Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI
HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 • • • •
PHẠM THỊ THƠM
NGHIÊN CỨU CHUẢN LƯU TRỮ TRUYÊN ẢNH TRONG Y
TẾ VÀ ỨNG DỤNG TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA ĐÔNG ANH
LUẬN VĂN THẠC Sĩ MÁY TÍNH
HÀ NỘI, 2014
Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠT HỘC Sư PHẠM HÀ NỘT 2
PHẠM THỊ THƠM
NGHIÊN CỨU CHUẪN Lưu TRỮ TRUYỀN ẢNH TRONG Y TẾ
VÀ ỨNG DỤNG TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA ĐÔNG ANH
Chuyên ngành : Khoa học máy tính
Mã ngành : 60480101
LUẬN VĂN THẠC Sĩ MÁY TÍNH
Người hướng dẫn khoa học: GS. TS Vũ Đức Thi
HÀ NỘI, 2014
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, tôi
rất vinh dự nhận được sự quan tâm, giúp đỡ từ quý thầy cô, gia đình và bạn bè đồng
nghiệp.
Với lòng biết ơn chân thảnh và sâu sắc nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn GS.TS Vũ
Đức Thi người thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Tôi xin trân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học cùng các
thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
những người thầy đã trang bị kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Ban giám đốc, khoa Chẩn đoán hình ảnh,
phòng Tổ chức hành chính và tổ Công nghệ thông tin của Bệnh viện đa khoa Đông Anh
đã giúp đỡ tôi thu thập thông tin, số liệu, thiết bị y tế hỗ trợ trong quá trình thực hiện
nghiên cứu luận văn.
tác y tế cũng giữ một vai trò quan trọng đối với sự phát triển của con người. Với sự bùng
nổ dân số toàn cầu, kèm theo đó là sự xuất hiện của nhiều căn bệnh mới đòi hỏi ngành y
DICOM Digital Imaging Communications in Medicine
RIS Radiology Information System
HIS Hospital Information System
LIS Laboratory Information system
PACS Picture Archiving and Communication Systems
HL7 Health Level 7
CT Computerized Tomagraphy
MRI Magnetic Resonnance Imaging
PET Positron Comuterized Tomagraphy
SPET Single Photon Emission Comuterized Tomagraphy
ACR American College of Radiology
OSI Open Systems Interconnection
HTTP HyperText Transfer Protocol
WWW World Wide Web
EPR Electronic Patient Record
ATM Asynchronous Transfer Mode
ACR American College of Radiology
NEMA National Electrical Manufacturers Association
6
tế cần phải nỗ lực hơn nữa trong chẩn đoán và điều trị, do đó việc ứng dụng công nghệ
thông tin vào lĩnh vực y tế là rất cần thiết.
8, Để giúp cho chẩn đoán được chính xác và nhanh nhất, nhiều bệnh viện đã
tăng cường đầu tư máy móc, trang thiết bị hiện đại như máy chụp cắt lớp phát xạ Positron
(PET), máy chụp cộng hưởng từ (MRI), máy chụp cắt lớp vi tính (CT- Scanner), X-
Quang kỹ thuật số, các dữ liệu về hình ảnh này có ý nghĩa to lớn trong quá trình chẩn
đoán và điều trị bệnh. Việc quản lý dữ liệu bằng film ảnh của bệnh nhân hiện nay tại
khoa chẩn đoán hình ảnh còn rất khó khăn, gây trở ngại cho các bác sỹ trong việc tra cứu,
chia sẻ thông tin để chẩn đoán bệnh. Đặc biệt, với tình hình thực tế hiện nay, các thiết bị
4. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu:
4.1 Đối tượng nghiên cứu:
- Một số hình ảnh y tế như: Phim Xquang, Nội soi, Siêu âm, soi kính hiểm vi, ảnh CT,
MRI của các bệnh nhân đang điều trị tại Bệnh viện.
- Các thiết bị y tế như: Máy siêu âm, máy nội soi, máy CT, máy MRI
4.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Bệnh viện đa khoa Đông Anh
5. Dự kiến đóng góp mới:
- Ý nghĩa khoa học:
11, Đóng vai ữò quyết định cho việc hoàn thiện một bệnh án điện tử chính
thống nơi đó lưu lại toàn bộ hồ sơ bệnh án của bệnh nhân trong mỗi lần khám hoặc điều
trị tại bệnh viện.
