放射治療信息管理系統的研發

●陳睿

放射治療信息管理系統的研發

●陳睿

放射治療是治療惡性腫瘤的重要手段之一，計算機的出現使得放射治療逐步朝著定量化、精確化、程序化和智能化的方向發展。醫學數字成像和通信標準的誕生使得放療數據可以用一個標準的方式得到處理。即使如此，由于放射治療涉及到眾多設備如CT、MRI影像工作站、各類放射治療計劃系統及醫用直線加速器。各設備需要處理交流多種復雜數據，包含DICOM影像、靶區信息、治療計劃信息和治療記錄等，而這些數據在患者的治療流程中時常更新并且需要在多個設備間來回傳輸。而數據的非標準化存取以及效率低下的問題仍普遍存在，這給放療科的信息管理帶來了巨大的不便，由此也帶來了放射治療誤差的增加、治療效果的不均衡等問題。此外，放療信息管理的發展滯后使得跨醫院、跨地區甚至跨國家的治療中心間進行信息交流實現十分困難。因此，開發研制放射治療管理信息系統來實現放療資源的整合及放療資料的管理顯得十分必要。

放射治療；信息管理系統；研發

1 放射治療前期工作管理信息系統的需求

1.1 系統業務需求

我們分析匯總用戶相關業務需求，主要歸結為兩個方面：優化放射治療工作流程，提高治療效率，降低治療成本，促進醫患和諧；提高科室的信息化水平，降低人為造成的錯誤率。

1.2 系統用戶需求

放射治療前期工作中，放療醫師、物理師、放射治療師等用戶對軟件有以下功能需求：對放療患者進行CT模擬定位掃描，登記患者相關信息，CT掃描結果以列表形式導出；解決計劃申請中的放療技術，開具處方劑量，選定治療機器，明確設計要求，要求遮擋形式、各階段治療次數、優化目標等數據規范輸入；醫師開具放療計劃申請單時以系統下拉菜單或優化目標條件模板輸入的形式進行人機交互，避免大量的文字輸入過程；等待設計、確認、打印的放療計劃的查詢顯示功能；放療計劃全過程的設計、確認、打印等相關人員的簽名；遠程進行放療模擬機房和放療治療機房的選擇、預約功能；全流程信息錯誤報警提示，如放療計劃階段重復提示，機器預約重復提示，劑量或數值不合理提示等；人機交互界面簡潔、美觀、友好；操作實現功能包括系統設置、數據庫參數設置、用戶權限確認管理等，并且能能夠與醫院放療科放療信息系統（RTIS）通過DicomRT的格式進行連接[1]。

2 材料與方法

2.1 開發平臺和運行環境設計

RTIS選用微軟的.NET作為開發平臺，使用Windows通訊接口（Windows Communications Foundation，WCF）實現Web服務。

2.2 系統邏輯架構

RTIS系統架構由應用服務器、數據庫、醫院信息系統（HIS）、放療圖像存檔及通信系統（RadiotherapyPictureArchivingandCommunicationS ystem，RTPACS）[8-9]及相應接口服務組成，采用C/S/S的多層架構，見圖1。

圖1 RTIS系統構架圖

2.2.1 用戶界面層

為用戶提供對應程序的訪問界面。

2.2.2 WCF服務層

為界面層和接口服務提供服務的接口，根據面向服務的體系（Service-Oriented Architecture，SOA）架構的思想，通過將服務契約與服務內容分離，使得服務的使用者與服務的提供者之間共享的是服務的契約而非具體的代碼，減少二者之間的耦合性。

2.2.3 業務邏輯層

既為上層服務提供數據庫調用的各種方法，也為下層數據訪問層定義更具體調用數據方法的說明。其實業務邏輯層是WCF服務層接口的實現，通過真正的服務類繼承服務接口，完成操作代碼的實際編寫。

2.2.4 數據訪問層

直接與實體模型進行銜接，提供了業務組件和實體模型的一個數據交換平臺。它還提供了數據信息和數據邏輯，使得業務邏輯層只處理業務邏輯而不必關心底層的數據模式。在實體模型中，通過O/R映射從RTIS數據庫（主要是治療信息等）得到實體信息，通過與DICOMRT集成得到的DICOM&DICOMRT的實體模型。

