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摘要：闡述將云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用于三維醫(yī)學(xué)影像處理中，可實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像快速高效構(gòu)建，通過進(jìn)一步搭建醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)，能夠開展實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的臨床診斷以及遠(yuǎn)程治療。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)工程，智慧醫(yī)院，云影像技術(shù)。

0引言

搭建醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)可開展遠(yuǎn)程會(huì)診，醫(yī)學(xué)圖像檢索，以及影像轉(zhuǎn)診等相關(guān)技術(shù)，能夠確保區(qū)域范圍內(nèi)影像設(shè)備資源實(shí)現(xiàn)共享，以及利于診斷專家高效協(xié)作，平衡地方的醫(yī)療資源，提高影像設(shè)備的綜合利用率和服務(wù)質(zhì)量，降低醫(yī)療費(fèi)用，利于國(guó)家分級(jí)診療制度的推廣。

1醫(yī)學(xué)影像后處理現(xiàn)狀

當(dāng)前構(gòu)建醫(yī)學(xué)影像三維平臺(tái)是將原有二維圖像按照一定算法構(gòu)建三維模型，進(jìn)而為醫(yī)生提供具有直觀性、真實(shí)性的三維圖像，提升診斷準(zhǔn)確率。近年來，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)獲得一定程度發(fā)展，一些新設(shè)備和新技術(shù)比如512排螺旋CT、超高場(chǎng)強(qiáng)磁共振、分子影像、多模態(tài)融合成像等，能夠提升醫(yī)療人員的診斷技術(shù)水平和診療效果，國(guó)外在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備以及軟件研究方面獲得較大成果。

2基于云計(jì)算的醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)

2.1設(shè)計(jì)框架

醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)構(gòu)建可實(shí)現(xiàn)影像診療的個(gè)性化，高效化，進(jìn)一步探索新型研究模式，能夠使醫(yī)學(xué)影像平臺(tái)處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。在設(shè)計(jì)三維醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)時(shí)需要遵循開放性，高性價(jià)比以及透明性等多個(gè)原則，該平臺(tái)應(yīng)當(dāng)遵循SOA構(gòu)架，包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS，平臺(tái)即服務(wù)PaaS，軟件即服務(wù)SaaS這三個(gè)層次。其中IaaS主要進(jìn)行影像云儲(chǔ)存，格式轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)和影像儲(chǔ)存等多個(gè)方面，PaaS主要負(fù)責(zé)建設(shè)影像后處理模板，能夠整合三維影像數(shù)據(jù)，滿足不同用戶需求，SaaS能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同處理，進(jìn)而簡(jiǎn)化工作流程，不斷提高醫(yī)學(xué)診斷效率。借助醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)能夠參考標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，包括患者電子病歷和醫(yī)學(xué)影像，通訊數(shù)據(jù)集，在醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)中整合數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域?qū)?，進(jìn)而控制和提升醫(yī)療質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)深度挖掘。針對(duì)醫(yī)學(xué)影像處理云平臺(tái)在信息流程中主要涉及兩個(gè)流程，包括：三維重建以及影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，具體如下。（1）對(duì)于影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存來說，能夠在MR以及CT等多個(gè)影像設(shè)備中添加傳輸節(jié)點(diǎn)DICOM，使其與薄層序列實(shí)現(xiàn)有效關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步確保實(shí)現(xiàn)PACS系統(tǒng)歸檔影像以及薄層序列路由。PACS歸檔影像能夠在歸檔服務(wù)器中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，而薄層掃描序列可通過路由將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于影像云平臺(tái)中。（2）在三維重建過程中，由客戶端發(fā)出請(qǐng)求，借助三維影像云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)消息傳遞，然后從影像后處理模板庫(kù)中調(diào)取相關(guān)的處理模板，由模板庫(kù)對(duì)需要處理的影像進(jìn)行實(shí)例化處理，并將處理結(jié)果通過VDI技術(shù)發(fā)送至請(qǐng)求客戶端。

