PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)的需求分析與功能實(shí)現(xiàn)

張夢(mèng)，苗紅杰

衛(wèi)生部北京醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，北京 100730

PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)的需求分析與功能實(shí)現(xiàn)

張夢(mèng)，苗紅杰

衛(wèi)生部北京醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，北京 100730

本文分析了核醫(yī)學(xué)PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)的現(xiàn)狀，指出PET/CT報(bào)告系統(tǒng)與PACS報(bào)告系統(tǒng)的差異，針對(duì)PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)的需求完成對(duì)系統(tǒng)工作站的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從技術(shù)上解決圖像處理，同時(shí)具備登記、注射、問(wèn)診、報(bào)告、審核、查詢檢索、影像診斷報(bào)告以及各項(xiàng)信息查詢、統(tǒng)計(jì)等基于流程管理的信息系統(tǒng)。通過(guò)簡(jiǎn)潔流暢的操作界面，安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫(kù)幫助科室完成數(shù)字化管理。PET/CT工作站的純中文報(bào)告系統(tǒng)的解決方案，為醫(yī)師分析比較病人的圖像和代謝變化提供了可靠的手段，為科室提高檢查診斷的效率提供了極大的保障。

PET/CT；核醫(yī)學(xué)； 中文報(bào)告系統(tǒng)；圖像處理；PACS

0 前言

正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（Positron Emission Computed Tomography，PET），是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)先進(jìn)的臨床醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)，是在活體上進(jìn)行功能、生物分子代謝和受體顯像以及神經(jīng)介質(zhì)活動(dòng)研究檢查的技術(shù)[1-2]。CT是電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描（Electronic Computer X-ray Tomography Technique）技術(shù)，可以清晰地解剖人體結(jié)構(gòu)斷層影像[3]。

PET/CT是將PET和CT組合在一起，使用同一個(gè)檢查床和同一個(gè)圖像處理工作站，進(jìn)行功能代謝顯像的分子影像學(xué)設(shè)備，可以檢測(cè)出沒(méi)有任何臨床癥狀的細(xì)微病變，同時(shí)獲得PET圖像與CT圖像并加以融合。運(yùn)用這種手段，得到的圖像不僅僅能夠反映出病灶詳盡的功能與代謝等分子信息及其病理生理變化及形態(tài)結(jié)構(gòu)，清晰、準(zhǔn)確地反映人體全身各臟器的病變情況，同時(shí)，由CT掃描獲得病灶的精確解剖定位, 一次成像，可明顯提高對(duì)腫瘤進(jìn)行早期診斷和鑒別[4]。

我院的PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)中，涵蓋了核醫(yī)學(xué)影像科室日常工作所需的各方面的功能。從最常見(jiàn)的標(biāo)簽打印，到登記預(yù)約、注射、問(wèn)診、報(bào)告、審核，乃至查詢檢索等；還有功能強(qiáng)大的PET/CT工作站、圖像的重組、分析處理、融合等功能。PET/CT工作站能夠很好的解決資源共享問(wèn)題，便于醫(yī)師分析比較病人的圖像和代謝變化，大大提高了科室檢查診斷的效率和準(zhǔn)確度。

1 需求分析

隨著醫(yī)院的不斷發(fā)展，我院于幾年前引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的PET/CT掃描系統(tǒng)，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，PET/CT設(shè)備只有簡(jiǎn)單的數(shù)字化，登記、問(wèn)診等工作都是通過(guò)紙質(zhì)的方式進(jìn)行記錄，數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)，無(wú)法相互訪問(wèn)，與我院成熟的醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS）不能夠完全兼容。因此，需要一套能夠提供集成化、數(shù)字化的管理，從技術(shù)上解決圖像處理技術(shù)的PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)，具備且優(yōu)于PACS的功能。建立具有登記、分診、影像診斷報(bào)告以及各項(xiàng)信息查詢、統(tǒng)計(jì)等基于流程管理的信息系統(tǒng)，要求系統(tǒng)擁有包括高端性能服務(wù)器、安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)接口以及大型存儲(chǔ)設(shè)備等幾方面組成的硬件設(shè)備支持平臺(tái)。在軟件方面，提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)和圖像的存儲(chǔ)管理工具，通過(guò)數(shù)字化管理模式保存，在需要取讀的情況下能夠迅速的調(diào)回?cái)?shù)據(jù)以便查閱使用。

