入新用户来收集需要的数据节点, 提升下载速度。遥感数据在C/S模式、传统P2P网络、基于轮询的P2P网络中的随着用户数量增加而发生的变化如图1所示。

由测试结果可知, 随着网络中节点的数量越来越多, 遥感影像数据的传输速度也越来越快。当系统中节点数目由1个增加到4个时, 下载速度由5MB/S上升到了6MB/S。

假如系统使用网络结构简单的C/S架构来下载遥感影像数据, 且只有一个服务器提供遥感影像数据的下载服务, 假设整个网络的下载带宽为5M/S, 当网络中同时有4个用户下载遥感影像数据时, 下载速度会随着用户数量的增加而变慢。所以, 与网络结构简单的C/S架构相比, 对等网络结构能提高遥感影像数据的下载速度。

如果系统不采用轮询的传输机制, 有4个用户请求下载, 服务器把任务平均分给他们, 节点的增多只是增加了分配的人数, 每个人分到的就会减少, 降低了网络资源利用率, 极大的浪费了网络资源。即, 随着整个网络拓扑中的节点越来越多, 发现遥感影像数据下载速度与只有一个节点下载数据时相比没有明显的变化, 并没有实现下载速度随着请求用户的加入而逐渐提高。由此可知, 使用轮询机制的P2P遥感影像数据分发系统确实能够提高遥感影像数据的下载速度。

4 结论

通过对遥感影像数据特征的分析和对现有网络传输技术以及网络传输架构的研究, 提出了在P2P网络环境下, 采用轮询机制进行遥感影像数据下载的策略, 该策略根据每个可用节点网络状态的不同进行任务的分配, 进一步提高了网络资源的利用率。

通过与C/S模式、非轮询机制的P2P遥感影像数据分发系统之间的比较, 证明了采用轮询策略的遥感影像数据下载确实比另外两种方式更高效, 这也证明了基于Polling的P2P流遥感影像数据分发系统的优势。

参考文献

[1]娄淑荣, 孟令奎, 方俊, 等.基于对等网络的多分辨率影像的网络传输模型[J].测绘学报, 2010 (05) :628-634.

[2]王凯.文件共享对等网中文件传输的性能分析与设计[D].上海:上海交通大学, 2009.

[3]周正, 张晋豫.基于Polling的P2P流媒体传输协议的研究[D].北京:北京交通大学, 2010.

[4]王国英, 苏德富, 等.一个基于元数据的对等信息系统模型[J].计算机工程与应用, 2004 (28) :177-181.

[5]徐盛伟, 王明常, 等.基于J2EE的分布式海量影像分发服务研究和实现[J].吉林大学学报 (地球科学版) , 2006 (03) :491-496.

影像信息共享 篇5

随着现代医学的发展, 医院诊疗工作越来越多地依赖现代化的检查结果。像X光检查、CT、MRI、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用越来越普遍。在传统的医学影像系统中, 影像的存储介质是胶片、磁带等, 其耗材成本支出高, 存放、查找、借阅难, 且由于信息资源不能共享, 难以避免病人重复检查等问题, 使得病人检查费用居高不下。因此, 传统的医学影像管理已经无法适应新型医疗卫生服务的要求, 采用数字化影像管理方法来解决这些问题已迫在眉睫。目前, 虽然有部分医院已经开始对医疗影像的数字化管理, 在医院内部实现了这些资源的共享, 但跨院间的信息共享尚不能实现。

鉴于此, 区域PACS平台的业务建设将紧紧围绕“完善公共卫生和医疗服务体系、合理配置医疗卫生资源”的重点进行, 预期本项目实施后, 将达到以下效果:

从社会角度, 通过实现对医学影像检查设备资源的合理配置、整合与共享, 从而节省医疗资源的重复设置, 减少医疗设备投资浪费。通过率先在联网医院的范围内建立区域内居民“以人为本”的诊疗信息资料库, 为将来实现区域医疗信息化打下基础。另外, 通过减少对传统影像胶片的使用, 从而降低对环境的污染。

