Từ đó phát sinh ra các quy trình trongtừng khâu từng bộ phận như: Quản lý hồ sơ bệnh nhân, quản lý thông tin các y cụ và dượcphẩm, quản lý các hình ảnh chẩn đoán cận lâm sàng, quản lý cá
Trang 1VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT Y SINH
Trang 2VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT Y SINH
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay Công nghệ Thông tin đã đi sâu và rộng vào đời sống của của con người, việcứng dụng Công nghệ vào cuộc sống và kinh doanh là rất cần thiết trong thời đại ngày nay.Trong lĩnh vực y khoa, việc quản lý chặt chẽ thông tin bệnh nhân, quản lý các y cụ, cácthuốc đặc thù … là điều rất quan trọng Khi đó chúng ta cần phải có một hệ thống bảo mật,phân bố cao phù hợp với loại hình tổ chức bệnh viện Từ đó phát sinh ra các quy trình trongtừng khâu từng bộ phận như: Quản lý hồ sơ bệnh nhân, quản lý thông tin các y cụ và dượcphẩm, quản lý các hình ảnh chẩn đoán cận lâm sàng, quản lý các quy trình khám bệnh, quản lýtài chính, quản lý bệnh nhân nội - ngoại trú, quản lý ngân hàng máu…
Từng quy trình trên phải có mối liên kết với nhau tạo nên một thể thống nhất cho việcđiều hành mọi mặt trong bệnh viện Hệ thống không chỉ quản lý và sử dụng trong nội bộ bệnhviện mà còn được phục vụ cho cả tập toàn, cách trụ sở khác của bệnh viện như trong việc phântán dữ liệu, chẩn bệnh từ xa … Khi đó các bệnh viện trên toàn thế giới sẽ kết nối được vớinhau chia sẻ thông tin vì mục đích sức khỏe cho nhân loại
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hệ thống quản lý bệnh viện sử dụng Công nghệ Thôngtin mạnh và thông dụng như:
RIS (Radiology Information System)
HIS (Hospital Information System)
LIS (Laboratory Information System)
PACS (Picture Archiving and Communication Systems) và chuẩn hình ảnh đa dụng nhưhiện nay là DICOM được nhiều nhà sản xuất thiết bị chẩn đoán cận lâm sàng hỗ trợ
Sau một thời gian được làm quen và học tập môn Thông tin y tế thì em xin báo cáo một
số ứng dụng của hệ thống PACS và ứng dụng của nó tại môi trường Viện Y học Phòng Không– Không Quân
Em xin chân thành cảm ơn TS.Phạm Phúc Ngọc đã tận tình giảng dạy trên lớp cũng nhưdành thời gian hướng dẫn em hoàn thành bài tiểu luận
Trang 4MỤC LỤC
Phần 1 Một số chuẩn, phần mềm lưu trữ ảnh trong y khoa 5
1.1 Phần mềm Analysis of Functional NeuroImaging – AFNI 5
Phần 2 Hệ thống mạng thông tin nội bộ Viện 11
2.1 Tổng quan về hệ thống mạng thông tin nội bộ 11
2.5 Những khó khăn và vấn đề còn tồn tại 20
Trang 5Phần 1 MỘT SỐ CHUẨN LƯU TRỮ ẢNH TRONG Y KHOA 1.1 Phần mềm Analysis of Functional NeuroImaging – AFNI
AFNI (Analysis of Functional NeuroImaging) là một môi trường xử lý, phân tích và hiểnthị fMRI data – một kĩ thuật mô phỏng hoạt động của bộn não con người AFNI chạy trên hệthống Unix+X11+MOTIF, bao gồm cả SGI và Linux
ANFI được viết bằng ngôn ngữ C, được phát triển rất mạnh ở đại học y dược Wisconsinvào năm 1994 và sau này Robert W Cox phát triển thêm Việc phát triển này mang lại nhiềuđiểm nhấn trong NIH (National Institutes of Health) vào năm 2001 và tiếp tục phát triển ởNIMH Scientific and Statistical Computing Core
AFNI lưu trữ thông tin vào 2 file:
File BRIK lưu trữ dữ liệu
File ACII HEAD lưu trữ các thông tin header
Hình 1.1 Chương trình phần mềm AFNI
