基于临床数据中心系统的医院影像中心建设及标准化研究

刘 帆LIU Fan

李玉宝2LI Yubao

刘丽红1LIU Lihong

袁文榆2YUAN Wenyu

袁 浩2YUAN Hao

王力华1WANG Lihua

基于临床数据中心系统的医院影像中心建设及标准化研究

刘 帆1LIU Fan

李玉宝2LI Yubao

刘丽红1LIU Lihong

袁文榆2YUAN Wenyu

袁 浩2YUAN Hao

王力华1WANG Lihua

医院影像信息系统建设开始从“以科室为中心”逐渐向“以患者为中心”的方向发展，本文介绍了北京大学人民医院影像数据中心建设的过程，提出了影像数据中心的系统集成思路、方法和采用的技术标准，同时介绍了影像数据中心系统在实际应用过程中遇到的问题和该系统未来的发展方向。

放射学信息系统；医学影像数据中心；临床数据中心；数据共享；结构化报告

医学影像在临床上的应用非常广泛，为疾病的诊断提供了科学、直观的依据，可以更好地配合临床症状鉴别、实验室检查等方面，对最终准确诊断病情起到不可替代的作用，并很好地应用于临床治疗方面。医学影像学检查包括计算机、医学、物理、生物医学工程、心理学和统计学等多学科内容，各学科之间的互相结合有力推动了医学影像学的发展，为疾病的诊断、治疗及预后发挥越来越重要的作用[1]。中国规模较大的医院中涉及医学影像检查和诊疗的科室主要有放射科、超声科、核医学科、介入导管室、口腔科、眼科、病理科和各种内镜科室。由于上述科室业务独立，通常按照科室自己的业务发展需求，逐步建立各自相关的影像信息系统，这种“以科室为主导，以疾病为中心”的影像数据管理模式造成了资源存储分散、共享复杂等问题，在一定程度上影响了医院在影像医疗领域的发展，这种建设模式已不能满足院级影像管理的要求。因此，北京大学人民医院自2010年开始规划影像数据中心的建设，着重解决不同影像科室数据的相互集成，实现全院数据共享需求[2]。

影像数据中心系统（以下简称“影像中心”）的建设思想是将全院的医学影像检查资料管理，从“以疾病为中心”向 “以患者为中心”的演变，关注患者的历次影像检查资料。通过信息技术打通传统影像业务间的鸿沟，影像医师可以更直接、更全面地掌握患者的影像检查资料，提升医疗质量。临床医师可以通过多种方式一次性便捷地获取患者完整的影像资料与诊断报告。所有科室的门诊或住院患者所进行的任何影像检查资料（图像及报告）都会被影像中心集中规整，统一进行保存、归档及调阅（图1）。

图1 影像中心系统建设目标

1 影像中心系统建设标准与实践

影像中心系统是对全院各影像科室提供统一的影像和报告数据存储、调阅、发布为目的，并对医院的电子病历及区域医疗起到支撑作用的数据平台。然而随着建设工作的深入，以信息共享为导向，在影像中心系统的架构设计上考虑了未来医学影像数据的院内协作、院间协作和区域协作需求。各影像系统的数据集成，依据IHE（integrating the healthcare enterprise）共享集成框架（基于HL7和DICOM标准），影像结果文档的共享交换采用了HL7 v3 CDA标准，并与医院临床数据中心系统（clinical data repository, CDR）集成（图2）。

图2 影像中心系统信息共享交换

1.1 影像中心架构的选择[2]影像中心建设之初，由于医院已经分布式建设了多套科室级的医学影像信息系统，覆盖主要影像科室业务，包括放射、核医学、超声和内镜等，其中尤以放射科PACS/RIS系统建设的最为典型，数据量大、数据整合完整，并具备较完善的数据集成和发布的扩展能力。因此，北京大学人民医院的影像中心建设是基于原有放射科PACS/RIS系统基础上建立，在PACS基础上通过统一患者影像标识设计、集成各科室影像信息系统和建立集中发布系统来实现的。采用这种架构设计模式，既减少了对原有各检查科室信息系统的改动，也较好地实现了全院影像数据资料的整合与共享，充分保护了医院前期的投资利益。此外，选择这种架构也保证了影像中心的灵活性和扩展性，各检查科室信息系统的更替不影响核心架构。

1.2 统一患者影像标识设计 影像中心采用IHE技术框架中提出的患者身份交叉引用（patient identifer cross-referencing, PIX）规范设计，用于患者影像标识的管理，保障影像中心及各影像科室患者数据的一致性和准确性。影像中心的患者信息与全院级的患者信息库——患者主索引系统（enterprise master patient indexes, EMPI）数据保持一致和同步（姓名、性别、出生日期、身份证号、电话、地址）。影像中心与EMPI信息同步采用了HL7 v3消息机制（图3）。

图3 影像中心与院EMPI信息同步流程

1.3 集成各检查科室信息系统 影像中心与各检查科室信息系统需要集成信息主要有统一影像号、检查状态和报告信息，接口通信方式为Socket，各检查科室信息系统需要同时支持SocketClient和SocketServer两种模式的通信。通信消息采用HL7标准。