从病人角度, 实现在某一家医院进行过检验检查后, 即可在联网范围内的其它医院调阅到相关的影像图像和报告。从而避免病人在多家医院的重复检验检查, 降低医疗费用支出负担, 缓解“看病难、看病贵”矛盾。通过诊疗信息的交换共享, 方便就医者在某医院内以及联网医院范围跨医院的诊疗。

从临床医生角度, 实现对病人历史诊疗资料、医学影像检查资料的跨院调阅, 便于掌握病人病历和诊疗的整体情况, 为提高医疗服务的质量创造条件, 减少误诊或错诊的可能性。此外, 通过整体上把握病人的病史资料, 从而方便了对疑难病症实现专家会诊、实现对医学科学专题研究等提供有效信息和有利手段。

区域医疗信息交换共享在国内外受到了普遍关注, 国内各地纷纷出台了相应的建设项目和计划方案。国际上一些基于IHE解决方案的项目已经或者正在进行中, 从技术架构上理解这些项目对我国区域医疗信息共享交换有重要意义。

基于区域医疗共享的PACS用于将患者分布在各级医院中的诊疗信息、检验检查结果和医学影像进行基于国际IHE规范的共享交换和协同医疗。通过构造区域内部的医学影像信息交换平台, 以实现区域内医院的医学影像资源的共享与整合。此平台是卫生主管部门推动双向转诊和远程医疗的关键技术辅助手段, 可以有效地避免患者重复检查, 远程诊断咨询或者远程会诊, 远程教学和医学继续教育, 区域内部医学影像资源共享或者医院内部PACS系统的互联互通, 远程医学影像质量控制等。

该系统的研发和推广使用, 可以很大提高医院医疗技术水平, 实现高档设备, 优质医疗资源等信息共享和远程诊断等, 同时也会产生很大的社会效益和经济效益。

2 系统总体设计

根据影像图像和报告数据交换的特点及其功能需求, 影像数据中心系统架构设计遵循以下原则:

开放性。可与各医院异构PACS系统集成互联通信;可逐步将各级医院的影像纳入进行存储管理和应用。

标准化。遵循国际医疗影像信息共享技术架构框架文件IHE XDS–I;遵循医学影像通信标准D ICOM和其它相关医疗标准 (如HL7等) ;支持常用各类DICOM图像的共享交换和相应的通信传输语法。

可管理性。具有对所有共享影像进行中心注册管理功能;能对所有图像进行集中式存储备份。

安全性。在图像提交、传输和查询中提供数据私密性和完整性保护;符合DICOM有关数据通信安全性和使用可追踪性要求;系统具有容灾设计和快速灾难恢复能力。

根据以上原则, 通过研究集中分布系统架构具有的诸多优点, 完全适合区域共享的需求。采用集中分布系统架构能够:

(1) 集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源;

(2) 影像数据中心系统的中心节点和医院节点自动互为备援数据在医院和中心异地备份;

(3) 在医院前置机正常工作的前提下, 整体架构将为分布式。

医院间共享数据尤其是医学影像的共享成为越来越迫切的需求。如图1所示, 显示了医学影像共享的一般需求:

影像仪器端传入各医院端PACS服务器中, 经过医院端前置服务器对影像进行数据匹配后, 定时通过DICOM通讯方式传到医学影像数据中心PACS应用服务器。中心端PACS应用服务器在收到影像资料的同时在数据库服务器中建立对应影像数据的索引, 在索引服务器中建立病人影像检查的索引。因此本共享系统主要分为中心PACS服务系统, 医院PACS系统, 和工作站系统。

(1) 区域PACS数据中心。建立一个影像数据中心, 连接区域内所有医院, 用于存储病人在就诊过程中所产生的所有文字信息和影像, 存储设备部署在中心医院。各医院生产的数据存储在本地, 同时, 为影像数据中心提供一个备份数据。

(2) 区域PACS信息共享与交换平台。建立一个区域PACS信息共享与交换平台, 采用Web方式发布到各个医院临床工作站, 可以与医院HIS或电子病历系统进行嵌入式集成, 方便医护人员使用。在该平台上, 医生可以完成会诊和转诊业务。同时, 也可以借助此平台实现患者在各医院之间的影像信息共享和调阅。