1.1 網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)保存需求

設(shè)計(jì)的PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)登記預(yù)約、注射、問(wèn)診、報(bào)告、審核，各個(gè)功能模塊要能獨(dú)立運(yùn)行，又互相關(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)的文字信息、報(bào)告文檔和影像序列等數(shù)據(jù)既要實(shí)時(shí)在線，又要能至少保留3年，以方便多次檢查的隨時(shí)取閱、復(fù)診、查詢統(tǒng)計(jì)和回推。

1.2 功能與圖像處理需求

PET/CT系統(tǒng)不同于PACS的特殊要求：① 報(bào)告需要附帶彩色結(jié)果圖像，而且是多幅；② 報(bào)告的每幅圖像都要有明確的標(biāo)記和說(shuō)明；③ 報(bào)告的文字格式的多樣化和美觀的要求高。因此在功能設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足PET影像是需要換算的浮點(diǎn)影像、并且需要彩色色譜來(lái)彰顯病灶；而且PET/CT影像的顯示，以多方位顯示、立體定位為主；病灶分布可能處于全身多處，表達(dá)診斷的結(jié)果圖像往往會(huì)產(chǎn)生10數(shù)幅、甚至數(shù)10幅；每幅結(jié)果圖像還需要指示標(biāo)志和文字描述[5]。

1.3 安全性需求

在診斷的過(guò)程中，通過(guò)影像報(bào)告逐級(jí)審核制度，避免身份冒用所導(dǎo)致的安全問(wèn)題，每個(gè)醫(yī)師用戶要通過(guò)獨(dú)立身份密碼登錄。 PET/CT報(bào)告的書(shū)寫(xiě)和審核機(jī)制的特殊性在于PET和CT兩種設(shè)備的圖像并存，而且還有兩種設(shè)備的同位融合圖像。PET與CT圖像的處理診斷，側(cè)重點(diǎn)不同，這就要求核醫(yī)學(xué)專業(yè)的醫(yī)生和放射學(xué)專業(yè)的醫(yī)生不僅需要各自獨(dú)立觀察，還需要一起會(huì)診。PET/CT科室經(jīng)常接待各種需要保護(hù)個(gè)人隱私的特殊患者，需要特殊考慮此類患者的隱私保護(hù)。

2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 網(wǎng)絡(luò)信息化連接通信功能模塊管理

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用千兆局域網(wǎng)，以滿足對(duì)大數(shù)據(jù)量的傳輸要求；服務(wù)器采用戴爾的機(jī)架式服務(wù)器，存儲(chǔ)器采用惠普的機(jī)架式磁盤(pán)陣列，工作站采用戴爾的臺(tái)式機(jī)電腦。系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows Server，數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)采用 SQL Server，工作站平臺(tái)采用 Windows XP 或Windows 7系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)文件和DICOM影像，均保存在磁盤(pán)陣列上。

軟件的系統(tǒng)架構(gòu)采用成熟的客戶端/服務(wù)器模式，編程采用傳統(tǒng)的Win32程序設(shè)計(jì)。軟件系統(tǒng)分為：登記工作站、注射工作站、問(wèn)診工作站、報(bào)告工作站和圖像工作站，以及系統(tǒng)服務(wù)器軟件。

系統(tǒng)服務(wù)器：安裝在服務(wù)器上，負(fù)責(zé)收發(fā)調(diào)度DICOM影像、響應(yīng)和調(diào)度客戶端用戶的各種請(qǐng)求。系統(tǒng)服務(wù)器每天24 h運(yùn)行。

