醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

1、醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用             醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用梁沅    張昕                        張永波(解放軍323醫(yī)院特診科西安710055)(長(zhǎng)安大學(xué)工程

2、機(jī)械學(xué)院西安710064)    摘  要： 醫(yī)學(xué)圖像信息數(shù)字化及其計(jì)算機(jī)處理技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和傳輸?shù)哪Ｊ?，為醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療以及醫(yī)學(xué)研究提供了精確的醫(yī)學(xué)圖像信息。介紹一種可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的自動(dòng)獲取、存儲(chǔ)、顯示、分析、傳輸和管理的小型超聲工作站系統(tǒng)。討論了通過A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)濾波將模擬信號(hào)數(shù)字化，通過Windows的API調(diào)用，實(shí)現(xiàn)超聲診斷的圖文數(shù)字化管理。    關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字化；API函數(shù)調(diào)用；視頻采集     醫(yī)學(xué)影像圖文管理系統(tǒng)，是醫(yī)院信

3、息系統(tǒng)構(gòu)架中的一個(gè)重要組成部分。是利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行數(shù)字化處理的系統(tǒng)，其目標(biāo)是用來(lái)代替現(xiàn)行的模擬醫(yī)學(xué)影像體系。它主要解決醫(yī)學(xué)影像的圖像采集和數(shù)字化、圖像與病案的存儲(chǔ)、管理，數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像的高速傳輸，圖像的數(shù)字化處理和重現(xiàn)，圖像信息與其他信息的集成等方面的問題。1  圖像信息數(shù)字化    醫(yī)學(xué)圖像信息數(shù)字化及其計(jì)算機(jī)處理技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和傳輸?shù)哪Ｊ?，為醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療以及醫(yī)學(xué)研究提供了精確的醫(yī)學(xué)圖像信息，進(jìn)而提高了醫(yī)學(xué)圖像資源的使用價(jià)值和使用效率，為逐步建立無(wú)膠片醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。 

4、0;  計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使得圖像數(shù)字處理技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)獲取、存儲(chǔ)、顯示、傳輸和管理影像資料，與患者的診斷和文字記錄信息相結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)綜合性管理系統(tǒng)。<!endif>    圖1是“醫(yī)學(xué)圖像智能圖文管理系統(tǒng)”的硬件框圖，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（如：B超、X光機(jī)、電鏡等）多為模擬輸出，手工填寫診斷報(bào)告。“醫(yī)學(xué)圖像智能圖文管理系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的自動(dòng)獲取、存儲(chǔ)、顯示、分析、傳輸和管理。由圖1可見，本系統(tǒng)通過A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)濾波將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，只要增加1臺(tái)計(jì)算機(jī)和打印機(jī)，通過圖像采集卡將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到分辨率為

5、352×288（SIF），800×600，或更高（視所選采集卡而定）的RGB圖像，為醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。開放式的采集模式設(shè)計(jì)，使得本系統(tǒng)可以適合所有具有Video輸出接口的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。圖像采集可以在不同的時(shí)段進(jìn)行，對(duì)同一個(gè)病人而言，使用分時(shí)采集功能無(wú)論何時(shí)采集的圖像資料，都可以方便快捷地追加到同一病歷檔案目錄下，生成圖文并茂的診斷報(bào)告。通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，使文檔管理數(shù)據(jù)化，編輯報(bào)告的同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將病人的個(gè)人信息（姓名、性別等）及診斷信息（臨床診斷、超聲診斷等）存儲(chǔ)歸檔；在檔案管理中可以根據(jù)“姓名”、“年齡”、“編號(hào)”、“診斷”等進(jìn)行查詢，并提供報(bào)表；診斷資料庫(kù)按臟器、

6、部位、疾病等分類，設(shè)有心臟、腹部、婦產(chǎn)科、血管、小器官等百余種正常與各種疾病的資料，以樹狀分枝排列。由于在病員檔案、診斷報(bào)告的智能化管理方面采用了多級(jí)層式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)脈路簡(jiǎn)捷、清晰。通過調(diào)用Windows API函數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像采集模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控。2  智能圖文管理系統(tǒng)    能夠以數(shù)字方式存儲(chǔ)、傳輸、管理和閱讀的醫(yī)學(xué)圖像包括：B超、CT、X光片、電鏡等。“醫(yī)學(xué)圖像智能圖文管理系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)影像診斷的全數(shù)字化、無(wú)膠片化管理，由此建立以病人為中心的管理模式，隨時(shí)可以查找到任何一個(gè)病人的影像信息和診斷報(bào)告。    圖2是“醫(yī)學(xué)

