当当正版 医学信息化技术与应用 吕晓琪等 9787030667571 科学出版社

《医学信息化技术与应用》主要简述医学信息化相关基础知识和技术，并介绍医学信息化系统的应用。《医学信息化技术与应用》包括三大部分：**部分（第1～2章）涉及医学信息化概述和基本协议，阐述DICOM标准、HL7标准和IHE框架等相关内容；第二部分（第3～4章）涉及医学信息系统构建和电子病历，介绍医院信息系统对人财物和医疗活动各阶段数据进行管理的过程；第三部分（第5～6章）涉及医学影像传输、存储与处理系统，介绍医学信息化过程中对医学影像系统的构建和应用。

《医学信息化技术与应用》主要简述医学信息化相关基础知识和技术，并介绍医学信息化系统的应用。《医学信息化技术与应用》包括三大部分：**部分（第1～2章）涉及医学信息化概述和基本协议，阐述DICOM标准、HL7标准和IHE框架等相关内容；第二部分（第3～4章）涉及医学信息系统构建和电子病历，介绍医院信息系统对人财物和医疗活动各阶段数据进行管理的过程；第三部分（第5～6章）涉及医学影像传输、存储与处理系统，介绍医学信息化过程中对医学影像系统的构建和应用。

目录
前言
第1章 医学信息化概述 1
1.1 医学信息化历史与现状 1
1.1.1 PACS 2
1.1.2 RIS 3
1.1.3 数字化成像设备 3
1.1.4 国外发展状况 4
1.1.5 国内发展状况 4
1.2 医学信息化趋势 5
参考文献 6
第2章 医学信息化协议 8
2.1 概述 8
2.2 DICOM标准 8
2.2.1 DICOM 3.0标准概述 9
2.2.2 DICOM 3.0标准主要概念 10
2.3 HL7标准 11
2.3.1 HL7标准的背景 11
2.3.2 HL7标准体系结构 12
2.4 IHE 框架 13
参考文献 14
第3章 医学信息系统构建 15
3.1 医学信息概述 15
3.1.1 医学信息的分类 15
3.1.2 医学信息的作用与意义 16
3.1.3 医学信息与建设和谐健康社会 17
3.2 医学信息系统概述 18
3.2.1 医学信息系统的分类 18
3.2.2 医学信息系统的特点 19
3.2.3 医学信息系统处理流程 20
3.3 IHE框架下医学信息系统的构建 25
3.3.1 IHE简介 25
3.3.2 IHE的历史、发展和应用需求 27
3.3.3 IHE框架下系统基本流程和方法 30
3.4 简单信息系统构建案例 36
3.4.1 开发工具介绍 36
3.4.2 医学影像工作站 43
3.4.3 医学影像存储系统 48
3.4.4 医学影像获取与传输系统 57
3.4.5 基于IHE的RIS架构研究 70
3.4.6 基于IHE结构化报告的研究与实现 77
3.4.7 远程医疗信息医学图像的压缩系统 98
3.4.8 医学图像三维可视化软件简介 103
3.5 医疗信息系统相关安全技术研究与实现 110
3.5.1 信息安全隐患及安全措施 110
3.5.2 密码学与PKI证书管理 113
3.5.3 基于角色访问控制的权限分配系统 117
3.5.4 DICOM标准下TLS安全传输、选择性数字签名和选择性加密 121
3.5.5 PKI证书管理 129
参考文献 132
第4章 医院信息系统与电子病历 135
4.1 医院信息系统 135
4.1.1 网络的设计方案 135
4.1.2 系统硬件的设计方案 136
4.1.3 系统软件的设计方案 140
4.2 数据交换原理及实现 141
4.2.1 基于HL7 V2.X标准实现数据交换 142
4.2.2 基于HL7 V2.X标准的HL7传输及处理系统设计 146
4.2.3 基于HL7 V3标准实现数据交换 148
4.2.4 基于HL7 V3标准中MLLP和JMS方式验证 153
4.3 基于HL7 CDA标准的电子病历构建 155
4.3.1 HL7 CDA标准 155
4.3.2 基于HL7 CDA标准的电子病历模型设计及技术研究 159
4.3.3 结构化电子病历构建技术研究 162
