Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận dữ liệu bệnh án điện tử dạng dicom từ các thiết bị tạo ảnh y tế

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o Nguyễn Duy Linh NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỰ ĐỘNG THU NHẬN DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ DẠNG DICOM TỪ CÁC THIẾT BỊ TẠO ẢNH Y TẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật Y sinh LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS VŨ DUY HẢI TS NGUYỄN PHAN KIÊN Hà Nội, tháng năm 2019 Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Duy Linh, học viên lớp cao học Kỹ thuật y sinh KTYS2017B, Viện Điện tử - Viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội, xin cam đoan: Bản luận văn "Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế" tơi viết với hướng dẫn khoa học PGS.TS.Vũ Duy Hải Nội dung luận văn có tham khảo khơng chép tồn từ tài liệu công bố Các chương trình kết luận văn kết trình chạy chương trình thân tơi tìm hiểu xây dựng Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2019 Học viên Nguyễn Duy Linh Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS.Vũ Duy Hải tận tình hướng dẫn suốt trình viết khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Viện Điện tử Viễn thông, Trung tâm Điện tử Y Sinh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tận tình truyền đạt kiến thức thời gian học tập nghiên cứu Với vốn kiến thức tiếp thu trình học tập nghiên cứu không tảng cho q trình nghiên cứu khóa luận mà cịn hành trang q báu để tơi đóng góp cho phát triển quan, đơn vị nâng cao khả chuyên môn thân Tôi trân trọng cám ơn ủng hộ ban lãnh đạo, khoa Khám bệnh chuyên ngành, phòng Tổ chức - Hành - Quản trị Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường tạo điều kiện cho thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin kính chúc Q Thầy cơ, Đồng nghiệp, Gia đình dồi sức khỏe thành công nghiệp Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DICOM Digital Image and Communication in Medicine IOD Information Object Definition AE Application Entity PACS Picture Archive and Communication System NEMA National Electric Manufacturer’s Association SCU Service Class User SCP Service Class Provider SOP Service-Object Pair UID Unique IDentification DIMSE DICOM Message Service Element TCP/IP Transmission Control Procotol/Internet Protocol OSI Open System Interconnection HIS Hospital Information System RIS Radiology Information System RAID Redundant Array of Inexpensive Disks WAN Wide Area Network LAN Local Area Network ATM Asynchoronous Transfer Mode CT Computed Tomography MRI Magnetic Resonance Imaging HL7 Health Level SMB Server Message Block Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Minh họa đối tượng thông tin IOD Bảng 2: Các lớp đối tượng DICOM Bảng 3: Các dịch vụ DICOM Bảng 4: Các dịch vụ DIMSEs tổ hợp Bảng 5: Các dịch vụ DIMSEs tiêu chuẩn Bảng 6: Mã hóa kí tự đặc biệt DICOM Bảng 7: Một số giá trị tiêu biểu VR Bảng 