(3) 应用系统及接口。遵循IHE技术框架, 采用国际标准的HL7接口和DICOM接口与各相关系统进行通讯。区域PACS信息交换平台可支持多个接口组的方式, 每个接口组按照医院数据量的大小来确定连接一家或者多家医院, 避免由于数据量过大而对接口吞吐量造成影响。

建立影像业务患者个人唯一索引机制, 进而建立患者病案资料档案库。

(4) 共享流程

(1) 医院C工作站向数据中心搜索A医院PACS系统的病人数据;

(2) 中心服务器返回确认数据可用, 并返回数据列表;

(3) 医院C工作站根据列表直接请求A医院PACS系统取回病人的医学影像、报告等。

3 系统功能

3.1 中心PACS服务系统

中心PACS服务系统是区域共享系统的关键, 负责存储各医院PACS系统信息, 经过用户认证的医院工作站客户端可以通过WCF服务取得可访问的各医院PACS系统信息, 直接访问获取远程数据列表和DICOM影像。中心服务系统包括系统数据库信息管理、医院信息增删改管理、访问量统计、访问控制、用户认证、远程WCF获取访问量、WCF获取访问列表信息。中心PACS服务系统的层次方框图如图2所示。

3.2 医院PACS系统

医院PACS系统管理和存储了医院服务器的全局信息, 包括了设备管理、网关管理、工作站管理、用户管理、系统信息管理、DICOM上传请求监听、DICOM下载请求监听等。可以医院内部独立使用, 必要时与外部医院进行图像传输。

3.3 医生工作站系统

工作站系统是医生终端使用, 它提供了:DICOM影像获取模块, 主要有读取本地DICOM列表、读取远程DICOM列表、获取可访问医院列表、远程下载DICOM影像等功能;DICOM影像操作模块, 主要有图像旋转、图像放大、图像测量、图像灰度调节、图像亮度调节、放置各种标签等功能;诊断报告编写模块, 包括获取编写模板、保存报告到数据库等功能;工作站信息管理模块, 包括了各种模板管理 (如报告词条、报告标题、检查方法的管理) 、工作站系统配置 (如修改密码、数据库配置) 等功能。

3.4 主要功能模块

(1) 医院PACS信息管理模块

此模块是中心服务系统提供的进行各医院服务器信息的管理, 加入局域网共享的医院需要在这个中心服务器中登记, 增删改操作正确完整后点击保存按钮将一次性保存到数据库中, 并触发添加访问权限和记录访问量, 减少与数据库的交互。

(2) 医院访问控制模块

此模块主要实现各医院之间的访问控制, 通过设置访问权可以控制对其他医院是否可见, 从而实现访问控制。

(3) 设备管理模块

此模块是医院PACS系统提供对医院内各个相关网络设备的管理, 可以设置医院内网关、各科室影像上传设备、医生终端工作站等。

(4) DICOM请求侦听模块

DICOM请求侦听模块的设计使用DICOM标准中的SCP、SCU两个服务, 其中SCP是服务提供者, SCU是服务使用者。在模块设计中, 所要做的是在需要对远程图像进行获取的时候, 开启SCU服务, 查询远程服务端是否开启服务并进行验证, 验证成功后才发送接收图像的C-GET请求。而在需要将文件传输至远程客户端的时候, 则需要开启SCP服务来为远程客户端提供传输服务。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。

(5) DICOM列表获取模块

医生工作站可以获取本地DICOM影像列表, 和本医院可访问的其他医院的DICOM影像列表, 下载远程DICOM影像列表将调用中心服务器提供的WCF服务, 获取的可访问医院列表中包含了远程下载该医院DICOM影像列表的信息。

(6) DICOM远程下载模块

医生工作站可以通过SCP、SCU服务向医院PACS系统提供的DICOM图像进行远程接收。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。

