智慧云医疗核心影像解决方案

七喜祥云

智慧云医疗

核心影像设备数字化及信息系统建设方案

广州七喜医疗设备有限公司

V1.0

目录

第一章概述 (3)

一、区域影像信息化建设指导意见 (3)

二、现状分析 (4)

三、智慧云影像网络系统需求 (5)

第二章区域医学影像平台的建设规划 (6)

一、建设思路 (6)

二、建设规划 (7)

医院数据接入 (7)

三、建设目标 (7)

总体建设目标 (7)

第三章区域医学影像服务平台架构设计 (9)

一、总体架构 (9)

二、医学影像区域服务中心设计 (9)

三、数据恢复 (11)

第四章区域医学影像平台应用服务设计 (12)

一、医学影像数据查询调阅服务 (12)

二、医学影像集中诊断服务 (13)

三、医学影像临床先进应用 (14)

四、多点远程综合会诊服务 (15)

五、医学影像数据挖掘统计分析 (16)

第五章区域医学影像云计算服务中心方案 (17)

一、医学影像区域服务平台 (17)

二、数据管理服务 (18)

三、影像数据存储 (18)

四、区域内影像统一计算服务集群 (19)

五、跨区域影像协作的统一计算服务 (20)

六、系统应用安全及异地容灾 (20)

七、区域影像统一计算机服务图像处理功能 (21)

1、基本影像处理功能 (21)

2、增强型的影像处理功能 (21)

3、高级影像处理及分析功能 (22)

4、智能化影像分析挖掘功能 (22)

第六章七喜医疗公司介绍 (23)

一、公司简介 (23)

二、七喜祥云TM系统核心技术介绍 (24)

三、与传统技术的应用对比 (24)

第七章基于七喜祥云系统的区域影像系统特点 (26)

一、功能应用： (26)

二、操作体验： (26)

三、应用场景： (27)

四、系统架构： (27)

第八章项目社会效益和经济效益分析 (28)

第一章概述

一、区域影像信息化建设指导意见

2014年12月9日，国家卫生计生委、国家中医药局发布《关于加快推进人口健康信息化建设的指导意见》（国卫规划发〔2014〕32号）建设国家远程医疗服务监管系统和省级远程医疗服务信息系统，并实现远程医疗系统之间的互联互通，建立区域医联体。

整合远程医疗服务资源，提供远程会诊、远程影像诊断、远程心电诊断、远程病理诊断、远程监护、远程教育等远程医学服务。

区域医疗联合体（简称医联体），是将同一个区域内的医疗资源整合在一起，由一所三级医院，联合若干所二级医院和社区卫生服务中心组成。建立区域性医联体目的是通过实现分级医疗，提高患者的就医效率和就医质量，降低医疗成本，缓解看病难和看病贵;

提高对各级、各类医疗机构资源的使用效率和质量，解决大医院人满为患和中小型医疗机构资源闲置的双重问题。

2015年3月6日，国务院办公厅关于印发全国医疗卫生服务体系规划纲要（2015—2020年）的通知。（国办发〔2015〕14号）:

为促进我国医疗卫生资源进一步优化配置，提高服务可及性、能力和资源利用效率，指导各地科学、合理地制订实施区域卫生规划和医疗机构设置规划，通过云计算、物联网、移动互联网、大数据等信息化技术的快速发展，优化医疗卫生业务流程、提高服务效率，将推动医疗卫生服务模式和管理模式的深刻转变。支持发展专业的医学检验机构和影像机

构，逐步建立大型设备共用、共享、共管机制。建立区域医学影像中心，推动建立“基层医疗卫生机构检查、医院诊断”的服务模式，提高基层医学影像服务能力。

二、现状分析

在过去几年的探索过程中，不少区域建立了区域医疗信息化系统数据中心，实现健康信息集中的存放和共享，区域医疗信息互联互通，数据共享。医疗影像诊断也正在以“院内PACS →区域PACS→区域医学影像中心”模式发展，将优秀的医疗资源从单个医院解放出来，以辐射基层医疗机构进行远程指导，从而平衡医疗卫生资源。现有建成的区域影像系统基础来自于传统的PACS，只是通过网络来接入更多的医疗机构、更多的设备、让更多的医生在网络中得到影像服务及协作服务。但以影像数据传输型技术为代表的PACS技术架构应用普遍存在以下问题：