Trang 61.2 Phần mềm Analyse
Analyze là chương trình phần mềm mạnh do BIR (Biomedical Imaging Resource) ở MayoClinic phát triền, dùng trong hiển thị, xử lí và đo đạc các ảnh đa chiều trong trong y khoa.Analyze được sử dụng để lấy các ảnh chụp từ MRI, CT and PET
Định dạng file trong Analyse 7.5 đã được sử dụng sâu rộng trên lĩnh vực xử lí ảnh não bộthần kinh, và các chương trình khác như SPM (Statistical Parametric Mapping), AIR, MRIcro
có thể đọc và ghi định dạng đó Những file có thể được sử dụng để lưu trữ những hình khối đachiều
Một mục dữ liệu gồm hai file:
Một file chứa dữ liệu kiểu binary với phần mở rộng img
Một file chứa metadata với phần mở rộng hdr
Hình 1.2 Chương trình phần mềm Analyse
Trang 7Tên gọi HL7 bắt nguồn từ mô hình truyền thông 7 lớp của ISO Mỗi lớp có một vai trò,trong đó lớp 1 đến lớp 4 đề cập đến truyền thông, bao gồm lớp Vật lý (Physical), Liên kết dữliệu (Data Lnik), Mạng (Network) và Vận chuyển (Transport) Các lớp 5-7 đề cập đến chứcnăng như Phiên (Session), Biểu diễn dữ liệu (Presentation) và Ứng dụng (Application) Lớp 7
là lớp cao nhất đề cập đến mức ứng dụng gồm các khái niệm về trao đổi dữ liệu Mức này hỗtrợ rất nhiều chức năng khác nhau như kiểm tra bảo mật, xác định người tham gia, cấu trúc dữliệu trao đổi,…
HL7 tạo ra “khả năng tương thích giữa các hệ thống quản lý bệnh nhân điện tử, hệ thốngquản lý phòng khám, hệ thống thông tin của phòng xét nghiệm, nhà ăn, nhà thuốc, phòng kếtoán cũng như hệ thống bản ghi sức khỏa điện tử (HER – electronic health record) và hệ thốngbản ghi y tế điện tử (EMR – electronic medical record) HL7 có thể được cung cấp miễn phínhưng bản quyền khá nghiêm ngặt
Hình 1.3: Sơ đồ giao dịch thông qua giao thức chuẩn HL7
Trang 81.4 Chuẩn DICOM
Vào năm 1970, trước sự ra đời của phương pháp chụp ảnh CT (Computed Tomography)cùng với các phương pháp chụp ảnh số dùng trong chẩn đoán y khoa khác, và sự gia tăngnhanh chóng ứng dụng tin học trong các lĩnh vực y khoa lâm sàng, hai tổ chức ACR(American College of Radiology) và NEMA (National Electrical Manufacturers Association)
đã nhận ra yêu cầu cần thiết phải có một phương pháp chuẩn dùng trong truyền tải ảnh vàthông tin liên quan đến ảnh đó giữa các nhà sản xuất thiết bị y khoa, mặc dù những thiết bị đólại cho ra các định dạng ảnh khác nhau Trong năm 1983, ACR và NEMA thành lập một ủyban chung để phát triển phương pháp chuẩn này với mục đích:
Tăng cường khả năng giao tiếp thông tin ảnh số của thiết bị y khoa bất chấp thiết bị đó làcủa nhà sản xuất nào
Giúp cho việc phát triển và mở rộng các hệ thống truyển tải và lưu trữ ảnh trở nên dễ dànghơn, từ đó các hệ thống này sẽ là nơi giao tiếp với các hệ thống thông tin bệnh viện khác
Cho phép tạo ra thông tin thông tin cở sở chẩn đoán, từ đó nhiều loại thiết bị chẩn bệnh sẽ
sử dụng và tra cứu thông tin này
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 thiểucác lệnh phần mềm và các định dạng dữ liệu
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) là tập hợp các chuẩn dùngtrong xử lý, truyền tải thông tin, lưu trữ và in ấn ảnh y khoa Chuẩn này bao gồm định dạngfile và giao thức truyền tin qua mạng File DICOM được trao đổi giữa 2 chương trình và cácchương trình này có thể nhận ảnh và dữ liệu bệnh nhân theo định dạng DICOM
