DICOM MPPS的原理及應用

Principle and Application of DICOM MPPS

 

   引言

醫學影像存檔與通訊系統(PACS，Picture Archiving and Communication System)是近年來迅速發展起來的。旨在全面解決醫學映像的擷取、顯示、儲存、傳送和管理的綜台系統。PACS是一個實現醫學映像數字化管理的電腦網路．資料交換標準協議是資訊傳輸的先決條件，而醫學數字影像傳輸(DICOM)標準是第一個廣為接受的全球性醫學數字成像和通訊標準。為瞭解決不問影像裝置和PACS廠商在映像資料格式和傳輸方式上的差異，美國放射學會{ACR)和美國全國電子廠商聯合會(NEMA)於1985年聯合建立了醫學數字成像和通訊標準 (D1gital Imaging and Communication in Medicine，DICOM)以利於規範映像及其相關資訊的交換。目前DICOM 議已經得到非常廣泛的支援， 但其主要應用是用來完成醫學映像的儲存(即C—Store服務)、傳輸、查詢、相關的影像處理以胺片列印，而在裝置商務資訊管理系統及工作流程管理服務中的應用卻相當的緩慢。最近DICOM MWL(Modality Worklist)已開始逐漸得到應用，藉助它可以實現病人資訊的自動錄入，減少了技師在裝置控制台上再次輸入病人資訊的環節，從而大大降低了資訊重複錄入的工作量和輸人錯誤的幾率。然而，成像裝置何時開始進行檢查、何時完成檢查．及檢查操作過程中發生的一些事件，如何將這些與日常商務程序管理密切相關的語音總機相應的工作流程管理者，通常是PACS和RIS(放射資訊系統)，使得PACS／RIS系統能夠及時 準確地知道當前正在做什么檢查、哪些檢查在什麼時間已經完成、哪些映像已經採集可以去查詢和擷取了，這是PACS／RIS系統業務管理流程的一個素要環節.

DICOM協議中定義了MPPS服務(裝置操作過程步驟Modality Performing Procedure Step)。應用MPPS服務，成像裝置就可以向PACS／RIS系統傳遞檢查執行過程中的各種狀態資訊．從而改善和加強工作流程的管理。

1 MPPS的原理

在一個完整的常規檢查流程中，病人進入醫院後先進行登記預約．然後到相應的科室進行檢查．完成到診、檢查採集映像 檢查完成等業務，隨後映像

傳輸到PACS系統裡，據此進行閱片、診斷，接著出一份報告，有時還列印膠片．檢查完成後病人離開。

按時間關係，一個檢查過程的I(從左至右)：

PACS／RIS系統與裝置進行的資訊互動主要包括：裝置檢查前，使用DICOM Modality Worklist功能從RIS中擷取已登記的病人資訊；裝置檢查過程中，通過

DICOM MPPS功能將檢查狀態發送給PACS／RIS系統；在檢查完成後，裝置通過DICOM Storage功能將映像發往PACS系統進行儲存管理。1所示。

 

1．1 MPPS與MWL

MWL和MPPS是DICOM 定義的裝置與資訊系統之間進行業務管理資訊互動的主要手段，在實際應用中，常將MWL與MPPS融合起來，也有稱MPPS為對MWL的擴充。MWL是將資訊從資訊系統傳遞到裝置上去，而MPPS是將裝置檢查的狀態資訊傳遞到資訊系統中。在醫生選中worklist 項獲得將要進行檢查的病人資訊後進行映像採集(它包含Scheduled Procedure Step，SPS)，以及到采圖結束這一段時間， 可以用MPPS服務來傳遞裝置執行任務的各種目前狀態，1所示。

MPPS是真正執行的一個操作過程(Performed)，跟預約(Scheduled)的操作步驟並不完全相同，並且常常是不同的，在實際情況中，則可能關係到若干實際執行的操作。