2.2云計(jì)算層

通過三維醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)的云計(jì)算層，能夠?yàn)樵撛破脚_(tái)提供三維影像，高效、靈活性的后處理計(jì)算，進(jìn)一步構(gòu)建三維醫(yī)學(xué)影像。云計(jì)算層實(shí)際上是將三個(gè)影像后處理程序置于虛擬服務(wù)器中，能夠涉及患者心臟、血管、神經(jīng)等三維影像后處理軟件，將多個(gè)軟件進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)開放性。除此之外，云計(jì)算層能夠根據(jù)用戶數(shù)量及時(shí)開展硬件資源合理分配，充分利用硬件集群，包括CPU，GPU等構(gòu)建三維影像，并將重建的三維影像結(jié)果發(fā)送到客戶端，以滿足影像診療個(gè)性化，高效化和精準(zhǔn)化。三維影像云平臺(tái)計(jì)算可借助虛擬技術(shù)hyper-V進(jìn)一步構(gòu)建桌面虛擬機(jī)，利用虛擬化技術(shù)能夠快速構(gòu)建桌面虛擬機(jī)，部署三維影像后處理軟件程序，虛擬機(jī)模板，虛擬機(jī)庫(kù)，集成影像重建模板庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)影像實(shí)例化，能夠向個(gè)人或醫(yī)務(wù)人員發(fā)配虛擬機(jī)，在使用相同硬件配置下構(gòu)建此配置的虛擬機(jī)池，將不同虛擬機(jī)池分配給用戶，用戶所訪問虛擬機(jī)是隨機(jī)分配的，可確保用戶實(shí)現(xiàn)無(wú)縫體驗(yàn)，能夠感受具有靈活性的虛擬桌面技術(shù)，打破現(xiàn)有只能在影像科室后處理工作站處理三維圖像的局限性。

2.3云儲(chǔ)存層

云儲(chǔ)存層作為新型云狀結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存系統(tǒng)，是由多個(gè)設(shè)備共同構(gòu)成的，能夠通過分布式，集群式，類似網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)，將不同類型儲(chǔ)存設(shè)備借助軟件整合在一起，通過一定軟硬件接口為其提供數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和業(yè)務(wù)訪問功能。云儲(chǔ)存層是云計(jì)算層的重要前提，同時(shí)也是醫(yī)學(xué)影像后處理云平臺(tái)中的關(guān)鍵組成，為能夠?qū)崿F(xiàn)快速儲(chǔ)存海量影像數(shù)據(jù)，既然能夠滿足醫(yī)學(xué)影像在處理過程中的高效性，靈活性，能夠滿足醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)深度挖掘，實(shí)現(xiàn)影像診療的個(gè)性化，精準(zhǔn)化和微創(chuàng)化。醫(yī)學(xué)影像和處理平臺(tái)其采用云儲(chǔ)存系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)模式，是符合目前ScaIeout拓展理念的，進(jìn)而能夠使系統(tǒng)滿足實(shí)際客戶需求，能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)發(fā)展指明方向并為其提供創(chuàng)新動(dòng)力。

