Nghiên cứu chuẩn lưu trữ truyền ảnh trong y tế và ứng dụng tại bệnh viện đa khoa đông anh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2




PHẠM THỊ THƠM




NGHIÊN CỨU CHUẨN LƢU TRỮ TRUYỀN ẢNH
TRONG Y TẾ VÀ ỨNG DỤNG TẠI BỆNH VIỆN
ĐA KHOA ĐÔNG ANH




LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH

HÀ NỘI, 2014

2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2




PHẠM THỊ THƠM




NGHIÊN CỨU CHUẨN LƢU TRỮ TRUYỀN ẢNH
TRONG Y TẾ VÀ ỨNG DỤNG TẠI BỆNH VIỆN
ĐA KHOA ĐÔNG ANH



Chuyên ngành : Khoa học máy tính
Mã ngành : 60480101




LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS. TS Vũ Đức Thi








HÀ NỘI, 2014

3
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2,
tôi rất vinh dự nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ từ quý thầy cô, gia đình và bạn bè
đồng nghiệp.
Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn GS.TS
Vũ Đức Thi ngƣời thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Tôi xin trân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học cùng
các thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin của Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà
Nội 2 những ngƣời thầy đã trang bị kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Ban giám đốc, khoa Chẩn đoán hình
ảnh, phòng Tổ chức hành chính và tổ Công nghệ thông tin của Bệnh viện đa khoa
Đông Anh đã giúp đỡ tôi thu thập thông tin, số liệu, thiết bị y tế hỗ trợ trong quá
trình thực hiện nghiên cứu luận văn.
Và cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, đặc

biệt cảm ơn ngƣời cha, ngƣời chồng mẫu mực và con gái ngoan đã tiếp thêm sức
mạnh, chia sẻ, cảm thông giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2014
HỌC VIÊN



Phạm Thị Thơm

4
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn này là kết quả tìm hiểu và
nghiên cứu của riêng tôi. Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu chuẩn
lưu trữ, truyền ảnh trong y tế và ứng dụng tại Bệnh viện đa khoa Đông Anh” số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và không
trùng lặp với các đề tài khác, đồng thời các thông tin trích dẫn trong luận văn đã
đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung đƣợc viết trong luận
văn này.

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2014
HỌC VIÊN



Phạm Thị Thơm


5
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1
LỜI CAM ĐOAN 4
MỤC LỤC 5
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 8
DANH MỤC CÁC BẢNG 10
MỞ ĐẦU 11
NỘI DUNG 14
CHƢƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ CHUẨN LƢU
TRỮ, TRUYỀN HÌNH ẢNH TRONG Y TẾ 14
1.1 Khái quát về hệ thống thông tin y tế 15
1.1.1 Hệ thống thông tin bệnh viện ( HIS) 15
1.1.2 Hệ thống thông tin chuẩn đoán hình ảnh (RIS) 16
1.1.3 Hệ thống lƣu trữ và truyền ảnh (PACS) 17
1.1.4 Hệ thống quản lý xét nghiệm ( LIS) 18
1.1.5 Y tế từ xa (Telemedicine) 19
1.2 Hệ thống PACS 23
1.2.1 Lịch sử phát triển hệ thống PACS 23
1.2.2 Kiến trúc của hệ thống PACS 24
1.2.3 Ứng dụng chuẩn PACS trong hệ thống thông tin y tế: 25
CHƢƠNG 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG CHUẨN LƢU TRỮ, TRUYỀN,
HIỂN THỊ HÌNH ẢNH Y TẾ 27
2.1 Chuẩn DICOM 27
2.1.1 Giới thiệu chung 28
2.1.2 Phạm vi và lĩnh vực ứng dụng của DICOM 29
2.1.3 Mục tiêu của ảnh DICOM 30
2.1.4 Cấu trúc của chuẩn tập tin ảnh DICOM 30
2.2 Thu nhận ảnh DICOM 36
2.2.1 Đặc điểm của cổng nhận ảnh 36
2.2.2 Các bƣớc thực hiện thu nhận ảnh và dữ liệu 36

2.2.3 Các khó khăn trong việc xây dựng cổng thu nhận ảnh và dữ liệu 37
2.2.4 Hệ thống mạng 37
2.3 Tổ chức lƣu trữ ảnh DICOM 44
2.3.1 Máy chủ lƣu trữ và điều khiển 44
2.3.2 Các yêu cầu trong thiết kế hệ thống mạng 45
2.4 Phân bố và hiển thị ảnh DICOM 47
2.4.1 Trạm hiển thị ảnh 47
2.4.2 Phân bố ảnh DICOM 48
2.4.3 Hiển thị ảnh DICOM 2D 48
2.4.4 Hiển thị ảnh DICOM 3D 50

