郭華源薛萬國(guó)黃輝馮濤

放射影像調(diào)閱行為的統(tǒng)計(jì)與分析

郭華源1薛萬國(guó)1黃輝2馮濤3

放射科,醫(yī)院;X線膠片;數(shù)據(jù)說明,統(tǒng)計(jì)

【中國(guó)圖書資料分類法分類號(hào)】 R179.323

1 引言

隨著醫(yī)療業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)和放射影像在臨床診斷中作用的不斷增強(qiáng),放射影像資源呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),影像存儲(chǔ)空間也日趨緊張。如圖1所示,我院放射影像每月新增量由2004-12的30GB增長(zhǎng)到2007-11的470GB。

圖1 放射影像每月新增量

通過日志分析來獲取用戶行為規(guī)律和特性,已成為一種重要的信息挖掘手段。如文獻(xiàn)[1]研究了網(wǎng)絡(luò)日志中是否蘊(yùn)含用戶訪問Web的規(guī)律性特征以及如何據(jù)此提高Web服務(wù)質(zhì)量的問題;文獻(xiàn)[2]基于用戶行為分析的思路,提出一種自動(dòng)進(jìn)行搜索引擎性能評(píng)價(jià)地方法。因此,本文通過對(duì)醫(yī)生日常工作中調(diào)閱放射影像的日志進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,獲取被調(diào)閱影像的資源分布特征和影像調(diào)閱行為的時(shí)間分布特征,為醫(yī)院對(duì)放射影像進(jìn)行高效存儲(chǔ)與管理提供有效參考。

2 統(tǒng)計(jì)算法

我院放射影像存儲(chǔ)服務(wù)器面向臨床提供放射影像查詢和調(diào)閱服務(wù),并且所有影像調(diào)閱的通信過程都詳細(xì)寫入日志文件。日志文件采用數(shù)據(jù)表的方式,按照調(diào)閱行為發(fā)生時(shí)間的先后順序記錄每一次DICOM通信的狀況。日志文件的每一行表示一條記錄,每條記錄都由多個(gè)字段來描述一幅影像的傳輸狀況,如表1所示。

現(xiàn)有兩種統(tǒng)計(jì)粒度可選擇。一種是基于Image級(jí),統(tǒng)計(jì)的基本單位是Image;另一種是基于Study級(jí),統(tǒng)計(jì)的基本單位是Study。由于臨床醫(yī)生調(diào)閱影像通常是以Study為參考單位,又鑒于DICOM協(xié)議的“Patient-Study-Series-Image”四級(jí)信息模型特點(diǎn)[3],將統(tǒng)計(jì)粒度定義為Study級(jí)將會(huì)更加凸顯調(diào)閱行為特征。

統(tǒng)計(jì)算法如下:

①根據(jù)Communication Date&Time字段的值,從日志文件中依次讀入一定時(shí)間段內(nèi)的每條記錄。

②判斷SCU/SCP字段的值,如為SCU則表示在此次通信中影像存儲(chǔ)服務(wù)器把影像存儲(chǔ)到請(qǐng)求者的工作站上,也就是為某應(yīng)用實(shí)體提供影像調(diào)閱取回服務(wù)。

③判斷InstanceUID字段值,如非空則表示有影像傳輸。

④判斷Success/Failure字段值,如為“1”則表示通信成功。

⑤日志文件中只記錄了每次通信中所傳影像的 InstanceUID,還需要得到這些影像所對(duì)應(yīng)StudyUID的存儲(chǔ)時(shí)間。所以要連接影像存儲(chǔ)服務(wù)器,通過查詢DICOMDB來獲取被調(diào)閱影像的采集時(shí)間。

⑥根據(jù)采集時(shí)間,將滿足上述條件2～4的日志記錄按照日期時(shí)間分別統(tǒng)計(jì)。由于同一次通信中每個(gè)Image_uid都聯(lián)合查詢了 Study_uid_id,因此要剔除 Communication ID和Study_uid_id分別都相同的重復(fù)項(xiàng)。

最后,得到基于Study級(jí)的影像調(diào)閱統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 日志記錄的字段解析

3 結(jié)果分析

根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)算法,對(duì)2007-10-26～11-01、11-21～11-27的兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的放射影像調(diào)閱日志進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理分析。

3.1 按采集時(shí)間統(tǒng)計(jì)影像被調(diào)閱次數(shù) 見圖2及表2。

圖2 被調(diào)閱影像按采集時(shí)間分布

圖2和表2表明,臨床醫(yī)生調(diào)閱放射影像絕大部分是集中在最近1個(gè)月內(nèi)患者檢查所采集的影像,產(chǎn)生時(shí)間越久遠(yuǎn)的影像,其被調(diào)閱的次數(shù)也越少。主要有以下兩方面的原因。

一方面,新近采集的影像刻畫了患者病情的最新進(jìn)展?fàn)顩r,是醫(yī)生做臨床診斷最主要的影像學(xué)根據(jù)。同時(shí)這些影像也是醫(yī)生為患者制定手術(shù)方案、擬定治療計(jì)劃、撰寫病案等最重要的參考信息,因此導(dǎo)致新近采集的影像被調(diào)閱的次數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他影像。