各检查科室信息系统在完成检查时需要将图像传送到PACS，图像标准为DICOM。图像传送方式有两种：一种是通过设备直接推送检查的所有图像（DICOM设备）；另一种是通过各检查科室信息系统将图像推送到PACS（非DICOM设备）。此外，需要考虑一些科室图像对临床诊断的意义，可以通过各检查科室信息系统只将关键图像推送到PACS上存储。

1.4 建立集中发布系统 通过系统集成，影像中心已集中存储了各科室信息系统的影像和检查结果数据，可以建立一个简洁、易操作的Web发布系统将患者的所有数据集中展现，为临床医师提供服务。医师通过IE浏览器即可获取患者的检查影像、文字报告、PDF报告和电子签章报告。对于影像，发布系统可以实时调取PACS内的DICOM影像，在浏览器展现。如果有已签章报告，可以从电子签章文档服务器获取电子签名报告[3]。集中发布系统在临床上的实际应用主要通过与HIS、EMR和CDR集成，医师在这些系统中通过患者索引直接浏览当前患者的影像和报告资料（图4）。

图4 CDR与影像中心集成信息发布界面

1.5 PACS系统存储容量升级 基于不同科室级影像系统数据量调研，按照每年数据量增加20%计算，实施前PACS在线存储可用容量为1.6T，近线存储可用容量为4.4T，在接入各检查科室信息系统后，估算未来2年业务，需要为在线存储扩容。表1为北京大学人民医院影像中心建设前后PACS存储使用情况，以及扩容以后结果比较。

表1 PACS系统存储升级前后容量比较

2 影像中心在医院中的应用

北京大学人民医院从2011年开始筹建影像中心，通过分别与院内各检查科室信息系统进行集成，影像中心数据已覆盖范围包括放射科（CT、MRI、计算机X线摄影、数字X线摄影、数字荧光透视）、超声（普通B超、妇科B超、心动超声、产科B超，以及消化、风湿免疫、乳腺B超等）、口腔科CT、乳腺钼靶、导管介入数字减影血管造影、杂交手术数字减影血管造影、病理、核医学（发射型计算机断层显像、骨密度、PET/ CT）、形态学、心电图和生电理等专业医学影像；正在筹备集成各种内镜检查影像（消化内镜、各种腔镜、耳鼻喉镜、呼吸内镜、妇科阴道镜等）。表2为北京大学人民医院影像中心2012年逐步上线后的集成数据统计。

截止2013年底，影像中心共集成10个科室，7大系统，超过80台影像设备（不含病理、形态学），并实现数据统一存储和管理，提高了患者数据的准确性及安全性，缩短了临床医师等待患者检查结果进行确诊和治疗的时间。

表2 影像中心检查按检查科室分类统计（2012～2013年）

根据平台的用户访问数据统计，2013年临床医师访问影像中心数据1 552 383次，随机抽取某日访问量，共计7559次，其中打开列表3247次，打开PDF报告418次，打开影像1634次，打开电子签章报告2260次。

3 应用问题分析

3.1 技术规范问题 影像中心设计方案是基于原有放射科的PACS系统作为集中存储，图像由各个影像科室系统在检查完成后分别推送至PACS，在PACS数据库中包括两类相关信息：一是检查安排记录，在患者到检后（由RIS或者影像中心系统）发送至PACS；二是影像记录，在DICOM影像到达时产生。理论上，影像到达时影像记录会按照既定的规则与检查安排进行匹配和关联，关联后即可以建立检查与影像的关系并正常发布。整个流程从医嘱获取、登记到检、获取WORKLIST并检查和影像推送均在系统的控制下完成，但如果由于某些特殊的原因，在中间环节人工介入，如业务人员未按正常流程扫描条码登记到检，则直接手工在检查设备中输入WORKLIST进行检查，或手工登记输入的数据缺乏规范等，会造成在系统中产生难以识别的“非标”数据，这些“非标”数据推送至PACS中结果将导致无法进行上述自动匹配而产生垃圾数据。同时，如在推送影像时使用了其他检查的数据，则会导致检查匹配到不正确的影像，造成数据错误，可能发生医疗风险。

3.2 管理规范问题 影像中心集成各个影像科室系统，是通过患者影像唯一标识“影像号”来关联患者所有的检查信息。某些情况下需要科室登记人员来判断和操作某条记录是新建还是关联，影像中心根据登记人员给出的指令分配“影像号”，并进行创建或合并患者数据操作。然而实际应用过程中由于各种操作原因，可能发生患者标识与图像匹配错误的情况，造成数据混乱，可能发生医疗风险。

以上问题可以通过操作规范以及系统手段对不标准的数据进行事前控制、事后审计和处置的策略得以解决。对问题数据进行筛选和分析，细化产生的原因，针对原因分析业务操作管理或技术办法的可行性，制订业务操作规范或对系统进行必要的完善，对相关人员进行培训，监督执行，定期审查问题数据并进行处置。这项工作需要医院对影像中心加强监管，有专人负责对“非标”数据监控，定期核查、处理“非标”数据，并有权利监督各影像科室用户的操作规范。