6
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƢU TRỮ, TRUYỀN ẢNH HỖ TRỢ
CHẨN ĐOÁN BỆNH TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA ĐÔNG ANH 65
3.1 Giới thiệu bệnh viện đa khoa Đông Anh 65
3.2 Hệ thống hỗ trợ chẩn đoán tại Khoa Chẩn đoán hình ảnh 65
3.2.1 Giới thiệu về khoa chẩn đoán hình ảnh 65
3.2.2 Hiện trạng trang thiết bị tại khoa chẩn đoán hình ảnh 66
3.2.3 Quá trình tạo ảnh và lƣu ảnh tại khoa chẩn đoán hình ảnh 70
3.3 Phân tích thiết kế hệ thống 73
3.3.1 Mô hình hệ thống 73
3.3.2 Các thành phần chính của hệ thống 73
3.3.3 Một số chức năng của hệ thống 74
3.3.4 Yêu cầu khi thiết kế hệ thống 75
3.4 Cài đặt chƣơng trình 76
3.4.1 Một số kết quả đạt đƣợc 76
3.4.2 Một số nhận xét đánh giá 80
KẾT LUẬN 82
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 83
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

PHỤ LỤC 86


7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DICOM
Digital Imaging Communications in Medicine
RIS
Radiology Information System
HIS
Hospital Information System
LIS
Laboratory Information system

PACS
Picture Archiving and Communication
Systems

HL7
Health Level 7
CT
Computerized Tomagraphy
MRI
Magnetic Resonnance Imaging
PET
Positron Comuterized Tomagraphy

SPET
Single Photon Emission Comuterized
Tomagraphy

ACR
American College of Radiology
OSI
Open Systems Interconnection
HTTP
HyperText Transfer Protocol
WWW
World Wide Web
EPR
Electronic Patient Record
ATM
Asynchronous Transfer Mode
ACR
American College of Radiology
NEMA
National Electrical Manufacturers Association


8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Hệ thống thông tin bệnh viện ( HIS) 16
Hình 1.2: thống thông tin chẩn đoán hình ảnh (RIS) 17
Hình 1.3: Hệ thống lƣu và truyền hình ảnh (PACS) 18
Hình 1.4: Hệ thống thông tin quản lý xét nghiệm (LIS) 19
Hình 1.5: Y tế từ xa 22
Hình 1.6: Mô hình hệ thống PACS 25
Hình 1.7: Ứng dụng của chuẩn DICOM trong hệ thống PACS 26
Hình 2.1: DICOM và mô hình tham chiếu OSI 31
Hình 2.2: Cấu trúc file DICOM 31
Hình 2.3: Thông tin file DICOM 32

Hình 2.4: Cấu tạo Data Set 33
Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống tổng quát thu nhận, truyền, hiển thị ảnh DICOM 36
Hình 2.6: Sơ đồ hoạt động của cổng nhận ảnh 37
Hình 2.7: Luồng dữ liệu khái quát của kiến trúc stand – alone. 38
Hình 2.8: Luồng dữ liệu tổng quát của kiến trúc client-server 40
Hình 2.9: Máy chủ chứa ảnh dựa vào Web 43
Hình 2.10: Tiến trình hiển thị ảnh 49
Hình 2.11: Kiến trúc PACS điển hình cho hiển thị ảnh dựa trên Web 49
Hình 2.12: Kkiến trúc Component dùng hiển thị ảnh để chẩn đoán tại các
workstation 50
Hình 2.13: Hình 3D biểu diễn theo kỹ thuật Volume Rendering (VR) 51
Hình 2.14: Minh họa kỹ thuật object –order 52
Hình 2.15: Minh họa kỹ thuật image –order 52
Hình 2.16: Mô hình Blinn / Kajiya 53
Hình 2.17: Minh họa kỹ thuật đơn giản hóa tính toán
cƣờng
độ ánh sáng 55
Hình 2.18: Sơ đồ tổng quan của rendering MIP. 56
Hình 2.19: Hình ảnh 3D
đƣợc
biểu diễn theo phƣơng pháp SR 57
Hinh 2.20: Minh họa thuật toán Marching square 58
Hình 2.21: Trƣờng hợp Marching Square 59
Hình 2.22: Minh họa tạo bề mặt từ các đƣờng

viền 59
Hình 2.23: Xây dựng bề mặt theo giá trị của các đỉnh 60
Hình 2.24: Các trƣờng hợp một mặt đi qua khối lập ph
ƣ
ơng trong thuật toán

Marching Cubes 61
Hình 2.25: Một trƣờng hợp lỗi của Marching Cubes 61
Hình 2.26: Chia khối lập phƣơng thành các khối tứ diện 62
Hình 2.27: Hai trƣờng hợp mặt phẳng đi qua khối tứ diện trong thuật toán Marching
Tetrahedra 62
Hình 2.28: Minh họa thuật toán Dividing Cubes để vẽ đƣờng trong mặt phẳng 63
Hình 2.29: Minh họa thuật toán Dividing Cubes trong không gian ba chiều 64
Hình 3.1: Máy Brilliance 2 và 64-slice CT Scanner by Philips tại khoa Chẩn Đoán
hình ảnh. 66

