大数据在CT质控管理中的应用价值

周平 顾培华 周雪梅 沈玉英 蔡庆

医疗的数字化高速发展，使始发于信息、商业等行业的大数据概念很快被应用到医疗的各个方面，促进大数据在我国医疗领域的进一步应用已经成为一个重要战略，并已经在我国卫生医疗的多个方面取得了不俗表现。由于医学影像固有特点，目前影像大数据的应用和开发仍处于初步的探索阶段，主要应用于解决医学影像的专业问题和优化流程[1]。本文通过应用大数据软件teamplay，对2017年9—12月4个月的CT扫描协议和辐射剂量等相关数据进行整理和分析，并对照结果进一步规范和优化相关的CT扫描协议，同时合理控制CT扫描的辐射剂量，使CT检查的工作效率得到了明显提升，辐射剂量也得到了有效管理[2]。

1 资料和方法

1.1 CT扫描仪

我院目前拥有西门子16排CT 1台，飞利浦64排CT 1台，飞利浦128排256层CT 1台。门诊放射科安装了 1台飞利浦的64排CT，主要承担急诊CT检查、工作时段的门诊常规CT检查及一部分的VIP体检。住院部放射科先后安装了西门子16排CT 1台，飞利浦128排256层CT 1台，主要承担住院患者的常规CT检查、肺部靶扫描检查、各部位的CTA检查、CT增强检查和常规肺部CT体检等，两台CT设备检查对象略有分工，西门子16排CT以平扫为主，飞利浦128排CT以增强、CTA为主。

1.2 teamplay软件的安装与设置

软件需要安装在一个64位的windows操作系统中，由于需要对图像进行处理，计算机主机配置双核CPU处理器和8 GB以上内存，同时根据医院每日的检查工作量，临时存储空间为500 GB。软件安装过程简单，包括用户注册、机构注册和teamplay接收器下载安装、配置三个主要部分。用户注册和机构注册需要审核，下载、安装和配置就如其他网络上的软件一样，界面友好，过程直观，整个过程在20 min内完成。Teamplay的系统架构如图1所示。

安装完毕后，teamplay可以工作在两种模式下，图像收取模式和图像拉取模式。在图像收取模式下，由设备或者PACS系统实时或定期向teamplay发送图像，然后由teamplay接收、处理及上传。而在拉取模式下，需要在PACS中添加teamplay节点，并允许teamplay拉取图像。teamplay在拉取模式下工作，可以设置为实时拉取，或者夜间拉取。我们在安装完毕后，采用了夜间拉取PACS图像的模式。teamplay运行期间，只在夜间1点向PACS发送采集数据请求，每个序列只传输1～2张图像，因此网络压力并不大。

1.3 影像大数据的采集

应用西门子公司开发的基于云存储和云计算的大数据分析软件teamplay，采集2017年9—12月共4个月我院和teamplay软件应用的其他协作医院胸部CT扫描数据，进行整理和分析，并对输出结果进行解读。

2 结果

2.1 扫描协议重复和扫描协议命名不一致

经过teamplay整理和分析，发现同一个部位的同一种扫描协议在不同的设备上有不同的协议命名。相同的设备相似的扫描参数有不同命名的协议。在飞利浦的低剂量扫描方案中Thorax/Chest_low_dose和 Thorax/Chest_idos二组，西门子的ThoraxRoutine（Adult）、ThoraxRoutine_1（Adult） 和 ThoraxRoutine_1.Adult三组扫描协议的扫描参数基本一致，而扫描协议的名称相异。如表1所示。

表1 胸部CT扫描协议和检查次数

2.2 胸部平扫辐射剂量水平分布

从我院及其他协作医院成人胸部平扫案例中，共采集了260多个CT设备，共计15万次扫描数据，胸部平扫辐射剂量DLP的均值为292.11 mGy·cm，中位数为260.40 mGy·cm。我院4个月内5千次扫描的中值为129 mGy·cm，明显低于本统计大数据的中位数260.40 mGy·cm。如图2。