4.3.4 结构化电子病历解析技术研究 169
4.3.5 结构化电子病历验证技术研究 170
4.3.6 结构化电子病历显示技术研究 171
4.3.7 结构化电子病历构建系统实现 171
4.4 医院信息系统实现 179
4.4.1 医疗数据库系统设计 179
4.4.2 数据库系统构架 181
4.4.3 数据归档设计 185
4.4.4 备份修复功能实现 187
4.4.5 医学影像显示总体构架 189
4.4.6 医学影像及相关信息的显示 191
4.4.7 集成平台 192
4.4.8 医学影像与电子病历结合归档 194
4.4.9 用户管理 196
4.4.10 系统实现实例 200
参考文献 203
第5章 医学影像传输和存储系统 212
5.1 DICOM消息的组成结构 212
5.1.1 命令集 213
5.1.2 数据集 213
5.1.3 **标识符(UID) 215
5.1.4 传输语法 216
5.1.5 上层协议数据单元 217
5.2 DICOM医学影像传输协议 221
5.2.1 DICOM上层协议 221
5.2.2 上层协议的实现 222
5.2.3 DICOM消息 223
5.3 基本工作列表管理服务类 224
5.4 DICOM存储服务类的设计与实现 227
5.5 DICOM查询/检索服务类 229
5.6 IHE集成模型 239
5.6.1 IHE SWF集成模型的基本内容 240
5.6.2 IHE CPI集成模型 241
5.6.3 IHE SINR集成模型 242
5.7 结构化报告 244
5.7.1 结构化报告的背景 244
5.7.2 SR 模块的报告结构设计 245
5.7.3 结构化报告的XML形式 246
5.8 医生工作站 247
5.8.1 数据库的设计 248
5.8.2 结构化报告的设计 248
5.8.3 流程图设计 249
5.8.4 医生工作站的功能实现 250
参考文献 253
第6章 医学图像构建及处理 261
6.1 医学图像获取及构建 261
6.1.1 模拟图像和数字图像 261
6.1.2 数字医学图像的获取技术 261
6.1.3 所有仪器接入PACS中捕获图片过程 264
6.1.4 数字医学图像获取的发展历史 264
6.2 DICOM医学影像相关标准及技术 266
6.2.1 DICOM医学影像相关标准 266
6.2.2 DICOM医学影像信息模型定义 267
6.2.3 DICOM图像的文件格式分析 268
6.2.4 VTK类库框架结构 269
6.2.5 VTK运行原理 269
6.2.6 在用户界面中集成VTK 270
6.3 医学图像配准与融合 271
6.3.1 医学图像配准的发展历史 271
6.3.2 图像配准在医学领域中的应用 271
6.3.3 医学图像配准的国内外研究现状及面临的问题 272
6.3.4 医学图像配准算法研究 274
6.3.5 医学图像配准具体步骤 275
6.3.6 医学图像配准分类 281
6.3.7 医学图像配准结果评估 283
6.3.8 医学图像配准常用方法 285
6.4 三维可视化 287
6.4.1 科学计算可视化简介 287
6.4.2 医学图像可视化简介 289
6.4.3 国内外研究现状 290
6.4.4 医学图像三维重建 292
6.4.5 面绘制方法简介 292
6.4.6 体绘制方法简介 298
6.5 医学图像处理系统 303
6.5.1 心脏的四维可视化系统应用背景 303
6.5.2 心脏的四维可视化系统效果分析 309
6.6 基于多分辨率优化和Mattes互信息结合的三维图像配准研究 311
6.6.1 三维配准体数据的常用格式及获得方式 311
6.6.2 三维医学图像所涉坐标系 316
6.6.3 以Mattes互信息为相似性测度 316
6.6.4 实验结果与分析 323
参考文献 332