- Ý nghĩa thực tiễn:
12, Đề tài khi hoàn thành sẽ là một công cụ giúp các bác sỹ một phần trong
công tác chẩn đoán bệnh bằng hình ảnh. Đây là cơ sở có thể phát triển ứng dụng trong
thực tế tại Bệnh viện đa khoa Đông Anh nói riêng và trong toàn ngành y tế nói chung.
6. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp lý luận
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
13, NỘI DUNG CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VÈ HỆ THỐNG
THÔNG TIN VÀ CHUẨN LƯU TRỮ, TRUYỀN HÌNH ẢNH
TRONG Y TẾ
14, Với nhiều quốc gia đang phát triển - trong đó có Việt Nam - vấn đề trao
đổi dữ liệu y tế giữa các bệnh viện trong nước và với các bệnh viện quốc tế là một vấn đề
khá mới mẻ. Khái niệm mạng gần như không còn xa lạ với người dân Việt Nam ngày
nay, nhưng người ta dường như vẫn còn mơ hồ với khái niệm “mạng y tế”.
8
15, Có thể định nghĩa mạng là một hệ thống kết nối với nhiều thiết bị (hoặc
tập hợp nhiều thiết bị) lại với nhau. Mỗi điểm là một hoặc nhiều máy tính (gọi là mạng
9
quản lý - liên quan đến nhân sự; quản lý tài chính; quản lý cơ sở vật chất; quản lý bệnh
nhân; quản lý dược phẩm, phần cơ bản nhất và đặc trưng nhất ữong y tế. Thứ hai là dòng
thông tin liên quan đến bệnh nhân - trong đó phân ra bệnh nhân nội trú và bệnh nhân
ngoại trú, với khu vực cận lâm sàng là khu vực dùng chung cho cả hai dòng bệnh nhân
này. Tất cả những thông tin này chứa đựng trong Hệ thống thông tin bệnh viện. Theo
thống kê, khoảng 60% -70% thông tin thường được truy cập trong bệnh viện liên quan
đến hệ thống này [4].
20, Khi tập cơ sở dữ liệu của Hệ thống thông tin bệnh viện tuân thủ đúng tiêu
chuẩn quốc tế, Hệ thống thông tin bệnh viện sẽ cho phép trao đổi thông tin hai chiều giữa
các phòng ban, giữa các khoa phòng ữong bệnh viện, và giữa các bệnh viện với nhau.
1
21, Một điển hình trong việc quản lý dữ liệu y tế thành công là dự án DIFF
của Luxemburg, dự án này phải mất 4 năm để giải quyết vấn đề phát triển các phần mềm
quản lý, trong đó riêng 18 tháng đầu là xác định nội dung tối thiểu của bệnh án điện tử
(EPR - Electronic Patient Record), 14 tháng tiếp theo là phát triển tích hợp hoàn thiện
một tập hợp các thành phần phần mềm tạo nên bệnh án. Hiện nay, xuấthiện các bệnh án
dưới dạng đa truyền thông (MMR - Multi Media Record) rất hay được sử dụng phối hợp
với hệ thống lưu trữ và truyền hình hảnh trong chẩn đoán hình ảnh từ xa [4]. Mặc dù chỉ
cho phép quản lý các thông tin y tế dạng văn bản nhưng Hệ thống thông tin bệnh viện đã
phát huy hiệu quả rất tốt, đặc biệt đối với đặc điểm ngành y té Việt Nam, vì vậy hầu hết
các bệnh viện quy mô vừa và lớn đã triển khai hệ thống này. Tính đến năm 2014 ở nước
ta đã có 643 bệnh viện/tổng số 1.062 bệnh viện (61,6%) đã triển khai phần mềm HIS [9].
22,
23,
24,
25, Quân lý bệnh nhân *
26,
27, Quan ÍÝ các dịch vụ khác
28,
vì đây là điểm nút mà hầu như tất cả bệnh nhân đều phải đi qua; đồng thời do dữ liệu
chẩn đoán hình ảnh vừa nhiều lại vừa có tính đặc thù cao, nên các mạng thông tin chẩn
đoán hình ảnh ra đời sẽ hỗ frợ công tác quản lý dữ liệu bệnh viện một các đáng kể.
1
33, Khác biệt của RIS với HIS đó là RIS cho phép quản lý cả dữ liệu về hình
ảnh và văn bản chứ không đơn thuần như quản lý văn bản dạng text như trong HIS. Dữ
liệu ảnh thu nhận được từ các thiết bị như X-Quang, CT, MRI, sẽ được lưu trữ lại dưới
dạng tập các ảnh số hóa. Đây chính là cơ sở dữ liệu mà RIS quản lý.