DICOM cho phép tích hợp máy scan, server, trạm làm việc, máy tin và các thiết bị mạng
từ nhiều nhà cung cấp vào thành một hệ thống truyền tải và lưu trữ ảnh Ngày nay, các hầu hếtcác 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
Chuẩn DICOM đưa ra nhiều cải tiến qua trọng so với 2 phiên bản của chuẩn ACR-NEMAtrước:
Chuẩn DICOM này áp dụng được trong môi trường mạng vì chúng dùng giao thức mạngchuẩn là TCP/IP Chuẩn ACR-NEMA chỉ có thể áp dụng cho mạng point-to-point
Trang 9 Chuẩn DICOM áp dụng cho môi trường lưu trữ off-line, DICOM dùng các thiết bị lưu trữchuẩn 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 ứnglệnh và dữ liệu như thế nào Chuẩn ACR-NEMA bị giới hạn về truyền tải dữ liệu, DICOMdùng khái niệm Service Classes để mô tả ngữ nghĩa lệnh và dữ liệu đi kèm
DICOM có kèm đặc tả về yêu cầu, quy tắc cho các nhà sản xuất thiết bị y khoa sản xuấtsản phẩm tuân theo chuẩn DICOM Chuẩn ACR-NEMA đặc tả rất ít về điều này
Hướng phát triển hiện thời: chuẩn DICOM luôn phát triển và do Procedures of theDICOM Standards Committee quản lý Đề nghị nâng cấp trong tương lại của các thành viêntrong ủy ban DICOM dựa trên thông tin từ các những người đã dùng qua chuẩn DICOM Các
ý kiến được xem xét để đưa vào phiên bản tiếp theo của DICOM và các thay đổi của DICOMphải đảm bảo tương thích tốt với phiên bản trước
Các Modality hỗ trợ DICOM:
STT Viết tắt Tên đầy đủ Viết tắt Tên đầy đủ
2 BI Biomagnetic Imaging MA Magnetic Resonance
Angiography
Spectroscopy
5 CR Computed Radiography NM Nuclear Medicine
Tomography
10 DM Digital Microscopy RTIMAGE Radiotherapy Image
11 DS Digital Subtraction
Angiography RTPLAN Radiotherapy Plan
12 DX Digital Radiography RTSTRUCT Radiotherapy Structure
Set
13 EC Echocardiography ST Single-photon Emission
Computed Tomography
Trang 1015 FA Fluorescein Angiography US Ultrasound
DIMSE Services and Association Services
(DICOM Upper Layer Protocol for TCP/IP)
DICOM Upper Layer Service
- Khai thác tối đa sức mạnh công nghệ y khoa hiện có tại các bệnh viện
- Truy vấn và tham khảo hồ sơ bệnh án nhanh Nâng cao chất lượng khám, điều trị bệnh
Trang 11- Nâng cao chất lượng dịch vụ.
Phạm vi áp dụng:
Có thể triển khai hệ thống ở tất cả các khâu, khoa/phòng trong bệnh viện, đặc biệtkhoa khám bệnh, khoa dược, khoa cấp cứu, khoa chẩn đoán hình ảnh, khoa ngoại, khoanội
Với Hệ thống thông tin trong bệnh viện (HMIS), không những gắn kết cáckhoa/phòng trong bệnh viện với nhau mà còn kết nối giữa các bệnh viện với nhau
Quy trình tiếp nhận, xử lý dữ liệu bệnh nhân bằng hồ sơ giấy vẫn còn nhiều phức tạp
và tốn nhiều thời gian trong công tác khám và điều trị Vấn đề chi phí mua phim, lưu trữ
và nhân bản phim vẫn luôn là một gánh nặng cho các bệnh viện Việc truy lục lại hồ sơbệnh nhân trên hồ sơ giấy và phim và tìm hiểu lịch sử bệnh án cũng là một bài toán khócho các bác sĩ Chính vì vậy giải pháp PACS – RIS – TELEMEDICINE sẽ là một phươngthức tốt để giải quyết tất cả các vấn đề trên
- RIS: Quản lý dịch vụ Chẩn đoán hình ảnh (CĐHA)
- PACS: Quản lý, lưu trữ, xử lý, truyền tải dữ liệu CĐHA
Chẩn đoán, hội chẩn, tư vấn, nghiên cứu
Trang 12-TELEMEDICINE: + Dịch vụ chăm sóc sức khỏe bệnh nhân từ xa thông qua việc sử dụng công nghệ thông tin.