1、速度比较慢。受到区域网络带宽的限制、影像数据越来越大和当用户比较多的时候，虽然不断的有加速型的影像传输技术出现，但是，速度-网络带宽-大数据影像等总是难找到一个合适的平衡点；

2、缺乏对大数据的支撑（传输-存储-分享-处理-挖掘-即时应用等），依然处于“看到片子”的基本功能；

3、传输型的区域影像系统，系统结构相对复杂，数据流程复杂，无法即时应用、系统维护管理也相对复杂；传输型的区域影像，在区域影像应用价值，医生的应用体验及影像多样化应用场景上，都会受到技术瓶颈而带来的一些限制，实时、在线的网络协作难度大。

三、智慧云影像网络系统需求

理想的影像协作系统，除一个好的流程管理外，面对影像数据，应该具有以下特性：

1.能有效管理区域内不同医疗机构产生的全数据、大数据影像；

2.区域内外能实时或即时进行大数据影像的处理及分析；

3.满足多样化带宽下、多样化终端、跨平台的区域影像协作应用；

4.可完全支持无线网络、3G/4G通信环境的区域内外移动影像应用；

5.除放射科外，为区域中每一位临床医生提供即时影像处理、重建应用；

6.院内、区域内、跨区域实时、对称性的影像协作；

7.开放性架构、弹性扩容、稳妥的IT应用架构、符合行业集成及接口标准、能支撑区

域内、跨区域协作的全新区域影像信息服务系统

实时、对称性处理才能形成区域内的有效协作。上级医院能即时看到他所需要的影像，并做相应的处理及分析；下级医院要将影像设备的大数据能力充分发挥，给上级医院的医疗协作提供充足的数据挖掘空间。影像大数据的即时对称性重建、即时对称性处理等数据挖掘，才能让区域医疗的协作价值得到本质的提升。没有“瘦身”的数据，让协作时的医疗诊断、治疗方案制定、术中医疗帮助、术后评估，更真、更精准、效率更高、协作医疗质量更好。提升了区域内协作的积极性，提高了医院的医疗效率，并能在不同医疗机构间形成更有效的双向转诊。这样的区域影像协作系统，不仅仅是功能上的实现，更是区域协作体验的提升。区域协作的能量得到释放，医疗资源得到均衡及共享，医疗服务潜力得到发挥，医疗服务满意度一定会提高。

第二章区域医学影像平台的建设规划

一、建设思路

1、统一影像数据中心：以统一接入、统一存储、统一身份、统一流程、统一计算、统一管理、统一接口的区域影像信息技术思路；

2、支持异构：区内不同的医院，在历史上都已经建立过不同的信息系统，尤其是与放射有关的。这一系统要能支持异构，就是原有系统不用更换、不同拆除，可以最大程度保留原有投资及应用习惯，具有开放性接口，根据原有系统的应用需要，可以适时接入或、并行应用等应用需求；

3、实现三个功能：区域内的放射协同应用；区域内的临床影像服务接入需求；区域内对外的跨区域医疗协作（俗称远程医疗），实现区域内协同、跨区域无边界的医疗模式，以极其简单、便捷的方式，更好的为区域内百姓提供优质的医疗服务；

4、快及好用：这是医生喜欢使用的根本原因，任何给区域内、区域外放射及医生带来浪费时间、有过多要求和限制的应用，出发点再好，最终都将被医生放弃。获取信息的快捷，应用的简单，不需要培训；站在医疗的角度，带来与传统技术、传统思维完全不同的医疗应用价值；丰富的应用场景，很便利，没有多少束缚和限制；

5、运营思维及方式是区域信息化发展趋势：与电信运营商、技术和产品服务商的合作，政府支持，以“不求拥有，但求所用”的思路，是区域信息化应用的发展趋势。让运营商、合作商能持续的为区域服务好，而不是短期获得合同；长期常态运行、合作共赢是区域信息化运营管理成功的关键性因素。