(7) DICOM影像操作模块

此模块是医生工作端提供对图像处理以方便医生对图像进行更细致的查看和诊断, 其中包括了图像旋转、图像放大、图像锐化、测量长度、测量角度、调节灰度、放置各类标签, 以及设置显示窗口的数量。

(8) 诊断报告编辑模块

此模块是医生工作端提供医生对患者报告进行浏览、编写的功能。报告是医生对患者病情的描述, 是对患者诊断的重要依据。医生可以在允许的情况下下载患者在其他医院的诊断报告, 如果是在本医院的新检查, 可以编写对患者此次检查的报告, 以记录病情以及提供其他医院的医生查看。并且模块提供了各类报告编写模板, 增加医生工作效率, 医生也可以保存自己的模板。

4 结束语

笔者采用集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源, 较好的解决了共享的问题, 在实际应用中取得了较好的效果。

参考文献

[1]石琳.以SOAP协议为基础的Web Service安全机制分析[J].科技致富向导, 2011, (30) .

[2]吕海燕, 李华伟, 车晓伟, 王丽娜.数据元注册方法研究与应用[J].电子设计工程, 2011, (19) .

[3]张冰波, 宋荣华.基于Web services的分布式信息检索机制的研究[J].软件导刊, 2011, (7) .

[4]罗爱静, 平静波.区域卫生信息化建设探讨[J].医学与哲学 (人文社会医学版) , 2011, (7) .

[5]伍枫, 胥悦雷.基于UDDI的服务注册中心的研究与优化[J].现代电子技术, 2011, (12) .

[6]李维, 陈祁.基于IHE PIX的MPI研究及其在医院的应用分析[J].医疗卫生装备, 2011, (6) .

[7]马文虎, 刘友华, 翟油华.基于IHE的医学影像信息系统集成研究与实现[J].信息技术与信息化, 2011, (2) .

[8]刘俊梅.医院信息系统的现状及其发展趋势[J].解放军护理杂志, 2011, (7) .

[9]宇文姝丽, 杨小平.电子病历存储模式研究[J].医学信息学杂志, 2011, (3) .

影像信息共享 篇6

1 背景介绍

为了提高会计基础工作水平, 提升会计核算质量, 国家财政部积极推荐会计档案电子化工作, 促进财务原始凭证影像化管理实现智能化、信息化。按照财务集约化管理要求, 需要实施财务与业务的融合和财务与技术的融合, 实现从业务支持型向决策支撑型转变、从分散建设向集中建设转变、从粗放到精益化方向的转变, 同时提升财务管控能力、财务决策支持能力、资源配置能力和协同服务能力。

为进一步提升财务管理水平, 电网企业财务部门通过建设财务共享中心, 统一处理与供应商的结算, 同时将总账处理、法定报表的出具也都纳入到共享服务中心实施, 以达到规范管理、提高效率、降低成本的目的。另外, 单据流、信息流比以前更加集中, 财务资金支付安全性、可靠性要求更加提高。传统的管理模式已很难适应新组织机构的业务发展, 因此可以通过财务业务流程与影像扫描技术的融合, 建立电子凭证、实物档案和管理人之间的关系, 确定“实物、功能、人”三位一体的原始单据管理机制, 实现会计档案规则化、查询简单化、管理规范化。

通过电子影像扫描技术的应用, 可以实现财务共享服务中心业务领域的业务单据审批无纸化办公。随着单据管理规范化、高效化和单据审批电子流程的整体实施, 共享服务中心运营能力和服务效率进一步提升, 达到规范管理、提高效率、降低成本的目的。另外, 为了增强信息化系统的扩展性和用户体验, 应确保用户操作的简便性和实时处理能力, 把电子影像功能扩展应用到其它业务系统, 建设开放性强、标准化可靠性高、兼容性时效性强的系统。

2 系统设计方案

2.1 业务架构

按照财务共享服务模式的业务需求, 系统覆盖的业务范围包括预算管理、会计核算管理、工程财务管理、资产管理、资金管理、税务管理、产权管理、内部控制管理、价格管理、财务分析与决策支持等10个一级业务模块。其中主网基建工程管理与物资管理涉及的业务为会计核算管理、工程财务管理业务的重要组成部分。