+ Bao gồm cả chẩn đoán và điều trị, cung cấp thuốc men, tư vấn, dự phòng và phục hồi, bảo hiểm y tế, giảng dạy, nghiên cứu
Ưu điểm:
Khi áp dụng các Hệ thống thông tin, các bệnh viên đã đáp ứng được những yêu cầu thực
tế cấp thiết, giải quyết được các khó khăn, điểm yếu của việc quản lý bệnh viện bằnggiấy và phim Nâng cao hiệu quả quản lý và chất lượng phục vụ bệnh nhân, cụ thể nhưsau :
- Quản lý tốt, nhanh, chính xác, khoa học và đồng bộ
- Tra cứu dữ liệu nhanh, đầy đủ
- Tăng tốc độ hoạt động, nâng cao hiệu quả
- Gắn kết các khoa/phòng, bệnh viện
- Tiết kiệm chi phí
- Nâng cao chất lượng dịch vụ
Hình 2.1: Sơ đồ kết nối hệ thống
11
Trang 132.2 Giới thiệu chung về hệ thống PACS
PACS viết tắt của Picture Archiving and Communication Systems: Hệ thống lưu trữ vàtruyền hình ảnh PACS được ứng dụng trong việc lưu trữ dữ liệu hình ảnh một cách an toàn
và kinh tế; truyền dữ liệu hình ảnh giúp cho việc hội chẩn, chẩn đoán, điều trị, đào tạo vànghiên cứu từ xa, mở rộng khả năng xem và báo cáo từ xa PACS là một bộ phận thông tinkhông thể thiếu của một hệ thống thông tin y tế
Hệ thống PACS lưu trữ hình ảnh và dữ liệu thu thập được và tương tác với hệ thống controng cùng mạng PACS có thể chỉ đơn giản là một máy lấy ảnh với cơ sở dữ liệu nhỏ hay
hệ thống quản trị ảnh trong y khoa phức tạp để từ đó các máy trạm lấy ảnh về và xử lí Hiệnnay, hầu hết hệ thống PACS phát triển theo hệ thống kiến trúc mở theo đó là việc truyềnthông hình ảnh, định dạng ảnh và quản lí ảnh theo chuẩn DICOM
Người sử dụng dùng các máy trạm để hiển thị hình ảnh như là một giao tiếp chính choviệc truy cập hình ảnh trên hệ thống PACS Từ các máy trạm hiển thị hình ảnh đó, người sửdụng có thể chẩn đoán, xem xét, phân tích Các chuyên gia về ngành X-Quang sử dụng cácmáy trạm chuẩn đoán như là một công cụ chính Máy trạm chuẩn đoán có phần cứng mạnhtrong việc xử lí như cần phải có màn hình với độ phân giải cao, máy tính mạnh với bộ nhớlớn và tốc độ CPU nhanh các phần mềm được thiết kế cho việc quản lí nhiều các máy máylấy ảnh (như máy chụp x-quang, chụp cắt lớp ), trao giao tiếp hình ảnh giữa chúnh vớinhau (thường là sử dung dịch vụ DICOM), xem xét ảnh, hiển thị ảnh động, xử lí ảnh vàquản lí luồng công việc của bệnh nhân và những thông tin có liên quan
Trong lĩnh vực y tế, dữ liệu đa phương tiện y khoa (ảnh y khoa, video ca mổ, video siêu
âm, video nội soi ) là những dữ liệu cực kì quan trọng, góp phần rất lớn trong việc chẩnđoán, khám và điều trị bệnh nhân Hằng ngày, các thiết bị này đã tạo một lượng dữ liệu ykhoa đa phương tiện khổng lồ và rất giá trị trong việc nghiên cứu, chẩn đoán và điều trị.Nhưng các bệnh viện vẫn chưa khai thác hết các giá trị này bằng phim Trong PACS điều trịbệnh, ảnh được thu thập từ các máy lấy ảnh dùng trong y khoa (modality) rồi gửi tới máychủ PACS thông qua DICOM gateway sau đó được đưa tới máy trạm chẩn đoán với dịch vụtruyền thông DICOM
