醫學圖像存儲與傳輸初探范文

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材料與方法

一、目標定義

確定目標和需求,分階段制定計劃(MGP)。本階段的目標要找出醫院的解決方案,試運行并驗證解決方案的效果。

二、項目測量

1.筆者利用質量因素處理(QFD)的方法,針對我院的具體情況找到研究探索的關鍵性質量因素。其重要的關鍵性質量因素有:(1)診斷與非診斷性勞動比值;(2)誤診率(病人年投訴數);(3)市場占有率;(4)科研數據可查詢百分率;(5)軟片查詢時間;(6)醫院年贏利;(7)單位服務成本;(8)病人滿意度;(9)病人等候時間。2.確定研究因素和抽樣方法。根據項目研究的階段特點及具體情況,筆者僅研究(1)、(4)、(5)、(7)、(9)指標,以計算機X線攝影(computerradiology,CR)報告時間、CR數據保存比例、軟片查詢時間、膠片用量、急診病人檢查時間作為(1)、(4)、(5)、(7)、(9)指標的抽樣樣本。

三、分析與研究

1.流程圖:我院現有的影像科工作流程已經得到了全方位優化,并進行了許多技術上的革新及創造:實現醫院信息系統(hosiptalinformationsystems,HIS)、放射學信息系統(radiologyinformationsystems,RIS)的信息與英文設備操作臺之間工作列表(worklist)的傳送,真正意義上解決了醫學數字成像及通訊標準(digitalimagingandcommunicationinmedicine,DICOM)中對中文沒有定義而引起的傳輸上的難題,實現PACS與HIS、RIS無縫融合。通過PACS與HIS、RIS的無縫融合,HIS及RIS中病人的有關基本信息,可以自動傳遞到所要檢查的影像設備主機控制臺上,從而減輕醫生的負擔,縮短病人的檢查時間,等等。具體情況如圖1。

2.決策分析:由于醫院病人在不斷增多,同時,影像設備也在增加,采用傳統的軟片來保存影像資料的方法,需要較大的房間,各種病例及病人的資料、信息統計及歸類也較為復雜,上述諸多方面的原因,都不利于醫院的現代化管理,也不能滿足我院現代化的信息保存、查詢功能,而PACS恰好能夠滿足我院要求的解決方案。因為PACS所帶來的好處有:信息保存完善,有利于科研及教學;信息保存簡單,查詢迅速、便捷;方便管理,能夠適應不斷增長的門診量及住院病人;能夠大大提高各部門工作效率;能夠提高病人滿意度,從而提高醫院的服務質量;能夠降低成本,主要是指降低膠片的用量及其他費用,可減少50%的膠片用量,因為傳統的方式要出2套軟片,1套給病人保存,另1套作為資料在醫院保存,而有了PACS后只需出1套軟片給病人就行了,病人所有的影像檢查資料及信息全部保存在PACS的中央服務器里面,需要時可從PACS的中央服務器進行查詢、打印,從而節約了成本,極大地提高了經濟效益;完善了圖像相關信息,有利于教學、科研;優化了工作方法,使現有的影像科工作流程規范化、條例化、現代化;能夠適應市場的激烈競爭,占據醫療市場的主導地位,等等。

3.可行性研究:為了研究大型PACS在我院是否可行,筆者研究了我院醫務人員的網絡基礎知識和傾向,對傳統的影像科工作流程有什么意見和建議、要求,以及對電子化的影像科工作流程是否能夠改變思想及觀念,以便適應新的工作模式,真正地實現醫生從“要我用”轉變到“我要用”。對此,我院信息網絡中心的工程技術人員,不斷地與影像科醫生、臨床醫生、技術操作人員進行溝通,交流并聆聽醫生及技術操作人員的各種意見,不斷地從各種環節去完善PACS醫學影像系統的工作流程。同時,工程技術人員深入至醫院臨床科室,做了大量的數據采集和調研工作,與醫院反復溝通、討論,終于實現了完全滿足我院具體情況的PACS。在調查研究過程中還探詢可能存在的問題,結果顯示,80%以上的醫務人員具有一定的計算機知識,并且可以通過培訓掌握并運用PACS閱片;90%以上的醫務人員歡迎這種新的閱片方式,并認為PACS可以幫助他們更細致地閱片,最大限度地減少誤診、漏診、提高服務質量、提高工作效率,同時還可跟上時代潮流,適應醫院數字化的進程。調查還發現許多影像科醫生存在著對網絡化、數字化后圖像保密性問題的顧慮,但是都認可了筆者提出的關于圖像加密的解決方案,這是要在PACS組建之初及應用過程中必須加以考慮的重要問題,因為這牽涉到以后在PACS應用過程中醫生是否或愿不愿意應用,以及應用得好與壞的關鍵性問題。最后,經過反復地研究、考察、論證、資料收集、總結之后,一致認為組建1套科學完善的大型PACS在我院是可行的、適用的、必要的。