二、建设规划

建立区域医学影像数据中心，将医院的PACS影像数据接入医学影像区域服务平台，统一存储、统一计算，为临床的影像应用提供实时服务。建立医学影像区域数据中心（即运行管理中心、数据统一存储中心和影像统一计算中心），承载区域内医学影像数据（包括图像文件和最终诊断报告）的归档、存储（备份），并通过先进的医学影像大数据云计算服务，提供丰富、个性化影像即时处理功能；提供区域内的影像集中诊断服务、数据挖掘和分析以及共享应用等。

医院数据接入

公立医院的PACS影像数据接入医学影像区域服务平台（两者之间的医疗信息专用网络带宽上下行至少10～100M）。

根据各医疗机构的医学影像日均数据生产量，来选择与数据中心的连接带宽要求

三、建设目标

总体建设目标

以中心医院主导，配置或更新数字化影像诊疗设备，并建立区域统一影像数据中心信息化

平台，健全区域医疗管理体系和区域医疗诊断体系，实现区域内各级医院之间的区域医疗影像数据共享。

系统建设目标如下：

1.区域数字化影像设备全面部署覆盖；

2.区域影像大数据的统一存储、应用、协作；

3.与医疗管理机构配合，逐步实现区域影像系统的统一化；

4.区域内放射影像的协同应用；

5.区域内临床影像的协同应用；

6.实现区域内医学影像的有线、无线、移动应用全体验。

第三章区域医学影像服务平台架构设计

一、总体架构

医学影像区域服务平台是为医疗卫生信息化提供一个以医学影像数据和影像计算为核心的运行和应用平台，来满足日益增加的医学影像信息共享、专业应用和集中管理的需求。因此必须基于医学影像的区域服务平台架构设计的目标是建立一个能够容纳管理围绕个人医学影像完整诊疗数据的可扩充的、开放的、可持续发展的构架。

医学影像区域服务平台总体架构示意图

二、医学影像区域服务中心设计

医学影像区域服务平台的核心是建立基于医学影像数据存储和影像计算应用的数据中心，

从所承担的主服务任务可划分为医学影像数据存储及管理中心、影像统一计算服务中心。

数据中心由一系列服务器和存储设备构成，根据区域业务需要配置数据管理服务器集群、影像数据存储池、影像统一计算服务器集群等，满足医学影像区域服务对象对影像数据即时访问、即时调阅、即时处理的先进影像服务需要。

医学影像区域服务平台数据中心拓扑图

影像资源交换与共享设计，采用影像统一高性能计算的方式，避免影像大数据在区域网内频繁传输，原始数据加载到各个统一影像计算单元。在区域影像系统内部，原始影像数据从各家医院的影像设备传输到平台数据存储中心，在系统底层，各个统一影像计算单元，通过数据存储地址直接快速获取所需要的影像数据；高级或标准集成接口API，可以按照某家医院、某个病人ID、某一次或若干次检查的UID进行影像数据的获取影像数据，并在区域网内，通过区域主索引及影像UID来共享影像数据。

原始影像大数据不在数据中心与各个应用终端之间传输，通过云计算，实现影像大数据的零下载应用，影像计算处理在云端，计算结果显示在医生用户端的方式。并在包括WiFi、

3G/4G的网络带宽环境下，实现实时影像区域内外的应用。采用影像大数据统一计算、影像的高性能计算的方式，是当今区域影像系统的先进技术。

区域影像统一计算服务器集群，采用云计算为核心的影像数据中心架构，系统应用丰富功能的集群管理软件，包括了用户接入、压力分配、动态资源调整、任务迁移，以及弹性即时影像计算等，确保系统拥有高冗余性、高安全性以及高弹性。

区域影像统一计算服务器集群任务接入层的功能实现面向用户的连接和访问；任务分配层将所需完成的任务均衡分配至后端计算层，在分配过程中采用压力分配、动态资源调整、任务迁移等策略来提高后端计算层的工作效率。

区域影像统一计算服务器集群计算层是数据中心的计算核心。每台服务器的计算能力都在分配层进行定义，以做到多样化配置来提高计算效率。通过任务分配层的分配，从而保障高性能计算服务器集群的稳定与效率。