34, Tuy nhiên, cẩu trúc của RIS cũng gần giống với HIS nhung ở múc độ nhỏ
hem, với nhiệm vụ chính là:
- Tạo định dạng và lưu trữ các báo cáo về chẩn đoán;
- Thao tác với các bản ghi về bệnh nhân và danh mục phim;
- Giám sát trạng thái từng bệnh nhân đợt khám, các thiết bị phục vụ chẩn đoán;
- Thực hiện phân tích sơ bộ và phân tích thống kê; hỗ trợ chần đoán và điều ữị.
35,
36, Hình 1.2: thống thông tin chần đoán hình ảnh (RIS)
1.1.3 Hệ thống lưu trữ và truyền ảnh (PACS)
1
11, Hội chẩn
từ xa
12,
37, Lúc đầu RIS giúp cho quản lý điều hành khoa chẩn đoán hình ảnh có hiệu
quả hơn, tuy nhiên, với khoa Chẩn đoán hình hình ảnh thì các dữ liệu dạng văn bản chỉ
chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với dữ liệu ảnh, do đó cần phải có một hệ thống PACS nhằm
lưu trữ, phân phối và truyền hình ảnh, nâng cao chất lượng chẩn đoán. Chính nhờ PACS
mà có thể truyền hình ảnh để chẩn đoán hình ảnh từ xa(Teleradiology). Teleradiology là
phần phát triển sớm nhất của y học từ xa. Khởi đầu từ những công trình của Jutra & cs
(1959) và càng ngày càng đến đỉnh cao mới theo sự hoàn thiện dần của công nghệ đường
truyền.
38, Tổng kết ỡ các nước tiên tiến đều đi đến một kết luận duy nhất: việc ứng
chép thông tin nhiều lần vừa mất thời gian, tốn nhân lực vừa khiến độ chính xác bị ảnh
hưởng do "tam sao thất bản".
44, Với lượng bệnh nhân liên tục tăng của các bệnh viện trung bình mỗi ngày
cổ tới hàng ngàn mẫu xét nghiệm, việc kết nối với tất cả máy xét nghiệm, làm việc theo
dây chuyền và tự động xuất kết quả ra phần mềm quản lý sẽ giúp tăng khả năng xử lý
bệnh phẩm cũng như tăng số lượng mẫu phân tích trong cùng một khoảng thời gian.
45, LabaraLory Iriíorrnation Sy&tem
46, RTOBơiíon
1 ;[ . -
47,
48,
49, Doeior In hospitBi
50,
51,
52,
53,
54,
55, ‘m-L/
56,
57, Hình 1.4: Hệ thống thông tin quản ỉỷ xét nghiệm (LĩS')
1.1.5 Y tế từ xa (Telemedỉcỉne).
58, Sau khi đã hoàn thiện việc quản lý tại các phòng ban, thì bước tất ỵếu và
logic tiếp theo là kết nối mạng cục bộ của từng bệnh viện bằng các đường truyền viễn
thông. Việc kết nối này đưa đến một sự thay đổi về chất trong phương thức hoạt động của
các bệnh viện. Nếu mạng máy tính cho phép ta sử dụng chung tài nguyên của mỗi máy
tính, thì xa hơn nữa, kết nối mạng giữa các
1
/
Ềxaminacion
18,
tuân theo đúng chuẩn hình ảnh, ảnh phải được lấy ra theo phương thức số hóa và lưu trữ
lại trên máy chủ lưu trữ. Và hệ thống lưu trữ và truyền hình ảnh cũng phải đòi hỏi phần
cứng theo tiêu chuẩn nhất định, những phần mềm quản lý hệ thống cũng như phần mềm
chuyên dụng để xem ảnh, xử lý, lưu trữ và phân phối hình cũng phải có sự chuẩn hóa; có
như vậy giữa các hệ thống khác nhau mới có thể hiểu được thông tin và việc trao đổi như
vậy mới có ý nghĩa.
63, Muốn truyền hình ảnh giữa các trung tâm cần phải sử dụng một máy chủ
truyền thông khác để gửi hình từ PACS cục bộ ở trung tâm này tới PACS cục bộ ở trung
tâm khác (hoặc bệnh viện khác). Với hệ thống mạng y tế như trên, bất cứ nơi nào có trạm
làm việc - không phụ thuộc vào khoảng cách - chúng ta đều có thể xem, xử lý, và in hình
để hoàn thiện chẩn đoán bằng hình ảnh, giống như ta đang ngồi ngay bên thiết bị sinh
hình.