《医学信息化技术与应用》主要简述医学信息化相关基础知识和技术，并介绍医学信息化系统的应用。《医学信息化技术与应用》包括三大部分：**部分（第1～2章）涉及医学信息化概述和基本协议，阐述DICOM标准、HL7标准和IHE框架等相关内容；第二部分（第3～4章）涉及医学信息系统构建和电子病历，介绍医院信息系统对人财物和医疗活动各阶段数据进行管理的过程；第三部分（第5～6章）涉及医学影像传输、存储与处理系统，介绍医学信息化过程中对医学影像系统的构建和应用。

医学信息学,教材

第1章 医学信息化概述
　　1.1 医学信息化历史与现状
　　医学信息学是20 世纪70 年代后期提出的概念，是指用系统分析的方法和工具形成用于进行医疗知识管理、过程控制、决策支持和科学分析算法的科学。它是一门边缘学科，是以信息学科和医学学科之间的结合部分作为研究对象而产生的学科。“医学”和“信息学”这两个词汇共同决定了医学信息学的范畴，“医学”说明了它的研究领域，“信息学”说明了它所采用的方法。医学信息学作为一门独立学科，具有自己的理论体系，以及基于该理论体系的应用和实践。
　　医疗信息系统是应用在医疗领域中的一种专门类型的信息系统，是整合、管理、表示以及传输医学信息的功能，并提供反馈机制以实现其目标的元素或组成部分的集合。它是医学信息学中的重要分支，主要面向医学信息学的应用基础研究和应用研究。它包括电子病历(Electronic Medical Record，EMR)、临床信息系统等多项技术，在专门的理论体系的指导下，医疗信息系统在医疗模式的变革中起到决定性的作用，也决定着医院数字化发展的水平。
　　随着技术的发展，医学信息数字化和网络化的需求日益强烈，各异构医疗信息系统和数字化成像设备大多具备了标准网络接入能力，它们之间的协同工作和信息交互，越来越受到人们的重视，这也是医院数字化发展中*重要的问题之一[1]。从20 世纪80年代开始，国外的科研机构和医疗系统开发商就开始研究医疗信息系统的集成问题，也提出了HL7(Health Level Seven)和DICOM(Digital Imaging and Communications inMedicine)等医学信息交换标准。并在1998 年提出了医疗机构集成(Integrating HealthcareEnterprise，IHE)项目，这些标准或项目的提出，为医疗信息系统的集成提供了可能。
　　目前，医院数字化、信息化发展的瓶颈之一便是医疗信息系统之间的数据共享与信息交互问题。医学数字图像通信标准(DICOM)和医疗数据交换标准(HL7)等医学数据交换标准的制定和使用，有效地促进了医疗信息系统间的集成。其中，HL7标准是用以规范医院信息系统(Hospital Information System，HIS)和放射科信息系统(Radiology Information System，RIS)及系统内部设备之间文本数据信息的通信标准，而DICOM 则涵盖了数字医学图像采集、归档、通信、显示及查询等信息交换的所有协议， 主要用以实现医学影像存档与通信系统(Picture Archiving andCommunication Systems，PACS)与RIS 或HIS 之间的集成[2]。
　　这些标准为共享信息提供了基础，但由于标准之间存在着差异以及标准处理的数据对象也不相同，所以并没有完全解决整个医疗机构内部各类复杂图像及文档信息在不同类型系统之间的通信和共享问题。此外，实现整个医院环境的全面信息集成，不仅要完成信息的通信和交换，还要实现工作流程的集成，即通过不同类型系统间正确的信息流控制，使多个系统协调动作完成同一个工作过程。这除了需要由标准来规定信息本身的交换格式和方法之外，还需要规范信息交换的时序和种类。由北美放射学会(Radiological Society of North America，RSNA)和美国医疗信息与管理系统协会(Healthcare Information and Management Systems Society，HIMSS)联合发起的IHE 项目，其目标就是强化这两个标准间的协同工作；对医疗机构中使用不同标准的信息系统标准的实现方法进行规范并提供互联集成方案；确保各工作流程正确、顺畅地流动，使部门信息共享并协调工作。IHE 的*终目标是实现医院全面信息集成及工作流程自动化，要达到科室内部、科室之间的相关信息流都具有完整性和一致性。
