成功案例

医疗案例

挖掘放射成像设备的无限潜能

思科网络在上海瑞金医院PACS系统中成功应用

医院背景


上海瑞金医院原名广慈医院,创建于1907年,现隶属于上海第二医科大学,是一所著名的三级甲等综合性教学医院,在医疗、教学、科研、管理等方面在全国卫生系统名列前茅。近年来,上海瑞金医院正通过积极开拓经营思路,努力向着社会主义现代化的医疗集团发展:在浦东和浦西分别建立了中日合资的瑞东医院、沪港合作广慈医院以及中新合资瑞新诊所,新建的干部病房综合楼包括干部保健和特需病房两部分,将医院现代化、高水平医疗工作与宾馆式服务有机结合。医院现在核定病床1300张,在编职工3200余人,其中高级技术人员325名。设有硕士生点31个、博士生点14个,有硕士研究生导师186名,博士研究生导师45名,内、外科均为博士后流动站。上海瑞金医院的医德医术在广大病员和群众中享有盛誉,国内外求医者纷至沓来,现年门急诊量达160万人次,为全国之最,住院病人2万人次,手术病人2万人次。

网络应用历程


作为全国医疗卫生行业的领先医院,瑞金医院自1985年以来,就不断投入计算机辅助管理系统的建设。在1995年到1997年的计算机网络建设初始阶段,先后与几家HIS(Hospital Information System,医院信息系统)开发商合作,进行HIS系统开发。两年后,门诊挂号、收费系统实现了用计算机进行管理。1999年再度开发,门急诊挂号、收费、药房、设备科、库房等应用系统投入使用;此时住院系统仅在心脏内科、肾脏内科、眼科3个病区试点。然而,刚刚投入使用的系统运行很不稳定,由于系统是别人开发的,医院计算机中心技术人员遇到的问题力不从心。经研究,2000年6月,上海瑞金医院决定转变思路,由过去合作伙伴主导开发,变成在合作伙伴的协助下,医院自主开发适合医院实际运作的HIS。两个月后,全院门急诊、收费、挂号、诊间、药房子系统完成,当年11月进行了后期测试,200多个工作站全部上线运行。2000年11月,上海部分职工城镇医疗保险制度实施,作为行业领先的医院,上海瑞金医院的HIS系统首批与上海医保局顺利地实现联网。

2001年,上海瑞金医院进一步完成了检验科、手术室、人事处、麻醉科、库房、出入院、医生站、护士站、药剂科等站点HIS的子系统建设,直到年底全部推进。至此,瑞金医院门急诊系统开通运行收费、挂号、诊间、药房。住院系统开通运行56 个病区、8个科处,全院联网计算机达1100余台,并建立了20个HIS子系统。

PACS的提出


HIS帮助上海瑞金医院规范了管理流程,提高了记账的准确性和及时性,提高了管理效率,实现了文字型医疗数据信息的共享。HIS系统基本稳定运行之后,如何实现胸片、CT照片等影像信息的共享,提高CT、X光机等影像设备的利用率?成了上海瑞金医院进一步考虑的问题。

在上海瑞金医院,放射科是“贵重物品”密集的地方,有CT、MR、DSA、普通X光机、数字胃肠机等价值不菲的设备共20余台。这些设备投资占了医院投资的较大部分。发挥投资效益、提高临床影像诊断质量,对提升上海瑞金医院的经营管理效率和诊疗水平至关重要。“影像存取与传输系统”( Picture Archiving and Communication System,PACS )为解决这一问题提供了先进的技术手段。PACS能够有效地储存、管理、和利用每天大量产生的的医学影像资料,方便全院所有科室共享使用,并且可以进一步应用于计算机辅助诊断、远程医疗、远程医学教学当中。2001年初,上海瑞金医院决定启动PACS建设。

实施过程


PACS的开发对技术要求高、周期比较长。要将CT、磁共振、X射线,以及B超、内窥镜、电子显微镜等设备中的各种图像取出来,反映在电脑的界面上,必须熟悉国际通用的标准,例如DICOM 3.0。该软件专业性很强,国际化要求高,自主开发有一定的难度。在进行了一系列认真客观的论证、分析后,上海瑞金医院决定,选择在国内外有较高声誉的专业公司与他们共同开发该系统。

这时,上海岱嘉医学影像系统有限公司进入了上海瑞金医院的视线。医院领导召集放射科、计算机中心、医务处、门诊部、急诊部、财务处、总务处、监察审计以及影像应用主要临床科室,对岱嘉的PACS 系统进行全面考察论证,对影像分辨率及压缩比、传送和存储技术架构、传送和调阅速度、RIS功能以及整体性能进行考量。同时,在全院PACS应用主要职能部门和临床科室搭建测试演示网络。