四、設計

在以往國內大型PACS的建設中,有2個重要因素制約了醫院電子化建設的步伐:(1)由于現有的醫院信息系統HIS、臨床信息系統(clinicalinformationsystems,CIS)、臨床實驗室信息系統(clinicallaboratoryinformationsystems,CLIS)、RIS等醫院系統,其數據接口沒有統一的標準,沒有按照醫院國際標準(HL-7)設計,而所有的國際上大型的PACS廠商無一例外地遵循了這一數據交換標準,因此,實現HIS、RIS與PACS的融合難度很大。(2)由于目前醫學數字成像及通訊標準3.0(DICOM3.0)對中文信息尚無定義,國內的HIS、RIS均為雙字節中文,而影像設備主機控制臺仍為單字節英文,這給工作列表在兩者間的傳送帶來了麻煩。而隨著我院的PACS與RIS無縫融合方案的實現及應用,從根本上解決了上述的問題(圖2)。同時,在充分結合臨床診斷和應用基礎上,聽取了許多醫生、工程技術人員富有建設性的意見和建議之后,并反復認真討論、研究、考察,才進行醫院PACS系統的設計和建設,在設計過程中考慮了圖像安全性、方便性等問題。建成后,所有科室的圖像可以共享,可以遠程調用于教學、會診;影像科、門診、急診、手術室,以及全院各臨床醫技科室可以電子閱片,病人檢查完圖像資料等信息可以直接快捷地回到各個科室的診治醫生處;圖像保存無需軟片,調用查詢將很快捷,等等[1-5]。

五、改進前我院的狀況

1.一般狀況:由于我院的門診病人(3000~3500人次/日)及住院病人(1450人次)較多,這就要求X線片的保存需要較大的空間,大約需要200m2大小的房間用于軟片的保存,保存的軟片所包括的病人資料、信息較少且其質量還不能保證。由于潮濕、主觀及客觀等原因損壞而造成軟片發霉、殘缺不全、圖像不清晰等時有發生;而且查詢軟片的時間較長,大約需要30min;對各種病例及病人的資料、信息統計及歸類也較為復雜,有價值的軟片保存的時間也較短,最多能保存到6~8年,而且在整理病人軟片、資料、信息時,有時還容易弄錯,沒有將病人軟片與資料、信息進行一一對應,造成一些差錯,約占0•01%,這些都不利于管理,甚而出現醫療糾紛。特別對1所集教學、科研、臨床醫療為一體的綜合性教學醫院來說,大大地影響了教學、科研、臨床醫療工作的開展,同時,也影響了醫院的服務質量。筆者以急診CR影像檢查時間作為分析對象,把檢查分段進行時間統計,其中,登記與等待檢查為10min;CR檢查為7min;等待X線片和報告為40min;其他時間為5min,共計約60min,平常影像檢查時間則需更長,這不利于醫院的發展及提高服務質量,故而必須對原有的影像科的工作流程進行改進,從而提高工作效率,為醫院的不斷發展及提高服務質量作出積極的貢獻。

2.軟片數據信息的保存:改進前,軟片信息保存比率(圖像信息)為20%,膠片庫保存比率(膠片保存完好無缺)為70%,質量控制(QC)信息(診斷醫生、操作人員、病人某些信息等)為0%,可查詢比率(膠片所放位置)為90%。

結果

隨著醫院HIS、RIS工程建設的加快與日益完善,大型PACS的成功調試及應用,系統而全面地為醫院影像科實現了極富特色的PACS工作流程,大大提高了醫生的工作效率,縮短了病人獲取報告的時間,最大地提高了病人的滿意度等,具體各項指標介紹如下。

1.急診影像檢查等待時間:PACS建成之后,急診影像檢查總計等待時間平均為22min,影像檢查平均值減少了64%。對急診來說,病人的等候時間減少很多,對治療具有顯著意義。同時,由于沒有了沖洗膠片、等待取片等步驟,極大地方便了病人及家屬,提高了服務質量,真正意義上實現“以病人為中心”的宗旨。

2.數據信息的保存:由于傳統的軟片保存方式存在著保存空間大、容易潮濕、不易查詢、圖像不清晰等諸多缺點,其信息總體保存率遠小于50%,改進后的PACS系統由于不存在這些缺點,信息保存率超過90%。信息軟片保存比率(圖像信息)為100%,質量控制(QC)信息(診斷醫生、操作人員、病人某些信息等)為100%,可查詢比率(膠片所放位置)為99.9%。

