浅谈电信天翼影像云平台的设计与应用

2019-05-13 10:24:16 计算机时代2019年3期

毕佳敏

摘 要: 中国电信天翼云系统与医院PACS影像系统通过前置机建立连接,使中国电信天翼云系统接收医院PACS的影像数据,并通过安全通道将数据上传到云端的影像云系统,实现医院影像系统(PACS)影像数据在中国电信天翼云上的存储。医生可以利用智能移动终端通过互联网访问部署在电信天翼云端的影像云系统,实现影像数据在移动智能设备(手机、平板等)的展现。基于中国电信天翼云存储的医院PACS影像系统纯DICOM格式影像数据,可支持任何PACS厂家用于调用开发。平台包括影像云归档系统、影像云诊断系统、云胶片系统等子系统。平台可以进一步改善医疗服务质量,方便患者就医,对影像检查数据进行互联网应用服务。

关键词: 天翼云存储; 影像云归档系统; 影像云诊断系统; 云胶片系统; PACS

中图分类号:TP274+.2 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2019)03-12-04

A preliminary analysis of design and application of China Telecom

Tianyi image cloud platform

Bi Jiamin

(The first Affiliated hospital, Zhejiang university, Hangzhou, Zhejiang 310003, China)

Abstract: China Telecom Tianyi cloud system is connected with the hospital PACS (Picture Archiving and Communication Systems)image system through a front end computer, and receives the image data of the hospital PACS and uploads the data to the image cloud system at the cloud end through a secure channel, to store the image data of hospital PACS image system to China Telecom Tianyi cloud storage. Doctors can use the intelligent mobile terminal to access the image data through the Internet, and display image data in mobile intelligent equipment (mobile phone, tablet and so on). The pure DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)image data of hospital PACS image system stored in China Telecom Tianyi cloud storage can be invoked by any PACS manufacturer. The platform includes image cloud archiving system, image cloud diagnostic system, cloud film system and other subsystems. The platform can further improve the quality of medical services, facilitate patients to see a doctor, and provide Internet application services of image examination data.

Key words: Tianyi cloud storage; image cloud archiving system; image cloud diagnostic system; cloud film system; PACS

0 引言

國务出台系列政策支持医学影像行业的发展。从2013年到2017年,国务院、发改委、国家食品药品监督总局、卫计委不断出台政策支持医学影像行业的发展。针对性政策涉及:医学影像设备、独立影像中心、线上影像平台、影像信息化,包括鼓励公立医院采购国产医疗设备、扶持民营医院新增设备需求;加强医疗信息化建设基础,构建云端医疗数据库,推动医疗大数据的应用开发等;全面推进分级诊断,鼓励民营资本流入建设独立检查/检验中心、远程医疗等。

在国家政策支持背景下,医院的数字化建设不断发展,有许多医院建设了PACS系统,但是,随着医院CT、MRI、DSA、CR、DR 等影像检查的普及,以及影像设备自身性能的升级,导致医院PACS系统存储和传输的影像数据量激增。一般一次检查的数据所需存储空间是在几兆到几百兆,甚至几G不等;影像数据从设备传输到服务器,医技医生和临床医生从服务器大量调阅,同时要求数据传输速度足够快;影像检查资料作为病人临床诊断的重要资料,要求存储在线时间足够长,质控规定医院影像在线至少保存3年以上。基于这些特点和要求,PACS系统的影像数据存储与传输,成为了目前医院信息化建设的一项难题[1]。

云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术,是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说,云存储就是将储存资源放到云端供人存取的一种新兴方案。

云计算技术经过多年的发展,技术与产品已日渐成熟,并已運用到各个领域,对于医院影像海量数据的存储、影像数据的移动调阅、及院内外影像诊断等问题的解决提供了可靠的技术支持。在影像数据云存储的前提下,对于医院目前许多业务流程的难题可以通过云平台来提供多种可行的解决方案,这便是影像云平台,它不仅是个影像的云存储平台,更是一个基于云平台的医院业务流程难题的解决方案平台。如何在云存储的前提下,高效率地解决医院检查诊断业务难题,便是本文讨论的重点。