2.2 報(bào)告系統(tǒng)的功能

（1）登記工作站。登記工作站是由用戶登錄、病人信息、檢查信息、收費(fèi)信息登記、查詢統(tǒng)計(jì)以及標(biāo)簽打印、醫(yī)院系統(tǒng)的接口模塊等組成。在科室的登記室安裝運(yùn)行，病人的基礎(chǔ)資料從這里進(jìn)入系統(tǒng)。登記工作站能方便地安排檢查時(shí)間，將病人信息錄入且確認(rèn)，根據(jù)檢查完成的情況，及時(shí)通知等待的病人進(jìn)行檢查。

（2）注射工作站。由用戶登錄、病人注射模塊，包括藥物信息、注射信息（血糖、體重、注射時(shí)間、注射部位、注射劑量以及注射員的信息等）、注射查詢檢索模塊等組成，在注射室安裝運(yùn)行。

（3）問(wèn)診工作站。由用戶登錄、病人問(wèn)診、報(bào)告瀏覽、圖像瀏覽、查詢檢索等模塊組成，在診室安裝運(yùn)行。問(wèn)診工作站負(fù)責(zé)記錄患者的信息，與報(bào)告系統(tǒng)集成，建立完整的病例，記錄患者檢查項(xiàng)目，隨時(shí)可以調(diào)入和調(diào)出，查詢簡(jiǎn)潔方便。

（4）報(bào)告工作站。由用戶登錄、用戶管理、報(bào)告書(shū)寫(xiě)、報(bào)告審核、報(bào)告打印、報(bào)告瀏覽、圖像瀏覽、查詢檢索、統(tǒng)計(jì)等模塊組成，在診室、主任辦公室安裝運(yùn)行。報(bào)告工作站提供待寫(xiě)報(bào)告、正在編輯、正在審核、審核完成、審核通過(guò)等多種報(bào)告狀態(tài)，一目了然方便查閱。同時(shí)，支持多種查詢模式。

（5）圖像工作站。由DICOM網(wǎng)關(guān)、DICOM影像查詢拉圖、DICOM圖像管理、PET圖像和CT圖像的融合、截屏存儲(chǔ)等模塊組成，以多方位顯示，立體定位為主，是完全符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的影像工作站支持寬屏、雙屏、局部融合、序列交錯(cuò)對(duì)比。同時(shí)采用DICOM Q/R技術(shù)，可以保證醫(yī)學(xué)影像信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的高效性和低冗余度，提高數(shù)據(jù)查詢和影像獲取的速度。

2.3 圖像的分析和處理

PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)在圖像處理軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)軟件方面，具備功能強(qiáng)大的圖像處理技術(shù)，提供超過(guò)60種色譜。圖像處理，見(jiàn)圖1。

圖1 圖像處理

PET圖像和CT圖像的融合包括：① 各種圖像處理功能，如縮放、窗寬窗位、色譜更換、MPR、MIP、同體位圖像融合等；② 測(cè)算功能，如矩形、方形、橢圓形、不規(guī)則封閉繪圖、直線等感興趣區(qū)（Region Of Interest，ROI）測(cè)算、標(biāo)準(zhǔn)攝取值(Standard Uptake Value，SUV)/體型消瘦患者的SUV值（Standard Uptake Value Of Lean Body，SUL）換算、三維概念的感興趣區(qū)（Volume Of Interest，VOI）繪制測(cè)算等[6]。

SUV是PET在腫瘤診斷中常用的半定量指標(biāo)，是指局部組織攝取的顯像劑的放射性活度與全身平均注射活度[7]。目前SUV已被廣泛用于腫瘤良惡性鑒別及療效評(píng)價(jià)。