三、数据恢复

医学影像区域服务平台数据存储中心作为医院医学影像数据的异地容灾备份，当医院存储的原始数据丢失或损坏后，为医院提供平台数据中心备份的该医院的相关医学影像数据恢复服务。

第四章区域医学影像平台应用服务设计

一、医学影像数据查询调阅服务

为便于医学影像数据在放射科和临床科室的高效便捷使用，根据使用场合的不同，配置不同尺寸的无需学习，易于操作的触控终端，方便进行患者资料调阅，医患沟通，病案讨论，区域会诊，全面加速进入信息化时代，便利的获得医学影像区域服务平台所提供的共享医学影像数据和诊疗资料的浏览、图像处理与诊断功能。

应用界面示意图

二、医学影像集中诊断服务

基于医学影像区域服务平台建立区域医学影像集中诊断服务，尤其是大医院，为区医院、县级医院、社区卫生服务中心、各种体检中心以及民办医疗机构提供专业的医学影像诊断服务。

医学影像集中诊断架构图

各医疗机构将医学影像检查图像即时上传到数据中心，平台管理系统会根据设定策略将影像文件消息分发给协议提供集中诊断服务的专家，并即时通知专家对分发到的病人影像进行诊断并出具诊断报告，提交给平台，平台即时将诊断结果反馈给申请的医疗机构。

建立区域医学影像集中诊断服务系统，就必须组建影像专家诊断中心，诊断中心专家和管理可分为两种情况：

（1）区域影像集中诊断中心设在大医院内，影像专家由医院直接认定和管理，由于可得到医院专家和各值班主任医师的及时诊断和会诊，时间性较强，质量亦有保证。

（2）建立独立的区域影像集中诊断中心，与医院及医学界的专家教授联系，统一实现，统一管理，优势在于专家相对集中，申请诊断和会诊的医院选择专家的余地多。三、医学影像临床先进应用

满足临床即时获得影像及个性化影像处理及分析，协助临床诊断、评估、治疗方案、虚

拟手术计划、手术影像帮助、治疗评估等

无论是在门诊、在办公室、在病房、在手术室等，任何网络环境（3G、ADSL、WiFi），就能即时影像应用，让影像随时随地为医生服务，无需等待。

医生应用端移动起来，桌面、移动车、平板、手机等，全方位的影像应用，即时影像大数据处理，时时刻刻为生命保驾护航。

四、多点远程综合会诊服务

建立基于医学影像区域服务平台的区域内及跨区域远程医疗系统，提供多点综合会诊服务，各基层医院医务人员可通过电话联系或登录到远程会诊系统中申请预约会诊，会诊管理系统通过查询名医系统数据库，确认是名医库中的专家、教授，并与之联系会诊时间。专家会诊预约成功后，系统会自动将会诊患者的基本信息、体表征象、病史资料、影像资料等相关医疗信息收集到远程会诊系统中，为会诊做好准备。

随时随地支持1对1，多对1，多对多，同时支持多病例同平台等会诊模式。技术上与内网安全隔离，确保区域系统的网络安全性；全网络环境下的桌面级或移动终端应用，让实时（同步）远程协作、离线（异步）远程协作多场景下应用，避免对日常医疗的过多的打扰。

包括全影像数据、对称性处理、重建、分析及全电子病历及统一通信的支持，让远程医疗的医疗价值本质性提升；本质性改善远程协作的应用体验和应用价值，带给协作医生好的应用体验，是远程医疗成为常态化应用的根本。

会诊时，会诊专家可实时地、面对面地与基层医院的医生和病人交流，同时通过系统调出病人的电子病历进行详细分析、诊断病情，并提供治疗方案。每次会诊成功后，把会诊记录反馈给医学影像区域服务平台和申请单位。

五、医学影像数据挖掘统计分析

医学影像区域服务平台数据资料可根据卫生管理机构或医疗机构需求进行数据统计和挖掘处理，形成医疗影像资源和知识库，同时可建立预警等信息智能处理机制。

医学影像数据挖掘分类两个方面：

（一）结构化数据挖掘，主要是从区域信息管理系统的数据库中获取，进行区域内疾病分类、疾病特点、疾病分步、疾病预警等智能化大数据挖掘，并以实时及可视化方式直观呈现。

（二）基于影像数据特诊的自学习数据挖掘，目前集中在对影像数据的分析，用于冠心病的早期智能化分析、中风的智能化分析、早期肺癌智能分析、乳腺癌智能化分析、早期肝硬化及肝癌的智能化分析等。