2.3 RTIS與HIS的接口

RTIS與HIS接口基于衛生信息交換標準（HealthLevel，HL7）標準進行設計，對不同格式的應用程序數據，首先按照HL7標準的語法規則轉換成標準數據傳輸到接收方，接收方再按照HL7標準的語法規則進行解析，最后轉換為應用程序數據。

2.4 HIS/RTIS與RTPACS系統集成

HIS/RTIS與不同廠商的RTPACS集成采用HL7/DICOM網關模式。當系統間需要進行文字信息交換時，發起方通過自己的HL7網關向對方系統HL7網關發起請求信息。當HIS/RTIS需要存取圖像時，則通過DICOM網關向RTPACS系統發送DICOM請求消息。

3 結果

RTIS由眾多模塊組成，包括病人登記、病人管理、檢查登記、膜室管理、CT及模擬機管理、計劃室管理、治療室管理等。病人登記模塊與HIS對接以便快速導入患者信息，及患者信息的補充錄入；病人管理模塊擁有查看患者信息、流程安排和治療情況的功能；膜室管理模塊、CT及模擬機管理模塊均可以查看和調整膜室、CT室及模擬定位室的工作安排；計劃室管理模塊包含DICOM數據的傳輸，放療計劃的批準、上傳和放射治療排程；治療室管理模塊中可以查閱每個治療機的治療安排，并且負責治療計劃與加速器之間的傳輸；在數據統計模塊中可以查看數據統計信息如各部門工作量，患者病種統計等。系統的工作角色有：前臺工作站、醫生工作站、物理室工作站、模室工作站、CT/模擬機工作站、治療室工作站、主任工作站。RTIS工作角色與模塊框圖，見圖2。

圖2 RTIS信息管理系統工作角色與模塊框圖

放療患者的相關信息錄入和管理均可通過RTIS來完成。患者進入放療科后首先由前臺工作站登記患者基本信息，醫生工作站為患者錄入臨床診斷資料并且登記預約體模制作和CT掃描，之后由模室工作站、CT/模擬工作站查看各工作站的預約情況，并依次按照預約安排完成相應的臨床工作。一切準備就緒后，醫生工作站錄入放療處方并預約放療計劃制作，物理師在放射治療計劃系統（TPS）制作好放療計劃后通過物理室工作站將計劃上傳到RTIS數據庫中，最后由治療室工作站從數據庫中調用放療計劃并傳輸到加速器上執行[2]。所有的放療環節均被納入到RTIS管理系統中，模室、CT/模擬、物理室、治療室工作站均可在管理系統中查看當日的工作安排，醫生也可以在系統中密切跟蹤患者的治療流程。主任工作站負責查看全科的工作量情況及患者的臨床大數據如病種統計、年齡、地域分布等。RTPACS數據庫是RTIS網絡系統的DICOM數據中心，各DICOM節點設備的DICOM數據集中存放在該中心，RTPACS集中管理和維護這些海量數據，并按DICOM協議的要求提供功能齊全的DICOM服務。TPS工作站、CT、MRI、模擬定位機及放射治療機影像工作站均連接到RTPACS服務器，共享傳輸DICOM圖像及DICOM-RT數據。

4 結論

放射治療前期工作管理信息系統旨在著重實現放射治療開始前及放療結束后流程的信息化改造，實現全過程數字化傳輸和存儲，這將大大降低人為的工作強度，節約放療醫師和物理師等放射工作人員的時間成本，提高工作效率，實現軟件自身優勢；對于就診患者而言，能夠節約治療成本，減少患者就診壓力，緩和并改善目前緊張的醫患關系，推動和諧醫療環境的健康持續發展。

（作者單位：遵義市第一人民醫院）

[1]劉向華.放療病人信息管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術,2010,6（11）:2817-2818.

[2]趙金早.醫院放射治療網絡系統的安全方案[J].中國管理信息化,2011,14（12）:42-44.