影像和放射学为行业采用开源铺平了道路

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医疗保健领域的开源软件对于共享通用工具和提高新兴医疗信息技术 (IT) 标准的采用至关重要。通过引领健康数据数字化的努力,影像信息学为采用技术行业的最佳实践以及随后的开源软件树立了先例。

影像信息学领域通常与放射学相关,尽管心脏病学、病理学和皮肤病学等其他专科也严重依赖医学影像。放射学涉及精密的医疗硬件和软件。“模式”,例如计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI) 和计算机放射成像 (CR/DR,也称为 X 射线),产生由放射科医生解释的图像。放射科医生是接受过影像学专门培训的医生,他们经常使用具有高级后处理和计算机视觉功能的软件工具来解释图像。

医学图像的存储和呈现是影像信息学最初的挑战之一;如今,一次典型的 CT 扫描会生成数千张图像,需要约 500MB 的存储空间。一家拥有 1000 张床位的医院一天内可能会进行 1300 多次放射学检查,平均每次检查产生 350 多张图像,并且由于《健康保险流通与责任法案》(HIPAA) 的规定,这些图像需要存储至少七年(儿科和乳房 X 光检查适用不同的规则)。医学图像包含数千种灰度阴影,并且比传统的商业成像格式需要更高的位深度。图像存档和通信系统 (PACS) 应运而生,以解决这些图像的管理问题;这些系统负责医学图像的存储、检索、传输和显示。

第一代 PACS 技术是在 1980 年代后期由模式供应商创建的,他们实施了专有的文件和表示格式,并将 PACS 捆绑作为模式购买的一部分。集成和互操作性迅速成为下一个挑战,因为拥有所有医学图像的集中式存档并不容易实现,并且医学图像的可视化无法与存档功能分离。美国国家电子制造商协会 (NEMA) 开发了通过名为医学数字成像和通信 (DICOM) 的标准来标准化医学图像的存储、传输和呈现的方法。

开源开发对于 DICOM 作为医学影像领域事实上的全球 IT 标准的采用至关重要。北美放射学会 (RSNA) 委托两个小组在 1990 年代初期开发 DICOM 的首批参考实现,以此来加速该标准的采用。来自德国奥尔登堡的 OFFIS 小组开发了 DCMTK——一个库和应用程序的集合,实现了 DICOM 标准的大部分,其中包括用于分析、构建、转换 DICOM 图像文件、处理离线媒体、通过网络发送和接收图像等的软件。来自密苏里州圣路易斯市 Mallinckrodt 放射研究所的电子放射学实验室开发了中央测试节点(CTN,http://erl.wustl.edu/research/dicom/ctn.html) 软件,以支持医学影像供应商的合作演示。这些开源项目以及其他成功的开源项目,例如 DCM4CHEDVTK,被广泛认为是 PACS 管理员执行日常任务的必备工具包的一部分。 

影像信息学的其他领域主要包括医学数据在系统之间的传输以及放射科医生的工作流程管理。 放射学检查的典型工作流程始于另一位医生为患者订购影像学检查。在安排时间后,技术人员然后在适当的模式下进行检查。这些检查进入放射科医生的工作队列,也称为工作列表。放射科医生每天可能会解释多达 150 个病例,审查每个病例的图像并生成文本报告。这要求这些检查订单在按各种检查类型排序的工作列表中进行管理,并且结果(放射学报告)以自动方式传输到其他信息系统,例如电子病历 (EMR)。放射信息系统 (RIS) 负责此类功能以及许多其他功能,例如安排患者的检查时间以及提供有关患者的医疗信息以用作医学图像的一部分。RIS 使用健康级别 7 (HL7) 标准与其他系统通信。RIS 或 PACS 管理员可以使用开源工具(例如 Mirth Connect)来开发、测试、部署和监控 HL7 接口。有开源 API,例如 HAPI,用于以客观的方式解析 HL7 信息。

还有其他流行的用于图像查看和处理的开源项目

这些开源项目仅代表影像信息学中使用的所有开源项目中的一小部分,更不用说医疗保健领域了。支持这些项目的社区非常强大,并且比以往任何时候都发展得更快。上面提到的许多项目都可以在 开源即插即用节上看到,该节日每年举办一次,旨在通过医学影像信息学会 (SIIM) 促进影像信息学领域开源项目的知识和共享。在那里,与同事讨论项目的方向,并选出年度最成功的项目。

今年,SIIM 2014 欢迎来自其他领域的医疗保健开源项目参加其 5 月 15 日至 17 日在加利福尼亚州长滩举行的第七届年度开源即插即用节。5 月 15 日 - 17 in Long Beach, California。请在 2 月 28 日之前注册。另一个可能让开发人员感兴趣的活动是 首届年度黑客马拉松 ,您可以在那里 了解 如何使用最新的基于 Web 的医疗保健 API。

撰写者:Don K. Dennison、Tessa Cook, MD, PhD、Paul Nagy, PhD, FSIIM

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Gorkem Sevinc,MSE,CIIP 是约翰霍普金斯大学放射学系(医学院)的临床信息学家、系统开发经理和研究助理。

4 条评论

本文的读者也可能对 Orthanc 感兴趣,Orthanc 是一个轻量级的 DICOM 服务器,它构建在 DCMTK 之上,但比 Dcm4Che 等重量级 PACS 引擎更容易部署。
http://www.orthanc-server.com/

Gorkem,

感谢这篇精彩的文章!

您对该领域以及一些可用于研究、教育和产品开发的开源工具进行了非常好的概述。

我特别高兴在列表中看到 ITK 和 VTK :-)

Luis

在服务器/pacs 和处理方面,OFFIS dicomtoolkit 很棒。但是,至于 addicom 查看器,有很多用于可视化的出色工具包(在许多商业查看器中使用),但对于 windows/linux 来说,没有任何完善的开源查看器,3d slicer 非常接近,但 ui 不适合常规使用......更多的是一次性分析,血管工具尚未作为扩展准备好,您必须编译它们......不太用户友好

很棒的内容,谢谢!!

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