12
Trang 14PACS SERVER là một thành phần cốt lõi của hệ thống, đảm nhiệm ba chức năngchính:
Thu nhận dữ liệu y khoa từ các thiết bị chẩn đoán hình ảnh một cách tức thời ngay saukhi bệnh nhân được chụp ảnh thông cổng thu nhận ảnh (PACSGATEWAY)
Tổ chức lưu trữ, quản lý dữ liệu y khoa cùng các thông tin liên quan khác của bệnh nhân
Cung cấp, điều phối các ứng dụng hỗ trợ công tác khám và điều trị: chức năng trích lọcthông tin, chức năng hỗ trợ hiển thị, xử lý và phân tích ảnh, chức năng hỗ trợ chẩn đoán,chức năng hỗ trợ hội chẩn
Các máy trạm ứng dụng chính là các máy làm việc của các bác sĩ và các nhân viên y tếkhác Tại các máy trạm ứng dụng, thông thường sẽ có yêu cầu cao về thiết bị hiển thị (kíchthước, độ phân giải, độ sáng tối ) sẽ giúp các nhân viên y tế khai thác các chức năng đượccung bởi hệ thống
2.3 Mối quan hệ giữa HIS - PACS – RIS
13
Trang 15Hình 2.3 Mô hình quan hệ giữa các hệ thống HIS – RIS - PACS
HIS – Health Infomation System: Là hệ thống thông tin bệnh viện HIS quản lý thôngtin khám và điều trị, quản lý dược, viện phí, tạm ứng, quản lý nhân sự, lập lịch trực, chấmcông, quản lý tài sản…
RIS – Radiology Information System: Là hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh y tế.PACS – Picture Archiving and Communication Systems: Là hệ thống lưu trữ và truyềnảnh PACS quản lý, lưu trữ, truyền tải dữ liệu chẩn đoán hình ảnh giúp chẩn đoán, hội chẩn,
tư vấn và nghiên cứu trong y tế
PACS là một hệ thống nền tảng trong các hệ thống ứng dụng cho lĩnh vực y tế Thôngthường, PACS sẽ là hệ thống cung cấp dữ liệu ảnh/video y khoa cho các hệ thống còn lại
Cả ba hệ thống HIS, RIS và PACS cần phải được kết nối chặt chẽ với nhau thì mới thật sựđáp ứng được các yêu cầu của bệnh viện và khai thác được hết sức mạnh mà các thiết bị y tế
số mang lại
Do đó PACS cần được được xây dựng dưới dạng một hệ thống mở với các giao diện kếtnối được phát triển trên các chuẩn dữ liệu chuẩn trong lĩnh vực y tế như DICOM và HL7.Điều này sẽ thật sự hữu ích khi các bệnh viện ở nước ta không phát triển đồng bộ cả ba hệ
14
Trang 16thống HIS – RIS – PACS với nhau Một số bệnh viện chỉ phát triển hệ thống HIS hoặc PACS, sau đó phát triển tiếp hệ thống còn lại Điều đó yêu cầu các hệ thống phải có khảnăng giao tiếp với nhau một cách dễ dàng, linh hoạt thông qua các chuẩn dữ liệu chung.
RIS-2.4 Một số tính năng của hệ thống PACS
Hình 2.4 Các tính năng của hệ thống PACS
15