云影像技術(shù)在醫(yī)院診療的應(yīng)用

時間:2022-07-26 09:21:32

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云影像技術(shù)在醫(yī)院診療的應(yīng)用

摘要:闡述將云計算技術(shù)運用于三維醫(yī)學(xué)影像處理中,可實現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像快速高效構(gòu)建,通過進(jìn)一步搭建醫(yī)學(xué)影像云平臺,能夠開展實時、準(zhǔn)確的臨床診斷以及遠(yuǎn)程治療。

關(guān)鍵詞:計算機(jī)工程,智慧醫(yī)院,云影像技術(shù)

搭建醫(yī)學(xué)影像云平臺可開展遠(yuǎn)程會診,醫(yī)學(xué)圖像檢索,以及影像轉(zhuǎn)診等相關(guān)技術(shù),能夠確保區(qū)域范圍內(nèi)影像設(shè)備資源實現(xiàn)共享,以及利于診斷專家高效協(xié)作,平衡地方的醫(yī)療資源,提高影像設(shè)備的綜合利用率和服務(wù)質(zhì)量,降低醫(yī)療費用,利于國家分級診療制度的推廣。

1醫(yī)學(xué)影像后處理現(xiàn)狀

當(dāng)前構(gòu)建醫(yī)學(xué)影像三維平臺是將原有二維圖像按照一定算法構(gòu)建三維模型,進(jìn)而為醫(yī)生提供具有直觀性、真實性的三維圖像,提升診斷準(zhǔn)確率。近年來,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在短時間內(nèi)獲得一定程度發(fā)展,一些新設(shè)備和新技術(shù)比如512排螺旋CT、超高場強(qiáng)磁共振、分子影像、多模態(tài)融合成像等,能夠提升醫(yī)療人員的診斷技術(shù)水平和診療效果,國外在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備以及軟件研究方面獲得較大成果。

2基于云計算的醫(yī)學(xué)影像云平臺

2.1設(shè)計框架

醫(yī)學(xué)影像云平臺構(gòu)建可實現(xiàn)影像診療的個性化,高效化,進(jìn)一步探索新型研究模式,能夠使醫(yī)學(xué)影像平臺處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。在設(shè)計三維醫(yī)學(xué)影像云平臺時需要遵循開放性,高性價比以及透明性等多個原則,該平臺應(yīng)當(dāng)遵循SOA構(gòu)架,包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS,平臺即服務(wù)PaaS,軟件即服務(wù)SaaS這三個層次。其中IaaS主要進(jìn)行影像云儲存,格式轉(zhuǎn)換,網(wǎng)關(guān)和影像儲存等多個方面,PaaS主要負(fù)責(zé)建設(shè)影像后處理模板,能夠整合三維影像數(shù)據(jù),滿足不同用戶需求,SaaS能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同處理,進(jìn)而簡化工作流程,不斷提高醫(yī)學(xué)診斷效率。借助醫(yī)學(xué)影像云平臺能夠參考標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集,包括患者電子病歷和醫(yī)學(xué)影像,通訊數(shù)據(jù)集,在醫(yī)學(xué)影像云平臺中整合數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域?qū)樱M(jìn)而控制和提升醫(yī)療質(zhì)量,實現(xiàn)數(shù)據(jù)深度挖掘。針對醫(yī)學(xué)影像處理云平臺在信息流程中主要涉及兩個流程,包括:三維重建以及影像數(shù)據(jù)儲存,具體如下。(1)對于影像數(shù)據(jù)儲存來說,能夠在MR以及CT等多個影像設(shè)備中添加傳輸節(jié)點DICOM,使其與薄層序列實現(xiàn)有效關(guān)聯(lián),進(jìn)一步確保實現(xiàn)PACS系統(tǒng)歸檔影像以及薄層序列路由。PACS歸檔影像能夠在歸檔服務(wù)器中儲存數(shù)據(jù),而薄層掃描序列可通過路由將數(shù)據(jù)儲存于影像云平臺中。(2)在三維重建過程中,由客戶端發(fā)出請求,借助三維影像云平臺實現(xiàn)消息傳遞,然后從影像后處理模板庫中調(diào)取相關(guān)的處理模板,由模板庫對需要處理的影像進(jìn)行實例化處理,并將處理結(jié)果通過VDI技術(shù)發(fā)送至請求客戶端。

