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医学图像存储与传输初探

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材料与方法

一、目标定义

确定目标和需求,分阶段制定计划(MGP)。本阶段的目标要找出医院的解决方案,试运行并验证解决方案的效果。

二、项目测量

1.笔者利用质量因素处理(QFD)的方法,针对我院的具体情况找到研究探索的关键性质量因素。其重要的关键性质量因素有:(1)诊断与非诊断性劳动比值;(2)误诊率(病人年投诉数);(3)市场占有率;(4)科研数据可查询百分率;(5)软片查询时间;(6)医院年赢利;(7)单位服务成本;(8)病人满意度;(9)病人等候时间。2.确定研究因素和抽样方法。根据项目研究的阶段特点及具体情况,笔者仅研究(1)、(4)、(5)、(7)、(9)指标,以计算机X线摄影(computerradiology,CR)报告时间、CR数据保存比例、软片查询时间、胶片用量、急诊病人检查时间作为(1)、(4)、(5)、(7)、(9)指标的抽样样本。

三、分析与研究

1.流程图:我院现有的影像科工作流程已经得到了全方位优化,并进行了许多技术上的革新及创造:实现医院信息系统(hosiptalinformationsystems,HIS)、放射学信息系统(radiologyinformationsystems,RIS)的信息与英文设备操作台之间工作列表(worklist)的传送,真正意义上解决了医学数字成像及通讯标准(digitalimagingandcommunicationinmedicine,DICOM)中对中文没有定义而引起的传输上的难题,实现PACS与HIS、RIS无缝融合。通过PACS与HIS、RIS的无缝融合,HIS及RIS中病人的有关基本信息,可以自动传递到所要检查的影像设备主机控制台上,从而减轻医生的负担,缩短病人的检查时间,等等。具体情况如图1。

2.决策分析:由于医院病人在不断增多,同时,影像设备也在增加,采用传统的软片来保存影像资料的方法,需要较大的房间,各种病例及病人的资料、信息统计及归类也较为复杂,上述诸多方面的原因,都不利于医院的现代化管理,也不能满足我院现代化的信息保存、查询功能,而PACS恰好能够满足我院要求的解决方案。因为PACS所带来的好处有:信息保存完善,有利于科研及教学;信息保存简单,查询迅速、便捷;方便管理,能够适应不断增长的门诊量及住院病人;能够大大提高各部门工作效率;能够提高病人满意度,从而提高医院的服务质量;能够降低成本,主要是指降低胶片的用量及其他费用,可减少50%的胶片用量,因为传统的方式要出2套软片,1套给病人保存,另1套作为资料在医院保存,而有了PACS后只需出1套软片给病人就行了,病人所有的影像检查资料及信息全部保存在PACS的中央服务器里面,需要时可从PACS的中央服务器进行查询、打印,从而节约了成本,极大地提高了经济效益;完善了图像相关信息,有利于教学、科研;优化了工作方法,使现有的影像科工作流程规范化、条例化、现代化;能够适应市场的激烈竞争,占据医疗市场的主导地位,等等。

3.可行性研究:为了研究大型PACS在我院是否可行,笔者研究了我院医务人员的网络基础知识和倾向,对传统的影像科工作流程有什么意见和建议、要求,以及对电子化的影像科工作流程是否能够改变思想及观念,以便适应新的工作模式,真正地实现医生从“要我用”转变到“我要用”。对此,我院信息网络中心的工程技术人员,不断地与影像科医生、临床医生、技术操作人员进行沟通,交流并聆听医生及技术操作人员的各种意见,不断地从各种环节去完善PACS医学影像系统的工作流程。同时,工程技术人员深入至医院临床科室,做了大量的数据采集和调研工作,与医院反复沟通、讨论,终于实现了完全满足我院具体情况的PACS。在调查研究过程中还探询可能存在的问题,结果显示,80%以上的医务人员具有一定的计算机知识,并且可以通过培训掌握并运用PACS阅片;90%以上的医务人员欢迎这种新的阅片方式,并认为PACS可以帮助他们更细致地阅片,最大限度地减少误诊、漏诊、提高服务质量、提高工作效率,同时还可跟上时代潮流,适应医院数字化的进程。调查还发现许多影像科医生存在着对网络化、数字化后图像保密性问题的顾虑,但是都认可了笔者提出的关于图像加密的解决方案,这是要在PACS组建之初及应用过程中必须加以考虑的重要问题,因为这牵涉到以后在PACS应用过程中医生是否或愿不愿意应用,以及应用得好与坏的关键性问题。最后,经过反复地研究、考察、论证、资料收集、总结之后,一致认为组建1套科学完善的大型PACS在我院是可行的、适用的、必要的。

