中国核医学影像后处理及存储技术基本指导标准

2019-02-23杨国仁石洪成赵军李林赵长久朱朝晖兰晓莉徐浩魏龙晓张国旭0卢洁卢婷婷李亚明

中国医疗设备 2019年2期

杨国仁，石洪成，赵军，李林，赵长久，朱朝晖，兰晓莉，徐浩，魏龙晓，张国旭0，卢洁，卢婷婷,，李亚明

1. 山东大学附属山东省肿瘤医院核医学科，山东济南 250117；2. 复旦大学附属中山医院核医学科，上海 200032；3. 同济大学附属东方医院核医学科，上海 200120；4. 四川大学华西医院核医学科，四川成都 610041；5. 哈尔滨医科大学第四附属医院核医学科，黑龙江哈尔滨 150001；6. 北京协和医院核医学科，北京 100032；7. 华中科技大学附属协和医院核医学科，湖北武汉 430022；8. 暨南大学医学院第一附属医院/广州华侨医院核医学科，广东广州 510630； 9. 空军军医大学唐都医院核医学科，陕西西安 710038；10. 沈阳军区总医院核医学科，辽宁沈阳 110016；11. 首都医科大学宣武医院核医学科，北京 100053；12. 济南大学山东省医学科学院医学与生命学院，山东济南 250117；13. 中国医科大学附属第一医院核医学科，辽宁沈阳 110001

引言

医院信息系统（Hospital Information System，HIS）是根据开发对象系统的目的而建立的、有大容量数据库支持的、以数据管理为基础的计算机应用系统[1]。它可以支持某个科室以至整个医院的事务处理、信息服务和辅助管理决策，其中在此基础上发展起来的影像图像获取与传输系统（Picture Archiving and Communication System，PACS）是HIS的一个重要分支，核医学科的管理信息系统是PACS的重要组成部分[2-3]。核医学科综合了体外分析、显像、治疗等多种业务和相应的场地和设备，需要有效的管理手段提高信息的采集、处理、储存和检索，使整个科室工作过程科学、有序、高效完成[4]。现有的RIS（Radiology Information System）主要应用于影像科室，尚不能完全满足和适应核医学业务的需求。为了提高和规范我国核医学在科室信息化应用和管理水平，在现有应用的基础上，根据我国核医学发展情况，综合多方面建议和意见，特制定中国核医学图像后处理、存储、科室数字化管理等基本建设系统标准，供现有核医学科和新建核医学科参考[2-3,5]。因体外分析部分可参照相关LIS进行管理，核医学核素治疗病房参照HIS进行管理，不再列入本指导标准[4]。

核医学管理信息系统（简称系统）主要由两大部分组成[5-6]：① 覆盖全核医学科的信息化流程管理；② 核医学影像存储与图像后处理系统。系统涵盖核医学科日常工作所需的各方面的功能，从病人受检前的检查预约，到登记、病史问诊、分诊叫号、药物注射、上机检查、报告编辑、审核，乃至查询检索等；以及与之功能相适应的影像后处理工作站，包含图像的三维重建、融合后处理、定量计算（如T/N、SUV、TLG值测量等）等功能[3]。通过信息化技术手段合理规范核医学检查临床工作流程的同时，实现核医学影像全在线存储，便于医师分析比较病人的图像和代谢变化，从而提高科室检查的诊断效率[4]。

核医学科管理信息系统涉及多个方面[6-7]，应该具备下述多个模块：预约登记、病史问诊、电子叫号、药物注射、检查管理、图像处理和中文报告、质控管理以及远程会诊等。各个组成模块可以灵活地组合在同一台工作站上，也可分开在不同的工作站或服务器上[3,6]。这几个部分组成一个局域网。

1 系统数据标准及集成

1.1 中心服务器与存储

医学影像数据与文字信息的归档、存储是建设核医学中文报告系统的基础[8-9]。系统存储的数据既包含数据库数据存储，又包含原始影像文件的存储。中心存储服务器的作用包含原始RAW-DATA采集图像数据的安全存储和回传，将原始数据长期保存，方便随时回传至原机进行重新参数变更及图像重组。系统提供DICOM Storage SCU/SCP，可直接接收所有符合DICOM3.0标准的影像数据[2]。可同时连接多个不同种类的影像设备：SPECT、SPECT/CT、PET/CT以及PET/MR等，可随时增加或删除影像设备的连接节点。对于有符合DICOM WorkList协议的医疗设备，可直接在设备上显示患者的信息，避免患者信息在医疗设备端重复录入和输入信息的错误。