9
Hình 3.2: Nguyên lý của máy CT có 64 dãy đầu thu, bề rộng của một dãy đầu thu là
0,5 mm, chiều dài của toàn bộ detectors là 32 mm 67
Hình 3.3: Sơ đồ thu nhận hình ảnh CR (Computed Radiography) 68
Hình 3.4: Quá trình tạo ảnh và lƣu trữ ảnh tại khoa Chẩn đoán hình ảnh 70
Hình 3.5: Tiến trình công việc hiện thời tại khoa Chẩn đoán hình ảnh 71
Hình 3.6: Tiến trình công việc tại khoa CĐHA sau khi triển khai hệ thống 73
Hình 3.7: Mô hình hệ thống hỗ trợ hình ảnh tại bệnh viện 73
Hình 3.8: Giao diện chƣơng trình 77
Hình 3.9: Xem ảnh bệnh nhân 77
Hình 3.10: Xem toàn bộ ảnh 2D của bệnh nhân 78
Hình 3.11: Dựng 3D dựa theo các lát cắt 78
Hình 3.12: Dựng 3D dựa vào khuôn mặt 79
Hình 3.13: Chức năng tìm kiếm theo chỉ mục của ảnh 79

10
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Các Modality hỗ trợ DICOM 27
Bảng 2.2: Các trƣờng cấu tạo trong Data Set 35
Bảng 3.1: Một số thƣ viện hỗ trợ 76

11
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong cuộc sống hiện đại, song song với việc chăm sóc sức khỏe thì công tác
y tế cũng giữ một vai trò quan trọng đối với sự phát triển của con ngƣời. Với sự
bùng nổ dân số toàn cầu, kèm theo đó là sự xuất hiện của nhiều căn bệnh mới đòi
hỏi ngành y tế cần phải nỗ lực hơn nữa trong chẩn đoán và điều trị, do đó việc ứng
dụng công nghệ thông tin vào lĩnh vực y tế là rất cần thiết.
Để giúp cho chẩn đoán đƣợc chính xác và nhanh nhất, nhiều bệnh viện đã
tăng cƣờng đầu tƣ máy móc, trang thiết bị hiện đại nhƣ máy chụp cắt lớp phát xạ
Positron (PET), máy chụp cộng hƣởng từ (MRI), máy chụp cắt lớp vi tính (CT-
Scanner), X-Quang kỹ thuật số, các dữ liệu về hình ảnh này có ý nghĩa to lớn trong
quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh. Việc quản lý dữ liệu bằng film ảnh của bệnh
nhân hiện nay tại khoa chẩn đoán hình ảnh còn rất khó khăn, gây trở ngại cho các
bác sỹ trong việc tra cứu, chia sẻ thông tin để chẩn đoán bệnh. Đặc biệt, với tình
hình thực tế hiện nay, các thiết bị tạo ảnh y tế công nghệ cao (PET, MRI, CT…) hầu
hết đều đƣợc đầu tƣ tại các bệnh viện tuyến tỉnh, cùng với đội ngũ bác sỹ, chuyên
gia chủ yếu tập trung tại các bệnh viện tuyến trung ƣơng. Mặt khác, phần mềm hỗ
trợ đi kèm của mỗi thiết bị tạo ảnh lại khác nhau, các máy hoạt động tách rời, đơn
lẻ, phần mềm hỗ trợ xem ảnh không đồng bộ về mặt cơ sở dữ liệu, không kết nối
chung đƣợc với hệ thống quản lý bệnh viện dẫn đến khó khăn cho các bác sỹ hồi
cứu lại bệnh của lần khám trƣớc.
Vấn đề cấp bách đặt ra cho các bệnh viện hiện nay là cần phải có một Hệ
thống hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh, hệ thống này sẽ thực hiện thu nhận và lƣu trữ hình
ảnh y tế trên máy chủ nhằm hỗ trợ bác sỹ trong chẩn đoán bệnh, hình ảnh của bệnh
nhân đƣợc lƣu trữ lâu dài, thuận lợi cho bác sỹ hội chẩn từ xa với các chuyên gia
tuyến trên mà không phụ thuộc vào khoảng cách địa lý.
Từ những lý do trên và từ yêu cầu thực tiễn của nơi công tác, chúng tôi đã
chọn đề tài: “Nghiên cứu chuẩn lưu trữ, truyền ảnh trong y tế và ứng dụng tại