四、设计

在以往国内大型PACS的建设中,有2个重要因素制约了医院电子化建设的步伐:(1)由于现有的医院信息系统HIS、临床信息系统(clinicalinformationsystems,CIS)、临床实验室信息系统(clinicallaboratoryinformationsystems,CLIS)、RIS等医院系统,其数据接口没有统一的标准,没有按照医院国际标准(HL-7)设计,而所有的国际上大型的PACS厂商无一例外地遵循了这一数据交换标准,因此,实现HIS、RIS与PACS的融合难度很大。(2)由于目前医学数字成像及通讯标准3.0(DICOM3.0)对中文信息尚无定义,国内的HIS、RIS均为双字节中文,而影像设备主机控制台仍为单字节英文,这给工作列表在两者间的传送带来了麻烦。而随着我院的PACS与RIS无缝融合方案的实现及应用,从根本上解决了上述的问题(图2)。同时,在充分结合临床诊断和应用基础上,听取了许多医生、工程技术人员富有建设性的意见和建议之后,并反复认真讨论、研究、考察,才进行医院PACS系统的设计和建设,在设计过程中考虑了图像安全性、方便性等问题。建成后,所有科室的图像可以共享,可以远程调用于教学、会诊;影像科、门诊、急诊、手术室,以及全院各临床医技科室可以电子阅片,病人检查完图像资料等信息可以直接快捷地回到各个科室的诊治医生处;图像保存无需软片,调用查询将很快捷,等等[1-5]。

五、改进前我院的状况

1.一般状况:由于我院的门诊病人(3000~3500人次/日)及住院病人(1450人次)较多,这就要求X线片的保存需要较大的空间,大约需要200m2大小的房间用于软片的保存,保存的软片所包括的病人资料、信息较少且其质量还不能保证。由于潮湿、主观及客观等原因损坏而造成软片发霉、残缺不全、图像不清晰等时有发生;而且查询软片的时间较长,大约需要30min;对各种病例及病人的资料、信息统计及归类也较为复杂,有价值的软片保存的时间也较短,最多能保存到6~8年,而且在整理病人软片、资料、信息时,有时还容易弄错,没有将病人软片与资料、信息进行一一对应,造成一些差错,约占0•01%,这些都不利于管理,甚而出现医疗纠纷。特别对1所集教学、科研、临床医疗为一体的综合性教学医院来说,大大地影响了教学、科研、临床医疗工作的开展,同时,也影响了医院的服务质量。笔者以急诊CR影像检查时间作为分析对象,把检查分段进行时间统计,其中,登记与等待检查为10min;CR检查为7min;等待X线片和报告为40min;其他时间为5min,共计约60min,平常影像检查时间则需更长,这不利于医院的发展及提高服务质量,故而必须对原有的影像科的工作流程进行改进,从而提高工作效率,为医院的不断发展及提高服务质量作出积极的贡献。

2.软片数据信息的保存:改进前,软片信息保存比率(图像信息)为20%,胶片库保存比率(胶片保存完好无缺)为70%,质量控制(QC)信息(诊断医生、操作人员、病人某些信息等)为0%,可查询比率(胶片所放位置)为90%。

结果

随着医院HIS、RIS工程建设的加快与日益完善,大型PACS的成功调试及应用,系统而全面地为医院影像科实现了极富特色的PACS工作流程,大大提高了医生的工作效率,缩短了病人获取报告的时间,最大地提高了病人的满意度等,具体各项指标介绍如下。

1.急诊影像检查等待时间:PACS建成之后,急诊影像检查总计等待时间平均为22min,影像检查平均值减少了64%。对急诊来说,病人的等候时间减少很多,对治疗具有显著意义。同时,由于没有了冲洗胶片、等待取片等步骤,极大地方便了病人及家属,提高了服务质量,真正意义上实现“以病人为中心”的宗旨。

2.数据信息的保存:由于传统的软片保存方式存在着保存空间大、容易潮湿、不易查询、图像不清晰等诸多缺点,其信息总体保存率远小于50%,改进后的PACS系统由于不存在这些缺点,信息保存率超过90%。信息软片保存比率(图像信息)为100%,质量控制(QC)信息(诊断医生、操作人员、病人某些信息等)为100%,可查询比率(胶片所放位置)为99.9%。