2.2云計算層

通過三維醫(yī)學(xué)影像云平臺的云計算層,能夠為該云平臺提供三維影像,高效、靈活性的后處理計算,進(jìn)一步構(gòu)建三維醫(yī)學(xué)影像。云計算層實際上是將三個影像后處理程序置于虛擬服務(wù)器中,能夠涉及患者心臟、血管、神經(jīng)等三維影像后處理軟件,將多個軟件進(jìn)行集成,實現(xiàn)平臺開放性。除此之外,云計算層能夠根據(jù)用戶數(shù)量及時開展硬件資源合理分配,充分利用硬件集群,包括CPU,GPU等構(gòu)建三維影像,并將重建的三維影像結(jié)果發(fā)送到客戶端,以滿足影像診療個性化,高效化和精準(zhǔn)化。三維影像云平臺計算可借助虛擬技術(shù)hyper-V進(jìn)一步構(gòu)建桌面虛擬機(jī),利用虛擬化技術(shù)能夠快速構(gòu)建桌面虛擬機(jī),部署三維影像后處理軟件程序,虛擬機(jī)模板,虛擬機(jī)庫,集成影像重建模板庫,以實現(xiàn)影像實例化,能夠向個人或醫(yī)務(wù)人員發(fā)配虛擬機(jī),在使用相同硬件配置下構(gòu)建此配置的虛擬機(jī)池,將不同虛擬機(jī)池分配給用戶,用戶所訪問虛擬機(jī)是隨機(jī)分配的,可確保用戶實現(xiàn)無縫體驗,能夠感受具有靈活性的虛擬桌面技術(shù),打破現(xiàn)有只能在影像科室后處理工作站處理三維圖像的局限性。

2.3云儲存層

云儲存層作為新型云狀結(jié)構(gòu)儲存系統(tǒng),是由多個設(shè)備共同構(gòu)成的,能夠通過分布式,集群式,類似網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù),將不同類型儲存設(shè)備借助軟件整合在一起,通過一定軟硬件接口為其提供數(shù)據(jù)儲存和業(yè)務(wù)訪問功能。云儲存層是云計算層的重要前提,同時也是醫(yī)學(xué)影像后處理云平臺中的關(guān)鍵組成,為能夠?qū)崿F(xiàn)快速儲存海量影像數(shù)據(jù),既然能夠滿足醫(yī)學(xué)影像在處理過程中的高效性,靈活性,能夠滿足醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)深度挖掘,實現(xiàn)影像診療的個性化,精準(zhǔn)化和微創(chuàng)化。醫(yī)學(xué)影像和處理平臺其采用云儲存系統(tǒng),該系統(tǒng)使用非對稱結(jié)構(gòu)模式,是符合目前ScaIeout拓展理念的,進(jìn)而能夠使系統(tǒng)滿足實際客戶需求,能夠為業(yè)務(wù)發(fā)展指明方向并為其提供創(chuàng)新動力。