2.2 应用架构

电子影像扫描功能总体建设内容包括:影像扫描功能、发票OCR识别功能、接口插件、业务数据库 (结构化数据存储) 、系统配置管理、系统日志。应用架构图如图1所示。

(1) 统一认证平台:用户通过统一认证平台获取权限登录企业级资产管理系统。

(2) 电子影像:设备与模板的配置、影像扫描、发票OCR识别等功能。

(3) 企业级资产管理系统:用户登录企业级资产管理系统后, 在办理主网基建工程的合同录入、工程量计量、支付款申请及物资管理的合同新建、支付款申请时, 通过点击电子影像的功能按钮, 实现影像扫描、发票识别功能应用;包括附件系统及配置管理库;

(4) 其它应用系统:表示将来可以扩展应用的系统示例。

电子影像扫描能实现以下功能:影像扫描、发票OCR识别功能的配置;通过日志审计、查询分析等功能实现在线监控与分析功能;通过影像存储管理等实现影像档案的增、删、查、改、归档、统计分析等功能。

2.3 技术架构

用户在需要电子影像功能的应用环节, 嵌入电子影像相关插件, 实现影像的扫描、查阅、发票OCR识别等功能。电子影像的配置数据保存到结构化数据库, 影像文件通过存取接口保存到企业级资产管理系统的附件系统。本系统采用JAVA开发语言, 具备良好的可移植性。接口插件基于Web Service技术规范开发, 支持与其它系统的数据交换、共享和功能模块调用。通过影像扫描功能扫描获取的文件采用非结构化存储方式, 存储时根据不同文件类型实现自动分类, 提高检索影像文件的响应时间。技术架构主要由以下几个层次组成:

(1) 接入层:通过企业级资产管理系统及影像扫描功能进行用户接入认证和应用权限管理。

(2) 应用层:主要完成与企业级资产管理系统应用服务的对接, 提供统计监管、原始影像应用等业务应用功能, 提供管理控制台, 允许用户对原始单据电子化及功能的运行服务、业务规则、系统参数等进行配置和管理。

(3) 服务层:各个公共业务组件服务, 提供影像扫描、影像调阅、发票OCR识别、影像传输、影像加密等服务。

(4) 数据层:不同的数据存放在不同的库中。数据分类主要包括业务数据, 由业务信息、业务单据与原始单据的挂接关系、识别比对主数据、系统配置数据和系统管理数据等构成;非结构化数据主要包括原始单据影像等信息;日志数据主要记录功能运行期间的相关日志信息。

(5) 基础设施层:主机、网络、存储、负载均衡等基础硬件支撑。

2.4 部署方式

本文设计的影像应用服务器部署在虚拟机上, 采用双机热备份机制, 利用负载均衡设备进行应用服务的任务调配。WEB服务器通过防火墙访问代理服务器, 与应用服务器进行交互。电子影像功能的配置数据存放在专用的配置管理数据库中, 影像文件存放在企业级资产管理系统的附件系统中, 按数据层、服务层、接入层进行分层逻辑部署。

3 应用情况

根据本文提出的设计方案, 相关系统已经完成开发并于2014年10月在南方电网某市供电局上线试运行。在电子影像扫描发票功能实现方面, 通过在主网基建的合同录入、工程量计量、支付款申请和物资管理的合同新建、支付款申请五个业务环节实现电子影像、发票OCR识别功能, 涉及的业务流程点共37个。经过现场测试, 单个文档文件 (500K) 导入时间少于2秒, 满足客户体验要求, 增值税发票OCR识别准确率超过95%。目前, 系统在日常业务运营中已发挥积极作用, 通过系统整体功能的灵活配置, 可将电子影像功能无缝扩展到其它业务系统, 实现系统复用性高、推广实施周期快的目标。

