李廣莉

(承德石油高等專科學(xué)校 計(jì)算機(jī)與信息工程系，河北 承德 067000)

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，目前醫(yī)院中的各種影像學(xué)檢查已經(jīng)越來(lái)越多地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。但由于醫(yī)院之間的影像信息資源不能共享，病人難免會(huì)出現(xiàn)重復(fù)檢查等問(wèn)題，因此，應(yīng)用數(shù)字化影像管理方式來(lái)解決這些問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。區(qū)域 PACS(醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng))作為區(qū)域醫(yī)療臨床信息共享系統(tǒng)的核心組成部分，已經(jīng)成為區(qū)域醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行信息共享的主要解決方案。

目前PACS系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)。一是實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)學(xué)影像分享，即患者在任何一家接入PACS的醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查時(shí)，能隨時(shí)獲得自己當(dāng)前和過(guò)去檢查的影像、診斷報(bào)告、診斷意見(jiàn)以及其他相關(guān)信息。二是要統(tǒng)籌解決社區(qū)PACS系統(tǒng)的應(yīng)用，在提高社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)診斷準(zhǔn)確性的同時(shí)提高診斷醫(yī)生的水平。本文作者作為河北省高?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目《區(qū)域 PACS(醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng))的研究與設(shè)計(jì)》的主要參與人員，在研究中負(fù)責(zé)系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)與信息共享功能設(shè)計(jì)，現(xiàn)對(duì)相關(guān)研究成果闡述如下。

1 區(qū)域 PACS的技術(shù)路線

通過(guò)對(duì)承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院中PACS系統(tǒng)的調(diào)研，本研究根據(jù)本地情況仔細(xì)梳理需求，并充分遵循相關(guān)規(guī)范，采用先進(jìn)性與成熟性兼?zhèn)涞募夹g(shù)方案，同時(shí)兼顧未來(lái)的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，提出如下技術(shù)路線：

1)采用松耦合的面向服務(wù)技術(shù)架構(gòu)(SOA-Service-Oriented Architecture)，保證系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性；

2)遵循IHE XDS、國(guó)內(nèi)公共衛(wèi)生行業(yè)準(zhǔn)化指南、XML、Web Service、SOAP等行業(yè)和軟件標(biāo)準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)信息之間的互聯(lián)互通；

3)結(jié)合醫(yī)療機(jī)構(gòu)意見(jiàn)制定需求，確保正確理解醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用的業(yè)務(wù)要求，進(jìn)行充分的系統(tǒng)測(cè)試，確保結(jié)果處理的正確性；

4)確保界面設(shè)計(jì)的易用性和方便性；

5)使用成熟的技術(shù)方案，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；

6)注重系統(tǒng)安全性，能提供多種安全檢查手段，確保數(shù)據(jù)不丟失，不被截獲和篡改，系統(tǒng)不被非法侵入。

2 區(qū)域PACS的邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)

本研究的邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由業(yè)務(wù)代理層、數(shù)據(jù)流管理層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理層和擴(kuò)展應(yīng)用層四個(gè)層次組成。

2.1 業(yè)務(wù)代理層

業(yè)務(wù)代理層位于各個(gè)PACS系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)中心之間，是數(shù)據(jù)上行和下行的接口，在邏輯上隔離各個(gè)PACS與中心系統(tǒng)，是PACS之間溝通的橋梁。業(yè)務(wù)代理層通過(guò)設(shè)在醫(yī)院的前置機(jī)將PACS系統(tǒng)用戶的提交數(shù)據(jù)或訪問(wèn)請(qǐng)求上報(bào)給數(shù)據(jù)中心，并將操作結(jié)果或響應(yīng)返回給用戶，同時(shí)還能從數(shù)據(jù)庫(kù)及外部數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)中心所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。由于各醫(yī)療機(jī)構(gòu)的影像系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，因此，在建立業(yè)務(wù)代理層時(shí)不能過(guò)多地涉及臨床醫(yī)療業(yè)務(wù)，而是通過(guò)前置機(jī)實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部影像信息的轉(zhuǎn)換與傳輸，同時(shí)前置機(jī)通過(guò)廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域PACS與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的連接。