　　1.1.1 PACS
　　PACS 即影像存档与通信系统，也称为图像存储与传输系统，是应用于现代化医院的各种数字医疗设备产生数字化医学图像信息的采集、存储、诊断、输出、管理、查询、信息处理的综合应用系统[3，4]。PACS 的前身是Teleradiology，即远程放射医学，它是实现医学图像信息管理的重要条件[5，6]。
　　PACS 主要用于医院的影像科室，经过发展，已经从简单的放射影像设备之间的图像存储与通信扩展至医院所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互操作。PACS 与其他医疗信息系统、数字化成像设备之间的医学信息交互能力已成为其技术指标的重要部分[7-9]。PACS 的发展趋势是组建本地区、跨地区广域网的PACS 网络，实现全社会医学影像的网络化[10]。
　　PACS 与其他不同的系统、设备之间进行医学图像相关的各种信息交互时，需要一个与厂商无关的通用协议将数据通信标准化，来保证不同厂家的信息系统和影像设备能够互联。1983 年，美国放射学会(American College of Radiology，ACR)和美国电器制造商协会(National Electrical Manufacturers Association，NEMA)成立了ACR-NEMA 数字成像及通信标准委员会，并在1985 年发布了ACR/NEMA 1.0 标准。1992 年，ACR/NEMA 第三版正式发布，并更名为DICOM 3.0。目前DICOM 3.0 已成为PACS 的国际规范，只有在DICOM 3.0 标准下建立的PACS，即PACS 必须具有符合DICOM 3.0 标准的输入、输出接口，才能和其他具备DICOM 3.0 标准网络接入能力的医疗信息系统和数字成像设备进行网络互联，为用户提供更好的系统连接和功能扩展[11，12]。
　　PACS 是随着现代医学影像学的发展、计算机技术在医学中的应用、网络技术的发展、数字化影像学的概念的形成而迅速发展起来的，它处于一个交叉领域中，是一个高新技术系统。目前各医疗卫生机构采用的PACS 大多基于DICOM 3.0 标准，是包括成像采集、显示、传送、存储、管理等方面的PACS 网络系统。
　　1.1.2 RIS
　　RIS 即放射科信息系统，是医院信息系统中非常重要的一个组成部分，是医学影像学科信息化环境建立的关键环节。RIS 是优化医院放射科工作流程管理的软件系统，其典型流程包括登记预约、就诊、产生影像、出片、报告、审核、发片等环节。RIS 配合医学分类和检索、放射物资管理、影像设备管理和科室信息报表等外围模块，实现了患者在整个流程中的质量控制、实地跟踪和差错统计，从而使得放射科室的管理进入到清晰的数字化管理阶段。
　　RIS 是随着数字影像技术、计算机技术和网络技术的进步，以及在医疗卫生行业的大量应用基础上而迅速发展起来的。旨在基于数字化与网络化的条件，解决放射科内部科室管理、工作流管理等问题。发展RIS 的*终目的就是要有效地提高放射科的工作效率，*终提高医学影像诊断的精确度和效率。RIS 的开发和使用，可以极大地提高医院综合诊断水平，加快医院工作效率，使医院具有为患者提供完善、优质的医疗服务的能力，真正步入规范化和高速发展的阶段。
　　目前，我国一些大型医院内，基于数字化、流程化、标准化的RIS 已投入使用。但因为RIS 无法和医院中其他医疗信息系统或数字化成像设备，如PACS、计算机断层成像(Computed Tomography，CT)技术等进行网络互联，来达到医学信息共享，RIS 已逐渐成为现代医院的“信息孤岛”(Information Island)。