1
64, Một trong những triển vọng phát triển mạng y tế từ xa là ứng dụng công
nghệ truyền thông không đồng bộ (ATM), tạo khả năng đồng thời truyền âm thanh, dữ
liệu và hình ảnh video với tốc độ cao.
65, Tính đến năm 2005, Telemedicine đã được triển khai tại 60 quốc gia trên
thế giới và cũng có được những kết quả khả quan.
66, Nhật Bản có thể coi là một trong những nước có công nghệ viễn thông rất
phát triển. Việc nghiên cứu về Telemedicine đã được chú trọng từ lâu. Chỉ trong vài năm,
số chương trình ứng dụng Telemedicine đã tăng nhanh, các lĩnh vực ứng dụng cũng phát
triển không ngừng. Năm 1997, có khoảng 140 chương trình chẩn đoán, điều trị từ xa
thông qua mạng dịch vụ tích hợp kỹ thuật số LSDN của ngành viễn thong. Năm 1998,
Nhật Bản có 155 hệ Telemedicine, trong đó có 68 hệ Teleradiology, 23 hệ chẩn đoán hình
ảnh, 20 hệ chăm sóc y tế từ xa (Home Health), 6 hệ Telemedicine trong nhãn khoa, 3 hệ
nha khoa và 9 hệ khác.
67, Ngành y tế Trung Quốc cũng đã quan tâm tới việc ứng dụng công nghệ
thông tin và kỹ thuật cao từ nhiều năm nay. Nhiều công ty sản xuất phần mềm của Trung
Quốc và nước ngoài đã nghiên cứu triển khai hàng loạt giải pháp nhằm tổ chức các mạng
cục bộ quản lý bệnh viện (HIS), hệ thống lưu trữ và truyền hình ảnh (PACS), Những sự
liệu dưới dạng văn bản. Vì thế việc xử lý, lưu trữ, phân phối và hiển thị các dữ liệu dưới
dạng hình ảnh đóng vai trò rất quan trọng. Từ các yêu cầu này đã đưa đến sự ra đời của
một hệ thống nhằm mục đích thu nhận và lưu trữ ảnh từ các thiết bị tạo ảnh gồm ảnh CT,
MRI và thực hiện việc phân phối ảnh thông qua hệ thống truyền thông phục vụ cho
việc chẩn đoán, điều trị và chăm sóc bệnh nhân. Hệ thống đó chính là hệ thống lưu trữ và
truyền thông ảnh (PACS) [4].
1
19,
20, Hình 1.5: Y tế
từ xa
74, Khái niệm PACS được thảo luận lần đầu tiên là toong cuộc gặp của các
bác sỹ xét nghiệm vào năm 1982. Rất nhiều người đã ghi nhận sự ra đời của PACS, như
là tiến sỹ Andre Duerinckx, tiến sỹ Samuel Dwyer hay tiến sỹ Harold Glass Trong giai
đoạn đầu phát triển, do sự hạn chế của công nghệ nên hệ thống PACS bộc lộ nhiều yếu
kém việc liên kết các thành phần hoạt động chung, định tuyến, quản lý lỗi, mở rộng hệ
thống
75, Từ năm 1990, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, hệ
thống PACS đã phát triển rộng khắp và ngày càng trở nên hoàn thiện. Bắt đầu từ khu vực
Bắc Mỹ, PACS được nghiên cứu và phát triển dưới sự hỗ trợ của chính phủ và các nhà
sản xuất. Sau đó, PACS đã được đẩy mạnh tại Châu Âu và Nhật Bản. Hiện nay, hệ thống
PACS đã được ứng dụng rộng rãi, ví dụ như ở Mỹ, 33% bệnh viện có cài đặt hệ thống
PACS, và 32% khác có kế hoạch triển khai hệ thống PACS trong cơ sở của mình (theo
báo cáo thường niên năm 2005 của Healthcare Information and Management Systems
Society). Nhiều công ty phần mềm của Trung Quốc cũng đã nghiên cứu triển khai hàng
loạt các giải pháp nhằm tổ chức hệ thống lưu trữ và truyền ảnh.
