基于质量控制的超声检查与诊断审核系统研究

李芬穗，李建

（湖南省长沙市中心医院 超声科，湖南 长沙 410004）

·医工园地·

基于质量控制的超声检查与诊断审核系统研究

李芬穗，李建

（湖南省长沙市中心医院 超声科，湖南 长沙 410004）

本研究的目的是研发一套基于质量控制的超声系统，改进现有工作流程，为超声检查诊断有效质量控制提供良好的解决方案。具体方法为图像切面标准的制订；图像传输存贮处理系统设计，通过图像传输和处理实现超声依据图像进行诊断和审核；检查工作站的设计；诊断工作站的设计，诊断医师从服务器读取图像对患者做出诊断并书写报告；审核工作站的设计；质量控制模块设计，通过质量控制模块对报告和图像进行质量控制。通过以上方法实现了超声检查与诊断审核相对分开，为提高超声检查和诊断质量提供良好的解决方案。

计算机；超声诊断；超声审核；医学数字影像和通讯；图像存贮；质量控制

目前国内超声的现状是患者的检查诊断与审核由同一个医师在同一台工作站上完成，这种方式对检查和诊断质量很难进行有效控制。本研究通过超声专业技术与软件技术有机结合，研发一套基于质量控制的超声系统，改进现有工作流程，实现检查与诊断审核相对分开，为超声检查诊断有效质量控制提供良好的解决方案。

1 研究背景及调研结果

1.1 研究背景

目前很多医院已使用超声工作站打印报告和进行信息管理，本科室于2002年起用超声工作站打印报告和管理数据[1]。工作站实现了超声诊断科的管理信息化，提高了效率，降低了成本[2]。国内超声专家在超声质量控制方面做出了许多努力，目前在产科超声方面比较突出，颜幸燕等[3]探讨了系统胎儿超声检查过程进行质量控制的价值，认为标准切面的获得是发现胎儿异常的最基本条件，因此，胎儿超声检查必须规范化和标准化[4]。

欧美等国家医院超声检查与放射检查工作流程相似，由技师进行检查，按标准切面图像存贮至医学影像归档与通信系统（picture archiving and communication system,PACS）服务器，医师在诊断工作站从PACS服务器调取图像进行诊断，这样可有效的对诊断质量进行控制，完全采用DICOM格式存贮图像，超声诊断流程是符合质量控制要求的。计算机技术应用于超声诊断方面主要在图像三维处理及图像分析[5-6]，如乳腺容积超声检查[7-8]，通过计算机辅助乳腺图像报告与数据系统（breast imaging reporting and data system,BI-RADS）对乳腺病灶进行分类[9-10]，使诊断更加规范和标准，有效避免了诊断的主观性，乳腺癌诊断的准确率有显著提高[11]，超声诊断乳腺疾病有明显提高[12]。

国内超声科一般为独立科室，在早期使用超声诊断的时候，大多为医师在设备上进行检查，医师检查完成后手写报告。后来有了超声工作站，超声诊断是医师在设备上检查时完成，采集的图像只用于打印图文报告或用于教学，不用于诊断。

目前面临的问题是超声检查质量难以规范和保障，其根本原因是超声检查诊断报告书写及审核是由同一医师完成，科室高年资医师也和低年资医师一样进行检查和诊断工作，低年资医师需请高年资医师会诊时，高年资医师正在为患者做检查，很难有充分的时间参与疑难会诊，科室诊断质量很难有效保证。

1.2 国内部分医院调研结果

为了进一步了解国内超声诊断的状态，在国内部分医院进行了调研，具体结果如下：

北京301医院、北京协和医院、北京安贞医院、北京阜外医院、中南大学湘雅医院、中南大学湘雅附二医院、中南大学湘雅附三医院、湖南省人民医院、湖南省肿瘤医院和湖南省儿童医院超声科室均使用了超声PACS，实现了工作站打印报告，但均无标准切面图像采集、检查与诊断审核分开和图像质控；北京301医院的工作流程是检查医师在检查时对检查和诊断结果进行录音，由打字员在报告中心集中书写报告，报告书写完成后检查医师对报告进行审核和打印，实现了检查和报告书写分开，但没有实现检查与诊断审核分开。