7、圖像智能圖文管理系統(tǒng)”的系統(tǒng)軟件框圖，由框圖可見系統(tǒng)共分為5大塊，下面分別介紹各塊的主要功能。2.1  圖像采集    由Video接口引出圖像通過采集卡將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存入系統(tǒng)圖像庫(kù)。2.2  報(bào)告管理    報(bào)告管理系統(tǒng)可以根據(jù)需要，自由設(shè)置多級(jí)模板，如一級(jí)模板有心臟、腹部、X光、CT等。在腹部模板下又可設(shè)：婦產(chǎn)、血管、甲狀腺、泌尿等數(shù)十個(gè)模板并且可以對(duì)模板進(jìn)行添加、刪改。    計(jì)算功能可以計(jì)算出體表面積、收縮期增厚率、左室心肌重量、阻力指數(shù)、播動(dòng)指數(shù)、射血分?jǐn)?shù)、短軸縮

8、短率、每播播出量以及膀胱殘余尿量等各項(xiàng)指標(biāo)。    報(bào)告中可插入13幅圖片，插入圖片時(shí)，報(bào)告系統(tǒng)能夠自動(dòng)將圖片調(diào)整到合適位置。在填寫報(bào)告過程中，可以隨時(shí)打開圖像采集和圖像處理功能，重新采集和選擇圖像。通過調(diào)用診斷庫(kù)，對(duì)一些常見病和多發(fā)病可直接插入診斷結(jié)果而無(wú)需再?gòu)逆I盤輸入文字。2.3  檔案管理    在寫報(bào)告的同時(shí)便將臨床超聲診斷資料自動(dòng)存儲(chǔ)歸檔。根據(jù)病員信息（姓名、性別、年齡、編號(hào)、病種、超聲診斷等）建立病員檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)記錄的模糊查找功能。根據(jù)日期、姓名、性別、年齡、編號(hào)、病種、超聲診斷等進(jìn)行病案查詢，并將查找結(jié)

9、果顯示在窗口上部。可將所有病案全部或有選擇的（按年、月、日等）列表，以備瀏覽、打印。并可按日期、年齡、病種等對(duì)就診病人數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2.4  診斷庫(kù)    診斷庫(kù)類似于一個(gè)小型的專家系統(tǒng)，在診斷庫(kù)中已有心臟、腹部、婦產(chǎn)、血管、甲狀腺、泌尿、小器官等一百多種疾病的資料。開放的診斷庫(kù)接口，使每個(gè)專家都可以根據(jù)自己的需要建立專用診斷庫(kù)。診斷庫(kù)的應(yīng)用可使診斷報(bào)告更加規(guī)范、快捷。2.5  系統(tǒng)設(shè)置    通過設(shè)置采集卡驅(qū)動(dòng)程序路徑和圖像存儲(chǔ)目錄的路徑，實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯示、調(diào)用和自動(dòng)存檔。3  API應(yīng)用程序接口&#

10、160;   API（Application Programming interface），是Windows編程最基本最底層的接口函數(shù),用C語(yǔ)言編寫，由操作系統(tǒng)自身可以調(diào)用的函數(shù)。Windows API函數(shù)由許多“動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)”或DLL組成，是構(gòu)筑整個(gè)Windows框架的中堅(jiān)，它的下面是Windows的操作系統(tǒng)核心，而Windows應(yīng)用程序是架構(gòu)于API函數(shù)之上的大廈。目前有許多可視化編程環(huán)境，操作簡(jiǎn)單、易學(xué)易用（如：VB、VC+、DELPHI、VFP等），這些高級(jí)語(yǔ)言提供了大量的類型庫(kù)和各種控件，它們替代了API的部分功能，事實(shí)上這些類型庫(kù)和控件都是構(gòu)架在Win 32 AP

11、I函數(shù)基礎(chǔ)之上的。將一些常用的API函數(shù)組合在一起就成為一個(gè)控件或類型庫(kù)，可以說(shuō)是封裝了的API函數(shù)的集合，能夠非常方便地調(diào)用，使Windows應(yīng)用程序開發(fā)的過程變得簡(jiǎn)單、快捷。雖然使用類型庫(kù)和控件使應(yīng)用程序的開發(fā)更加簡(jiǎn)單，但它們只提供Windows的一般功能，如果我們要想開發(fā)出實(shí)用、高效率的應(yīng)用程序，需要一些比較復(fù)雜和特殊的功能時(shí)，則必然要涉及到直接使用API函數(shù)。    “醫(yī)學(xué)圖像智能圖文管理系統(tǒng)”通過調(diào)用Win32API函數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)定位、粘貼，自適應(yīng)報(bào)告中圖像區(qū)域的篇幅、自動(dòng)調(diào)整版面，以及圖像的實(shí)時(shí)、分時(shí)采集、圖文報(bào)告與數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)聯(lián)動(dòng)等。4  結(jié)語(yǔ)    本文介紹的醫(yī)學(xué)圖像管理系統(tǒng)作為醫(yī)院PACS（Picture Archiving and Communication System）構(gòu)架中的基礎(chǔ)部分，是醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端。通過信息網(wǎng)絡(luò)，圖文管理系統(tǒng)所提供的圖像能夠直接傳送到臨床醫(yī)生的工作室，使醫(yī)生對(duì)病人