目的 通过对医学数字图像和通信(DICOM)协议的传输层进行安全加密,实现对医学影像数据从设备端输出开始的非侵入式、面向切面的网络链路层的安全管控,保证医学影像数据传输安全.方法 基于DICOM协议和零信任策略,结合加密和区块链技术,实施协议级数据加密传输.结果 构建了医学影像数据安全传输和管控系统,并在江苏省人民医院进行部署,实践了具备非侵入式、面向切面的传输链路层加固DICOM安全网关,建立了智能可信设备管理、身份认证管理、隐私脱敏、统一智能安全策略管理等安全体系.结论 医学影像数据传输安全和管控系统解决了DICOM协议的网络安全问题,保护了患者的个人敏感信息,在医疗卫生行业中具有一定的示范性和借鉴性.

目的 自主研发一套可用于三维近距离治疗计划的系统,以满足三维近距离治疗计划设计的基本要求.方法 该系统以Visual C++为开发平台,支持DICOM协议,采用窗口式交互界面,通过菜单或按键方式实现操作功能.结果 该系统包括患者信息、勾画、近距离计划以及系统配置等模块,可实现患者数据管理、靶区和危及器官的勾画、施源器重建、剂量计算、逆向优化以及剂量评估等功能.使用本系统和商用计划系统进行近距离治疗的计划设计,验证本系统优化算法和剂量计算算法的准确性,结果显示,两种计划系统在剂量体积直方图参数的偏差均小于0.53%,γ通过率均在98.24%以上.结论 研发的三维近距离治疗计划系统操作简单,运行稳定,可实现临床三维近距离治疗的计划设计工作,可用于临床.

目的:探索在医用胶片上对肋软骨CT影像显示其真实大小的胶片打印技术.方法:选取31例患者肋软骨CT影像资料,经影像后处理,胶片采用14英寸× 17英寸(35cm × 43cm)规格,计算EBW工作站显示屏主影像显示区和14 × 17胶片上实际影像显示区之间的比例关系,制成10cm和5 cm两个长度规格的实物比例尺.打印时将胶片以2×2分格呈4幅图像布局,选取5cm实物比例尺打印单根肋软骨横轴面或矢状面影像;以1×1分格呈单幅图像布局,选取10cm实物比例尺打印全部前肋弓(含肋软骨)的三维影像.选取右侧第6肋软骨升部、横部的长度,升部横部连接处宽度、厚度,肋软骨胸骨端、肋软骨肋骨端的厚度等6个指标的胶片测量值和手术中实体测量值进行比较,并做统计学分析.结果:①对已打印的胶片进行测量,胶片上所示10cm和5cm比例尺与直尺的实际尺寸相等;②胶片上肋软骨影像的6组测量值和手术中的肋软骨实体测值对比,测量值差异无统计学意义.结论:基于DICOM协议下的打印技术可以实现肋软骨CT影像在胶片上的真实大小打印,术者从胶片中所获取的目标组织的形态数据可靠.

目的:开发一款精确、高效、跨平台的质子放疗计划解析与传输软件,为质子放射治疗临床数据解析与传输提供解决方案.方法:分析放疗医学数字成像和通讯标准,采用面向对象方法设计软件流程,利用QT开发框架搭建软件界面,根据SOAP协议开发基于WebService的数据解析与传输的应用程序接口(API).结果:开发出质子放疗计划解析与传输软件P-Viewer,测试了20组不同质子放疗计划,CT、MRI、PET、RTImage、RTIonPlan、RTStructureSet等文件解析速度平均为0.01 s,RTDose文件解析速度平均为0.05 s,不同设备之间数据传输速度随带宽增加而提升;P-Viewer解析结果与主流DICOM解析软件Sante DICOM HEX Viewer等对比,准确率达100%.结论:P-Viewer为质子放射治疗计划解析与传输提供了一套准确可靠的跨平台解决方案.

随着信息技术和互联网行业的发展,全球进入大数据时代,数据的开发、挖掘和分析应用越来越广泛,对数据的质量要求也越来越高.目前,国内外的专家学者对医疗领域人工智能产品都进行了很多研发,人工智能产品的研发需要依托海量的医学临床数据.为了保证这类产品的质量,必须从源头进行必要的筛选和清洗,以保障数据质量,支持后续的产品研发与验证过程.本文对DICOM格式的数据清洗问题进行分析,开发了对原始数据进行清洗和审核的流程,在实践中进行了测试,证明能够有效地发现数据缺陷,为今后开展医学人工智能专用数据集的质控工作起到借鉴作用.