从调研的结果来看，没有一家医院实现标准切面图像采集，没有一家医院对图像进行质量控制。

2 相关技术及基础

2.1 系统研发标准

图像传输与存贮标准为DICOM 3.0，它是医学图像传输与存贮的国际标准；数据接口标准为HL7（Health Level 7），它是标准化的卫生信息传输协议，它是不同厂商之间软件数据交换的标准接口协议。

2.2 系统设计结构

系统利用计算机通讯网络，对患者从预约登记、检查、诊断到审核均实现图像获取、图像传输、图像存贮、图像处理、实现报告打印与报告和图像质量控制，具体系统结构图如下（见图1）：

2.3 研发工具

本设计采用VB 6、VB.NET和VBA系统开发工具，VB（Visual Basic）是一种结构化、模块化和面向对象的一门可视化程序设计语言，可轻易连接数据库，可容易创建Active X控件，程序员非常容易快速创建一个应用软件；VB.NET（Visual Basic.NET）实现了完全面向对像和结构化异常处理，开发功能更加强大；VBA（Visual Basic for Applications）嵌入在微软的各种应用程序中，如Microsoft Office，它的功能和VB一样强大。通过以上研发工具，开发各种功能模块，实现了系统的各种功能。

数据库使用微软数据平台的Sql server 2008，基于该数据平台开发的应用程序可将结构化和非结构化的数据存到数据库中，具有可信任、高效以及智能等特点。

2.4 图像技术

医学数字图像需按DICOM标准格式进行传输和处理，设备中的图像应通过DICOM接口传输至服务器。未开通DICOM接口的设备尽量开通DICOM接口，如确实无法开通接口，需通过高清视频采集卡采集图像，可通过设备的VGA、DVI或HDMI等数字接口输出图像，图像分辨率最高可达1 920×1 080，一张JPG格式的图像大小达300 k，转换为DICOM格式后，图像大小约1 200 k，为了诊断需要，还需存贮大量动态图像，因此需要使用高容量高速度的服务器。

3 系统需求分析

3.1 系统功能需求

①患者登记；②病历管理；③图像显示和处理；④报告编辑和打印；⑤质量控制。

3.2 系统数据库设计需求

数据库表按功能设计，字段类型及字段大小根据实现使用情况设计，部分数据表结构设计如下：患者信息表（Patient）用于保存患者基本信息，保存与图像和接口相关的信息；患者检查表（Study）用于保存与患者检查相关的信息，包括检查部位，检查医师，检查结果等；患者图像表（Image）用于保存患者图像信息，包括图像存贮位置、存贮标志等；患者图像系列表（Series），用于保存图像序列信息，包括序列号、序列名等。

4 系统设计与实现

系统设计的目标是实现超声能依据图像进行诊断，只有实现了图像诊断才能改进现有超声工作流程，要实现图像诊断，建立标准切面图像库是系统设计的基础。标准切面图像库是通过检查工作站调用，检查医师以标准切面图像库为依据，按要求获取图像，图像以DICOM格式传输至DICOM服务器存贮；诊断医师通过诊断工作站从服务器读取图像进行诊断，审核医师通过审核工作站从服务器读取图像进行审核；质量控制模块对报告和图像进行质量控制。

4.1 获取视频图像和存贮DICOM图像实现方法

通过VB编程，实现了以下功能：①获取静态视频图像；②获取动态视频图像；③接收设备直接输出的DICOM图像；④存贮DICOM图像；⑤视频图像转换为DICOM格式文件；⑥DICOM图像发送服务；⑦DICOM图像提供服务；⑧DICOM图像信息解析存入数据库。

4.2 DICOM图像浏览和处理实现方法

通过VB编程，实现了以下功能：①读取图像；②图像放大和缩小，图像左右旋转和垂直转旋；③图像测量标注；④DICOM动态图像显示；⑤图像锐化、反色及平滑处理。

4.3 质量控制模块实现方法

首先制订了图像质量控制标准和报告质量控制标准，根据图像和报告质量控制标准，在质量控制窗口进行记录，记录有无标准中所描述的问题，如有问题，对存在的具体问题进行记录。质量控制完成后对报告和图像质量分级，级别分为优、良、及格和不及格；用VB编程实现系统自动获取并分析质量控制结果。