Bệnh viện đa khoa Đông Anh” nhằm tìm hiểu về chuẩn lƣu trữ hình ảnh phổ biến

12
trong y khoa, và các hệ thống thông tin liên quan từ đó xây dựng hệ thống lƣu trữ &
truyền hình ảnh và hệ thống hỗ trợ chẩn đoán hình ảnh tại bệnh viện.
2. Mục đích nghiên cứu:
- Giúp cho việc khám chữa bệnh trở lên thuận lợi dễ dàng, bác sỹ có thể ngồi
bất cứ nơi nào trong bệnh viện đều có thể chẩn đoán hình ảnh. Bệnh nhân sau khi
đƣợc chụp, kết quả chụp hình ảnh sẽ đƣợc truyền lên trung tâm lƣu trữ ảnh dựa trên
chuẩn DICOM theo cấu trúc của hệ thống PACS.
- Ảnh của bệnh nhân đƣợc lƣu suôt trong quá trình điều trị tại bệnh viện, các
bác sỹ dễ dàng chẩn đoán bệnh chính xác hơn, nhanh hơn trong các lần tài khám.
- Đối với những bệnh phức tạp khó chẩn đoán, có thể hội chẩn từ xa với các
chuyên gia đầu ngành.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu chuẩn lƣu trữ, truyền ảnh.
- Xây dựng phần mềm thử nghiệm đọc ảnh, hiển thị ảnh, tìm kiếm ảnh dựng
ảnh Dicom ứng dụng tại Bệnh viện đa khoa Đông Anh.
4. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu:
4.1 Đối tƣợng nghiên cứu:
- Một số hình ảnh y tế nhƣ: Phim Xquang, Nội soi, Siêu âm, soi kính hiểm
vi, ảnh CT, MRI… của các bệnh nhân đang điều trị tại Bệnh viện.
- Các thiết bị y tế nhƣ: Máy siêu âm, máy nội soi, máy CT, máy MRI…
4.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Bệnh viện đa khoa Đông Anh
5. Dự kiến đóng góp mới:
- Ý nghĩa khoa học:
Đóng vai trò quyết định cho việc hoàn thiện một bệnh án điện tử chính thống
nơi đó lƣu lại toàn bộ hồ sơ bệnh án của bệnh nhân trong mỗi lần khám hoặc điều trị
tại bệnh viện.

13
- Ý nghĩa thực tiễn:
Đề tài khi hoàn thành sẽ là một công cụ giúp các bác sỹ một phần trong công
tác chẩn đoán bệnh bằng hình ảnh. Đây là cơ sở có thể phát triển ứng dụng trong
thực tế tại Bệnh viện đa khoa Đông Anh nói riêng và trong toàn ngành y tế nói
chung.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Phƣơng pháp lý luận
- Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu.

14
NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ CHUẨN
LƢU TRỮ, TRUYỀN HÌNH ẢNH TRONG Y TẾ
Với nhiều quốc gia đang phát triển – trong đó có Việt Nam – vấn đề trao đổi
dữ liệu y tế giữa các bệnh viện trong nƣớc và với các bệnh viện quốc tế là một vấn
đề khá mới mẻ. Khái niệm mạng gần nhƣ không còn xa lạ với ngƣời dân Việt Nam
ngày nay, nhƣng ngƣời ta dƣờng nhƣ vẫn còn mơ hồ với khái niệm “mạng y tế”.
Có thể định nghĩa mạng là một hệ thống kết nối với nhiều thiết bị (hoặc tập
hợp nhiều thiết bị) lại với nhau. Mỗi điểm là một hoặc nhiều máy tính (gọi là mạng
máy tính); một hoặc hệ thống nhiều máy điện thoại (gọi là mạng điện thoại); một
hay nhiều thiết bị video (gọi là mạng truyền hình) … với mục đích là truyền các dữ
liệu máy tính (đối với mạng máy tính); truyền giọng nói, âm thanh (đối với mạng
điện thoại); truyền hình ảnh hoặc phim video (đối với mạng truyền hình) trong
phạm vi một văn phòng, một tòa nhà, một thành phố, một quốc gia hay giữa các
quốc gia với nhau.
Nhƣ vậy, “mạng y tế” đƣợc hiểu là một hệ thống kết nối với nhiều thiết bị y

tế với nhau nhằm mục đích truyền dữ liệu y tế giữa các hệ thống trong cùng một
bệnh viện, giữa các cơ sở y tế khác nhau, thậm chí giữa các quốc gia trên thế giới.
Ta biết môi trƣờng thông tin trong ngành y tế là một môi trƣờng phức tạp và
đa dạng; ngoài môi trƣờng thông tin hành chính (gồm các văn bản, quy chế, quyết
định, thông báo, hƣớng dẫn,…) còn có các thông tin phục vụ khám chữa bệnh cũng
phải đƣợc quản lý nhƣ: thông tin về quản lý hành chính (quản lý đội ngũ y bác sỹ,
quản lý vật tƣ, quản lý tài chính,…); thông tin bệnh viện (quản lý bệnh nhân, quản
lý hồ sơ bệnh án), ví dụ: để chẩn đoán cho một bệnh nhân, chúng ta cần thông tin về
bệnh sử, thông tin kết quả thăm khám nhƣ xét nghiệm (huyết học, sinh hóa, vi sinh,
tế bào,…), thông tin về chẩn đoán chức năng (điện tim, điện não, hô hấp,…), thông
tin về chẩn đoán hình ảnh (X Quang, Siêu âm, CT, MRI…) thậm chí cả những ngân
hàng dữ liệu chứa đựng tri thức hỗ trợ cho việc ra quyết định,… Những thông tin

