放射治疗信息管理系统的研发

●陈睿

放射治疗信息管理系统的研发

●陈睿

放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一，计算机的出现使得放射治疗逐步朝着定量化、精确化、程序化和智能化的方向发展。医学数字成像和通信标准的诞生使得放疗数据可以用一个标准的方式得到处理。即使如此，由于放射治疗涉及到众多设备如CT、MRI影像工作站、各类放射治疗计划系统及医用直线加速器。各设备需要处理交流多种复杂数据，包含DICOM影像、靶区信息、治疗计划信息和治疗记录等，而这些数据在患者的治疗流程中时常更新并且需要在多个设备间来回传输。而数据的非标准化存取以及效率低下的问题仍普遍存在，这给放疗科的信息管理带来了巨大的不便，由此也带来了放射治疗误差的增加、治疗效果的不均衡等问题。此外，放疗信息管理的发展滞后使得跨医院、跨地区甚至跨国家的治疗中心间进行信息交流实现十分困难。因此，开发研制放射治疗管理信息系统来实现放疗资源的整合及放疗资料的管理显得十分必要。

放射治疗；信息管理系统；研发

1 放射治疗前期工作管理信息系统的需求

1.1 系统业务需求

我们分析汇总用户相关业务需求，主要归结为两个方面：优化放射治疗工作流程，提高治疗效率，降低治疗成本，促进医患和谐；提高科室的信息化水平，降低人为造成的错误率。

1.2 系统用户需求

放射治疗前期工作中，放疗医师、物理师、放射治疗师等用户对软件有以下功能需求：对放疗患者进行CT模拟定位扫描，登记患者相关信息，CT扫描结果以列表形式导出；解决计划申请中的放疗技术，开具处方剂量，选定治疗机器，明确设计要求，要求遮挡形式、各阶段治疗次数、优化目标等数据规范输入；医师开具放疗计划申请单时以系统下拉菜单或优化目标条件模板输入的形式进行人机交互，避免大量的文字输入过程；等待设计、确认、打印的放疗计划的查询显示功能；放疗计划全过程的设计、确认、打印等相关人员的签名；远程进行放疗模拟机房和放疗治疗机房的选择、预约功能；全流程信息错误报警提示，如放疗计划阶段重复提示，机器预约重复提示，剂量或数值不合理提示等；人机交互界面简洁、美观、友好；操作实现功能包括系统设置、数据库参数设置、用户权限确认管理等，并且能能够与医院放疗科放疗信息系统（RTIS）通过DicomRT的格式进行连接[1]。

2 材料与方法

2.1 开发平台和运行环境设计

RTIS选用微软的.NET作为开发平台，使用Windows通讯接口（Windows Communications Foundation，WCF）实现Web服务。

2.2 系统逻辑架构

RTIS系统架构由应用服务器、数据库、医院信息系统（HIS）、放疗图像存档及通信系统（RadiotherapyPictureArchivingandCommunicationS ystem，RTPACS）[8-9]及相应接口服务组成，采用C/S/S的多层架构，见图1。

图1 RTIS系统构架图

2.2.1 用户界面层

为用户提供对应程序的访问界面。

2.2.2 WCF服务层

为界面层和接口服务提供服务的接口，根据面向服务的体系（Service-Oriented Architecture，SOA）架构的思想，通过将服务契约与服务内容分离，使得服务的使用者与服务的提供者之间共享的是服务的契约而非具体的代码，减少二者之间的耦合性。

2.2.3 业务逻辑层

既为上层服务提供数据库调用的各种方法，也为下层数据访问层定义更具体调用数据方法的说明。其实业务逻辑层是WCF服务层接口的实现，通过真正的服务类继承服务接口，完成操作代码的实际编写。

2.2.4 数据访问层

直接与实体模型进行衔接，提供了业务组件和实体模型的一个数据交换平台。它还提供了数据信息和数据逻辑，使得业务逻辑层只处理业务逻辑而不必关心底层的数据模式。在实体模型中，通过O/R映射从RTIS数据库（主要是治疗信息等）得到实体信息，通过与DICOMRT集成得到的DICOM&DICOMRT的实体模型。