图1 teamplay系统架构

图2 胸部CT扫描剂量比较

3 讨论

随着影像科检查设备和影像检查量的增加，影像科工作人员工作强度和压力越来越大，被检人员的累积辐射剂量不断上升。如何提高检查、诊断的工作效率和准确率[3]，控制和降低辐射检查的辐射剂量是影像科必须面对的问题。目前影像科的检查项目基本都是采用数字化的采集方式，其采集的资料具备进行大数据处理的便利优势，通过对影像大数据的不断规范、开发和利用，其为影像科高效、准确地开展工作提供了全新的视角。“海量（volume）、高速（velocity）和多样（variety） 曾被定义为大数据的三个基本特征，真实性（veracity）被作为大数据的第四特性，最近也被纳入到大数据的定义之中。单纯大数据的汇集并非是我们的最终目的，相反，需要分析、解读数据，并基于此而进行决策支持。所以，通过新兴技术和分析方法（如机器学习） 的不断发展，才能获取大数据的全部价值（value）[4]。

teamplay是一款基于云存储和云计算的大数据分析软件，接收影像科CT/MR设备产生的影像数据，然后进行隐私和匿名处理[5]，同时删除图像区数据。处理后的脱敏信息通过加密数据链路上传至云端服务器。通过云端的存储和计算资源，对数据进行整理归类和分析，并将处理后的分析结果通过网页形式向审核后的注册医院和用户发布。同时系统提供多个用户组，如技师组、医生组和管理员组等，每个用户组拥有各自的权限，不同的权限可以看到不同种类的数据分析结果。teamplay高级订阅用户还能够看到整个地区的同类数据均值、方差、中位数等统计结果，有利于判别自己在区域范围内的水平分布。

通过teamplay软件分析，同一个部位的同一种扫描协议在不同的设备上存在不同的协议命名。相同的设备相同的扫描参数也有多种不同命名的协议。在成人胸部螺旋容积扫描协议，CT Chestwo，Thorax/chest，Thorax/Thorax_30-50Kg，Thorax/（Adult），Thorax_1（Adult），Thorax_1Adult等多达六个不同的扫描协议名称，其扫描参数基本一致。飞利浦的低剂量扫描方案中Thorax/Chest_low_dose和 Thorax/Chest_idos二组，西门子的ThoraxRoutine（Adult）、ThoraxRoutine_1（Adult）和ThoraxRoutine_1.Adult三组扫描协议基本一致。非同名及相似多组的扫描协议，给CT的规范化操作、图像质量的评价等CT扫描检查的日常质控带来了困难，同时，操作技师面对扫描协议的非统一标准命名和多选性而困惑，从而降低了技师的工作效率。通过对CT扫描设备相应扫描协议的整理、调整，特定的检查与标准命名的扫描协议一一对应，使检查操作更趋规范化，技师工作效率也得到了进一步提高。

由于CT检查应用的日趋广泛，电离辐射愈来愈受到公众的关注，辐射剂量的有效控制是目前研究的热点问题，低辐射CT检查是影像科大势所趋。我们从本院及协议医院成人胸部平扫案例中，共采集了260多个CT设备，共计15万次的扫描数据进行整理分析，结果显示所采集的胸部平扫案例，其辐射剂量DLP的均值为292.11 mGy·cm，中值为260.40 mGy·cm。我院4个月内5千次扫描的中值为129 mGy·cm，低于总体的均值292.11 mGy·cm，也明显低于国内统计公布的332 mGy·cm，国内成人胸部CT辐射剂量诊断参考水平[6]。究其原因，我们在做成人肺部CT平扫时，特别是较大数量的体检人员胸部CT扫描筛查，在保证CT影像质量的前提下均采用迭代重建低剂量扫描协议，使CT的辐射剂量得到了有效的管理。

teamplay软件的引入和初步使用，对大数据的挖掘和使用有了新的认识。我们的尝试仅仅是医学影像大数据巨大应用的冰山一角，在影像医学[7]、精准医学[8]、影像工作流程等诸多方面更有待于进一步的开发和利用。

大数据具有巨大的潜在价值，通过开发更多更强大的技术和工具，在合理的范围内将被不断挖掘[9]。医学影像大数据能够为影像科CT的日常质控、管理提供有益的帮助，更能够为临床提供精准的医学影像资料[10-11]。