8: Khuôn dạng thành phần liệu với VR OB, SQ, UN Bảng 9: Thành phần liệu với VR lại Bảng 10: Thành phần liệu với VR ẩn Bảng 11: Minh họa khái niệm thứ tự byte theo Little Big Endian Bảng 12: Khuôn dạng Thành phần Dữ liệu với VR ẩn định nghĩa Chuỗi Mục (VR=SQ) với ba Mục có chiều dài Bảng 13: Khuôn dạng Thành phần Dữ liệu với VR định nghĩa Chuỗi Mục (VR=SQ) có chiều dài khơng xác định, có chứa hai Mục có chiều dài Bảng 14: Khn dạng Thành phần Dữ liệu với VR ẩn định nghĩa Chuỗi Mục (VR=SQ) có chiều dài khơng xác định, chứa hai Mục: Mục có chiều dài Mục có chiều dài khơng xác định Bảng 15: Các Cú pháp Chuyển đổi DICOM Bảng 16: Các dịch vụ DIMSE Bảng 17: Các thao tác trung gian Bảng 18: Cơ cấu nhân Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường Bảng 19: Trang thiết bị Khoa Khám bệnh chuyên ngành, Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường Bảng 20: Đối tượng sử dụng hệ thống OHKE Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Mơ tả mối liên quan loại hồ sơ y tế điện tử Hình 2: Mơ hình hệ thống PACS sử dụng chuẩn DICOM Hình 3: Minh họa khái niệm lớp SOP Hình 4: Cấu trú liệu thành phần liệu Hình 5: Một Dữ liệu Điểm ảnh 16 bit Hình 6: Một Lớp hình ảnh Hình 7: Mã hố liệu điểm ảnh với VR= OW Hình 8: Một Dữ liệu Điểm ảnh (pixel data) có 16 Bit (2 Byte) với Overlay Hình 9: DICOM mơ hình OSI Hình 10: Cấu trúc tầng ứng dụng DICOM Hình 11: Cấu trúc Bản tin DICOM Hình 12: Dịch vụ ngun thuỷ DIMSE Hình 13: Dịng thơng báo thao tác Hình 14: Mơ hình lưu trữ trung gian DICOM Hình 15: Bộ File Hình 16: Cơ cấu tổ chức Viện Sức khỏe nghề nghiệp mơi trường Hình 17: Mơ hình Phần mềm quản lý sức khỏe OHKE Hình 18: Module Quản lý hồ sơ khám Hình 19: Chức cấu hình hồ sơ khám Hình 20: Một hồ sơ khám số hóa lên hệ thống OHKE.org Hình 21: Giao diện module Nhập kết khám Hình 22: Giao diện Nhập kết xét nghiệm theo gói Hình 23: Giao diện Phân tích kết luận hồ sơ khám Hình 24: Giao diện phần mềm HealthNetScanner Hình 24: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM nội Hình 25: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM đồn khám lưu động Hình 26: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM trung tâm khám sức khỏe SEVT Hình 28: Giao diện khung điều hướng Hình 29: Giao diện khung hỗ trợ chuẩn đốn hình ảnh Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ 1.1 Thực trạng ứng dụng bệnh án điện tử khám chữa bệnh 1.2 Tổng quan loại bệnh án điện tử y tế 11 1.3 Xu hướng triển khai hồ sơ y tế điện tử tương lai 14 CHƯƠNG II: CÁC LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN GIAO TIẾP 15 HÌNH ẢNH TRONG Y TẾ - DICOM 15 2.1 Lịch sử phát triển DICOM 15 2.2 Mục tiêu chuẩn DICOM: 19 2.3 Phạm vi trường ứng dụng DICOM 19 2.4 Tính thích nghi DICOM 20 2.5 Định nghĩa thông tin dịch vụ DICOM 21 2.5.1 Tổng quan 21 2.5.2 Các lớp đối tượng DICOM 23 2.5.3 Các lớp dịch vụ DICOM 23 2.6 Mã hóa cấu trúc liệu dùng DICOM 26 2.4.1 Mã hóa giá trị 26 2.7 Bộ liệu 31 2.5.1 Khái niệm 31 2.5.2 Thứ tự