2.2 數(shù)據(jù)流管理層

數(shù)據(jù)流管理層與業(yè)務(wù)代理層直接進(jìn)行交流?；赪eb Service實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊間的交流，負(fù)責(zé)接收發(fā)送數(shù)據(jù)、解析消息和主要業(yè)務(wù)流程中相關(guān)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)管理層在邏輯上可再劃分為文檔注冊(cè)、文檔查詢、文檔存儲(chǔ)、文檔調(diào)閱等四個(gè)部分。文檔注冊(cè)模塊負(fù)責(zé)保存每份醫(yī)學(xué)影像的元數(shù)據(jù)信息；文檔查詢模塊為使用者提供查詢服務(wù)，并通過(guò)HIS接口或網(wǎng)關(guān)與患者信息保持一致；文檔存儲(chǔ)負(fù)責(zé)保存每份醫(yī)學(xué)影像的實(shí)際內(nèi)容并以Web資源的方式為用戶提供訪問(wèn)；圖像調(diào)閱負(fù)責(zé)保存圖像實(shí)際內(nèi)容并為外部訪問(wèn)者提供WADO圖像獲取服務(wù)。

2.3 存儲(chǔ)管理層

存儲(chǔ)管理層提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理兩方面的功能。其中,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同而使用相應(yīng)的存儲(chǔ)方式, 使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù), 使用文件方式存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)性的影像、單據(jù)、視頻等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理的主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分區(qū)、備份、恢復(fù)以及擴(kuò)展性設(shè)計(jì)等操作。

2.4 擴(kuò)展應(yīng)用層

擴(kuò)展應(yīng)用層主要包括數(shù)據(jù)挖掘和門(mén)戶展現(xiàn)等功能。數(shù)據(jù)挖掘是指利用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的分析和擴(kuò)展，并生成分析主題，讓用戶動(dòng)態(tài)地、深入地掌握分析結(jié)果。門(mén)戶展現(xiàn)是指將某些數(shù)據(jù)信息發(fā)布到不同地域、不同機(jī)構(gòu)的門(mén)戶網(wǎng)站和終端上。

3 區(qū)域 PACS的信息共享功能設(shè)計(jì)

區(qū)域影像管理系統(tǒng)主要包含兩大業(yè)務(wù)功能：影像共享、影像診斷質(zhì)控；以及為了支持上述兩大業(yè)務(wù)功能的基本功能。系統(tǒng)主要功能如圖2所示：

其中，系統(tǒng)中最為重要的信息共享功能如下：

3.1 文檔注冊(cè)服務(wù)

其主要功能為存儲(chǔ)患者檢查的影像、報(bào)告等數(shù)據(jù)，并記錄其在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)位置或ID；將各個(gè)PACS提交的元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和管理，為日后的檢索和查詢提供基礎(chǔ)。

其中，區(qū)域PACS中心端的文檔注冊(cè)服務(wù)模塊為每個(gè)共享文檔建立中心端索引并提供查詢服務(wù)；區(qū)域PACS共享平臺(tái)通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)為個(gè)人、醫(yī)療衛(wèi)生人員、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生術(shù)語(yǔ)等實(shí)體提供注冊(cè)管理服務(wù)。針對(duì)不同實(shí)體形成相應(yīng)的注冊(cè)庫(kù)(如個(gè)人注冊(cè)庫(kù)、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)注冊(cè)庫(kù)等)，每個(gè)注冊(cè)庫(kù)都有一個(gè)內(nèi)部的不公開(kāi)標(biāo)識(shí)符，并具有多個(gè)標(biāo)識(shí)符問(wèn)題的能力，以便管理和解決單個(gè)實(shí)體。

3.2 文檔存儲(chǔ)服務(wù)

在本研究中區(qū)域PACS的文檔存儲(chǔ)服務(wù)是一系列服務(wù)的總和，包括：患者基本信息存儲(chǔ)庫(kù)、患者全局ID存儲(chǔ)庫(kù)、DICOM影像存儲(chǔ)庫(kù)、DICOM SR結(jié)構(gòu)化報(bào)告存儲(chǔ)庫(kù)、數(shù)據(jù)管理存儲(chǔ)庫(kù)。