1.2 医院信息系统集成

核医学中文报告系统应与医院现有或将来的各种管理信息系统、临床信息系统，如HIS、EMR、RIS、LIS等进行无缝的整合[10]。通过与HIS系统集成，可通过预约登记模块直接提取患者基本信息，患者到检后可通过读医保卡，扫条形码等多种方式直接调取患者信息，减少人工录入环节，从而提高工作效率；同时通过与PACS系统集成，可在核医学检查过程中直接查看当前患者在本院进行的其他医技检查结果，如放射、超声、内镜、病理及检验等；并可在报告完成审核发布后，发送给全院共享，实现影像和各种相关医疗信息在不同系统之间的有效交换和共享，为实现真正的“数字化医院”奠定坚实的基础[11]。

2 系统软件构成

2.1 预约登记管理

该子系统主要用于患者预约登记操作，由用户登录，患者信息、检查信息、收费信息记录，查询统计等模块组成，完成记录患者姓名、年龄、检查项目、编号排序、检查时间、联系方式等相应操作。可通过读取就诊卡或者扫码等便捷方式，经HIS系统一键快速提取患者基本信息、临床病史、相关检查等信息，自动保存到相应患者名下[3]。另外针对患者自带的纸质申请单、CT/MRI等其他检查的胶片，可通过相应专业硬件（胶片扫描仪、高拍仪等）数字化存储到当前登记患者名下，便于满足后续医生在病史问诊、报告编辑等工作中对相关信息查询的需要。受检者检查信息自动传输至SPECT、SPECT/CT、PET、PET/CT、PET/MR等设备前台；受检者或家属取报告时应标注，同时根据需要预约复查和确定随访的时间。

2.2 病史问诊管理

该子系统主要用于记录患者现病史、既往史等检查前的问诊信息。根据不同的检查项目提供不同的问诊模板，问诊模板支持自定义设置。如与院内HIS集成，可自动提取临床医生已记录的病史信息到问诊模块，无须二次录入。

2.3 电子叫号管理

该子系统通过注射前后双叫号流程，对当天进行显像检查的病人，系统可通过电子叫号与分诊功能实现语音呼叫、候诊区及休息室的电子显示屏显示相应信息来安排病人的候诊、注射显像剂、休息、饮水、排尿、检查、离开、取报告等流程；有效清晰地指引患者完成检查。可在患者注射前与注射后候诊厅安装呼叫显示终端，显示患者排队列表、预计等候时间、检查注意事项等信息，并可通过检查室或报告室发送指令，呼叫患者到相应检查室上机检查，或发送其它类型的指引提示，让患者在核医学科内能及时得到方便的指引，引导患者在科室内的整个流程。

2.4 药物注射管理

该子系统主要用于数字化记录患者注射信息，注射时间、注射剂量、注射部位等药物注射相关信息[12]。一般安装于注射室，但考虑到注射室空间有限，以及执行医师需戴手套作业，可采用触摸一体机作为应用终端，从而便于医师操作。另外注射模块需与注射前候诊室显示终端连接，集成呼叫功能，并可人为干预呼叫顺序。

2.5 检查管理工作站

该子系统一般安装在检查室，主要用于查看待检查患者列表、患者基本信息、问诊注射信息等，并与电子叫号模块集成，呼叫患者到相应检查室进行检查。除此之外，可通过DICOM WORKLIST自动完成图像与患者信息的匹配工作，并可对图像进行筛选，自动摒弃不合格图像，将合格图像上传到服务器进行存储[2,12]。