15
này đặc biệt quan trọng giúp cho bác sỹ có thể chẩn đoán chính xác và kịp thời đƣa
ra các phƣơng pháp điều trị phù hợp cho từng bệnh nhân. Chính vì vậy yêu cầu về
lƣu trữ, xử lý và trao đổi thông tin giữa các cơ sở y tế là thực sự cần thiết để phục
vụ chẩn đoán và đối chiếu sau này.
Vì vậy, mạng y tế ra đời, lập tức xuất hiện các mạng đặc thù riêng cho các
bệnh viện, đó là: Hệ thống thông tin bệnh viện (HIS); hệ thống thông tin chẩn đoán
hình ảnh (RIS); hệ thống lƣu trữ và truyền hình ảnh (PACS); hệ thống quản lý xét
nghiệm (LIS); y tế từ xa (telemedicine),…
1.1 Khái quát về hệ thống thông tin y tế
1.1.1 Hệ thống thông tin bệnh viện ( HIS)
Dù quy mô các bệnh viện là rất khác nhau, trong từng bệnh viện lại có chức
năng cụ thể và trọng tâm chuyên môn khác nhau, nhƣng dòng thông tin và yêu cầu
về thông tin ở các bệnh viện về cơ bản là giống nhau. Trƣớc hết, đó là dòng thông
tin quản lý – liên quan đến nhân sự; quản lý tài chính; quản lý cơ sở vật chất; quản
lý bệnh nhân; quản lý dƣợc phẩm, phần cơ bản nhất và đặc trƣng nhất trong y tế.
Thứ hai là dòng thông tin liên quan đến bệnh nhân – trong đó phân ra bệnh nhân nội

trú và bệnh nhân ngoại trú, với khu vực cận lâm sàng là khu vực dùng chung cho cả
hai dòng bệnh nhân này. Tất cả những thông tin này chứa đựng trong Hệ thống
thông tin bệnh viện. Theo thống kê, khoảng 60% -70% thông tin thƣờng đƣợc truy
cập trong bệnh viện liên quan đến hệ thống này [4].
Khi tập cơ sở dữ liệu của Hệ thống thông tin bệnh viện tuân thủ đúng tiêu
chuẩn quốc tế, Hệ thống thông tin bệnh viện sẽ cho phép trao đổi thông tin hai chiều
giữa các phòng ban, giữa các khoa phòng trong bệnh viện, và giữa các bệnh viện
với nhau.
Một điển hình trong việc quản lý dữ liệu y tế thành công là dự án DIFF của
Luxemburg, dự án này phải mất 4 năm để giải quyết vấn đề phát triển các phần
mềm quản lý, trong đó riêng 18 tháng đầu là xác định nội dung tối thiểu của bệnh án
điện tử (EPR – Electronic Patient Record), 14 tháng tiếp theo là phát triển tích hợp
hoàn thiện một tập hợp các thành phần phần mềm tạo nên bệnh án. Hiện nay, xuất

16
hiện các bệnh án dƣới dạng đa truyền thông (MMR – Multi Media Record) rất hay
đƣợc sử dụng phối hợp với hệ thống lƣu trữ và truyền hình hảnh trong chẩn đoán
hình ảnh từ xa [4]. Mặc dù chỉ cho phép quản lý các thông tin y tế dạng văn bản
nhƣng Hệ thống thông tin bệnh viện đã phát huy hiệu quả rất tốt, đặc biệt đối với
đặc điểm ngành y tế Việt Nam, vì vậy hầu hết các bệnh viện quy mô vừa và lớn đã
triển khai hệ thống này. Tính đến năm 2014 ở nƣớc ta đã có 643 bệnh viện/tổng số
1.062 bệnh viện (61,6%) đã triển khai phần mềm HIS [9].

Hình 1.1: Hệ thống thông tin bệnh viện ( HIS)
1.1.2 Hệ thống thông tin chuẩn đoán hình ảnh (RIS)
Việc ra đời hệ thống thông tin chẩn đoán hình ảnh (RIS) là nhằm mục đích
hỗ trợ các công việc quản trị cũng nhƣ các hoạt động thăm khám bệnh nhân trong
khoa chẩn đoán hình ảnh, tăng khả năng chia sẻ thông tin phục vụ chẩn đoán và
điều trị vì đây là điểm nút mà hầu nhƣ tất cả bệnh nhân đều phải đi qua; đồng thời
do dữ liệu chẩn đoán hình ảnh vừa nhiều lại vừa có tính đặc thù cao, nên các mạng

thông tin chẩn đoán hình ảnh ra đời sẽ hỗ trợ công tác quản lý dữ liệu bệnh viện
một các đáng kể.
Quản lý thiết bị

17
Khác biệt của RIS với HIS đó là RIS cho phép quản lý cả dữ liệu về hình ảnh
và văn bản chứ không đơn thuần nhƣ quản lý văn bản dạng text nhƣ trong HIS. Dữ
liệu ảnh thu nhận đƣợc từ các thiết bị nhƣ X-Quang, CT, MRI, sẽ đƣợc lƣu trữ lại
dƣới dạng tập các ảnh số hóa. Đây chính là cơ sở dữ liệu mà RIS quản lý.
Tuy nhiên, cấu trúc của RIS cũng gần giống với HIS nhƣng ở mức độ
nhỏ hơn, với nhiệm vụ chính là:
- Tạo định dạng và lƣu trữ các báo cáo về chẩn đoán;
- Thao tác với các bản ghi về bệnh nhân và danh mục phim;
- Giám sát trạng thái từng bệnh nhân đợt khám, các thiết bị phục vụ chẩn đoán;
- Thực hiện phân tích sơ bộ và phân tích thống kê; hỗ trợ chẩn đoán và điều trị.

