“互聯網+醫療”下醫院影像資源信息系統構建

陳 晶

（山東省青島療養院，山東 青島 266000）

0 引言

隨著我國智能化、信息化的發展以及基礎醫療設施的建設，人們對醫療服務的思想理念也發生了根本性的改變，大型醫院就診患者數量越來越多，醫院需要面對如何解決存儲和利用海量醫學影像資料，減少大量患者就診和檢查的等待時間的問題[1]。同時，由于原有的醫院影像資源信息系統基本是各個科室獨立使用和運行的，因此就會導致產生信息孤島的問題，患者的個人就診信息無法在同一醫院或多個醫院之間實現共享，患者的影像檢查資料只能由個人保管，如果出現影像資料丟失、損毀的問題，就需要患者重新進行預約掛號和影像檢查。因此，構建一個功能強大、運行穩定的醫院影像資源信息系統成了亟待解決的問題[2-3]。

1 系統相關技術

1.1 HL7衛生信息交換標準

HL7衛生信息交換標準（Health Level 7）是醫療領域不同應用系統之間用于數據信息交換的傳輸協議。包括患者個人基本信息系統、影像信息系統以及化驗檢測系統等不同子系統之間的數據信息交換以及醫保機構系統、醫院財務管理系統之間的數據信息交換，甚至不同醫院之間、保險公司之間數據信息的交換等，HL7標準都能夠提供統一、規范的通信協議接口。同時，采用HL7標準無須考慮軟件開發技術和平臺，在任何開發環境下實現的系統都可以通過HL7標準進行數據交換。因此，醫院影像資源信息系統與醫院其他應用系統之間采用HL7標準進行連接，才能實現各類應用系統的無縫連接，達到數據信息共享的目的。由此可見，HL7標準在醫院開發和設計信息系統過程中，對不同應用系統之間數據交互的需求有非常重要的現實意義。

1.2 PACS系統

PACS系統（Picture Archiving and Communication Systems）是一種影像資源存儲歸檔和數據通信系統[4]。通常情況下，PACS系統在大型醫院影像科室中廣泛使用，這是因為大型醫院的CT檢查、核磁共振檢查會產生海量的影像信息。PACS系統是通過設定的數據接口分級、分類地對醫療設備運行過程中產生的醫學影像資源進行存儲，當主治醫生或患者本人需要時，可以從系統中隨時檢索和保存影像信息。隨著現代科技的進步，對傳統PACS系統的功能進行了擴展開發，包括影像資源的管理功能、檢索功能等[5]。由此可見，PACS系統對大型醫院影像檢查資源的存儲和利用至關重要[6-8]。

2 系統設計目標

2.1 系統功能性需求

系統的功能性需求如下：1） 需要適用于DICOM標準且醫院可用于數據交換的醫學圖像格式，適用于醫院影像科室實際的工作流程。2） 需要對醫院影像科的患者檢查預約、打印影像報告以及各類電子影像數據進行自動化管理和分類存儲。3） 需要對醫院各個科室的影像信息資源和各類檢查報告進行匯總、整合和存儲。4） 需要統一每名患者在醫院不同科室、不同信息系統的就診編號、檢查編號，實現通過輸入患者編號就可以查詢患者全部就診病歷信息、檢查報告結果和影像檢查信息的目標。5） 以HL7標準、DICOM標準等國際通用的標準協議對影像資源信息系統進行開發和設計，支持影像資源信息系統與醫院原有應用系統之間的融合通信。6） 創建智能化、個性化以及信息化的影像檢查工作流程，使醫生通過系統可以隨時調取患者的影像檢查信息，減少醫生提供診療服務過程中對傳統膠片影像資源的依賴，減少對膠片資源的消耗，防止出現漏診、誤診等問題，進一步提高醫院診療服務效率和水平，同時也減少了對人力資源的浪費。7） 結合醫院影像科的日常工作流程和情況，設計患者提前預約、智能引導等功能，優化影像檢查流程，提高醫院影像科工作的準確性。8） 實現存儲、數據交換、檢索查詢以及下載保存功能，為醫生診斷提供數據支持，同時不斷提高醫院醫療硬件設備，結合軟件系統有效提高診療水平，降低發生醫療事故的概率，防止產生醫療糾紛。9）實現影像資源信息系統與醫院原有各個應用系統之間的數據交換，縮短出具患者檢查報告的時間，提高影像檢查報告和其他報告的審核通過效率。10） 提前設計和預留未來系統升級擴展中可能需要的各類數據接口。