2.3 RTIS与HIS的接口

RTIS与HIS接口基于卫生信息交换标准（HealthLevel，HL7）标准进行设计，对不同格式的应用程序数据，首先按照HL7标准的语法规则转换成标准数据传输到接收方，接收方再按照HL7标准的语法规则进行解析，最后转换为应用程序数据。

2.4 HIS/RTIS与RTPACS系统集成

HIS/RTIS与不同厂商的RTPACS集成采用HL7/DICOM网关模式。当系统间需要进行文字信息交换时，发起方通过自己的HL7网关向对方系统HL7网关发起请求信息。当HIS/RTIS需要存取图像时，则通过DICOM网关向RTPACS系统发送DICOM请求消息。

3 结果

RTIS由众多模块组成，包括病人登记、病人管理、检查登记、膜室管理、CT及模拟机管理、计划室管理、治疗室管理等。病人登记模块与HIS对接以便快速导入患者信息，及患者信息的补充录入；病人管理模块拥有查看患者信息、流程安排和治疗情况的功能；膜室管理模块、CT及模拟机管理模块均可以查看和调整膜室、CT室及模拟定位室的工作安排；计划室管理模块包含DICOM数据的传输，放疗计划的批准、上传和放射治疗排程；治疗室管理模块中可以查阅每个治疗机的治疗安排，并且负责治疗计划与加速器之间的传输；在数据统计模块中可以查看数据统计信息如各部门工作量，患者病种统计等。系统的工作角色有：前台工作站、医生工作站、物理室工作站、模室工作站、CT/模拟机工作站、治疗室工作站、主任工作站。RTIS工作角色与模块框图，见图2。

图2 RTIS信息管理系统工作角色与模块框图

放疗患者的相关信息录入和管理均可通过RTIS来完成。患者进入放疗科后首先由前台工作站登记患者基本信息，医生工作站为患者录入临床诊断资料并且登记预约体模制作和CT扫描，之后由模室工作站、CT/模拟工作站查看各工作站的预约情况，并依次按照预约安排完成相应的临床工作。一切准备就绪后，医生工作站录入放疗处方并预约放疗计划制作，物理师在放射治疗计划系统（TPS）制作好放疗计划后通过物理室工作站将计划上传到RTIS数据库中，最后由治疗室工作站从数据库中调用放疗计划并传输到加速器上执行[2]。所有的放疗环节均被纳入到RTIS管理系统中，模室、CT/模拟、物理室、治疗室工作站均可在管理系统中查看当日的工作安排，医生也可以在系统中密切跟踪患者的治疗流程。主任工作站负责查看全科的工作量情况及患者的临床大数据如病种统计、年龄、地域分布等。RTPACS数据库是RTIS网络系统的DICOM数据中心，各DICOM节点设备的DICOM数据集中存放在该中心，RTPACS集中管理和维护这些海量数据，并按DICOM协议的要求提供功能齐全的DICOM服务。TPS工作站、CT、MRI、模拟定位机及放射治疗机影像工作站均连接到RTPACS服务器，共享传输DICOM图像及DICOM-RT数据。

4 结论

放射治疗前期工作管理信息系统旨在着重实现放射治疗开始前及放疗结束后流程的信息化改造，实现全过程数字化传输和存储，这将大大降低人为的工作强度，节约放疗医师和物理师等放射工作人员的时间成本，提高工作效率，实现软件自身优势；对于就诊患者而言，能够节约治疗成本，减少患者就诊压力，缓和并改善目前紧张的医患关系，推动和谐医疗环境的健康持续发展。

（作者单位：遵义市第一人民医院）

[1]刘向华.放疗病人信息管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2010,6（11）:2817-2818.

[2]赵金早.医院放射治疗网络系统的安全方案[J].中国管理信息化,2011,14（12）:42-44.