區(qū)域PACS共享平臺(tái)下各醫(yī)療機(jī)構(gòu)通過(guò)文檔存儲(chǔ)服務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)文檔調(diào)閱服務(wù)，另外文檔存儲(chǔ)服務(wù)也可以按照健康檔案的數(shù)據(jù)模型將共享數(shù)據(jù)解封裝為健康檔案，為其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)和社會(huì)公眾提供健康檔案查詢。

3.3 文檔查詢服務(wù)

文檔查詢服務(wù)會(huì)根據(jù)用戶提供的檢索條件，返回患者的影像、報(bào)告、申請(qǐng)單等的信息列表(包含文檔UID、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)ID及文檔URI信息)。

聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)PACS將查詢請(qǐng)求發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的文檔查詢服務(wù)系統(tǒng)，文檔查詢服務(wù)系統(tǒng)在中心數(shù)據(jù)庫(kù)中查找需要查詢的信息是否存在以及具體位置，如在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到，就將結(jié)果反饋給相應(yīng)的PACS，如果查詢信息位于各個(gè)PACS內(nèi)部，則將查詢請(qǐng)求傳遞給PACS的數(shù)據(jù)交換服務(wù)模塊。

3.4 影像獲取服務(wù)

當(dāng)調(diào)閱查詢的醫(yī)療機(jī)構(gòu)要下載醫(yī)學(xué)影像文件時(shí)，影像獲取服務(wù)時(shí)將通過(guò)WADO協(xié)議提供下載服務(wù)。該服務(wù)根據(jù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的安全訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)提供的檢索條件，通過(guò)索引ID將存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)中的患者的影像、報(bào)告、申請(qǐng)單等實(shí)體等存儲(chǔ)池中的文檔數(shù)據(jù)返回(基于DICOM WADO規(guī)范)。

3.5 患者身份索引服務(wù)

在實(shí)際的診療過(guò)程中，醫(yī)院都會(huì)為患者建立唯一性的標(biāo)識(shí)。但現(xiàn)實(shí)中各個(gè)醫(yī)院都會(huì)采用不盡相同的解決方案，而區(qū)域PACS則要求各醫(yī)療機(jī)構(gòu)在個(gè)人身份上必須具有統(tǒng)一的身份機(jī)制，唯有如此才能實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)各醫(yī)療機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息共享或業(yè)務(wù)協(xié)同，這是區(qū)域 醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)建設(shè)的最為基本性的任務(wù)。在本研究中采用了醫(yī)療信息系統(tǒng)集成(IHE)的解決方案，其針對(duì)不同醫(yī)院病人唯一標(biāo)識(shí)給出了如圖3的解決方法。

IHE解決方案的基本思路是：設(shè)置PIM管理中心，此中心集中了不同醫(yī)院對(duì)病人的唯一標(biāo)識(shí)集合，患者到醫(yī)院就診時(shí)，不同醫(yī)院首先需要登陸PIM管理中心查看是否該患者已經(jīng)PIM管理中心登記，如果有，就采用原來(lái)原來(lái)登記的唯一標(biāo)識(shí)符；如果沒(méi)有，就由醫(yī)院重新分配一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符，并且通知PIM管理中心更新注冊(cè)的唯一標(biāo)識(shí)符。

4 展望

在本項(xiàng)目的后續(xù)研究中，希望隨著區(qū)域 PACS 廣泛建設(shè)覆蓋，將WIFI網(wǎng)絡(luò)、“ 4G”或者更為先進(jìn)的“ 5G”的無(wú)線通訊技術(shù)融合到區(qū)域 PACS的建設(shè)中來(lái)；另外，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)建立區(qū)域 PACS云數(shù)據(jù)處理中心，基于云計(jì)算的區(qū)域 PACS，其服務(wù)器不再只處理各種影像數(shù)據(jù)，還將是一個(gè)后臺(tái)計(jì)算能力強(qiáng)大的，并可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備終端連接的信息系統(tǒng)，未來(lái)將可以通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上同樣的操作，讓區(qū)域PACS覆蓋有限局域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線廣域網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)形式，并具有PC客戶端、Web端、移動(dòng)客戶端等多種訪問(wèn)形式，實(shí)現(xiàn)真正的信息化。