2.2 系統非功能性需求

系統的非功能性需求如下：1） 系統操作界面友好，易于醫生實際操作，窗體界面美觀實用，控件布局合理。由于醫院每天就診患者數量巨大，要求系統能夠支持批量患者就診信息的錄入和存儲，有效提高醫生的就診服務效率。2）系統運行安全穩定，具有良好的兼容性。確保系統與醫院其他信息系統能夠無縫融合使用，保證系統能夠24 h×7不間斷運行，同時系統需要具備良好的容錯機制以及從重大災難中快速恢復數據信息的能力。要求系統能夠實時備份患者的基本信息和醫學影像信息，確?；颊邆€人隱私數據的安全性。3）確保系統數據的準確性、完整性。醫院醫學影像資源信息系統中的數據需要與醫院其他科室信息系統中的數據保持一致，同時要求系統具有強大的數據備份和數據恢復功能，一旦遇到地震等突發自然災害或者停電等緊急情況，不會發生患者數據的丟失和不可恢復的問題。系統能夠提供患者就診醫學影像信息的遷移、查詢、下載和打印服務，導出后可以存儲到其他信息系統中，如果出現問題可以在其他信息系統中調取數據信息。4）具有良好的可擴展性。隨著信息時代科學技術的不斷進步，醫學設備和醫學信息系統會不斷更新升級，因此，系統建設不能只滿足現有醫學設備的連接數量，要綜合考慮未來系統醫學設備的更新換代以及存儲設備的擴展升級，在不影響醫院日常工作的前提下，可以對系統進行快速升級和更新。

3 系統總體架構設計

醫院影像資源信息系統不是一個單獨運行的系統，而是需要與醫院其他信息系統進行無縫鏈接，實現數據交換的大型綜合系統，需要它能夠與醫院原有的PACS系統和HIS系統進行數據交換、資源共享。通過該系統，可以將醫院所有科室的全部醫學影像資源進行數字化存儲，實現實時數據交換，為每名患者創建數字化醫學影像報告，幫助醫生對患者進行快速診斷，不斷提高醫生的診療服務水平，減少患者等待打印影像報告的時間，防止發生醫患糾紛事件。

醫院影像資源信息系統的總統架構包括軟件架構和硬件架構2個部分。軟件架構包括網絡系統、操作系統、HI7標準和PACS系統等；硬件架構包括系統服務器、存儲設備和網絡設備等。醫院影像資源信息系統以患者個人和臨床醫療為核心，對軟件性能要求較高，對硬件醫療設備的穩定性也有嚴格要求，系統涵蓋了醫院整體診療工作流程，能夠存儲和傳輸就診患者影像檢查信息和各類檢查報告信息，屬于大型綜合性信息系統。

醫院影像資源信息系統設計主要采用的軟件應用程序和操作系統包括SQL數據庫系統、MS SQL數據庫管理系統、Windows 10操作系統以及C#語言等。系統采用的是B/S與C/S架構相結合的模式，以SAN架構作為系統的存儲架構，采用冗余備份的形式來存儲數據，因此不會存在單點故障的問題。在網絡架構方面，由于醫院就診患者數量和醫學影像資源數量巨大，醫生在閱覽醫學影像時對網絡速度有較高的要求，因此采用萬兆以太網結構以及雙機冗余網絡交換機來分擔網絡負載。醫院影像資源信息系統包括5個層級，5個層級之間可以獨立運行，同時又具有一定聯系。醫院影像資源信息系統架構如圖1所示。

圖1 醫院影像資源信息系統架構示意圖

3.1 硬件平臺/網絡層

系統硬件平臺/網絡層中包括了整個網絡系統、終端操作系統以及數據庫存儲系統等，為影像資源信息系統的運行提供了穩定的網絡環境。通過硬件平臺/網絡層可以對系統的運行提供良好的環境保障，包括網絡通信協議、數據存儲協議和操作系統等。