Byte kiểu Little Endian Big Endian 35 2.5.3 Các loại thành phần liệu 36 2.5.4 Cách xếp Bộ Dữ liệu 37 2.8 Thành phần Dữ liệu Riêng 40 2.9 Mã hố liệu Điểm ảnh, Overlay, Dạng sóng 41 2.9.1 Dữ liệu Điểm ảnh, Overlay, Thành phần liệu liên quan 41 Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế 2.9.2 Mã hoá dạng nguyên gốc nén 45 2.9.3 Dữ liệu Dạng sóng 46 2.10 Định danh Duy (UID) 46 2.10.1 Khái niệm UID 46 2.8.2 UID DICOM định nghĩa 47 2.8.3 UID định nghĩa riêng 47 2.8.4 Cú pháp Chuyển đổi 48 2.11 Mô hình tổng quát truyền tin DICOM 48 2.12 Trao đổi thông tin thông qua mạng vật lý 49 2.12.1 DICOM Mơ hình tham chiếu OSI 49 2.12.2 Cấu trúc Tầng ứng dụng DICOM 50 2.12.3 Cấu trúc tin DICOM 51 2.13 Dịch vụ DICOM 53 2.13.1 Các loại dịch vụ 54 2.11.2 Tương tác DIMSE-service-user 55 2.13.3 Chế độ dịch vụ 56 2.13.4 Các dịch vụ Liên kết 56 2.13.5 Các dịch vụ DIMSE 57 2.14 Trao đổi thông tin thông qua phương tiện trung gian 59 2.14.1 Mơ hình Lưu trữ Trung gian DICOM 59 2.14.2 Khuôn dạng file DICOM 63 2.14.3 Các Dịch vụ File DICOM 64 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN 69 TỰ ĐỘNG THU NHẬN DỮ LIỆU BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ DẠNG DICOM VÀ 69 ỨNG DỤNG TẠI VIỆN SỨC KHỎE NGHỀ NGHIỆP VÀ MÔI TRƯỜNG 69 3.1 Giới thiệu Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường 69 3.1.1 Tổng quan 69 3.1.2 Thực trạng sở vật chất, trang thiết bị có: 71 3.1.3 Cơ cấu tổ chức, nhân lực 71 Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế 3.2 Giới thiệu Khoa Khám bệnh chuyên ngành 73 3.2.1 Nhiệm vụ 73 3.2.2 Các phòng trực thuộc 73 3.3 Cơ cấu hoạt động, sở vật chất Khoa Khám bệnh chuyên ngành 74 3.3.1 Hiện trạng hoạt động khám sức khỏe, khám phát bệnh nghề nghiệp 74 3.3.2 Cơ cấu hoạt động Khoa Khám bệnh chuyên ngành 75 3.3.3 Cơ sở vật chất 76 3.4 Phần mềm quản lý khám sức khỏe Khoa Khám bệnh chuyên ngành 82 3.4.1 Tổng quan 82 3.4.2 Các bước triển khai đợt khám hệ thống phần mềm 88 3.5 Phần mềm thu thập liệu ảnh y tế DICOM ghép nối với hệ thống quản lý hồ sơ khám sức khỏe OHKE 94 3.5.1 Hiện trạng mục tiêu ứng dụng 94 3.5.2 Xây dựng mơ hình 96 3.5.3 Xây dựng triển khai hệ thống quản lý ảnh DICOM 98 KẾT LUẬN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ 1.1 Thực trạng ứng dụng bệnh án điện tử khám chữa bệnh Ngày nay, công nghệ thông tin bước đột phá khoa học kỹ thuật, tác động làm thay đổi tích cực lĩnh vực đời sống người Đối với y tế, nay, việc ứng dụng phần mềm quản lý bệnh viện, bệnh án điện tử, y tế từ xa (telemedicine), xếp hàng điện tử, thẻ điện tử tốn viện phí… xu tất yếu Chính phủ quan tâm từ nhiều năm trước Sự cần thiết phải triển khai bệnh án điện tử Việt Nam điều khơng cần bàn cãi việc sớm muộn phải làm, theo xu hướng chung giới, vốn khởi động từ cuối năm 1990, đầu năm 2000 Trong tương lai gần, hệ thống công nghệ thông tin quản lý bệnh án điện tử giúp bệnh viện quản lý tốt nguồn lực Nhưng quan trọng hơn, bệnh án điện tử tích lũy qua nhiều năm, liên kết bệnh viện