3醫(yī)院云影像技術(shù)對臨床的應(yīng)用

從經(jīng)濟(jì)方面分析。云影像技術(shù)采用云狀結(jié)構(gòu)存儲系統(tǒng),它具有通過軟件方式將不同類型存儲設(shè)備整合成一個整體的優(yōu)勢,這種形式可方便后期根據(jù)業(yè)務(wù)量的增大逐漸增加存儲設(shè)備。隨著技術(shù)的不斷革新,服務(wù)器以及存儲設(shè)備逐漸向高性能、高容量、低成本方向這一個趨勢發(fā)展。傳統(tǒng)實體服務(wù)器在使用過程中會存在資源不夠使的情況,實體服務(wù)器增加資源時需要中斷業(yè)務(wù),將服務(wù)器停機(jī)操作而且對新增硬件需要與現(xiàn)有設(shè)備兼容,增加資源在一定程度上面會影響臨床業(yè)務(wù)的正常運行。云影像技術(shù)不同的在于,它是通過軟件方式將不同的存儲設(shè)備整合在一起,在增加資源的過程中可以操作軟件將新增設(shè)備進(jìn)行整合,軟件可以兼容不同類型的設(shè)備,兼容性方面較好,醫(yī)院可以根據(jù)需求隨時增加資源,減少一次性的投入,云影像技術(shù)從一定程度上可以節(jié)約成本。從實時性及效果方面分析。云影像技術(shù)采用軟件方式將資源虛擬化,使得醫(yī)生可以在有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的地方使用普通PC機(jī)隨時調(diào)閱病人的原始影像資料,在專門的后處理軟件上面進(jìn)行三維影像處理。此方式打破了醫(yī)院傳統(tǒng)工作模式,傳統(tǒng)方式對普通病人基本都是醫(yī)生在開完申請單之后等待影像科室醫(yī)生在設(shè)備專門配置的后處理工作站上面對病人影像進(jìn)行處理后將結(jié)果上傳影像系統(tǒng)以及自助膠片服務(wù)器,對于急診病人影像科室只能先出報告,然后在對圖像進(jìn)行處理,對影像科室的數(shù)據(jù)不能很好滿足醫(yī)生需求時,尤其是高難度的手術(shù),醫(yī)生可能需要前往影像科室在后處理工作站進(jìn)行不同角度的測量,這在一定程度上面可能會錯過病人的最佳最優(yōu)治療方案,影響病人的治療效果。云影像平臺的運用可以減少病人等待時間,病人在做完檢查回到診室的途中,醫(yī)生就可以在自己的工作站上面進(jìn)行高級處理。為病人爭取更多的治療時間,這樣不僅節(jié)省了醫(yī)生的時間,而且可以節(jié)省醫(yī)院資源不必增加大量后處理工作站,可以利用現(xiàn)有電腦資源進(jìn)行高效工作,為病人提供更好的服務(wù)。從信息集成方面分析。云影像技術(shù)能夠?qū)⑷S影像處理平臺程序置于虛擬服務(wù)器中,進(jìn)一步將患者的心臟,腫瘤,神經(jīng)等不同功能影像處理軟件實現(xiàn)集成化處理,用戶可以直接在一臺電腦上面完成不同功能的影像處理。該平臺能夠借助MPI實現(xiàn)與不同醫(yī)療信息系統(tǒng)構(gòu)建映射,進(jìn)而確保各醫(yī)療系統(tǒng)信息有效交互和關(guān)聯(lián)。具體包括放療計劃系統(tǒng)、實驗室檢驗,電子病歷,個人健康檔案,社區(qū)醫(yī)療信息系統(tǒng)等不同醫(yī)療方面的應(yīng)用系統(tǒng),醫(yī)生可以快速準(zhǔn)確地掌握患者各項檢驗檢查結(jié)果以及病人整個資料過程,多方位分析給出最準(zhǔn)確的診斷,為醫(yī)生的治療提供幫助,讓患者得到最及時最優(yōu)的治療方案,提高我國醫(yī)療質(zhì)量水平。

4結(jié)語

本文研究表明,通過構(gòu)建基于云計算的三維醫(yī)學(xué)影像云平臺,能夠為醫(yī)學(xué)影像實現(xiàn)遠(yuǎn)程會診,影像轉(zhuǎn)診,虛擬影像,圖像分析,遠(yuǎn)程教學(xué)等多個方面提供良好服務(wù),進(jìn)一步實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)智能技術(shù)和影像設(shè)備共享,以及醫(yī)護(hù)人員的高效協(xié)作,能夠均衡各地醫(yī)療資源,提升設(shè)備的利用率和服務(wù)質(zhì)量,降低醫(yī)療費用,國家分級診療制度的推廣等方面來說,具有十分重要的意義。

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作者:楊慧 單位:蚌埠市第一人民醫(yī)院