3醫(yī)院云影像技術(shù)對(duì)臨床的應(yīng)用

從經(jīng)濟(jì)方面分析。云影像技術(shù)采用云狀結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)，它具有通過軟件方式將不同類型存儲(chǔ)設(shè)備整合成一個(gè)整體的優(yōu)勢(shì)，這種形式可方便后期根據(jù)業(yè)務(wù)量的增大逐漸增加存儲(chǔ)設(shè)備。隨著技術(shù)的不斷革新，服務(wù)器以及存儲(chǔ)設(shè)備逐漸向高性能、高容量、低成本方向這一個(gè)趨勢(shì)發(fā)展。傳統(tǒng)實(shí)體服務(wù)器在使用過程中會(huì)存在資源不夠使的情況，實(shí)體服務(wù)器增加資源時(shí)需要中斷業(yè)務(wù)，將服務(wù)器停機(jī)操作而且對(duì)新增硬件需要與現(xiàn)有設(shè)備兼容，增加資源在一定程度上面會(huì)影響臨床業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。云影像技術(shù)不同的在于，它是通過軟件方式將不同的存儲(chǔ)設(shè)備整合在一起，在增加資源的過程中可以操作軟件將新增設(shè)備進(jìn)行整合，軟件可以兼容不同類型的設(shè)備，兼容性方面較好，醫(yī)院可以根據(jù)需求隨時(shí)增加資源，減少一次性的投入，云影像技術(shù)從一定程度上可以節(jié)約成本。從實(shí)時(shí)性及效果方面分析。云影像技術(shù)采用軟件方式將資源虛擬化，使得醫(yī)生可以在有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的地方使用普通PC機(jī)隨時(shí)調(diào)閱病人的原始影像資料，在專門的后處理軟件上面進(jìn)行三維影像處理。此方式打破了醫(yī)院傳統(tǒng)工作模式，傳統(tǒng)方式對(duì)普通病人基本都是醫(yī)生在開完申請(qǐng)單之后等待影像科室醫(yī)生在設(shè)備專門配置的后處理工作站上面對(duì)病人影像進(jìn)行處理后將結(jié)果上傳影像系統(tǒng)以及自助膠片服務(wù)器，對(duì)于急診病人影像科室只能先出報(bào)告，然后在對(duì)圖像進(jìn)行處理，對(duì)影像科室的數(shù)據(jù)不能很好滿足醫(yī)生需求時(shí)，尤其是高難度的手術(shù)，醫(yī)生可能需要前往影像科室在后處理工作站進(jìn)行不同角度的測(cè)量，這在一定程度上面可能會(huì)錯(cuò)過病人的最佳最優(yōu)治療方案，影響病人的治療效果。云影像平臺(tái)的運(yùn)用可以減少病人等待時(shí)間，病人在做完檢查回到診室的途中，醫(yī)生就可以在自己的工作站上面進(jìn)行高級(jí)處理。為病人爭(zhēng)取更多的治療時(shí)間，這樣不僅節(jié)省了醫(yī)生的時(shí)間，而且可以節(jié)省醫(yī)院資源不必增加大量后處理工作站，可以利用現(xiàn)有電腦資源進(jìn)行高效工作，為病人提供更好的服務(wù)。從信息集成方面分析。云影像技術(shù)能夠?qū)⑷S影像處理平臺(tái)程序置于虛擬服務(wù)器中，進(jìn)一步將患者的心臟，腫瘤，神經(jīng)等不同功能影像處理軟件實(shí)現(xiàn)集成化處理，用戶可以直接在一臺(tái)電腦上面完成不同功能的影像處理。該平臺(tái)能夠借助MPI實(shí)現(xiàn)與不同醫(yī)療信息系統(tǒng)構(gòu)建映射，進(jìn)而確保各醫(yī)療系統(tǒng)信息有效交互和關(guān)聯(lián)。具體包括放療計(jì)劃系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，電子病歷，個(gè)人健康檔案，社區(qū)醫(yī)療信息系統(tǒng)等不同醫(yī)療方面的應(yīng)用系統(tǒng)，醫(yī)生可以快速準(zhǔn)確地掌握患者各項(xiàng)檢驗(yàn)檢查結(jié)果以及病人整個(gè)資料過程，多方位分析給出最準(zhǔn)確的診斷，為醫(yī)生的治療提供幫助，讓患者得到最及時(shí)最優(yōu)的治療方案，提高我國(guó)醫(yī)療質(zhì)量水平。

4結(jié)語(yǔ)

本文研究表明，通過構(gòu)建基于云計(jì)算的三維醫(yī)學(xué)影像云平臺(tái)，能夠?yàn)獒t(yī)學(xué)影像實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診，影像轉(zhuǎn)診，虛擬影像，圖像分析，遠(yuǎn)程教學(xué)等多個(gè)方面提供良好服務(wù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)智能技術(shù)和影像設(shè)備共享，以及醫(yī)護(hù)人員的高效協(xié)作，能夠均衡各地醫(yī)療資源，提升設(shè)備的利用率和服務(wù)質(zhì)量，降低醫(yī)療費(fèi)用，國(guó)家分級(jí)診療制度的推廣等方面來說，具有十分重要的意義。

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作者：楊慧   單位：蚌埠市第一人民醫(yī)院