với nhau, nguồn liệu lớn vô giá y học chứa đựng tri thức bác sĩ, bao gồm “tri thức ẩn” - kinh nghiệm phán đoán họ qua nhiều năm khám chữa bệnh; tiến trình phát triển loại bệnh, phản ứng tình trạng bệnh nhân, điều kiện khác với loại thuốc phác đồ điều trị Hiện nay, số doanh nghiệp giới cung cấp công cụ để hỗ trợ chẩn đốn, điều trị dự báo tình trạng bệnh tình bệnh nhân sử dụng liệu bệnh án điện tử Theo thống kê đến Cục Công nghệ thông tin - Bộ Y tế: - Triển khai phần mềm quản lý thông tin bệnh viện (HIS): 100% bệnh viện triển khai phần mềm HIS Trong có số bệnh viện tự phát triển phần mềm HIS, lại phần lớn bệnh viện (chiếm 92,3%) dùng phần mềm HIS doanh nghiệp CNTT Nguyễn Duy Linh KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế - Phần mềm tự động nhận diện phân bố ảnh vị trí lưu trữ tương ứng - Kiểm tra đủ số lượng phần mềm nhận - Vào module Nhập kết khám Chuyển từ dạng ảnh sang dạng liệu tất nội dung có hồ sơ Vị trí nội dung cần nhập tương ứng với ô liệu đánh dấu xanh mờ hình Hình 21: Giao diện module Nhập kết khám - Vào module Soát lỗi nhập kết khám để kiểm tra hồ sơ nhập 3.4.2.3 Ghép kết cận lâm sàng, tổng hợp file để bác sĩ kết luận - Vào module Nhập kết xét nghiệm theo gói tải lên file kết xét nghiệm dạng excel kiểm tra đồng số đơn vị với xét nghiệm phần mềm Nguyễn Duy Linh 92 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế - Kiểm tra lại trường giá trị ghép tự động, tiến hành cập nhật kết xét nghiệm theo mã xét nghiệm đọc tự động trang hồ sơ khám Hình 22: Giao diện Nhập kết xét nghiệm theo gói - Các kết X-quang sau bác sĩ đọc phim khơ cho kết file excel ghép mã xét nghiệm nội dung cận lâm sàng khác - Sử dụng module Xuất liệu để xuất file excel có đầy đủ thông tin tiền sử, lâm sàng, cận lâm sàng để bác sĩ kết luận file excel nội dung tương ứng với yêu cầu khám hồ sơ 3.4.2.4 Kiểm duyệt nội dung kết luận, trả kết kết thúc đợt khám - Các bác sĩ hội đồng kiểm duyệt kiểm tra lại, nhập kết luận hội đồng cho phép lên phần mềm Nguyễn Duy Linh 93 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Hình 23: Giao diện Phân tích kết luận hồ sơ khám - Xuất kết luận cuối theo hồ sơ để đóng dấu, trả hồ sơ khám cho đơn vị sử dụng dịch vụ theo danh sách ghi nhận phần mềm - Trả file chứa nội dung tổng hợp hoàn thành đợt khám 3.5 Phần mềm thu thập liệu ảnh y tế DICOM ghép nối với hệ thống quản lý hồ sơ khám sức khỏe OHKE 3.5.1 Hiện trạng mục tiêu ứng dụng 3.5.1.1 Hiện trạng Viện Sức khỏe nghề nghiệp mơi trường có hệ thống X-Quang: 01 máy đặt trụ sở Viện số 57 Lê Quý Đôn, quận Hai Bà Trưng, TP Hà Nội; 02 máy đặt trung tâm khám sức khỏe Khu cơng nghiệp n Bình, Phổ n, Thái Nguyên, 02 xe chụp X-quang lưu động Trước kết đọc từ phim X-quang khô ghép vào hồ sơ thông qua họ tên số thứ tự ghi phim Sau ứng dụng hệ thống quản lý hồ sơ khám sức khỏe OHKE, phịng Phịng Chẩn đốn hình ảnh thăm dị chức có bước cập nhật thay đổi để phù hợp với hệ thống quản lý Nguyễn Duy Linh 94 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Phương