测试结果验证了方案的可行性,2001年年初,上海瑞金医院第一期PACS建设启动,同年6月完工。一期工程把放射科20余台影像设备连入PACS,包括MR、CT、普放、 DSA。所有设备通过三种方式连入PACS:对于那些本身具有DICOM标准接口的影像设备,直接连入PACS;对于那些不具有DICOM标准接口的影像设备,如普通X-光机,通过三台 KODAK公司的CR,得到DICOM图像,并传入PACS;飞利浦数字胃肠机通过加装DICOM Gateway,把影像转换为DICOM格式后传入PACS。

一期工程完工后,放射科内的读片实现了无片化和无纸化,所有读片过程均在PACS/RIS 终端上进行。系统投入使用后,病人及其家属再也不用在医院里跑上跑下,医生可以随用随调影像资料,在一个界面上可以同时显示多种影像资料,便于医生进行综合分析、判断。所有片子都存储在计算机中心机房里两个1立方米左右的“黑色柜子”中,也就是图像信息的存储中心。现在设备可以在线存储上海瑞金医院5年的影像。按照规定,医院保存病史的年限为15年。5年之后,上海瑞金医院可以对现有设备扩容,也可以离线备份。

2002年5月,在PACS 一期工程建设的基础上,上海瑞金医院又开始了PACS 二期工程建设,2002年10月验收,并进行全员培训,实现全院“无胶片化”。

网络为PACS保驾护航


HIS系统以处理文本信息为主,PACS则需要处理大量的影像信息,数据量多出几十倍。在上海瑞金医院,HIS系统和PACS系统一天的数据量为4000多兆,其中HIS系统的数据量为40兆左右,PACS系统的数据量占全院信息量的99%。因此,实施PACS系统,对计算机网络的速度、可靠性、可用性、扩展性、服务质量、存储容量等方面都有着极高的要求。

上海瑞金医院早年采用思科系统公司的网络设备,建成了一个ATM结构的网络,该网络在前期的HIS系统阶段一直稳定可靠地运行,但已经不能满足全院PACS的信息传输需求。在实施PACS二期工程的同时,瑞金医院再次选择思科系统公司的网络设备,将网络升级为千兆以太网结构。由于思科系统公司的产品具有很好的一致性,原有的网络设备可以充分利用,很好地保护了投资。

如下图所示,瑞金医院采用千兆和ATM并行的网络。以两台Cisco Catalyst 6500高性能千兆以太网交换机互为备份,形成全院的网络核心。此外还采用了40多台Cisco Catalyst 2950和Cisco Catalyst 3550作为接入层交换机,连接各个影像设备和PACS工作站。存储设备采用光纤通道存储局域网络(SAN)和光纤网络存储(NAS),以保证医院对大容量、高速度、高可靠、扩充性的数据存储要求。

上海瑞金医院信息中心沈副主任介绍说,之所以再次选择思科,除了因为其产品具有高性能、高可靠性、高安全性等因素外,更主要的是看重思科的综合实力和品牌。在当前国际上IT公司之间兼并收购频繁的情况下,如果所选择的供应商被收购,其产品的后续研发和服务就有可能脱节,投资得不到保护。而选择有实力、财务稳健的思科系统公司,这方面的风险可以控制到最小。

上海瑞金医院信息系统示意图

瑞金医院升级后的网络上,整个系统在影像调阅速度、影像在线时间和安全性方面都表现出很好的性能,例如单幅CR影像从开始调阅至显示的时间一般小于3秒。畅通的网络,大大提高了医护人员使用PACS的积极性。

取得的成功


目前整个医院已联网PACS 影像工作站以及影像报告站有241台,联网放射成像设备20台。放射科每天约700多张归档片已全部数字化。门诊部安装了107 部液晶显示器影像诊断工作站,临床科室设立了 83 部影像诊断工作站,放射科新增RIS工作站 14 部并新增了服务器和存储设备。

实施 PACS 二期工程以后,对放射科内部管理、全院影像管理以及临床影像诊断质量都得到了很大的提高。表现在以下几个方面:

  • 提高了影像保管质量,检索方便准确、由于从传统灯箱读片转为数字化读片,可以进行纵向和横向比较,提高了诊断质量;

  • 与 HIS 系统诊间工作站整合以后,可以缩短病人的就诊时间。按照传统拍片流程,一个门诊病人从拍片到取片,约需2小时。而现在只需约半个小时在诊间工作站可以调阅病人的影像;