2.6 图像后处理和中文报告系统

该模块为系统的核心，应具备原设备后处理工作站的主要图像处理功能。该模块支持报告编辑与图像处理同步完成，可查看患者诊断相关的所有资料，包括临床诊断、病史问诊信息、注射信息、院内院外的其他检查信息等[13]。图像后处理功能支持SPECT、PET图像与CT或MR图像的重组与融合[14]，能在三维断层方向分别显示SPECT、PET、CT与MR以及融合后图像的横断面、冠状位、矢状位的断层图像[11,15]，以及SPECT、PET与CT的最大密度投影；能根据需要调整SPECT、PET与CT的融合比例，CT的窗宽窗位值，显示多种设备厂商的SPECT、PET图像伪彩，支持图像的缩放、移动、旋转、快速定位当前层、重切等功能[16-17]；还应具备图像上测量距离、角度、面积、像素值、文字标注等基本测量工具，可测量SPECT、PET图像上任意点，任意区域的最大、最小、平均SUV值、TLG值等[17]，且尽可能与原机工作站的SUV测量值保持一致；具备肿瘤或病变组织靶体积的测量与计算，包括根据组织密度设置一定阈值测量图像中肿瘤或病变组织的体积并显示勾画轮廓，根据PET图像SUV设定阈值来测定感兴趣不同代谢物质（葡萄糖、氨基酸、脂肪、受体等）的代谢靶体积（MTV），并用高亮颜色显示；可将MRI的DICOM格式序列导入该模块中，实现异机融合，从而得到PET/MR融合图像，图像处理与测量功能方面需与原机融合一致[2]；可输出最大密度投影图像（MIP）为AVI格式文件[12]，并通过拷屏抓取活动区域的图像，根据需要保存为dicom、jpg、bmp、tif等格式的图像[2-3]，然后输出到打印机打印图片，也可在存储在外接存储设备上。

中文报告输出方面需要能够根据不同条件检索患者列表，包括检查号、检查日期、姓名等基本条件检索，以及检查所见、检查结论等模糊查询[3]。需要能够查看患者基本信息，以及当前患者的病史问诊、药物注射、院内外其他检查的相关信息。需要支持结构化的报告模板，并区分个人与科室公共使用的报告模板，且便于维护调整，以提高工作效率[3]。需要报告多级审核功能，从而方便不同级别医生审核签名，并且所有修改记录要有迹可循，便于初级医师培养工作。针对有多次检查记录的患者应可快速检索其历次检查记录，并可实现在同屏对比历次检查报告，以及图像信息。在报告打印方面应支持单幅图像打印与多幅图像批次打印，且每幅图像下应可进行文字描述。

2.7 质控与主任管理

该子系统除具备中文报告与图像后处理工作站的所有功能外，支持可浏览全科各设备检查的预约、到检信息，药物合成与使用信息。支持对报告多级审核与医生工作权限进行设定。可根据科室需求，提供多条件组合查询、模糊查询、关系查询等多种类型的查询方式，灵活满足医生各种各样的查询需求[13]。并支持自定义的统计功能，按医生所需定制统计条件与统计报表，从而为科研、教学提供实用的查询统计工具。

2.8 核医学远程会诊系统

建议做到基于互联网云技术搭建的核医学远程会诊平台，可为多级医院间远程会诊应用提供技术支持。通过多种移动端设备使得核医学远程会诊方式、会诊场景更加丰富灵活。实现全在线的影像处理操作，融合后影像处理全部云端完成，无须本地化加载图像。可通过互联网面向患者发布报告结果，患者无须来到医院，在家里就可以查收到自己的报告单。而对于医生，在家中就可进行远程办公，进行报告编写、报告审核等工作[18]。

3 硬件系统

基于与之相适应的硬件，系统才能充分发挥其作用。应根据核医学科室的业务、工作量、医务人员数量，配备相应的硬件，并适当留有扩充的余地。

（1）中心服务器与存储：建议采用两台服务器进行双机热备，根据科室检查患者量、每个患者的数据大小决定存储容量，可选择外接存储设备。配套硬件建议：机架式服务器或虚拟化服务器。