對於任務管理者來說，如RIS，處於管理和監控的需要，它們需要知道當前的任務的狀態，這就需要執行裝置能夠有效地提供任務的狀態值。應用MPPS，就是在映像開始採集時，成像裝置向任務管理者發送一個訊息，表明某個任務開始，即對某個病人採集映像，如果操作過程中出現了意外而終止時，也要通過訊息通知流程管理者。如果沒有異常的完成了正常採集流程，就通知流程管理者此項任務完成。此時，有關係統可以向裝置查詢、請求映像了。

1．2 MPPS服務過程

在DICOM標準中，用兩個原語來完成此項服務：一是N—Create，二是N—Set。其服務過程如下：

● 裝置從worklist中選中安排的任務，開始映像採集，用N—Create原語通知工作流程管理者建立

MPPS執行個體，並且進入開始狀態。

● 工作流程管理者收到請求後，建立該執行個體，並設定相應的狀態，成功後返回正確的響應；如果失敗

則返回失敗原因，裝置將關聯此服務。

● 裝置收到工作流程管理者的確認資訊。當映像採集結束用N—Set原語通知工作流程管理者此MPPS結束。

● 工作流程管理者收到更改通知，進行相應的操作，返迴響應。

● 關閉裝置與工作流程間的聯絡。

這樣RIS可以及時得到執行的狀態， 提供了工作流程管理的必要條件，有效地加強了管理力度。例如，當通過MPPS通知映像已採集完成時，RIS就可進行相關的查詢操作。同時管理者(或技師)也可以利用這些狀態資訊來進行檢查完整性驗證，例如確認檢查完成後PACS系統能得到有關的映像。

2 MPPS的實現

MPPS分為SCP與SCU兩種角色，前者用到工作流程管理端，通常是PACS/RIS。本文用RIS作為工作流程管理者；後者用在執行的裝置上。

MPPS與其他的儲存，查詢等網路通訊服務一樣也是在TCP基礎上建立串連來完成訊息的互動的；其服務架構如下：

其中，MPPS執行個體的建立，以及其狀態的更新，可以在兩個不同的聯絡中進行。

 

2．1建立執行個體

當裝置在擷取任務後，開始採集映像時， 它通知RIS此事件，而在通知時，需要確定一個MPPS實

例。在DICOM協議中，用N—Create原語來提供此服務。

    在此請求中，既有新建立的MPPS執行個體UID，又包含MPPS執行個體的狀態，即IN PROGRESS。

RIS在收到此請求後，將建立一個執行個體，並將其狀態設定為IN PROGRE SS。成功後返回一個確認的響應

2．2傳遞狀態

在映像採集開始後，要麼採集過程出現異常，要麼正常的完成。分別用DISCONTINUED，COMPLETE

兩個狀態來表示。

裝置用N-Set服務原語來通知RIS端。此請求所設定的對象用建立的MPPS執行個體UID來標記。作為MPPS SCP的RIS端收到請求後，更新指定的執行個體的狀態值。正常則返回成功的響應以確認此服務完成。

MPPS管理狀態資訊在MPPS IOD中用屬性(0040，0252)來描述。所有的狀態均由裝置初始化。有3個狀態：

IN PROGRE SS：裝置開始執行任務。

DISCONTINUED：說明取消或者非成功的終止：在MPPS開始後，卻不能被裝置完成。裝置通知Is以重新安排或取消有關過程。

COMPLETE，說明對複合SOP執行個體的擷取已經成功地完成，SCU已提供MPPS所需的所有的值。

3結論

MPPS是工作流程和業務管理的一個重要功能。IHE定義了完整的醫學資訊系統的工作流程架構，根據這一架構可以設計和實現整合HIS、PACS、RIS的真正意義上的數字化醫院。DICOM標準針對工作流程管理定義了MWL，MPPS，SPS等服務，這些服務是串連HIS、PACS、RIS和裝置之間的紐帶。當前這方面的應用在國內還在起步，隨著PACS系統的不斷髮展，工作流程(Workflow)管理已經成為未來PACS發展的趨勢。如何將PACS、RIS和成像裝置更好地融合到一起，實現符合醫院業務功能的工作流程，從而能夠更好地滿足日常業務工作的需要，是實現全功能的數字化放射科的重要內容，也是未來幾年PACS系統發展的重點。