4 结束语

本文提出采用电子影像扫描技术, 实现电网企业财务共享服务的业务单据审批无纸化办公。通过业务、应用、技术架构的设计与实施, 实现财务、物资、基建等票据支付工作的全封闭安全管理, 实现单据管理的规范化和高效化, 推进单据审批流程高效运转, 全面实现无纸化办公应用, 提升共享服务中心运营能力和服务效率。本文相关的电子影像、发票OCR识别功能后续将逐步推广到其它财务流程, 为财务人员的日常工作提供简单高效的信息化支撑平台。

摘要：随着电子影像扫描技术的深度应用, 电网企业财务共享服务模式逐渐实现业务单据审批的无纸化办公。本文从业务、应用、技术架构设计出发, 提出一套实用的电子影像扫描信息化支撑方案, 实现财务、物资、基建等票据支付工作从业务到财务的全封闭安全管理, 实现单据管理的规范化、高效化, 从而提升电网企业共享服务运营能力和服务水平, 达到规范管理、提高效率、降低成本的目的。

关键词：电子影像,财务共享,无纸化,信息化

参考文献

[1]钟玮.基于J2EE税收征管电子影像信息采集的设计与实现[D].西安电子科技大学, 2011.

[2]费春勇, 顾治国.财务共享中心IT系统解决方案研究[J].中国管理信息化, 2011, 14 (18) :31-33.

[3]薛茹.基于网络平台的远程智能化会计服务系统构建[J].财会通讯, 2014, 7 (1) :88-90.

影像信息共享 篇7

五、脊柱骨盆X线摄影图像资料共享要求

(一) 颈椎摄影

1.颈椎正位摄影

(1) 影像要求

① 显示包括颅底、第一胸椎和颈部两侧软组织的颈椎正位像;清晰可见棘突、横突、骨皮质和骨小梁;可见椎间隙与钩椎关节、气管及邻近软组织边界。

② 第三至第五颈椎位于该图像中心部位;两侧横突、椎弓根对称显示; 下颌骨下缘与枕骨下缘重叠。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

① 摄影距离100~120 cm。受检者取前后立位、仰头, 摄影范围为外耳孔上1 cm至第一胸椎。

② X线中心线向头侧倾斜5°~8°, 经甲状软骨射入影像接收器。

2.颈椎侧位摄影

(1) 影像要求

①显示包括颅底、第一胸椎和颈部前后软组织的颈椎侧位影像;清晰可见棘突、椎体、椎间隙、骨质结构及颈部前后软组织。

②第三至第五颈椎位于该图像中心部位;一侧椎间关节呈切线位显示;椎间隙无双边影, 下颌骨不与椎体重叠。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

①摄影距离100~120 cm。受检者取侧立位, 上肢放于身体两侧尽量下垂, 头略后仰, 摄影范围为外耳孔上1 cm至第一胸椎。

② X线中心线经第四颈椎射入, 垂直于影像接收器。

3.颈椎后前斜位摄影

(1) 影像要求

① 显示棘突、椎体、椎间孔, 清晰可见骨质结构;可见颈部前后软组织边界。

② 第三至第五颈椎位于该图像中心部位;椎体显示为斜位影像、椎间孔边缘清晰锐利。对侧椎弓根位于椎体前1/3 ;下颌骨与椎体无重叠。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

① 摄影距离100~120 cm。受检者取后前立位, 人体冠状面与影像接收器成45°, 头颅矢状面与影像接收器平行, 下颌前伸。摄影范围为外耳孔上1 cm至第一胸椎。

② X线中心线向足侧倾斜5°~8°, 经第四颈椎射入影像接收器。

(二) 胸椎摄影

1.胸椎正位摄影

(1) 影像要求

①显示第一至十二胸椎的正位像;清晰可见椎间隙、骨质结构;对称显示胸锁关节、横突及双侧肋骨。

②第一至十二胸椎及第七颈椎或第一腰椎呈正位, 显示于该图像中心部位。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