pháp làm sau: - Chụp phim X-quang kỹ thuật số, lưu dạng RAW máy điều khiển - Bác sĩ đọc kết máy chụp X-Quang, ghi kết theo mã xét nghiệm file excel - Cập nhật kết X-Quang lên hệ thống phần mềm, ghi file ảnh Xquang đĩa DVD dạng JPEG trả cho khách hàng 3.5.1.2 Khó khăn trình thực Trong trình thực học viên nhận thấy có nhiều khó khăn triển khai như: - Số lượng Bác sĩ chuyên khoa chuẩn đoán hình ảnh khơng nhiều, số lượng triển khai đồn khám lại lớn, vị trí triển khai khám khu cơng nghiệp có khoảng cách địa lý xa Trong tương lai tiếp tục phát triển đồn khám lưu động khơng đủ nhân lực để theo đồn khám có kết tức cho đợt khám - Có nhiều thao tác người thực hiện, dẫn tới xảy sai sót q trình thực - Thời gian để trả kết chậm, không đáp ứng yêu cầu triển khai Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường - Việc mở rộng hệ thống cho đối tác tham gia cung ứng dịch vụ cịn nhiều khó khăn nhiều thời gian làm quen quy trình, khơng thống tiêu chuẩu kết phim X-quang Nguyễn Duy Linh 95 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế 3.5.1.3 Đề xuất giải pháp Học viên nhận thấy việc xây dựng hệ quản lý hình ảnh X-Quang dạng DICOM cần thiết với nhu cầu Khoa Khám bệnh chuyên ngành Hệ quản lý cần có chức để giải khó khăn mà phương pháp cũ gặp phải, cụ thể sau: - Ghép nối với hệ thống quản lý hồ sơ khám sức khỏe OHKE, tăng cường thao tác tự động, giảm thiểu sai sót người sử dụng - Truyền tải ảnh X-Quang lưu trữ tập thư mục chung - Mở giúp bác sĩ Chuẩn đốn hình ảnh kết luận trực tiếp lên hệ thống OHKE - Giảm thiểu nhân lực, tăng suất công việc, giảm thời gian kết luận trả kết cho hồ sơ khám - Chuẩn hóa mơ hình trả kết quả, tạo hệ thống mở cho đơn vị tham gia vào chuỗi cung ứng dịch vụ 3.5.2 Xây dựng mơ hình Do đặc thù triển khai khám nhiều địa điểm, nhiều quy mơ tính chất bảo mật đơn vị sử dụng dịch vụ khác nên mơ hình quản lý hình ảnh theo chuẩn DICOM phải đáp ứng đa dạng loại điều kiện hạ tầng mạng sau: - Mạng nội sử dụng Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường - Mạng internet qua đường cáp chia sẻ địa điểm khám lưu động - Mạng internet kết nối thơng qua thu phát sóng 3G/4G Từ dẫn tới mơ hình truyền tải liệu sau: Nguyễn Duy Linh 96 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Thiết bị tạo ảnh Máy chủ lưu trữ Máy đọc kết Hình ảnh DICOM Hình ảnh DICOM Network Drive Network Drive Hình 24: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM nội Kết đọc phim Phần mềm quản lý sức khỏe OHKE Thiết bị tạo ảnh Mạng Internet trường Máy chủ lưu trữ Hình ảnh DICOM Giao thức SMB Hình 25: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM đoàn khám lưu động Phần mềm quản lý sức khỏe OHKE Nguyễn Duy Linh 97 Hình ảnh DICOM Máy đọc kết Kết đọc phim KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Router 3G/4G Máy đọc kết Hình ảnh DICOM Kết đọc phim Giao thức FTP Kết đọc phim Hình 26: Mơ hình truyền tải ảnh DICOM trung tâm khám sức khỏe SEVT Máy chủ lưu trữ Phần mềm