（2）医院信息系统集成：根据需要，与HIS、PACS、RIS、LIS、体检等系统集成。

（3）预约登记管理：根据登记室数量配置，如PET-CT与SPECT单独登记室，则建议配置两套商用计算机。

（4）病史问诊管理：根据问诊室数量配置，如PET/CT与SPECT设置单独问诊房间，则建议配置两套商用计算机。

（5）电子叫号管理：根据候诊室数量配置，注射前后候诊区建议各配置一台较大尺寸叫号显示屏，如有其他如VIP候诊室，可单独配置合适尺寸叫号屏幕。

（6）药物注射管理：根据注射室数量配置，建议配置相应数量触摸屏一体机电脑。

（7）检查管理工作站：根据检查设备数量配置，如一台PET/CT，两台SPECT，则建议配置三套商用计算机。

（8）图像后处理和中文报告系统：建议根据诊断医师数量选择工作站数量，如五位医师写报告则建议配置五套。建议采用单机双屏的工作模式，报告编辑与影像后处理操作同时进行。亦可根据科室需要配置单机单屏、双屏、三屏、四屏等联动显示[3]。显示图像用显示屏建议用1M或以上的医用彩色显示器，可更精准显示医疗影像及细微细节，提升诊断的准确性。

配置参数：屏幕尺寸：≥21.3寸LED背光板，分辨率：≥1600×1200（横式）、≥1200×1600（竖式）；灰阶输出：彩色图片大于8 bit，黑白图片大于10 bit；符合DICOM 3.0标准，输出接口：DVI/DP/VGA/USB。

（9）质控与主任管理：建议配备不低于诊断医生工作站的配置。

（10）核医学远程会诊系统：科室内采用互联网方式[19]，通过独立的账号体系将影像数据上传到会诊平台，并查看会诊结果。科室外医师与患者不限制任何移动端设备与操作系统，均可查看相关信息。

（11）其他配置建议：通过以下硬件设备接入，可使得核医学中文报告系统发挥出更大的作用[3]。

打印机和装订机：根据不同打印介质和工作量配置相应的打印设备及数量，如带墨水连供系统的喷墨打印机，彩色激光打印机和热升华打印机等，须支持网络打印；配备装订机用于报告和照片装订成册；有条件情况下，可将此部分业务外包给专业技术公司。

高拍仪：针对临床开具的纸质申请单、患者外院带来的纸质报告等纸张信息进行数字化录入，并在高拍仪与核医学中文报告系统间进行深度集成，一键记录到选择患者名下，并保存在数据库中，通过中文报告与图像后处理模块可直接调取相关信息。配置参数：扫描幅面：A4；扫描速度：1 s；接口类型：USB 2.0或3.0；帧率：30 FPS（VGA）；数位分辨率：on-chip 10-bit；C通信接口：USB 2.0或 3.0。

胶片扫描仪：针对患者自带的胶片进行数字化录入，并在胶片扫描仪与核医学中文报告系统间进行深度集成，一键记录到选择患者名下，并保存在数据库中，通过中文报告与图像后处理模块可直接调取相关信息。配置参数：专业医用胶片扫描设备/扫描元件：CCD；最大幅面：55 mm×50 mm；最大胶片类型：14×17；光学分辨率（DPI）：600 dpi×600 dpi；色彩深度（位）：16；接口：USB2.0；最大分辨率（DPI）：600 dpi×600 dpi；扫描速度：＜40 s；扫描介质：胶片。

光盘刻录仪：光盘刻录仪与核医学中文报告系统深度集成，任何一台工作站通过权限分配，均可向光盘刻录仪发送指令，完成患者光盘一键式刻录，可选择刻录内容，包含原始影像信息、检查所见、检查结论等，自动印刷盘面，盘面内容支持自定义设置，刻录完成的光盘自带读图软件，可在任意电脑回放。配置参数：满足BD（蓝光）/DVD/CD的刻录与盘面印刷需求，六色分体墨水系统盘面印刷，实现光盘回读与C SV合并打印刻录功能/生产速度（刻录+打印）。

70寸（或以上）医用触摸会诊屏：应用于核医学会诊室，与核医学网络系统深度集成，可内置两台工作站，支持在核医学网络系统与院内其他系统或远程会诊系统间任意切换，适用于科室集体阅片、会诊和教学。配置参数：70寸（或以上）2 M（或以上）医用会诊屏/支持颜色：1.07 billion/分辨率≥1920×1080，支持触控功能，支持电子白板。