3.出报告时间:PACS建成之后,出报告时间只需14min,PACS和RIS的无缝融合使得医生可以利用一些模块化诊断给出报告,从而提高医生的工作效率和诊断性和非诊断性劳动时间比值。从结果可以看出,出报告时间缩短了许多,但是笔者通过计算平均值发现却不是十分明显。这是由于以下几方面原因造成的:(1)使用初期医生对操作不太熟练;(2)RIS无即时提示功能;(3)CR诊断模块不全;(4)中文输入速度较慢。其中,“(1)和(4)”随着系统的使用会得到改善,“(2)”可以通过RIS即时提醒的功能得到解决,“(3)”可以通过诊断模块的完善得到解决。另外,该对比实验是基于数字化的CR系统上的,与普通X线检查比较将会更明显。

4.胶片用量:通过理论设计计算的胶片用量可以减少50%,但本院实际节省的胶片为33%,这是因为PACS系统刚使用的原因,许多操作还不太熟练造成的。

5.图像检索:改进前,胶片的查询时间约为30min,PACS建成之后,时间减少到不超过30s,效率提高约95%,改进明显。

6.其他改进:(1)图像通过浏览器(WEB)方式传到门诊、急诊、手术室以及全院各临床医技科室,使得病人可以看到图像,切实体会科技进步,提高医院声誉。(2)图像含有阅片医生、审核医生、阅片时间、病人资料及其他信息等,有利于科研、教学工作和医院科学管理。(3)阅片使用双高清晰度数字式投影仪,可以很多人一起阅片和教学。(4)应用医学数字成像及通讯(DICOM)数据格式作为保存方法,为将来系统的发展和交流提供了基础条件,使得远程快速、准确、清晰地诊断成为可能[6]。

总之,现在病人只需到门急诊挂号处进行登记预约,他的所有相关信息就会通过预约管理、检查管理等系统(即HIS),送到相应的检查地点;同时,将RIS中病人的基本信息自动传送到影像设备的主机控制台上,从而避免了医生的2次输入,实现了PACS与HIS、RIS的无缝融合,减轻了医生重复劳动的负担。缩短了病人的检查时间,病人检查完毕后医学影像图像自动传输至影像存储服务器上,而医生只需在诊断工作站上就可轻易地实现图像的调阅、诊断,并作出报告,送上级医生审核,再也不用担心病人串号,资料丢损等情况的发生,经过审核的报告,加上审核医生的数字签名在专门的取报告处由激光打印机统一打印出来,大大地方便了病人及其家属,他们再也不需要东奔西跑,也不需要长时间等候,很快地就会获取到相应的诊断结果。同时,该报告和影像图像通过WEB方式,可迅速发送到全院,门诊、急诊、手术室以及全院各临床、医技科室只要用1台普通的PC机就可以用自己的帐号,调取所能够调阅的病人图像和报告,快速地为病人进行下一步诊断与治疗,为抢救和治疗病人节约了大量的时间。

讨论

一、PACS系统建立之初,显现出来的优越性

1.急诊影像检查:由于实现了HIS和RIS的信息与英文设备操作台之间工作列表(WORKLIST)的传送,真正意义上解决了DICOM3.0系统中对中文没有定义而引起的传输上的难题,实现PACS与HIS、RIS的无缝融合[7,8]。PACS与HIS和RIS的无缝融合,HIS及RIS中病人的有关基本信息,可以自动传递到所要检查的影像设备主机控制台上,从而减轻医生的负担,缩短病人检查时间,进而急诊影像检查等待时间平均值减少了64%。

2.数据信息保存:组建PACS系统之前,病人的联系方式、电话、病历摘要、随访记录、家庭地址、诊断医生、审核医生等都不能在传统的软片上反映出来,而通过PACS与RIS的无缝融合,可以将检查时登记在RIS服务器上病人所有的数据信息调阅及打印出来,大大地方便了教学、科研、临床医疗工作的开展及深入。

3.图像检索:传统的图像检索必须提供病人姓名、检查号后,再由人工在软片保存房间进行查询,这样一来耗费的时间较多,图像检索效率低。而采用数字化的方式后,有时,只需要病人姓不需要全名就能够对图像进行查询,查询动作由计算机来完成,时间只要几十秒就可完成,图像检索效率得到显著的提高。