quản lý sức khỏe OHKE 3.5.3 Xây dựng triển khai hệ thống quản lý ảnh DICOM 3.5.3.1 Trang thiết bị Hạ tầng sở Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường sau: - 02 máy chủ HP ProLiant DL380p - Dual Xeon E5-2420 1.9GHz core, 32GB RAM, 600 GB SAS Hard Drive, WINDOWS SERVER 2012 - 01 máy chủ DNS HP ProLian -DL580 - x Dual-Core 64-bit Intel® Xeon® Processor 7120M, 2GB RAM, 250 GB SAS Hard Drive,WINDOWS SERVER 2008 - Đường truyền 100Mb FPT, ip tĩnh - Đường truyền 60Mb FPT, ip tĩnh dự phòng Nguyễn Duy Linh 98 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế - Cấu hình lưu trữ qua giao thức SMB/CIFS - 03 Máy đọc phim X-Quang: PC - Intel 9600K core 3.7GHz, 8GB RAM, 250GB SSD, 2TB Hard Disk, Monochrome display 21.3", 14 bit Calion D213V5E Kostec, WINDOWS 10 3.5.3.2 Kết nối hệ thống Với ba mô hình hạ tầng mạng trình bày ta có điều kiện kết nối sau: - Mạng nội sử dụng Viện Sức khỏe nghề nghiệp môi trường: sử dụng kết nối LAN 100Mb/s Ảnh DICOM sau chụp truyền tải tự động máy chủ lưu trữ qua kết nối nội (sử dụng Map Network Drive) Tốc độ truyền tải trung bình cho file ảnh DICOM dung lượng 160Mb theo bảng sau: Thời gian trung bình Máy nhận Tốc độ truyền Máy chủ lưu trữ Trung bình 80Mb 2s Máy đọc phim Trung bình 60Mb 2.65s Máy chủ Ohke Trung bình 30Mb 5.33s Tổng thời gian truyền dẫn 10s cho ảnh DICOM - Mạng internet qua đường cáp chia sẻ địa điểm khám lưu động: sử dụng kết nối Internet vị trí triển khai khám lưu động nên tốc độ đường truyền thường xuyên có dao động Ảnh DICOM sau chụp truyền tải tự động máy chủ lưu trữ qua kết nối SMB với Server Viện Tuy nhiên sử dụng đường truyền có kết nối ổn định 30Mb, khơng đủ tiêu chuẩn kết nối chuyển sang mơ hình Tốc độ truyền tải trung bình cho file ảnh DICOM dung lượng 160Mb theo bảng sau: Nguyễn Duy Linh 99 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Thời gian trung bình Máy nhận Tốc độ truyền Máy chủ lưu trữ Trung bình 30Mb 5.33s Máy đọc phim Trung bình 60Mb 2.65s Máy chủ Ohke Trung bình 30Mb 5.33s Tổng thời gian truyền dẫn 13.31s cho ảnh DICOM - Mạng internet kết nối thông qua thu phát sóng 3G/4G: khơng có điều kiện đường truyền, Ảnh DICOM sau chụp truyền tải tự động máy đọc phim mang theo đoàn khám qua kết nối LAN trường Bác sĩ tiến hành đọc phim truyền tải kết dạng text lên máy chủ OHKE, phim có bệnh lý truyền trực tiếp lên máy chủ SMB Viện để phục vụ hội chẩn cần Tốc độ truyền tải sau: Thời gian trung bình Máy nhận Tốc độ truyền Máy đọc phim Trung bình 30Mb 5.33s Máy chủ SMB Trung bình 30Mb 5.33s Tổng thời gian truyền dẫn 10.66s cho ảnh DICOM 3.5.3.3 Xây dựng phần mềm Phần mềm Health Net Scanner xây dựng ngơn ngữ C++, phần mềm có sử dụng thư viện mã nguồn mở GDCM, VTK Giao diện phần mềm chức sau: Nguyễn Duy Linh 100 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế Hình 27: Giao diện phần mềm HealthNetScanner - Khung khung thể nội dung X-quang Khung có kèm theo chức Giữ chuột điểm kéo từ phải sang trái để tăng độ sáng, kéo tử xuống