理論公式：

注射藥物的劑量隨著時(shí)間以對(duì)數(shù)衰減，在病人注射之后，到了檢查的時(shí)候，以及在檢查的時(shí)間段內(nèi)，這種衰減都是隨時(shí)進(jìn)行的。在計(jì)算中已經(jīng)把注射劑量衰減校正到檢查開(kāi)始時(shí)間的劑量作為計(jì)算SUV的劑量。除了血糖水平、受檢者的體格、病灶的大小、ROI的勾畫(huà)、注射后顯像時(shí)間等因素外，SUV還受設(shè)備性能、成像條件、采集模式、重建算法、操作方法（例如勾畫(huà)ROI的大小)、衰減校正等因素的影響[8]。

2.4 審核的權(quán)限及安全

我院PET/CT科室采用醫(yī)師、主任醫(yī)師、專家醫(yī)師三級(jí)審核機(jī)制。主任醫(yī)師、專家醫(yī)師可以審核修改醫(yī)師的報(bào)告，專家醫(yī)師審核修改的報(bào)告、主任醫(yī)師不可以再修改審核；專家醫(yī)師可以審核修改主任醫(yī)師的報(bào)告。同時(shí)，醫(yī)師、主任醫(yī)師、專家醫(yī)師均可以獨(dú)立書(shū)寫(xiě)報(bào)告。按照不同的安全級(jí)別和不同的權(quán)限，對(duì)用戶進(jìn)行分級(jí)管理，提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[9]。系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)完全符合Windows 系統(tǒng)的新界面風(fēng)格，方便用戶隨時(shí)進(jìn)行登錄與注銷，保證每一級(jí)用戶的權(quán)限與安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

我院的PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)運(yùn)行良好、操作簡(jiǎn)單，能夠很好的適應(yīng)醫(yī)院管理要求，支持多線程存儲(chǔ)查詢，能夠提供安全的備份方案，提升科室的工作效率、減少繁瑣重復(fù)手工勞動(dòng)、提高病人診斷水平。通過(guò)精確的圖像融合定位，高水平的圖像處理，使檢查結(jié)果更準(zhǔn)確。通過(guò)定性和定量分析，能提供有價(jià)值的功能和代謝方面的信息，幫助確定和查找腫瘤的精確位置，從而早期、快速、準(zhǔn)確、全面發(fā)現(xiàn)病灶[10-11]。PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)軟件與設(shè)備的后處理工作站具有互補(bǔ)性，將后處理工作站轉(zhuǎn)換成全中文界面，為圖像提供中文標(biāo)識(shí)，方便醫(yī)生看圖。

PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)還存在一些需要改進(jìn)的地方。例如在圖像查詢及數(shù)據(jù)恢復(fù)方面，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)只能保存處理過(guò)的圖像，無(wú)法保存原始圖像，這對(duì)歷史查詢和調(diào)閱有一定的影響。另一方面，PET/CT中文報(bào)告系統(tǒng)與HIS網(wǎng)、PACS網(wǎng)無(wú)法進(jìn)行互聯(lián)，無(wú)法在同一網(wǎng)段內(nèi)工作，這些問(wèn)題還需要進(jìn)一步解決。

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Demand Analysis and Function Realization of PET/CT Chinese Report System

ZHANG Meng, MIAO Hong-jie
Department of Medical Engineering, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

This paper analyzes the current situation of PET / CT Chinese reporting system, and points out the differences between PET / CT reporting system and PACS reporting system. Based on the demands of PET / CT Chinese reporting system, we fnished the function design and realization of the workstation, which can solve the image processing technically. Process-based management information system, which had the functions of registration, injection, interrogation, reporting, audit, query retrieval, diagnostic imaging reports, and the information query, statistics, is introduced into the workstation. Through the simplicity of the user interface, database security and stability, the workstation can help the departments to complete the digital management. PET / CT workstation Chinese reporting system solutions provide a reliable means for physicians to analyze the image and compare the patient's metabolic changes, also provide great support to improve the effciency of diagnosis departments.

PET/CT; nuclear medicine; Chinese report system; image processing; picture archiving and communication system

R197.324

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.027

1674-1633(2014)03-0081-03

2013-09-26

2014-01-22

作者郵箱：38152111@qq.com