基于统一存储中心及具有智能化分析、训练、学习和决策功能的统一影像计算中心，在区域大样本影像数据的支撑下，对早期恶性疾病的诊断提供重要的指导信息，并大大降低漏诊，同时，为专家级医生提供医疗工作效率提供非常有价值的智能化影像数据挖掘和决策辅助工具。区域内影像统一计算将最大程度发挥影像智能分析和挖掘的效力。

第五章区域医学影像云计算服务中心方案

一、医学影像区域服务平台

此系统核心分为三块：支持区域协同的统一RIS系统；连接区域统一影像数据存储系统；影像即时处理、分析、计算云引擎高性能集群系统。

针对不同的影像应用目的和用户群，面对影像大数据的区域化网络应用，为提升使用者的快速应用的要求、并对各类影像大数据即时进行必要的处理、重建、分析；统一计算的核心是在数据中心快速获取数据及影像高性能计算集群中即时计算、重建、分析，通过网络，将医生需要看到的影像显示在终端上、并支持所有医生个性化并发浏览、处理、重建影像服务需要。

区域影像应用将分为区域内影像应用、跨区域影像协作应用两种方式。

二、数据管理服务

数据库服务器主要实现数据库管理功能和系统管理功能。区域医学影像数据中病人影像数据量极大，所以通常采用数据库与影像数据分别存储方式，在数据库中设立数据存储位置索引，采用间接寻址方式查询对应得影像数据。影像数据按一定的规则，以文件形式存储在不同的物理存储区域。因此对数据库服务器的运行能力、可靠性、安全性要求是极高的。

三、影像数据存储

医学影像区域服务平台数据管理中心存储的数据主要是医学影像数据文件和诊疗资料文件，区域医学影像数据量极大，采用热数据存储、在线存储温数据、近线存储冷数据分级存储模式，根据数据使用率来设计各级存储容量。

多级存储架构

热数据存储（Hot）：主要完成即时存取，最大特点是要求数据存取速度快，并发处理能力强。配置____TB（公立医院一个月不压缩数据估算）高速SSD缓冲存储满足10天的数据

需要。

在线存储温数据存储（Warm）：主要完成即时存取，最大特点是要求数据存取速度快，并发处理能力强。因此，设计采用高安全性、高性能、高扩展性的高速FC或SAS磁盘高端存储系统。配置____TB存储（公立医院三个月不压缩数据估算）提供近一个月的影像数据快速调阅需要。

近线存储冷数据（Cold）：主要作为影像数据在线的长期存储，由于在近线存储上数据调用不频繁。因此，设计采用相对便宜的低速SAS或SATA磁盘存储系统来存储，大大提高存储性价比。配置____TB存储提供约五年的影像数据调阅需要。未来随数据增加扩充冷数据区域做长期低成本安全存储。

四、区域内影像统一计算服务集群

统一影像计算分为两个相对独立的单元：区域放射影像统一计算单元；区域临床影像统一计算单元。两个单元相对独立，确保了整个统一计算中心的系统应用高可靠性、影像计算及应用性能指标稳定，影像大数据计算及处理的压力互相隔离。

区域影像统一计算单元，结构上分为数据中心端和医生用户端。数据中心端完成影像数据获取、计算、重建、分析，医生用户端进行交互控制和展示。

数据中心端的软件系统，分为统一计算管理层及影像计算层。管理层负责用户及任务接入、任务分配、负载均衡、容灾等管理及调度功能；影像计算层，采用节点服务器加GPU加速的高性能计算架构，实现大数据影像的即时获取、即时展现、即时计算、即时重建、实时分析等所有影像处理功能。

根据医疗机构需要频繁使用影像服务的临床医生总数，考虑到临床医生使用影像服务的习惯，设计最大同时并发比为（1:3-1:8之间），也就是区域影像中心的为区域临床提供影像服