để tăng độ tương phản - Khung bên trái thư mục thể theo thứ tự nhánh sau: Person (người chụp phim), Study (loại phim chụp), Image (các hình ảnh thu nhận) + Nút Open để thay đổi thư mục chưa file DICOM, thư mục mở tự động có file DICOM truyền - Khung thông tin bên phải nội dung chứa file DICOM gồm: + Họ tên + Mã bệnh nhân: chụp quy định lấy mã hồ sơ (thể barcode) để quy định làm mã bệnh nhân Mã ghép nối với hệ thống OHKE để truyền tải thơng tin lên Server + Giới tính Nguyễn Duy Linh 101 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế + Ngày chụp + Giờ chụp + Loại chụp Khung thông tin bên phải nơi bác sĩ nhập kết luận sau đọc phim Với phim bệnh lý, cần nhấn vào nút BÌNH THƯỜNG Kết “Bình thường” tự động chuyển lên server OHKE Nếu phim có bệnh lý, cần nhập rõ bệnh lý xác định nghi ngờ vào ô nhập, nhấn nút KHƠNG BÌNH THƯỜNG Lúc nội dụng kết luận file DICOM truyền tải lên server OHKE để phục vụ hội chẩn cần Khung điều hướng với chức + Previous Patient: chuyển người trước + Next Patient: chuyển sang người + Previous Study: chuyển loại chụp trước + Next Study: chuyển sang loại chụp + Previous Series: chuyển loạt chụp trước + Next Series: chuyển sang loạt chụp Hình 28: Giao diện khung điều hướng Nguyễn Duy Linh 102 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế - Khung hỗ trợ bác sĩ chuẩn đốn hình ảnh Hình 29: Giao diện khung hỗ trợ chuẩn đốn hình ảnh + Nút (1): quay lại ảnh trước Series + Nút (2): chạy ảnh 10s + Nút (3): chuyển sang ảnh Series + Nút (4): ngừng chạy + Nút (5): chuyển trỏ điều khiển tăng giảm độ sáng, tăng giảm độ tương phản + Nút (6): cắt ảnh theo khu vực lựa chọn + Nút (7): xuất ảnh theo định dạng JPEG + Nút (8): thước đo góc + Nút (9): thước đo chiều dài + Nút (10): vẽ đường cong + Nút (11): thước đo khối + Nút (12): quay lại bước thao tác - Yêu cầu hệ thống phần mềm Health Net Scanner: Máy sử dụng phần mềm cần đáp ứng đủ điều kiện tối thiểu sau: CPU Intel core CPU, 8GB RAM, SSD 250 GB PCI-E 2x, HDD 1TB 3.5.3.4 Triển khai phần mềm kết ứng dụng Hiện phần mềm triển khai Viện Sức khỏe nghề nghiệp mơi trường theo mơ hình số 01; triển khai mơ hình số 02 đoàn khám lưu động số đơn vị công ty PRIME, công ty Honda, công ty Sản xuất phụ Nguyễn Duy Linh 103 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế tùng oto xe máy Việt Nam, … ; triển khai mơ hình số 03 phịng khám Công ty Samsung Electronics Việt Nam Thái Nguyên Tại 03 mơ hình triển khai hoạt động ổn định theo thiết kế Với lưu lượng đáp ứng khám trung bình 600 người / 01 ngày / 01 địa điểm 3.5.3.5 Một số vấn đề cần khắc phục Trong trình triển khai học viên nhận thấy cịn số vấn đề với Phần mềm thu thập liệu ảnh y tế DICOM ghép nối với hệ thống quản lý hồ sơ khám sức khỏe OHKE: - Tốc độ đọc liệu ảnh DICOM phần mềm chậm, lần chuyển ảnh từ - 4s Trong dùng phần mềm bên thứ tốc độ đọc từ - 2s Do cần phải cải thiện thuật toán đọc liệu từ thư viện API mã nguồn mở để tăng tối đa tốc độ đọc liệu - Khi xây dựng phần mềm Health Net