4.胶片用量:PACS应用之初,大约可节省33%的胶片,但是长期使用预计可以节省到50%,经济效益较为显著。

5.出报告时间:由于通过DICOM3.0协议实现了影像图像自动传输;工作列表实现了病人数据信息的传送,通过PACS与HIS、RIS的无缝融合,将病人图像与信息进行了一一关联。故病人检查完毕后医学影像图像自动传输至影像存储服务器上,而医生只需在医生诊断工作站上就可轻易地实现图像的调阅、诊断,并作出报告,送上级医生审核,再也不用担心病人串号,资料丢损等情况的发生,经过审核的报告,加上审核医生的数字签名在专门的取报告处由激光打印机统一打印出来。以上的图像传输、数据信息的传送、关联、调阅等都由计算机完成,在节省大量时间的同时,确保了作出的诊断报告具有科学性、准确性、完整性[9,10]。随着医院PACS、HIS、RIS工程建设的加快和日益完善,以及医生及操作人员的计算机水平及熟练程度的提高,笔者相信上述各项指标及参数将会得到更大程度的提高和改善。

二、成功组建完善的大型PACS,对整个医院的影响

1.各科室均可及时、准确地查阅病人资料:我院由于实现了全院医学影像图像的共享,完成了PACS与RIS的真正无缝融合,将所有与图像有关的医疗设备,无论是DICOM标准的,还是非DICOM标准的,都联成了1个整体,实现了在全院范围内医学影像图像的真正共享,在各个临床科室,可以通过普通PC机以WEB方式调阅病人影像和报告,方便各临床科室及时、准确地查阅病人有关资料[7,8]。

2.实现了医学影像图像的无片化存储、传播和查询:本院的大型PACS具有异地访问、图像复制、同步显示、快速传递、多角度观察诊断、诊断报告的管理、缩短诊断时间、减少软片管理工作量、过期数据的在线访问等强大功能,大大地节省胶片用量,医学影像图像在线查询时间只需30s左右,医学影像图像在线存储时间保持在5~10年,大大地节省了传统存放胶片所用的房间,真正实现了医学影像图像的电子化管理。

3.在PACS基础之上,开展的工作有:(1)将CT、MR、DSA的图像直接传到立体定向放射外科治疗(X-刀)及直线加速器的治疗计划系统(TPS)工作站上,减少了治疗计划的误差,提高了治疗精度;实现了手术室和急救中心影像图像的快速传输。在PACS基础之上,开展的科研有:CT图像与单光子发射计算机体层扫描机(ECT)图像、血管造影机(DSA)图像的融合。(2)建立了电子阅览室,与世界各大检索公司,如Dialog、SCI、EIVillage等公司进行了联机检索,方便、快捷地查阅有关国内外最新、最有价值的医学资料,并初步建立起了简单的电子病案室。(3)院内开展联合电子会诊,由各临床医生、病理科医生、影像科医生在各自办公室进行联合诊断,作出影像和病理报告。(4)开展基于PACS、CIS、CLIS的远程会诊,已与国内外有的医院实现联网,在宽带网的基础上进行实时、快捷的远程会诊。将来还将进一步扩展这方面的工作。

4.将要开展的工作:组建全省医学影像中心,拟负责将全省的CT、MR、超声诊断、内窥镜诊断仪统一接入我院的PACS中心,提供诊断会诊服务。

三、小结

由于PACS刚刚建立,笔者不能对整个医院的经济效益、医院科研水平、医院市场占有率、病人满意度等进行系统全面统计比较,但相信随着PACS成功使用时间的延长,可以预计这些都将得到显著的进步。我院PACS、RIS的组建方案,由于它完全基于与医院紧密结合的基础上开发,因而能够很好的满足临床医生的需求,仅仅试运行了一段时间,就深受科室医生的好评,也增强了医院在电子化建设上的信心、步伐和力度,医院的PACS医学影像网络三期工程预算方案已送交院领导商讨审定,即将很快实施。我院PACS医学影像网络组建方案,体现了较为完善的影像科工作流程,不仅提高了医院的服务质量、完善了医院管理,而且还为我院创建数字化医院(E-Hospital)提供了的重要基础和前提,也为医院的数字化进程提供了重要条件。笔者坚信,随着我院的PACS和RIS、HIS、CLIS、LIS的不断完善和提高,创建21世纪的数字化医院并不是梦想,而将离我们越来越近。

医学图像存储与传输初探责任编辑:陈老师    阅读:人次