4 展望

影像中心通过数据集成保存了大量反映患者疾病特征的影像学和诊断报告信息，但是如果希望使影像中心在临床医疗中发挥更大的作用，例如未来让影像中心在更大范围内（院间或区域）实现信息共享，以及通过数据挖掘技术为医师临床诊疗活动提供决策支持，有必要让影像中心及其集成的各检查科室信息系统增加结构化报告记录。然而，目前在医院中应用的各检查科室信息系统，包括放射科放射信息系统，仍然在生成影像诊断报告时使用自然语言，属于叙述性或文本数据，是非结构化的，并以自然语言文本的形式保存。非结构化数据对影像中心造成了一定的局限。国外早期即进行了大量的影像学检查结构化报告可行性调研和分析。Clinger等[4]报道，1988年在美国亚利桑那州图森州对他们医院部门所发出的诊断报告进行一次整体质量评估，结果显示有59%的人认为报告内容表达清晰，40%的人认为内容偶尔模糊，其中49%的人认为并未充分解决临床问题。2001年，Naik等[5]报道进行的一项放射科医师和临床医师对放射诊断报告风格和内容的倾向研究，结果显示有86%的临床医师赞成结构化报告模式。对于结构化报告版式的选择，国际上最新研究尚无比较统一的结果。Grieve等[6]报道的一项调查显示，在超声检查中一线报告医师更倾向于一个详细的表格式的结构化报告版式。然而同样的一项调查显示，放射科医师的意见则希望报告内容以自由文本录入、结构化形式存在[7]。关于结构化报告的利弊问题理论上已经进行广泛的讨论[8]。此外，结构化报告的应用对于临床医师提高报告的效率和完成报告质量均有明显帮助[9]，更有利于数据分析、共享和质量评估管理。

结构化报告描述的内容首先需要让医师和患者可读，再者要能够实现数据在不同系统间的共享。影像中心及与其集成的各检查科室信息系统的结构化报告文档结构可以采用HL7 CDA（临床文档结构）文档模板标准设计[10]。通过HL7在接口结构层面上定义了接口标准格式，采用现行国际上普遍使用的医疗术语标准（如ICD-9/10等），将同一患者的影像诊断报告数据资料在医院不同医疗信息系统（如EMR、CDR等）之间实现快速认证和提取，从而真正地解决医学影像资料在医疗中的共享交换问题，并为未来医院的数据挖掘和临床决策支持需要奠定基础，提供重要的数据支撑。

目前，北京大学人民医院已经开始放射结构化报告编辑器的探索，基于检查部位的数据元素语义描述，建立结构化报告模板（表现和印象），并在部分报告中尝试试用。

[1] 李坤成, 卢洁. 医学影像学新进展. 首都医科大学学报, 2013, 34(3): 364-366.

[2] 李振涛. 基于原有PACS/RIS系统的医院影像平台的实现. 中国医疗设备, 2011, 26(7): 45-46, 29.

[3] 王力华, 李玉宝, 刘琪, 等. 电子签章技术在数字化医院中的应用.中国数字医学, 2012, 7(8): 90-93.

[4] Clinger NJ, Hunter TB, Hillman BJ. Radiology reporting: attitudes of referring physicians. Radiology, 1988, 169(3): 825-826.

[5] Naik SS, Hanbidge A, Wilson SR. Radiology reports: examining radiologist and clinician preferences regarding style and content. Am J Roentgenol, 2001, 176(3): 591-598.

[6] Grieve FM, Plumb AA, Khan SH. Radiology reporting: a general practitioner's perspective. Br J Radiol, 2010, 83(985): 17-22.

[7] Plumb A, Grieve FM, Khan SH. Survey of hospital clinicians' preferences regarding the format of radiology reports. Clin Radiol, 2009, 64(4): 386-394.

[8] Weiss DL, Langlotz CP. Structured reporting: patient care enhancement of productivity nightmare? Radiology, 2008, 249(3): 739-747.

[9] Sistrom CL, Honeyman-Buck J. Free text versus structured format: information transfer efficiency of radiology reports. Am J Roentgenol, 2005, 185(3): 804-812.

[10] Dugar N. Report templates. Imaging Management, 2012, 12(1): 20-22.

（本文编辑 张春辉）

Construction and Standardization Research on Hospital Medical Imaging Data Center Based on Clinical Data Repository

Hospital image information system is evolving from department-oriented to patient-oriented. This paper introduces the implementation of Beijing University People's Hospital image data center. The ideas, approaches and the technological standards for image data center's system integration are proposed. Additionally, the problems in practical application and the outlook for this system are discussed.

Radiology information systems; Medical image data center; Clinical data repository; Data sharing; Structured report

1. 北京大学人民医院信息中心 北京 100044

2. 北大医疗信息技术有限公司 北京 100080

王力华

Information Center of Peking University People's Hospital, Beijing 100044, China

Address Correspondence to: WANG Lihua

E-mail: wlh1195@163.com

R197.38

2014-07-04

修回日期：2014-09-20

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第10期：793-796

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(10): 793-796

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.10.019