4.4 标准切面库的建立

超声检查的实时与扫描切面、手法及顺序以及医师的检查习惯有关，由于采集图像没有行业标准，在执行上也没有规定，采集的图像很少有进行标注，因此图像对诊断价值不大。要获取有诊断价值的图像，最理想的是图像以DICOM格式从设备中直接输出，如果不能直接输出，也应采用高分辨率采集卡，通过设备的VGA、DVI和HDMI等数字接口输出高清图像。同时采集图像不能随意，需制订图像采集标准，每一个脏器都需要制订图像采集标准，根据标准进行采集，对图像应进行左右标注和部位标注，这样其他医师才能识别图像和进行诊断。

本研究对图像采集进行了规范和标准化，并制作了各部位的标准切面图像库供医师参考，使检查医师检查采集图像时有了标准和依据。

4.5 检查工作站的设计与实现

检查工作站位于检查室设备旁，设备有网线和视频线与工作站相连，设备图像传输至检查工作站，再由检查工作站传输至DICOM服务器存贮。通过编程，检查工作站实现的主要功能有：①工作站可从医院HIS系统中读取患者信息，也可通过手工输入患者信息；②设备通过worklist服务读取信息，如果设备没有worklist服务功能模块，检查医师也可在设备上录入患者信息；③在图像上标识，标记可以在检查仪器上完成，也可在检查工作站的图像采集界面上完成；④患者信息与图像关联，检查医师必须先选择患者信息再检查和采集图像，患者信息与图像能自动关联；⑤做出初步诊断，检查医师检查过程也是一个分析与诊断过程，检查医师除对患者进行细致检查外，还需做出鉴别诊断，把初步诊断结果在检查工作站进行记录；⑥疑难会诊，检查医师遇到疑难病例时，需请上级医师进行检查会诊，并对会诊结果进行记录。

4.6 诊断工作站的设计与实现

诊断医师从服务器读取检查工作站采集的图像，并根据患者信息对患者做出诊断和书写报告；诊断工作站有丰富和规范的诊断模块，便于快速书写报告，有参数录入窗口方便参数录入。通过编程，诊断工作站实现的主要功能有：①读取和显示图像，通过DICOM图像处理功能对图像进行测量和处理，并对图像进行分析；②分类并按工作流程显示患者信息；③参数录入，根据不同项目显示参数录入窗口，诊断医师能录入测量数据和分析；④诊断模板与报告书写，按不同检查项目设计诊断模板，供诊断医师方便选取和报告书写，诊断医师根据测量参数书写诊断报告，在报告时需参考检查医师的初步诊断。

4.7 审核工作站的设计与实现

审核工作站是超声诊断质量控制的基础，有了审核工作站，高年资医师才能对低年资医师的报告和图像进行有效质量控制。审核医师从服务器读取图像，对诊断和报告进行审核，对疑难患者开展科内会诊。通过编程，审核工作站实现了以下功能：①通过工作列表显示已检查的患者信息并显示诊断和描述内容；②显示患者图像；③报告打印，只有通过审核了的报告才能进行打印。

4.8 系统设计实现结果

4.8.1 减少了患者排队等候时间 现有工作流程进行改进后，检查医师检查完成后不需诊断和写报告就要能检查下一患者，这样把诊断和报告书写及审核时间节省下来，患者排队等候时间减少，见图2、3。

4.8.2 诊断质量明显提高 采用本研究改进工作流程后，检查医师只需认真细致检查，在检查遇到疑难病例时，还能方便请来其他高年资医师进行检查会诊，诊断医师在诊断室这样一个相对安静的环境进行诊断，可以浏览检查医师存贮的图像信息，可参考检查医师的初步诊断，并能更好地开展医师间讨论和疑难会诊，还可查阅病历，审核医师通过审核工作站对诊断报告进行审核，通过质量控制模块对报告和图像进行质量控制，从根本上解决了超声检查质量控制问题，从而达到了提高科室管理和质量控制的目的。

5 总结与展望

本研究以标准切面图像传输存贮与处理为基础，实现超声检查能依靠图像进行诊断，通过检查工作站、诊断工作站和审核工作站的使用，实现对超声检查工作流程的显著改进，有效减少患者排队等候时间，而且为影像学部分超声医学检查诊断提供了有效的质量控制及良好的解决方案。本研究作为一种新的工作方式，改变了超声医师现有的独立操作、思维和诊断的工作习惯，尤其是高年资医师的工作不再是完全从事检查操作仪器的工作，将更多的精力放在了病情诊断分析和审核报告的内容上，能有效的控制各份检查报告的正确率，从而达到充分发挥了高年资医生的作 用。