3.出報告時間:PACS建成之后,出報告時間只需14min,PACS和RIS的無縫融合使得醫生可以利用一些模塊化診斷給出報告,從而提高醫生的工作效率和診斷性和非診斷性勞動時間比值。從結果可以看出,出報告時間縮短了許多,但是筆者通過計算平均值發現卻不是十分明顯。這是由于以下幾方面原因造成的:(1)使用初期醫生對操作不太熟練;(2)RIS無即時提示功能;(3)CR診斷模塊不全;(4)中文輸入速度較慢。其中,“(1)和(4)”隨著系統的使用會得到改善,“(2)”可以通過RIS即時提醒的功能得到解決,“(3)”可以通過診斷模塊的完善得到解決。另外,該對比實驗是基于數字化的CR系統上的,與普通X線檢查比較將會更明顯。

4.膠片用量:通過理論設計計算的膠片用量可以減少50%,但本院實際節省的膠片為33%,這是因為PACS系統剛使用的原因,許多操作還不太熟練造成的。

5.圖像檢索:改進前,膠片的查詢時間約為30min,PACS建成之后,時間減少到不超過30s,效率提高約95%,改進明顯。

6.其他改進:(1)圖像通過瀏覽器(WEB)方式傳到門診、急診、手術室以及全院各臨床醫技科室,使得病人可以看到圖像,切實體會科技進步,提高醫院聲譽。(2)圖像含有閱片醫生、審核醫生、閱片時間、病人資料及其他信息等,有利于科研、教學工作和醫院科學管理。(3)閱片使用雙高清晰度數字式投影儀,可以很多人一起閱片和教學。(4)應用醫學數字成像及通訊(DICOM)數據格式作為保存方法,為將來系統的發展和交流提供了基礎條件,使得遠程快速、準確、清晰地診斷成為可能[6]。

總之,現在病人只需到門急診掛號處進行登記預約,他的所有相關信息就會通過預約管理、檢查管理等系統(即HIS),送到相應的檢查地點;同時,將RIS中病人的基本信息自動傳送到影像設備的主機控制臺上,從而避免了醫生的2次輸入,實現了PACS與HIS、RIS的無縫融合,減輕了醫生重復勞動的負擔?？s短了病人的檢查時間,病人檢查完畢后醫學影像圖像自動傳輸至影像存儲服務器上,而醫生只需在診斷工作站上就可輕易地實現圖像的調閱、診斷,并作出報告,送上級醫生審核,再也不用擔心病人串號,資料丟損等情況的發生,經過審核的報告,加上審核醫生的數字簽名在專門的取報告處由激光打印機統一打印出來,大大地方便了病人及其家屬,他們再也不需要東奔西跑,也不需要長時間等候,很快地就會獲取到相應的診斷結果。同時,該報告和影像圖像通過WEB方式,可迅速發送到全院,門診、急診、手術室以及全院各臨床、醫技科室只要用1臺普通的PC機就可以用自己的帳號,調取所能夠調閱的病人圖像和報告,快速地為病人進行下一步診斷與治療,為搶救和治療病人節約了大量的時間。

討論

一、PACS系統建立之初,顯現出來的優越性

1.急診影像檢查:由于實現了HIS和RIS的信息與英文設備操作臺之間工作列表(WORKLIST)的傳送,真正意義上解決了DICOM3.0系統中對中文沒有定義而引起的傳輸上的難題,實現PACS與HIS、RIS的無縫融合[7,8]。PACS與HIS和RIS的無縫融合,HIS及RIS中病人的有關基本信息,可以自動傳遞到所要檢查的影像設備主機控制臺上,從而減輕醫生的負擔,縮短病人檢查時間,進而急診影像檢查等待時間平均值減少了64%。

2.數據信息保存:組建PACS系統之前,病人的聯系方式、電話、病歷摘要、隨訪記錄、家庭地址、診斷醫生、審核醫生等都不能在傳統的軟片上反映出來,而通過PACS與RIS的無縫融合,可以將檢查時登記在RIS服務器上病人所有的數據信息調閱及打印出來,大大地方便了教學、科研、臨床醫療工作的開展及深入。

3.圖像檢索:傳統的圖像檢索必須提供病人姓名、檢查號后,再由人工在軟片保存房間進行查詢,這樣一來耗費的時間較多,圖像檢索效率低。而采用數字化的方式后,有時,只需要病人姓不需要全名就能夠對圖像進行查詢,查詢動作由計算機來完成,時間只要幾十秒就可完成,圖像檢索效率得到顯著的提高。