1. 摄影距离100~120 cm。受检者取仰卧位;身体正中矢状线与影像接收器中轴线重合。

2.X线中心线经胸骨角与剑突连线中点射入, 垂直于影像接收器。

2.胸椎侧位摄影

(1) 影像要求

① 显示第三至十二胸椎的侧位影像;清晰可见椎间隙、骨质结构。

② 第三至十二胸椎显示于该图像中心部位。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

① 摄影距离100~120 cm。受检者取侧卧位, 双手抱头, 两髋和两膝屈曲, 脊柱长轴与影像接收器长轴平行, 摄影范围为第三胸椎至第一腰椎。

② X线中心线向头侧倾斜5°, 经第七胸椎射入影像接收器。

(三) 腰椎摄影

1.腰椎正位摄影

(1) 影像要求

① 显示第十一胸椎体至第二骶椎骨及两侧腰大肌的正位像;清晰可见椎弓、椎间关节、棘突和横突、椎间隙、骨质结构;可见腰大肌。

② 椎体序列位于该图像中心部位, 两侧横突、椎弓根对称显示;第三腰椎椎体各缘呈切线状显示, 无双边影。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

① 摄影距离100~120 cm。受检者取仰卧位, 身体正中矢状线与影像接收器中轴线重合。双膝关节屈曲, 腰部靠近影像接收器。摄影范围包括第十一胸椎至上部骶椎。

② X线中心线经第三腰椎射入, 垂直于影像接收器。

2.腰椎侧位摄影

(1) 影像要求

① 显示第十一胸椎体至第二骶椎骨及部分软组织;清晰可见椎体骨质结构;可见椎弓根、椎间孔和邻近软组织、椎间关节、腰骶关节及棘突。

② 椎体序列位于该图像中心部位, 腰椎体各缘无双边显示。

③密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(2) 摄影技术要求

① 摄影距离100~120 cm。受检者取侧卧位, 两臂上举, 双手抱头, 双膝关节屈曲, 身体正中矢状面与影像接收器平行。摄影范围包括第十一胸椎至上部骶椎。

② X线中心线向足侧倾斜5°, 经第三腰椎射入影像接收器。

(四) 骨盆正位摄影

1.影像要求

(1) 显示骨盆诸骨及关节;清晰可见骨盆诸骨骨质结构。

(2) 对称显示双侧骨盆结构和髋关节。

(3) 密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

2.摄影技术要求

(1) 摄影距离100~120 cm。受检者取仰卧位;身体正中矢状线与影像接收器中轴线重合;双足内旋15°;摄影范围包括髂骨翼至耻骨联合及坐骨。

(2) X线中心线经髂前上棘连线中点垂直射入, 垂直于影像接收器。

六、消化系统腹部平片X线摄影图像资料共享要求

腹部前后立位摄影

(一) 影像要求

1. 影像应最大限度地包含双侧横膈至耻骨联合的范围, 应包括部分肺野。根据X线检查申请单的病史, 设计腹平片的范围和对比度。

2. 双侧横膈边缘锐利清晰并与肺野形成良好对比, 并能分辨肾脏外形、腰大肌、腹壁脂肪线的层次及软组织轮廓, 脊柱位于该图像中心。图像内尽量不含有身体以外的异物。

3. 密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(二) 摄影技术要求

1. 摄影距离100~150 cm。受检者取前后立位, 两臂置于身体两侧, 人体正中矢状面垂直于影像接收器。

2.X线中心线经剑突与耻骨联合连线中点射入, 垂直于影像接收器。

3. 受检者平静呼吸, 屏气曝光。

七、泌尿系统常规X线摄影图像资料共享要求

泌尿系统平片摄影 (K.U.B平片)

(一) 影像要求

1. 显示从第十一胸椎下缘至耻骨联合;可见肾轮廓、腹脂线及双侧腰大肌。

2. 人体正中矢状面位于该图像中心部位;肠内容物清除良好, 对诊断无影响。

3. 密度和对比度良好, 无运动伪影及栅切割伪影。

(二) 摄影技术要求

1. 检查前一天晚餐后半小时服用缓泻剂, 以清除肠道内容物。

2. 摄影距离100~150 cm。受检者取仰卧位, 人体正中矢状面与影像接收器垂直。

3.X线中心线经剑突与耻骨联合连线中点射入, 垂直于影像接收器。