随着互联网时代的到来，计算机电子网络等技术的发展正以日新月异的速度不断浸透到各学科的领域之中，同样也将精准医疗的服务理念诠释到目前医学影像学科的运用之中。本项目要进一步推广，还需要医院管理部门严格按照三甲医院评审标准要求医院相关科室改进现有工作流程，如果本项目能广泛应用，可以有效的提高质量控制能力和提升整个专业的诊断水平，弥补年青医生由于经验不足可能出现的诊断错误，且本项目在实际运用的过程中同时记录下了超声检查中患者及健康体检者的各种正常或异常的真实有效的科学数据，对于超声医学先进技术的运用和普及都有着长远而重大的意义。

[1]李建,傅建群.超声医学影像图文报告网络系统开发与应用 [J].中国医师杂志,2004,(Z1):280-281.

[2]黄博强,陈建华,余琦.彩色超声影像图文工作站的设计与实现[J].北京生物医学工程,2007,26(3):318-321.

[3]颜幸燕,覃颖,杨鸿凌.系统胎儿超声检查过程的质量控制在产前诊断中的意义[J].中国医学影像技术,2010,26(9):1783- 1785.

[4]李胜利,谢红宁.妇产科超声检查指南及报告书写示范(续)[J].中国超声医学杂志， 2007,23(4):313-319.

[5]Wei CS,Ruey FC,Wook YM.Computer aided classification cation system for breast ultrasound based on breast imaging reporting and data system(BI-RADS)[J].Ultrasound in Med.& Biol,2007,33(11):1688-1698.

[6]Kim KG,Cho SW,Min SJ,et al.Computerized scheme for assessing ultrasonographic features of breast masses[J].Acad Radiol,2005,12(1):58-66.

[7]Kuo WJ,Chang RF,Moon WK,et al.Computer-aided diagnosis of breast tumors with different US systems[J].Acad Radiol,2002,9(7):793-799.

[8]Obenauer S,Hermann KP,Grabbe E.Applications and literature review of the BI-RADS classification[J].Eur Radiol,2005,15(5):1027-1036.

[9]Hong AS,Rosen EL,Soo MS,et al.BI-RADS for sonography:positive and negative predictive values of sonographic features[J].AJR Am J Roentgenol,2005,184(4):1260-1265.

[10]Costantini M,Belli P,Lombardi R,et al.Characterization of solid breast masses:use of the sonographic breast imaging reporting and data system lexicon[J].J Ultrasound Med,2006,25(5):649–659.

[11]Sohns C,Scherrer M,Staab W,et al． Value of the BI-RADS classification in MR-mammography for diagnosis of benign and malignant breast tumors[J].Eur Radial,2011,21(12):2475-2483.

[12]Golatta M,Franz D,Harcos A,et al.Interobserver reliability of automated breast volume scanner (ABVS) interpretation and agreement of ABVS findings with hand held breast ultrasound(HUS),mammography and pathology results[J].Eur J Radiol,2013,82(8):332-336.

Ultrasonic inspection,diagnosis and examination system based on quality control

LI Fensui,LI Jian
(Ultrasound Department,Changsha Central Hospital,Changsha,Hunan 410004,China)

This paper is designed to research a set of ultrasonic workstation based on quality control,improve existing working process and provide a good solution for effective quality control of ultrasonic inspection and diagnosis.Methods adopted in the research are as follows:establishment of the standard of image section; the design of image transmission and storage treatment system to realize diagnosis and examination through images; the design of inspection workstation; the design of diagnosis workstation which requires the diagnostician to make a diagnosis and report for patients after loading dynamic and static images from the server; the design of examination workstation; the design of quality control module to carry out quality control for report and images.Ultrasonic inspection is relatively separated from ultrasonic diagnosis and examination with above methods,it has realized the quality control of report and images through quality control module and provided a good solution to improve the quality of ultrasonic inspection and diagnosis.

computer; ultrasonic diagnosis; ultrasonic examination; Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM); image storage; quality control

R445.1 文献标识码：B

10.19338/j.issn.1672-2019.2017.11.010

2017-03-08

（刘东京 编辑）