Hình 1.2: thống thông tin chẩn đoán hình ảnh (RIS)
1.1.3 Hệ thống lƣu trữ và truyền ảnh (PACS)
Lúc đầu RIS giúp cho quản lý điều hành khoa chẩn đoán hình ảnh có hiệu
quả hơn, tuy nhiên, với khoa Chẩn đoán hình hình ảnh thì các dữ liệu dạng văn bản
chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với dữ liệu ảnh, do đó cần phải có một hệ thống
PACS nhằm lƣu trữ, phân phối và truyền hình ảnh, nâng cao chất lƣợng chẩn đoán.
Chính nhờ PACS mà có thể truyền hình ảnh để chẩn đoán hình ảnh từ xa

18
(Teleradiology). Teleradiology là phần phát triển sớm nhất của y học từ xa. Khởi
đầu từ những công trình của Jutra & CS (1959) và càng ngày càng đến đỉnh cao mới
theo sự hoàn thiện dần của công nghệ đƣờng truyền.
Tổng kết ở các nƣớc tiên tiến đều đi đến một kết luận duy nhất: việc ứng
dụng các hệ thống này trong y tế đã tăng cao một cách đáng kể hiệu quả phục vụ, và

giảm thiểu chi phí ở tất cả các bệnh viện nhờ vào việc lƣu trữ, xử lý, truyền tải
thông tin một cách có hệ thống, nhanh chóng, chính xác [4].

Hình 1.3: Hệ thống lưu và truyền hình ảnh (PACS)
1.1.4 Hệ thống quản lý xét nghiệm ( LIS)
Đây là hệ thống quản lý khoa xét nghiệm LIS (Laboratory Information
System) gồm 2 tính năng chính: Quản lý thông tin bệnh nhân, mẫu xét nghiệm, kết
quả và kết nối các máy xét nghiệm quan cổng COM theo chuẩn HL7 cho phép xuất
dữ liệu hoàn toàn tự động.
Xét nghiệm là một trong những khoa quan trọng hàng đầu của chẩn đoán cận
lâm sàng và là nơi chịu nhiều áp lực nhất trong các khâu khám chữa bệnh. Hầu hết

19
công ty giải pháp công nghệ thông tin (CNTT) lĩnh vực y tế chỉ phát triển phần
quản lý thông tin bệnh nhân, kết quả hoặc thử nghiệm đƣợc một vài chủng loại máy
xét nghiệm đếm tế bào huyết học. Điều này khiến quy trình quản lý kết quả vẫn
phải qua một số bƣớc thủ công và việc sao chép thông tin nhiều lần vừa mất thời
gian, tốn nhân lực vừa khiến độ chính xác bị ảnh hƣởng do "tam sao thất bản".
Với lƣợng bệnh nhân liên tục tăng của các bệnh viện trung bình mỗi ngày có
tới hàng ngàn mẫu xét nghiệm, việc kết nối với tất cả máy xét nghiệm, làm việc
theo dây chuyền và tự động xuất kết quả ra phần mềm quản lý sẽ giúp tăng khả
năng xử lý bệnh phẩm cũng nhƣ tăng số lƣợng mẫu phân tích trong cùng một
khoảng thời gian.

Hình 1.4: Hệ thống thông tin quản lý xét nghiệm (LIS)
1.1.5 Y tế từ xa (Telemedicine).
Sau khi đã hoàn thiện việc quản lý tại các phòng ban, thì bƣớc tất yếu
và logic tiếp theo là kết nối mạng cục bộ của từng bệnh viện bằng các đƣờng
truyền viễn thông. Việc kết nối này đƣa đến một sự thay đổi về chất trong
phƣơng thức hoạt động của các bệnh viện. Nếu mạng máy tính cho phép ta sử