3.2 系統服務層

系統服務層主要負責為與操作系統的交互提供支持以及提供硬件設備的數據通信功能。通常情況下，系統服務層由操作系統廠商提供。

3.3 應用框架層

應用框架層主要為系統開發設計提供海量的易用組建，從而提高系統的開發效率，有效降低系統的開發難度。

3.4 系統業務層

系統業務層由系統數據庫、應用子系統、集成服務和數據結構等構成，主要為系統用戶提供服務。

3.5 綜合管理層

綜合管理層是對系統的安全運行進行監控和管理，包括用戶身份認證、分級授權管理、數字簽名管理、數據監控管理、數據備份和恢復管理等。

4 系統接口設計

醫院影像資料信息系統的接口設計主要是與原有的HIS系統實現融合，主要包括匯總和存儲患者的個人基本信息、影像、各類檢查報告信息和費用信息。系統與原有的HIS系統的融合設計可以提供以下功能：HIS系統在記錄、更改患者的就診編號、醫?？ㄌ?、掛號編號等基本信息時，可以通過數據接口將這些數據信息同步更新和存儲到影像資源信息系統中，確?；颊咴卺t院各個應用系統之間數據信息的一致性和準確性。當申請對患者進行檢查時，患者具體的檢查項目和繳費信息也通過數據接口傳輸到影像資源信息系統中進行存儲，為預約登記服務工作需要采集的患者信息提供數據共享支持。對住院患者來說，系統可以通過與HIS系統的數據接口獲取患者詳細的檢查費用明細，同時向HIS系統更新患者最新的影像檢查報告和其他檢查報告信息。

5 系統功能模塊設計

5.1 患者預約功能模塊

患者預約功能模塊主要是經過醫院影像資源系統獲取已經存儲于HIS系統中患者的基本信息，包括醫保卡信息、掛號信息等，并通過網絡將這些數據信息傳輸到預約影像檢查的患者列表中。系統通過數據接口與HIS系統進行連接，通過每名患者唯一的標識來獲取患者信息，在為患者選擇影像檢查時間的同時完成預約登記。同時，患者預約功能模塊支持通過輸入患者在醫院的編號、醫?？ㄌ柕葘崿F對患者全部影像檢查信息的歸檔存儲。對已經完成影像檢查預約的患者信息進行更新，在系統中將患者已經預約的影像檢查項目設置為已登記狀態，并更新患者的繳費情況。

5.2 患者檢查確認及收費功能模塊

患者檢查確認及收費功能模塊主要是由系統用戶在系統中確認患者需要進行的影像檢查項目，并完成繳費。由用戶在系統中根據患者情況進行篩選，如果是住院患者，在完成影像檢查項目后將信息反饋到HIS系統中完成患者扣費，同時將患者檢查結果傳輸到檢查報告模塊中，由醫生對報告進行錄入。如果是已經完成繳費的門診患者，則在完成影像檢查項目后，醫生就可以開始錄入報告信息。該模塊支持用戶重新錄入影像檢查報告信息或針對特殊患者的影像檢查信息進行處理。當門診患者完成影像檢查項目后，系統更新患者影像信息，并扣費；更新住院患者的影像信息后開始計費。

5.3 患者診斷報告功能模塊

患者診斷報告功能模塊支持醫生通過系統選擇患者，對患者影像檢查結果進行錄入，錄入結果直接反饋給上級醫生，由上級醫生完成核對后更新系統狀態，此時患者的影像檢查報告顯示已完成。該報告結果可以通過接口傳輸到HIS系統中，主治醫生可以通過HIS系統直接在診室電腦終端查看患者的影像檢查結果。

6 結論

目前，我國大型醫院在智能化、信息化發展過程中主要面臨不同應用系統之間數據不能共享、數據通信難度大以及“信息孤島”獨立存在的問題。針對這些亟需解決的問題，該文提出了基于HL7標準和PACS系統的醫院影像資源信息系統的構建方案。但是，很多大型醫院的影像科信息系統仍然是傳統的HIS系統或者處于軟件升級的探索起步階段，這些信息系統雖然在一定程度上優化了影像科的工作流程，但隨著患者數量和影像檢查資源的不斷增加，傳統的信息系統已經無法支撐醫療信息化發展的需求，醫療資源短缺、利用率低等問題日益凸顯。該文提出的醫院影像資源信息管理系統能在一定程度上滿足醫院的需求，但面對大數據時代對系統功能、性能需求的增加，仍然存在一些問題，需要在后續進一步對系統進行修改。