医学影像信息系统在互联网时代的机遇与挑战
田金1，刘振临1，常雪非2
1.北京大学第三医院 医学工程处，北京100191；2.通用电气医疗集团 医疗信息部，北京 100176
[摘 要]本文介绍了医学影像的发展历程及现状，重点讲述了医学影像信息系统在医疗大数据、移动影像、影像全生命周期管理和区域医疗中的应用。
[关键词]医学影像；医疗大数据；移动影像；区域医疗
1 医学影像的发展历程及现状
自1895年伦琴发现X线至今，医学影像学经历了百余年的发展，已经形成了一系列的成像手段，包括传统X线、计算机断层成像（Computed Tomography，CT）、超声成像、核素扫描、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）等[1]。医学影像也从最初的二维影像发展到现在的三维影像，影像诊断也正逐步由组织器官的解剖成像，向分子与代谢成像发展[2-4]。医学影像已经成为医生诊断和治疗不可或缺的手段与工具。而传统的以胶片为介质的管理方法给医学影像的查找和调阅带来了诸多困难，已无法适应医院的管理要求[5-6]。
80年代，美国率先提出了影像归档与传输系统（Picture Archiving and Communication Systems，PACS）的概念并予以实现。随着数字化信息时代的来临，PACS已经成为医院信息系统的重要组成部分[3-4]。
图1显示了2014～2015年度中国大陆地区医院信息化方面不同信息系统已实施的比例，可以看到，PACS在国内医院中的普及度为44.56%，未来还有14.51%的医院有机会建立PACS系统，随着医疗信息化的不断发展，可以预见这一比例还会增加。图2显示了2014～2015年度中国大陆地区临床信息系统已实施比例不同等级医院对比，目前中国大陆地区53.43%的三级医院已基本完成PACS系统建设，但是二级医院和基层社区卫生院在这方面的建设还存在不小的差距，仅有31.91%的三级以下医院完成了该系统的建设[7]。
图1 医院临床系统实施状况
随着医学影像技术和网络存储技术的发展，PACS经历了从单机系统、科室级系统、全院级系统、集团化系统和区域共享系统5个发展阶段。相应的，医学影像在每个阶段都实现了信息资源的共享。这种共享不仅是在一个科室里面，还可以应用在不同的检查项目当中。医疗信息共享不仅在同一家医院内实现,还可以在地区各医院之间,甚至在包括整个医疗体系之间实现[3,8-10]。
2 医学影像在互联网时代的机遇和挑战
图2 不同等级医院中临床信息系统实施对比
2.1 医学影像大数据
近年来工业互联网的飞速发展，当前我们正处于一个数据爆炸性增长的“大数据”时代。大数据是数字化时代的新型国家战略资源，是驱动社会创新的重要因素，正在革新人类的生产和生活方式，而医学影像大数据是大数据时代的重要研究领域。在医疗卫生领域，医疗设备的数字化以及各种信息系统在医院的广泛应用，使医院数据库的信息容量不断膨胀，在这些信息资源中，医学影像信息资源对于疾病的管理、控制和医疗研究都是非常有价值的[11-12]。如何利用这些海量的信息资源更好地为医疗卫生行业的管理、诊疗、科研和教学服务，已经越来越成为人们所关注的热点[13-14]。
在不断快速增长的数据压力下，数据的利用更是充满挑战。就目前国内医院的信息化发展水平来说，信息孤岛遍布导致了数据分析更加困难。目前，我国80%以上的医疗数据都是非结构的，无论纸质还是其他形式的都需要手动提取数据。甚至是来自临床信息系统（CIS）的结构性数据，也因不同厂商数据采集标准的不同经常面临着无法进行数据交互、关联和分析的尴尬局面[15]。这种局面导致了数据集成的困难，并使得数据利用变得更加困难。
为了使医学影像大数据在临床和管理中发挥更大的价值，需要社会各方的努力和支持。政府需要制定法规，大力推进信息标准化；医疗机构需要加大培养既懂医疗又懂信息化的人才；各厂商需要配合政府，使用统一标准化的语言进行数据交换。对于信息孤岛问题，可通过云计算与物联网将各个信息孤岛联系起来，将收集的数据按照一定的标准进行统一存储，然后对其进行挖掘利用[14]。
2.2 基于云平台的医学影像应用
随着网络技术的快速发展，基于云平台的影像后处理应用将在医院的临床应用中发挥着极其重要的作用[16-17]。基于云平台的影像后处理系统实现了资源的虚拟化，医生可以不受时间和地点的限制快速调阅影像数据，并且可以在线完成影像的三维重建，提高诊断的效率和准确率[18-20]。
基于云平台的医学影像应用的发展打破了医院影像科室传统的是只能由技师在影像设备的后处理工作站上进行处理，再将影像传输到医生的工作站进行诊断的工作模式，可以实现多人协同工作，由技师完成患者基础扫描并上传影像至PACS，放射科医生可以在此基础上根据诊断的实际需求对影像进行高级二维或三维重建等操作。多人协作的工作模式还可以辅助临床医生进行手术计划的制定，临床科室的工作效率。无论从方便性还是应用性来讲，基于云平台的医学影像的应用是现在以及未来影像学的发展趋势[21-24]。
2.3 医学影像的全生命周期管理