　　随着医学影像学的进步，放射科具有网络接入能力的数字化成像设备的数量大增，先后出现了CT、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、正电子发射型CT、单光子发射型CT、数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography，DSA)等新的医学影像设备，其检查任务随之增多，这就迫切需要一套能够解决放射科整体工作流程的集成方案的提出与实现。
　　1.1.3 数字化成像设备
　　数字化成像设备(Digital Imaging Modality)，是指利用各种不同媒介作为信息载体，将人体内部的结构重现为影像的各种仪器，其影像信息与人体实际结构有着空间和时间分布上的对应关系[13]。现代医学影像设备的发展使得“影像信息”不再是单纯意义上的“影像”含义，它包括人体机能、生化成分等生物学信息，现在的“影像”已成了综合信息的代名词。
　　目前厂商提供的成像设备，均具有标准DICOM 接口，使用这个接口，通过网络来实现影像数据和其他信息的传输，如CR(Computed Radiography)和DR(Digital医学信息化技术与应用Radiography)、CT、MRI 和DSA 等[12，14]。这为数字化成像设备与其他医学影像学相关的医疗信息系统的集成提供了条件。
　　1.1.4 国外发展状况
　　为提高医院综合效益和医院竞争力，美国*早提出了医院信息化的概念。经过多年的技术发展，目前被普遍采用的医疗信息系统有HIS、RIS 和PACS。这些医疗信息系统在国外的发展过程基本上是围绕医院环境及任务而独立发展的。
　　美国在20 世纪60 年代初，便开始了医疗信息系统的研究。美国哈佛大学医学院附属麻省总医院(Massachusetts General Hospital，MGH)开发的著名的COSTAR系统于60 年代初开始运行，发展到今天已成为大规模的临床患者信息系统。20 世纪70 年代，随着计算机技术的发展和应用，医疗信息系统进入大发展时期，美国、日本和欧洲等国家和地区的医院，特别是大学医院及医学中心纷纷开发医疗信息系统，这成为医学信息学形成和发展的基础。
　　美国的医疗信息系统发展大致可以分为：20 世纪六七十年代，医疗信息系统的功能主要集中在医院行政管理上，如财务收费管理、住院患者和门诊患者管理等；20 世纪七八十年代，医疗信息系统开始面向医学信息的处理领域，如患者医疗处理系统等；20 世纪80 年代后期至今，研究重点放在了患者床边系统，如PACS 等。
　　日本的医疗信息系统起源于20 世纪70 年代初期，但大多数医疗信息系统是20世纪80 年代以后开始引进的。当前日本医院信息化系统的总体发展趋势是系统化、网络化、综合化，走自上而下的开发路线，一般以大型机作为中心，支撑整个系统工作，并广泛采用微机和网络技术。
　　欧洲医疗信息系统的发展比美国稍晚，大多开始于20 世纪70 年代中期和80年代，特点是实现了一些区域性的医院信息化系统。随着基础医疗机构的发展，欧洲各国和地区都将实现区域性的医院计算机网络。
　　医疗信息系统对于医院的意义不只是提高管理工作效率，建立医疗信息系统将大大提升医院的诊断及治疗水平，并通过实现中心医院对偏远地区医院的技术支持来实现地区乃至全国的医疗水平的提高。
　　1.1.5 国内发展状况
　　在我国，计算机很早就进入了医疗行业，当时只有少数几家大型的部属综合医院和教学医院拥有计算机，主要用于科研和教学。20 世纪80 年代初期，随着计算机技术的发展，一些医院开始开发一些小型的管理软件，如工资软件等。20 世纪80年代中期，一些医院开始建立小型的局域网络，并开发出基于科室的小型网络管理系统。进入20 世纪90 年代，计算机和网络技术进一步普及，实现完整的医院信息网络管理系统已成为可能。
　　于是一些有技术力量的医院开始开发适合自己医院的医疗信息系统，一些计算机公司也开始进入医学信息学领域，这对国内医疗信息系统的发展起到了很大的推动作用[15]。2002 年10 月在深圳召开的全国卫生信息化会议上正式提出了“数字化医院”这个概念，这将大大加快我国医院数