dụng chung tài nguyên của mỗi máy tính, thì xa hơn nữa, kết nối mạng giữa các

20
bệnh viện tạo điều kiện cho chúng ta khai thác chung tiềm năng của mỗi bệnh
viện về chuyên gia, tƣ liệu, tri thức,
Để từ xa có thể can thiệp, chẩn đoán, ra quyết định về một ca bệnh bất
kỳ, điều trƣớc hết là phải có đầy đủ thông tin về ca bệnh đó. Những thông tin này
phải đƣợc tổ chức hợp lý, tập hợp lại rồi gửi đi một cách trọn vẹn. Nhiều khi các
hình ảnh và dữ liệu của bệnh nhân phân tán theo thời gian, không gian và nằm rải
rác, vì thế bài toán về y học từ xa phải bắt đầu từ bài toán về tổ chức và quản lý hệ
thống thông tin bệnh viện.
Một ví dụ kinh điển và đầy tính thuyết phục cho y học từ xa đó là chẩn đoán
hình ảnh từ xa. Các hình ảnh cần thiết dùng cho chẩn đoán đƣợc truyền theo đƣờng
viễn thông về những trung tâm lớn có các chuyên gia giỏi. Tại đây, các chuyên gia
sẽ đƣa ra chẩn đoán của mình và kết quả đƣợc gửi lại nơi có bệnh nhân. Toàn bộ
quy trình có thể tiến hành trực tuyến hay không trực tuyến, tuy nhiên phải đảm bảo
độ trễ về thời gian (nếu có) là có thể chấp nhận đƣợc về mặt y học. Nếu bệnh viện
có nhiều máy chẩn đoán hình ảnh thì trƣớc khi truyền hình ảnh đi, việc tổ chức Hệ
thống lƣu trữ và truyền hình ảnh tại các bệnh viện là rất cần thiết. Và lúc đó công
tác chẩn đoán hình ảnh có thể đƣợc thực hiện từ bất cứ nơi nào trong bệnh viện tại
khoa, phòng, phòng hội chẩn – giao ban, tại các khoa điều trị, miễn là ở nơi đó có
cài đặt một trạm làm việc với phần mềm tƣơng ứng. Nhƣ vậy, khoảng cách vốn là
trở ngại trong từng bệnh viện sẽ đƣợc khắc phục.
Để làm đƣợc điều này, hình ảnh ở các thiết bị sinh hình ảnh y khoa phải tuân
theo đúng chuẩn hình ảnh, ảnh phải đƣợc lấy ra theo phƣơng thức số hóa và lƣu trữ
lại trên máy chủ lƣu trữ. Và hệ thống lƣu trữ và truyền hình ảnh cũng phải đòi hỏi
phần cứng theo tiêu chuẩn nhất định, những phần mềm quản lý hệ thống cũng nhƣ
phần mềm chuyên dụng để xem ảnh, xử lý, lƣu trữ và phân phối hình cũng phải có
sự chuẩn hóa; có nhƣ vậy giữa các hệ thống khác nhau mới có thể hiểu đƣợc thông
tin và việc trao đổi nhƣ vậy mới có ý nghĩa.

Muốn truyền hình ảnh giữa các trung tâm cần phải sử dụng một máy chủ
truyền thông khác để gửi hình từ PACS cục bộ ở trung tâm này tới PACS cục bộ ở

21
trung tâm khác (hoặc bệnh viện khác). Với hệ thống mạng y tế nhƣ trên, bất cứ nơi
nào có trạm làm việc – không phụ thuộc vào khoảng cách – chúng ta đều có thể
xem, xử lý, và in hình để hoàn thiện chẩn đoán bằng hình ảnh, giống nhƣ ta đang
ngồi ngay bên thiết bị sinh hình.
Một trong những triển vọng phát triển mạng y tế từ xa là ứng dụng công
nghệ truyền thông không đồng bộ (ATM), tạo khả năng đồng thời truyền âm thanh,
dữ liệu và hình ảnh video với tốc độ cao.
Tính đến năm 2005, Telemedicine đã đƣợc triển khai tại 60 quốc gia trên
thế giới và cũng có đƣợc những kết quả khả quan.
Nhật Bản có thể coi là một trong những nƣớc có công nghệ viễn thông rất
phát triển. Việc nghiên cứu về Telemedicine đã đƣợc chú trọng từ lâu. Chỉ trong vài
năm, số chƣơng trình ứng dụng Telemedicine đã tăng nhanh, các lĩnh vực ứng dụng
cũng phát triển không ngừng. Năm 1997, có khoảng 140 chƣơng trình chẩn đoán,
điều trị từ xa thông qua mạng dịch vụ tích hợp kỹ thuật số LSDN của ngành viễn
thong. Năm 1998, Nhật Bản có 155 hệ Telemedicine, trong đó có 68 hệ
Teleradiology, 23 hệ chẩn đoán hình ảnh, 20 hệ chăm sóc y tế từ xa (Home Health),
6 hệ Telemedicine trong nhãn khoa, 3 hệ nha khoa và 9 hệ khác.
Ngành y tế Trung Quốc cũng đã quan tâm tới việc ứng dụng công nghệ
thông tin và kỹ thuật cao từ nhiều năm nay. Nhiều công ty sản xuất phần mềm của
Trung Quốc và nƣớc ngoài đã nghiên cứu triển khai hàng loạt giải pháp nhằm tổ
chức các mạng cục bộ quản lý bệnh viện (HIS), hệ thống lƣu trữ và truyền hình ảnh
(PACS), Những sự phát triển này một mặt tạo cơ sở vật chất kỹ thuật cho việc ứng
dụng công nghệ thông tin, kỹ thuật cao trong công tác y tế, mặt khác có tác dụng
kích thích nguồn đầu tƣ cho nghiên cứu và triển khai ứng dụng mới, đặc biệt là
Telemedicine trong tƣơng lai.
Ở Việt Nam đến nay đã hình thành một số mạng Telemedicine nhƣ các bệnh

viện vệ tinh của Bệnh viện Nhi Trung ƣơng; Bệnh viện vệ tinh của Bệnh viện Việt
Đức; Bệnh viện vệ tinh của Bệnh viện Bạch Mai. Các bệnh viện trung ƣơng Bạch
Mai, Bệnh viện Nhi, Bệnh viện Chợ Rẫy đã nối mạng trao đổi nghiên cứu khoa học