为尽早诊断卵巢囊肿,设计基于影像细节增强的卵巢囊肿辅助诊断系统.系统采用卵巢囊肿影像读取模块,通过用于医学影像分割和配准的工具包(insight segmentation and registration toolkit,ITK)确定卵巢囊肿影像类型,读取卵巢囊肿影像,采用ITK中高斯低通滤波器增强影像细节;卵巢囊肿影像处理模块采用DICOM3.0协议和DSP TMS320 DM624芯片传输和增强处理卵巢囊肿影像;采用自适应滤波算法,通过影像转换、低通滤波器分频和线性组合转化影像增强卵巢囊肿影像.仿真实验结果表明,我们设计系统显著增强卵巢囊肿病变细节发生位置,有效提升卵巢囊肿疾病的辅助诊断正确率.

本文旨在开发一套能将静态调强放射治疗计划文件转换成制作物理补偿器的切割机执行文件和医用直线加速器多叶准直器(Multiple Leaf Collimator,MLC)控制文件的数据转换系统.该系统采用Visual Studio 2010作为开发平台,结合DCMTK开源库实现对DICOM协议支持.系统导入计划系统输出的放疗计划文件后,经分析将患者姓名、ID、MLC各叶片位置和权重等字段信息并输出为瓦里安MLC控制文件格式;也可对于每个射野、累加射野平面内各点的机器跳数生成跳数矩阵,结合不同补偿器材料的衰减特性将其转换成相应材料的厚度信息,最后实现切割机控制文件输出.该转换系统能够实现患者的RTplan数据导入,并且转换生成物理补偿器切割文件及瓦里安加速器MLC运动控制文件,为患者提供额外的调强放射治疗方式,也能满足网络故障等特殊情况下的放射治疗.

目的 部署YINO放疗信息系统(Radiotherapy Information System,RTIS)并进行二次开发,完善其功能,研发新的应用模块,建设符合本科室实际需求的RTIS并评估其临床应用价值.方法 依据科室放疗流程化管理及个性化需求,以客户服务器(C/S)架构模式,采用SQL Server 2008数据库结构,遵循DICOM及HL7等国际通用协议,运用C#和Java编程语言及开发工具,基于院内局域网,搭建RTIS并进行合作研发.结果 优化了放疗流程并在各个环节引进了审核机制,确保每个环节的信息输入与输出得到有效的保障;完善了软件功能,实现了无纸化办公,每年节省纸张近1万张;设计并开发了新的模块,包括定位预约管理模块、日程安排模块和任务管理模块等;解决了复杂网络及数据结构下的信息整合及流程化管理,构建了一款功能完善、方便高效的集成化RTIS,运行近5年,安全稳定,数据可靠,工作效率平均提高了87.8％以上,促进了科室标准化、规范化和统一化的管理.结论 YINO RTIS可移植性强、灵活度高,共存性好,经过共同研发及定制修改,其能较好地满足了科室信息数据管理的需求,使科室更好地实现了电子化,信息化及流程化的管理,同时提高了科室整体的工作效率及放疗流程质控水平,是放疗资源高效利用和放疗信息化的良好平台.

针对新旧医学影像存储与传输系统(PACS)替换过程中存在的数据管理问题,提供可行的解决方案.基于医学数字成像和通信(DICOM)协议,使用Python及C++语言开发出PACS数据迁移工具,该工具支持从旧PACS获取所有患者的影像数据,并通过DICOM协议传输及存储到新PACS中.通过数据迁移工具,将原PACS影像数据在一年半的时间内顺利迁移到新的PACS中,在新系统中实现旧系统数据的完整存储和高效读取,为临床工作提供了方便.

目的 实现鼻咽癌放疗计划中剂量限制结构的自动勾画.方法 使用Python语言编程,对医学影像通信标准(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)放射治疗(Radiation Therapy,RT)文件进行解析和数据处理,然后根据放疗计划中靶区和危及器官的相对位置关系和临床处方剂量要求设计剂量限制结构的勾画模块,并生成DICOM RT Structure Set结构集文件.结果 自动勾画生成的结构集文件能成功导入Eclipse放疗计划系统(Radiation Therapy Treatment Planning System,TPS),轮廓结构颜色、名称、形状和3D重建均能正确显示,结构外扩和结构布尔操作精度与Eclipse TPS系统功能模块常规手动勾画精度无明显差异,自动勾画时间(44.94±1.56)s明显小于常规勾画时间(1475.65±92.16)s(t=-43.788,P<0.05).结论 本文方法能不依赖TPS完成鼻咽癌剂量限制结构自动勾画,且能完成其他主流TPS自动脚本无法实现的自定义形状剂量限制结构的勾画,可有效避免物理师在设计计划时的重复劳动,提高工作效率.