1 功能概述

影像云平台的建设,首先在医院部署一台前置机,实现内外网互通,并通过前置机上的云归档前置应用服务PACS系统,把上传的所有检查资料和影像上传到云端,实现长期存储。影像数据实现云存储,并实现影像云诊断,方便医师在任何地点、任何时间开展诊断服务,便于医院对其他合作的基层医院提供影像诊断和会诊服务。实现云电子胶片应用,患者可以通过移动端查看相关医技报告和电子胶片[2]。

2 系统设计

PACS通过前置机将影像数据自动路由给云影像处理前置机,影像前置机接收到PACS自动路由的数据后,将影像数据上传到云端处理服务器,云端处理服务器完成影像数据OOS的存储;对于历史数据采取闲时数据遍历的方式将数据修订为现有协议的数据。对象存储(Object-Oriented Storage,OOS)是中国电信为客户提供的一种海量、弹性、廉价、高可用的存储服务。OOS提供了基于各种开发语言的SDK和基于HTTP REST的访问接口两种访问方式,用户可以通过互联网对数据进行管理和访问。OOS提供的REST接口与Amazon S3兼容,因此基于OOS的业务可以非常轻松的与Amazon S3对接。也可以通过OOS提供的SDK来调用OOS服务,开发语言目前支持Ruby、.NET、PHP、Java、Python。

2.1.1 影像数据的上传

影像数据的上传采用PACS自动路由数据给云影像前置机,并由云影像前置机上传云端的方式实现。自动路由功能是PACS基本功能,在需要路由数据时,只需要PACS侧添加Dicom路由参数(即前置机接收的IP、Port、AETitle),将PACS接收到的需要上传至云中心的数据自动路由给云影像前置机,云影像前置机接收到数据后上传到影像云中心。

2.1.2 影像数据的读取

由医院PACS通过DICOM Query的方式向云影像前置机请求所需要的数据,前置机接收到数据调取请求后,依照请求的数据,将PACS所需的数据从云端读取后发送给PACS;这个调取数据方式与医生普通工作站查询抓取PACS数据方式一致。

2.1.3 历史数据的遍历

历史数据的处理首先要获取历史数据的OOS容器的连接地址及认证信息(App Key,Secret Key),然后通过该连接遍历OOS容器,获取所有Study的文件夹信息并依次下载,每个Study的dicom图像经过压缩打包等处理后,转存到新的OOS容器,在将Study信息插入数据库主表之后删除原Study存储。所有Study处理完毕,回收原OOS容器空间。

2.1.4 网络安全性考虑

图1所描述的是内外网逻辑隔离的情形,即医院网络分内网区(院内的各个应用系统)和外网区(用于访问Internet)。外网区电脑终端采用IP绑定MAC地址的认证方式,强制安装网络版杀毒软件。非认证终端的默认权限是禁止任何连接。

在内网出口处部署防火墙和前置服务器,通过安全策略设定,允许外网用户只能访问到前置服务器。内网数据通过前置服务器与外网进行交互,从而有效地保证了内网数据的安全。也可以通过网络入侵检测设备加强保证内网数据的安全性。

在医院端部署前置机,实现院内数据与云端数据的交互。通过与医院已有的信息系统(放射、超声、内镜、病理、心电、检验等)集成,实现各医技检查数据的云存储;PACS系统将所有影像数据以DICOM格式发送给云归档前置机,并通过云归档客户端上传到云端进行存储与备份;本地只保留近期(比如:最近1年)的影像数据。当医生需要调阅影像数据时,对于近期的数据,系统默认从本院存储中调阅;当需要调阅超过近期的历史影像数据时,系统自动从云存储中查阅相关数据。当本地数据出现问题时,系统支持从云存储快速下载和恢复相关数据[3]。云存储方案的网络拓扑如图2所示。