76, Việt Nam cũng đã bắt đầu có những nghiên cứu về у tế từ xa
(Telemedicine) nói chung cũng như hệ thống PACS nói riêng. Rất nhiều dự án liên quan
đến lĩnh vực у tế đã được triển khai như là: dự án “Bệnh viện vệ tinh của Bệnh viện Việt
Đức” đã được Nhà nước và Bộ Y tế phê duyệt từ năm 2003 đến năm 2007, dự án “Y học
từ xa” của Bộ Quốc phòng đang triển khai tại Bệnh viện Trung ương quân đội 108 (Hà
84,
85,
86,
87,
88,
89,
90,
91,
92,
93,
94,
95,
96,
97,
98, Hình 1.6: Mô hình hệ thống PACS
99, Hệ thống lưu trữ và truyền thông ảnh PACS gồm có các thành phần chính:
100, Cổng nhận ảnh và dữ liệu.
2
Modalities
Acquisition
Gateways
□ □ □
Display
Workstations
21, o
22,
23, o
24,
25, o
26, t
114,
115,
116,
117, PACS
118, ( Picture Archiving and Communication System )
119, Hình 1.7: ứng dụng của chuẩn DICOM trong hệ thống PẢCS
2
H17/DICOM
sz \7
DICOM
Device
DICOM
120, CHƯƠNG 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG CHUẨN Lưu TRỮ,
TRUYỀN, HIỂN THỊ HÌNH ẢNH Y TẾ
2.1 Chuẩn DICOM
121, DICOM là tập hợp các chuẩn dùng trong xử lý, truyền tải thông tin, lưu
trữ và in ấn ảnh y khoa. Chuẩn này bao gồm định dạng file và giao thức truyền tin qua
mạng. File DICOM được trao đổi giữa 2 chương trình và các chương trình này có thể
nhận ảnh và dữ liệu bệnh nhân theo định dạng DICOM [5].
122, DICOM cho phép tích hợp máy scan, server, trạm làm việc, máy tính và
các thiết bị mạng từ nhiều nhà cung cấp vào thành một hệ thống truyền tải và lưu trữ ảnh.
Ngày nay, hầu hết các bệnh viện trên thế giới đều áp dụng DICOM vào trong các thiết bị
y khoa, máy trạm, server, các hệ thống quản lý trong hoạt động khám và chữa bệnh. Các
Modality hỗ trợ DICOM [3]:
29, Vi
ết tắt
30, Tên đầy đủ 31, Viết
tắt
32, Tên đầy đủ
T
58, Computed
59, omography
60, RF 61, Radio Fluoroscopy
62, D
D
63, Duplex
Doppler
64, RG 65, Radiographic Imaging
66, D
G
67, Diaphanograph
y
68, RTD
OSE
69, Radiotherapy Dose
70, D
M
71, Digital
Microscopy
72, RTIM
AGE
73, Radiotherapy Image
74, D
S
75, Digital
Subtraction
Angiography
76, RTPL
AN
125, ACR-NEMA công bố "ACR-NEMA Standards Publication" phiên bản 1.0
vào năm 1985. Và năm 1988, ủy ban này công bố tiếp "ACR-NEMA Standards Publication"
phiên bản 2.0. Tài liệu "ACR-NEMA Standards Publication" đặc tả giao tiếp phần cứng, số
lượng tối thiểu các lệnh phần mềm và các định dạng dữ liệu.
126, Chuẩn DICOM đưa ra nhiều cải tiến qua trọng so với 2 phiên bản của chuẩn
ACR-NEMA trước:
- Chuẩn DICOM này áp dụng được trong môi trường mạng vì chúng dùng giao thức mạng
chuẩn là TCP/IP. Chuẩn ACR-NEMA chỉ có thể áp dụng cho mạng point-to-point. Chuẩn
DICOM áp dụng cho môi trường lưu trữ off-line, DICOM dùng các thiết bị lưu trữ chuẩn
như CD-R, MOD và filesystem luận lý như ISO 9660 và FAT16. Chuẩn ACR-NEMA
không đặc tả định dạng file, thiết bị lưu trữ vật lý hay filesystem luận lý.
- Chuẩn DICOM đặc tả các thiết bị y khoa cần tuân theo chuẩn DICOM sẽ phải đáp
ứng lệnh và dữ liệu như thế nào. Chuẩn ACR-NEMA bị giới hạn về truyền tải dữ liệu,
DICOM dùng khái niệm Service Classes để mô tả ngữ nghĩa lệnh và dữ liệu đi kèm.
Copyright: Tài liệu đại học ©