Scanner chưa trọng nhiều để chức bảo mật thông tin Cần bổ sung kỹ thuật mã hóa thơng tin để đảm bảo tính bảo mật cho liệu cá nhân người khám - Chưa có khả tìm kiếm, kiểm tra lại phim kết luận theo từ khóa - Chưa có kết nối trực tiếp với máy in phim khô để in phim cần thiết - Cần tiếp tục kết nối thiết bị chuẩn đốn hình ảnh khác vào hệ thống như: hình ảnh từ máy siêu âm, máy nội soi Nguyễn Duy Linh 104 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế KẾT LUẬN Trong thời gian triển khai luận án “Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế” học viên thu kết sau: - Hiểu nắm chức năng, mục đích chuẩn liệu hình ảnh y tế - DICOM - Tìm hiểu xây dựng hệ thống thu nhận, quản lý ảnh y tế DICOM cho mơ hình khám sức khỏe, khám phát bệnh nghề nghiệp lưu động cơng ty, xí nghiệp, khu cơng nghiệp, … - Kết nối hệ thống quản lý ảnh với hệ thống chung đơn vị công tác Tăng suất lao động, giảm thiểu sai sót q trình triển khai khám đơn vị - Tập trung nguồn nhân lực hạn chế việc phải di chuyển bác sĩ chuẩn đốn hình ảnh Tăng chất lượng chuẩn đốn kết luận hội chẩn trường hợp nghi vấn Hướng nghiên cứu học viên: - Bổ sung tính bảo mật, mã hóa thơng tin truyền nhận ảnh - Nghiên cứu thuật toán, tối ưu tốc độ đọc thông tin từ ảnh - Nghiên cứu số phương pháp tăng cường chất lượng ảnh để hỗ trợ bác sĩ chuẩn đốn hình ảnh tốt Nguyễn Duy Linh 105 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Đức Thuận, Vũ Duy Hải, Trần Anh Vũ, “Hệ thống thông tin y tế”, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, năm 2006 [2] Cục Công nghệ thông tin - Bộ Y tế, “Báo cáo tình hình ứng dụng cơng nghệ thơng tin ngành Y tế”, https://ehealth.gov.vn, năm 2018 TIẾNG ANH [3] Các tài liệu liên quan đến chuẩn ảnh DICOM: ftp://medical.nema.org/medical/dicom/ [4] Các báo DICOM: ftp://medical.nema.org/medical/dicom/CP/ [5] Microsoft SMB Protocol and CIFS Protocol Overview (SMB) https://docs.microsoft.com/en-us/openspecs/windows_protocols/ms-smb/f210069c7086-4dc2-885e-861d837df688 [6] A conceptual cloud-based EMR/EHR/PHR ecosystem https://www.semanticscholar.org/paper/Cloud-and-the-Law-Blockchain-%3A-APanacea-for-Data/7f8f4ff1377ebf0a084c44dbf6926af03dd2cdd8 [7] A common workflow for DICOM based PACS diagram https://www.semanticscholar.org/paper/Anatomy-of-an-Extensible-Open-SourcePACS-Valente-Basti%C3%A3o/0f8d78ea6a2af0ef224c9de8190f60f2919641b7 /figure/0 [8] ISO 8859 Character set [9] Miloš Šrámek, “The DICOM Standard”, Austrian Academy of Sciences Nguyễn Duy Linh 106 KTYS2017B ... hoạt động tương tác thiết bị tạo ảnh y tế cách định ra: Nguyễn Duy Linh 19 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế -... tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỆNH ÁN ĐIỆN TỬ 1.1 Thực trạng ứng dụng bệnh án điện tử khám chữa bệnh. .. Nguyễn Duy Linh 40 KTYS2017B Đề tài: Nghiên cứu phương pháp tự động thu nhận liệu bệnh án điện tử dạng DICOM từ thiết bị tạo ảnh y tế 2.9 Mã hoá liệu Điểm ảnh, Overlay, Dạng sóng 2.9.1 Dữ liệu