2.2 影像云归档系统

影像云归档系统基于云计算技术实现医院检查数据的云端备份和移动调阅功能,既为医院提供完整、安全的检查数据备份方案,又为医生和病人提供了随时随地查阅影像数据的平台。

影像云归档系统分客户端和中心端两部分。客户端为影像集成服务子系统;中心端为影像数据云归档子系统。客户端的影像集成服务子系统由数据交换模块、DICOM服务模块、数据管理模块等组成。中心端的影像数据云归档子系统由病人信息交叉索引模块、影像数据归档模块、影像计算服务模块、数据管理服务模块、病人影像档案管理模块等组成。同时,系统为医护人员和病人分别提供了不同的数据管理、数据访问、及移动端访问界面,在保证数据方便调阅的同时通过严格的权限控制保证数据使用的安全性。

在云端部署影像云归档系统,可以实现云端影像数据的管理与调阅服务,包括:归档管理、安全审计管理、集成浏览等。为了保证影像数据的完整性和安全性,系统除了对数据采用加密传输和完整性校验外,还提供数据访问授权和调阅日志记录。

此外,通过建立患者主索引服务,实现统一的影像数据和检查报告索引信息, 便于医生对各时期影像数据地调阅;并提供影像的集成浏览服务,实现影像数据的移动调阅和浏览。

2.3 影像云诊断系统

建设基于互联网的医疗影像云诊断系统。该平台是建立在影像数据中心系统实现检查数据安全整合的基础上,进一步深化服务模式的改革,打造区域网络化医疗服务平台,提供面向医疗机构和病人的医技诊断、远程门诊、临床会诊、远程咨询、影像再确认等创新服务模式,打造真正的在线医疗服务和线下服务的闭环,实现区域内医疗资源的最优化和最高效运作,真正实现医疗信息化惠民服务。

在云端部署影像诊断云服务平台,为放射、超声、内镜、心电、病理、临床等多科室服务。整个平台通过服务中心模式为不同规模的医院提供影像诊断服务,实现移动影像诊断服务模式,也可以为合作医院提供影像诊断服务。

2.4 云胶片系统

在云端部署云胶片系统,结合医院影像服务中心和云归档系统,为病人提供一站式的胶片、影像报告或云胶片服务,云胶片服务系统为病人和医学专家提供云端的电子胶片、各种影像报告和信息服务。病人在医院就诊检查登记后,即可以获得惟一性的二维码,用智能手机扫描二维码,即可直接下载各类报告和电子胶片,快捷获取诊断报告和电子胶片[4]。

3 结束语

影像云平台采用云计算技术,电信云存储可以提供大容量存储空间,并可无缝扩展,满足医院大量数据长期存储的需求,云胶片和各类云报告,以及云诊断的普及,促使医疗卫生信息化形成新模式,有效降低管理成本,为互联网+时代云医疗服务提供了广阔的前景[5]。医生可以使用PC机或者移动端调阅原始影像资料,对患者病因作出更准确的判断。患者网上阅片,有效地解决了患者胶片丢失、重复检查等问题,真正让老百姓的就医“省时、省力、省钱”,为医院业务中目前遇到的难点/瓶颈提供了合理的解决方案。由此可见,影像云平台的建立,对于满足目前医院与患者的就诊需求是可行和有效的。未来人工智能等高端技术应用于医疗领域,同样离不开影像云平台,影像云的发展空间将十分广阔。

参考文献(References):

[1] 范炜玮,赵东升,王松俊.基于云计算的区域医疗信息共享平

台的设计与实现[J].军事医学,2015.4:257-260

[2] 胡新平,董建成,张志美.云计算环境下的医疗信息化研究[J].

中国数字医学,2011.2:42-45

[3] 李彭军.医疗影像云服务平台基础架构研究与实践[D].南方

科技大学,2011.

[4] 中兴通讯.“健康医疗云”[J].通讯世界,2011.9:35-37

[5] 周迎,曾凡,黄昊.浅谈云计算在医疗卫生信息化建设中的应

用前景[J].中国医学教育技术,2010.4:350-35


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