  • 减少了胶片的消耗,缩短了患者在医院的滞留时间,规范了医院流程,带来了明显的经济效益;

  • 功能强大的工具和设备大大提高了诊断水平;

  • 从医生角度来说,减少了劳动强度、规范了报告内容,方便教学和学术交流,极大的提高了工作效率。

PACS 系统是数字化医院的一个重要体现,上海瑞金医院的整个PACS 系统符合国际数字医学影像及通讯标准 DICOM3.0,并以在全院范围内实现无胶片化的应用模式为目标。通过实现与医院 HIS、RIS 系统的整合,大幅度改善了整个医院医疗工作的流程,提高了医院的运作效率,降低了运营成本。从目前医院各门诊的影像调阅次数即点击率看,瑞金医院的PACS的使用情况越来越好,PACS系统的广泛应用极大地推动了医院迈向建设数字化医院的进程。

投入和效益


要准确计算信息系统的效益是比较困难的。上海瑞金医院教授、中华医学会影像技术学会专家曹厚德先生在一篇题为《构建PACS的决策与实施》的论文中写道:

PACS 作为一个集成系统,不像CT、MR等影像设备会直接创造明显的经济效益,通常其效益主要通过节省胶片及提高诊断效率,从而缩短病人住院日等间接地实现。

  1. 节省胶片 以我国台湾地区的一所500多张床位的小港医院为例,该院分3个阶段实现PACS计划。在第一阶段实现影像科室的数字化联网后,胶片用量即减少70%。经核算,仅节省的胶片费用(包括冲洗设备、消耗材料、相关人员的工资、利息及通货膨涨率等)5年左右即可回收投资。山东省医学影像研究中心仅CT室应用PACS后,每年即可节约资金30多万元。

  2. 增加病人流通量 美国PACS的先驱者, 著名的巴尔的摩VA医疗中心初步实现PACS计划后,在不增加人员及设备的情况下,翌年接诊病人上升接近70%。奥地利维也纳Danube医院在PACS运行后,与维也纳市其他医院相比,住院检查时间从9~11d减少为6.9d。如果我国床位数600张左右的大型医院,平均住院日能减少2d/人,则相当于增加90张床位,以每张床位每天收入600元(含成本)计算,每年可增 加收入1900万元(含成本)左右。

上海瑞金医院核定病床数为1300张,PACS系统的投入为2000万元。其投入和效益的关系由此可以做一个大致的推算。

经验和教训


事前仔细规划 PACS是一个集成系统,跟安装单台精密的大型影像设备,如MRI、CT相比,建立PACS需要在规划上花更多的心思。首先要对PACS合理性进行分析,包括经济上的合理性和改进临床服务的合理性;其次对工作流程的分析,工作流程分析是PACS规划过程中重要步骤之一,它决定了PACS的规划和资料结构,还决定了所需的网络带宽;此外,还要对网络环境进行分析以及存档需要的估计。建立PACS会涉及多个部门,如信息部门、设备部门、所有应用PACS的临床科室等,好的规划才能保证建立过程顺利进行,并节约成本。

选择合适的合作伙伴 PACS开发难度较大,涉及国际上多种先进的设备及其软件接口技术,因此必须选择具有实力和经验的合作伙伴。

基础设施至关重要 PACS对计算机网络环境的运行速度、存储容量和存取速度等方面的要求都非常高,因此,必须建立一个高性能、高可靠性、安全性、可扩展的计算机网络环境,让PACS畅通运行。

全院总动员 尽管放射科是建立PACS的主导力量,但PACS实际上是一个涉及整个医院的整体的病人管理系统,必须动员所有相关科室和后勤保障部门共同参与。放射学影像只是病人电子病案( Electronic Medical Record,EMR )的一部分。PACS同电话、计算机网络系统一样,属于医院的信息基础设施,它可以使放射科更快更好地为临床医生服务,放射科之外的临床科室才是该系统的最大受益者。

下一步


上海瑞金医院PACS二期已经通过验收,接下来需要深化应用,挖掘效益,提高效率。瑞金医院院长李宏为在PACS二期工程验收会议上表示:今后必须将 PACS的应用列入医院的检查、考评、考核之中,鼓励多使用,合理分配资源、降低成本、提高效率,使PACS为医院发挥最大的作用。同时,还要加强对医院员工的培训力度和效果检查。瑞金医院将以9号高干楼为无片化试点,订立实施计划和方案,并逐步将无片化目标推向医院临床;然后再将B超、核医学接入PACS,提高诊断质量,使医院数字化建设得以更加顺利地进行下去。

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