4.膠片用量:PACS應用之初,大約可節省33%的膠片,但是長期使用預計可以節省到50%,經濟效益較為顯著。

5.出報告時間:由于通過DICOM3.0協議實現了影像圖像自動傳輸;工作列表實現了病人數據信息的傳送,通過PACS與HIS、RIS的無縫融合,將病人圖像與信息進行了一一關聯。故病人檢查完畢后醫學影像圖像自動傳輸至影像存儲服務器上,而醫生只需在醫生診斷工作站上就可輕易地實現圖像的調閱、診斷,并作出報告,送上級醫生審核,再也不用擔心病人串號,資料丟損等情況的發生,經過審核的報告,加上審核醫生的數字簽名在專門的取報告處由激光打印機統一打印出來。以上的圖像傳輸、數據信息的傳送、關聯、調閱等都由計算機完成,在節省大量時間的同時,確保了作出的診斷報告具有科學性、準確性、完整性[9,10]。隨著醫院PACS、HIS、RIS工程建設的加快和日益完善,以及醫生及操作人員的計算機水平及熟練程度的提高,筆者相信上述各項指標及參數將會得到更大程度的提高和改善。

二、成功組建完善的大型PACS,對整個醫院的影響

1.各科室均可及時、準確地查閱病人資料:我院由于實現了全院醫學影像圖像的共享,完成了PACS與RIS的真正無縫融合,將所有與圖像有關的醫療設備,無論是DICOM標準的,還是非DICOM標準的,都聯成了1個整體,實現了在全院范圍內醫學影像圖像的真正共享,在各個臨床科室,可以通過普通PC機以WEB方式調閱病人影像和報告,方便各臨床科室及時、準確地查閱病人有關資料[7,8]。

2.實現了醫學影像圖像的無片化存儲、傳播和查詢:本院的大型PACS具有異地訪問、圖像復制、同步顯示、快速傳遞、多角度觀察診斷、診斷報告的管理、縮短診斷時間、減少軟片管理工作量、過期數據的在線訪問等強大功能,大大地節省膠片用量,醫學影像圖像在線查詢時間只需30s左右,醫學影像圖像在線存儲時間保持在5~10年,大大地節省了傳統存放膠片所用的房間,真正實現了醫學影像圖像的電子化管理。

3.在PACS基礎之上,開展的工作有:(1)將CT、MR、DSA的圖像直接傳到立體定向放射外科治療(X-刀)及直線加速器的治療計劃系統(TPS)工作站上,減少了治療計劃的誤差,提高了治療精度;實現了手術室和急救中心影像圖像的快速傳輸。在PACS基礎之上,開展的科研有:CT圖像與單光子發射計算機體層掃描機(ECT)圖像、血管造影機(DSA)圖像的融合。(2)建立了電子閱覽室,與世界各大檢索公司,如Dialog、SCI、EIVillage等公司進行了聯機檢索,方便、快捷地查閱有關國內外最新、最有價值的醫學資料,并初步建立起了簡單的電子病案室。(3)院內開展聯合電子會診,由各臨床醫生、病理科醫生、影像科醫生在各自辦公室進行聯合診斷,作出影像和病理報告。(4)開展基于PACS、CIS、CLIS的遠程會診,已與國內外有的醫院實現聯網,在寬帶網的基礎上進行實時、快捷的遠程會診。將來還將進一步擴展這方面的工作。

4.將要開展的工作:組建全省醫學影像中心,擬負責將全省的CT、MR、超聲診斷、內窺鏡診斷儀統一接入我院的PACS中心,提供診斷會診服務。

三、小結

由于PACS剛剛建立,筆者不能對整個醫院的經濟效益、醫院科研水平、醫院市場占有率、病人滿意度等進行系統全面統計比較,但相信隨著PACS成功使用時間的延長,可以預計這些都將得到顯著的進步。我院PACS、RIS的組建方案,由于它完全基于與醫院緊密結合的基礎上開發,因而能夠很好的滿足臨床醫生的需求,僅僅試運行了一段時間,就深受科室醫生的好評,也增強了醫院在電子化建設上的信心、步伐和力度,醫院的PACS醫學影像網絡三期工程預算方案已送交院領導商討審定,即將很快實施。我院PACS醫學影像網絡組建方案,體現了較為完善的影像科工作流程,不僅提高了醫院的服務質量、完善了醫院管理,而且還為我院創建數字化醫院(E-Hospital)提供了的重要基礎和前提,也為醫院的數字化進程提供了重要條件。筆者堅信,隨著我院的PACS和RIS、HIS、CLIS、LIS的不斷完善和提高,創建21世紀的數字化醫院并不是夢想,而將離我們越來越近。