表2 影像被調(diào)閱次數(shù)按采集時(shí)間段的百分占比

另一方面,產(chǎn)生時(shí)間較久遠(yuǎn)的影像被調(diào)閱的次數(shù)很低。雖然這部分影像的現(xiàn)實(shí)診斷意義已經(jīng)大大降低,但是還具有參考比較價(jià)值。例如臨床醫(yī)生在回溯病情、分析病因,或者尋找疾病發(fā)展規(guī)律時(shí),不僅要調(diào)閱新近的影像,而且還可能會(huì)調(diào)閱在此之前的所有相關(guān)影像以資參考和比較。

3.2 按24h統(tǒng)計(jì)醫(yī)生影像調(diào)閱次數(shù) 見圖3及表3。

圖3 24h醫(yī)生影像調(diào)閱行為分布

表3 時(shí)間區(qū)段內(nèi)調(diào)閱次數(shù)與全天調(diào)閱總次數(shù)的百分比

圖3和表3表明,臨床醫(yī)生每天影像調(diào)閱主要集中在7:00～22:00之間。其中,三個(gè)影像調(diào)閱高峰時(shí)段分別是 9:00～12:00,14:00～17:00,以及20:00～21:00。這些高峰時(shí)段正好是每天醫(yī)生會(huì)診、手術(shù)、討論等最集中的時(shí)候。這從一個(gè)側(cè)面凸顯現(xiàn)代影像技術(shù)不僅在準(zhǔn)確展現(xiàn)病情、精確定位病灶、科學(xué)定制治療方案等方面起到不可替代的信息支撐作用,而且還直接參與手術(shù)、治療的全過程,成為臨床醫(yī)生不可或缺的輔診工具和疾病救治利器。

另外,在23:00～6:00極少發(fā)生影像調(diào)閱行為。主要因?yàn)檫@是晚間休息時(shí)段,除非出現(xiàn)急診、搶救等突發(fā)情況需要調(diào)閱影像。

4 應(yīng)用策略

醫(yī)院影像數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng),一方面將會(huì)為臨床醫(yī)生提供更多的輔診信息,另一方面也給信息管理部門帶來日趨沉重的運(yùn)行維護(hù)壓力。如何在確保存儲(chǔ)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)影像調(diào)閱的便捷性與實(shí)效性,通過對(duì)放射影像調(diào)閱行為的統(tǒng)計(jì)和分析,本文對(duì)此問題進(jìn)行如下探索。

(1)根據(jù)被調(diào)閱影像的資源分布特征,可以對(duì)影像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)實(shí)施如下策略:

①對(duì)近段時(shí)間內(nèi)采集的影像數(shù)據(jù)實(shí)行在線存儲(chǔ),對(duì)一段時(shí)間以前采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行近線或離線存儲(chǔ)。時(shí)間閥值的選擇則需要對(duì)影像調(diào)閱的資源分布特點(diǎn)、現(xiàn)有在線的存儲(chǔ)容量、近線/離線的調(diào)取速度等條件進(jìn)行權(quán)衡。

②對(duì)訪問次數(shù)高的數(shù)據(jù)實(shí)行無損壓縮,而對(duì)訪問次數(shù)很低的數(shù)據(jù)則可以實(shí)行有損壓縮。從磁盤空間利用率上比較,有損壓縮要高于無損壓縮;但從圖像質(zhì)量上比較,則是無損壓縮要好于有損壓縮。此外,基于影像調(diào)閱的資源分布特點(diǎn),近段時(shí)間內(nèi)采集的影像數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)高,而一段時(shí)間以前采集的數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)低。因此,通過綜合兩者所長(zhǎng),使有限存儲(chǔ)資源的利用最大化。

(2)從影像調(diào)閱行為的時(shí)間分布特點(diǎn)來看,每天7:00～22:00是影像調(diào)閱的集中時(shí)段。在此期間,要確保系統(tǒng)影像服務(wù)的可靠性和高效性,一切可能危及影像服務(wù)質(zhì)量和安全的行為都要盡量規(guī)避。而每天23:00～6:00之間則是系統(tǒng)“運(yùn)維窗口”,系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)、切換、數(shù)據(jù)備份和遷移等都可優(yōu)先考慮在此時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。

5 結(jié)論

本文通過對(duì)醫(yī)生日常工作中對(duì)放射影像的調(diào)閱行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,發(fā)現(xiàn)被調(diào)閱影像的資源分布特點(diǎn)是絕大部分集中在最近一個(gè)月內(nèi)患者檢查所采集的影像,而產(chǎn)生時(shí)間越久遠(yuǎn)的影像,其被調(diào)閱的次數(shù)也越少。同時(shí),醫(yī)生影像調(diào)閱行為的時(shí)間分布特點(diǎn)是集中在每天7:00～22:00,而23:00～6:00影像調(diào)閱稀少。最后,根據(jù)這些分布特點(diǎn),本文還就如何對(duì)放射影像進(jìn)行高效存儲(chǔ)與管理提出應(yīng)用策略。

[1] 郭巖,白碩,楊志峰,等.網(wǎng)絡(luò)日志規(guī)模分析和用戶興趣挖掘.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2005,28(9):1483-1496.

[2] 劉奕群,張敏,茹立云,等.基于用戶行為分析的搜索引擎自動(dòng)性能評(píng)價(jià).軟件學(xué)報(bào),2008,19(11):3023-3032.

[3] National Electrical Manufacturers Association.Digital Imaging and Communication In Medicine(DICOM),PS3.3-2007 [EB/OL].[2007-12-9].ftp://medical.nem a.org/medical/ dicom/2007/.

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