“以患者为中心”是全国医疗行业提升服务质量、确保医疗安全的核心理念。医学影像的管理也将围绕这一核心理念向影像的全生命周期管理发展。将医院多个部门或多个系统的医疗数据和影像文档整合成统一、规范、可靠的系统有助于提高工作效率，并可建立强大的患者数据库，服务于医院的临床、教学以及科研工作。
2.4 医学影像信息化在区域医疗的应用
从2013年开始，区域医疗联合体成为中国国内医疗改革讨论的热点话题。区域医疗联合体（以下简称“医联体”)，是指将一定区域内的医疗资源整合在一起，由一所三级医院联合若干所二级医院和基层医疗机构组成[8]。2013年1月，原卫生部部长陈竺在全国卫生工作会议上指出：“要积极探索和大力推广上下联动的医疗联合体制机制”。以北京市为例，2013年12月市卫生局召开新闻发布会，明确到2016年12月之前北京市医联体的数量要达到50个左右。
医学影像的信息化建设在区域医疗联合体中起着不可或缺的作用。通过建立的数据交换共享平台，医联体所覆盖医院或基层医疗机构的医生可以调阅到患者在医联体内任何一家医院就诊的医学影像、检验化验等数据，避免了不必要的重复检查[25]。
3 医学影像的信息化建设
医学影像在互联网时代的机遇和挑战推动着医学影像信息化的建设。然而目前大多数医院在进行医疗大数据、影像全生命周期管理、区域医疗联合体相关的信息化建设时都遇到了诸多困难[27-28]。
第一，患者ID的统一问题。随着医院的发展，医院出现了越来越多的临床信息系统。同一位患者的临床信息分布存储在多个科室的多个系统，而每个科室一般都会使用自己的注册号给患者检查，这样导致了一位患者的信息以多个注册号存在。ID的不统一使得收集患者所有临床数据变得困难。
第二，系统升级/更换问题。随着硬件和软件技术的不断发展，医院也面临着系统的升级或更换问题。无论是系统升级或更换，医院都会面临数据迁移这一耗时并存在一定风险的工作。
近年来，厂商中立归档系统（Vendor Neutral Archive，VNA）出现在医院医学影像的信息化建设中，并解决了上述问题。VNA是一个医学影像及临床文档以标准化的格式存储并提供标准化的接口至多部门或多个系统连接的影像及临床文档管理中心。VNA使用DICOM、IHE-XDS标准来存储和管理非结构化的医疗资料（影像、报告、文件等）并通过IHE-XDS注册表提供强大的患者信息目录。这种方式使得同一位患者的所有临床信息通过统一的视窗发布给临床医生，为医生的诊断提供临床数据的支持，完成了患者临床信息全生命周期的管理，也就在真正意义上实现了“以患者为中心”的医学影像全生命周期管理。
整合多科室、多系统的VNA减少了很多系统之间的交叉集成，使每个系统更加独立，在更换某一个系统时就不会担心集成复杂的问题和业务连续性的问题，降低了对供应商的依赖度。VNA还可以通过虚拟服务器部署，节省数据中心空间，通过云存储来实现灾难恢复，通过标准配置增加稳定性，从而简化IT管理和降低信息管理成本[29]。
4 总结
经过100多年的发展，医学影像学已经形成完整的体系。目前医学影像学科是大型医院现代化的主要标志，是临床最重要的诊断方法，也是进行医学研究的强大手段和重要的治疗手段[4]。在工业互联网时代，医学影像更是有着巨大的发展潜力,尽管机遇与挑战并存，只要社会各方一起努力并成功抓住互联网时代的机遇，医学影像的信息化建设对医疗改革的进程会有巨大的助推作用。
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Opportunities and Challenges of Medical Imaging Information System in the Internet Era
Abstract：This paper introduces the development and present situation of medical image, focusing on the application of the medical imaging information system in medical big data, moving image, medical images lifecycle management and regional medical.
Key words：medical image; medical big data; moving images; regional medical
TIAN Jin1, LIU Zhen-lin1, CHANG Xue-fei2
1. Department of Medical Engineering, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China; 2. Department of Medical Information, General Electric Healthcare Group, Beijing 100176, China
[中图分类号]R197.323
[文献标识码]C
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.050
[文章编号]1674-1633(2016)12-0169-03
收稿日期：2016-02-18