22
với các bệnh viện quốc tế. Bộ Y tế đã phê duyệt dự án Telemedicine giữa 11 bệnh
viện chuyên khoa trung ƣơng với 14 bệnh viện tuyến tỉnh [9].
Vấn đề truyền thông trong y tế phát triển một cách nhanh chóng tại các nƣớc
có nền y học tiên tiến và có cơ sở kinh tế, kỹ thuật cao với hai hƣớng phát triển chủ
yếu nhƣ sau:
Hƣớng thứ nhất là nghiên cứu tổ chức mạng và đƣờng truyền: các dữ liệu y
tế, y học gồm văn bản, âm thanh, hình ảnh đƣợc tổ chức xử lý và khai thác qua
mạng cục bộ (LAN), mạng diện rộng (WAN), Intranet và Internet.
Hƣớng thứ hai là phát triển các phần mềm quản lý dữ liệu nhằm xây dựng
các hệ quản lý thông tin bệnh viện cho phép lƣu trữ, xử lý, khai thác cơ sở dữ liệu
để phục vụ việc chẩn đoán và điều trị. Vấn đề đặt ra trong bài toán quản lý này là
làm sao chuyển đƣợc tất cả các thông tin đó thành dữ liệu có cấu trúc. Đã có một số
tổ chức đƣa ra những quy định để thống nhất hóa các dữ liệu y tế về cả cấu trúc và
ngữ nghĩa, điển hình là hai chuẩn: chuẩn lƣu trữ và trao đổi dữ liệu dạng văn bản –
HL7- có từ năm 1987. HL7 đã có tới 450 tổ chức thành viên và chiếm 65% lƣợng
thông tin trong bệnh viện. Chuẩn này đƣợc dùng trong việc xác lập các dữ liệu liên
quan đến bệnh nhân, các kết quả thăm khám lâm sàng, nhập – chuyển – ra viện, các
kết quả xét nghiệm, dùng thuốc, và chuẩn hình ảnh – DICOM [4].

Hình 1.5: Y tế từ xa

23
1.2 Hệ thống PACS
1.2.1 Lịch sử phát triển hệ thống PACS
Trong thực tế, quá trình khám bệnh thông qua hình ảnh cần rất ít các dữ liệu

dƣới dạng văn bản. Vì thế việc xử lý, lƣu trữ, phân phối và hiển thị các dữ liệu dƣới
dạng hình ảnh đóng vai trò rất quan trọng. Từ các yêu cầu này đã đƣa đến sự ra đời
của một hệ thống nhằm mục đích thu nhận và lƣu trữ ảnh từ các thiết bị tạo ảnh
gồm ảnh CT, MRI … và thực hiện việc phân phối ảnh thông qua hệ thống truyền
thông phục vụ cho việc chẩn đoán, điều trị và chăm sóc bệnh nhân. Hệ thống đó
chính là hệ thống lƣu trữ và truyền thông ảnh (PACS) [4].
Khái niệm PACS đƣợc thảo luận lần đầu tiên là trong cuộc gặp của các bác
sỹ xét nghiệm vào năm 1982. Rất nhiều ngƣời đã ghi nhận sự ra đời của PACS, nhƣ
là tiến sỹ Andre Duerinckx, tiến sỹ Samuel Dwyer hay tiến sỹ Harold Glass…
Trong giai đoạn đầu phát triển, do sự hạn chế của công nghệ nên hệ thống PACS
bộc lộ nhiều yếu kém việc liên kết các thành phần hoạt động chung, định tuyến,
quản lý lỗi, mở rộng hệ thống…
Từ năm 1990, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, hệ thống
PACS đã phát triển rộng khắp và ngày càng trở nên hoàn thiện. Bắt đầu từ khu vực
Bắc Mỹ, PACS đƣợc nghiên cứu và phát triển dƣới sự hỗ trợ của chính phủ và các
nhà sản xuất. Sau đó, PACS đã đƣợc đẩy mạnh tại Châu Âu và Nhật Bản. Hiện nay,
hệ thống PACS đã đƣợc ứng dụng rộng rãi, ví dụ nhƣ ở Mỹ, 33% bệnh viện có cài
đặt hệ thống PACS, và 32% khác có kế hoạch triển khai hệ thống PACS trong cơ sở
của mình (theo báo cáo thƣờng niên năm 2005 của Healthcare Information and
Management Systems Society). Nhiều công ty phần mềm của Trung Quốc cũng đã
nghiên cứu triển khai hàng loạt các giải pháp nhằm tổ chức hệ thống lƣu trữ và
truyền ảnh.
Việt Nam cũng đã bắt đầu có những nghiên cứu về y tế từ xa (Telemedicine)
nói chung cũng nhƣ hệ thống PACS nói riêng. Rất nhiều dự án liên quan đến lĩnh
vực y tế đã đƣợc triển khai nhƣ là: dự án “Bệnh viện vệ tinh của Bệnh viện Việt
Đức” đã đƣợc Nhà nƣớc và Bộ Y tế phê duyệt từ năm 2003 đến năm 2007, dự án

24
“Y học từ xa” của Bộ Quốc phòng đang triển khai tại Bệnh viện Trung ƣơng quân
đội 108 (Hà Nội) và Quân y viện 175 (Hồ Chí Minh).

Nhiều đơn vị, công ty của Việt Nam đang xây dựng các sản phẩm phần mềm
trong lĩnh vực chăm sóc y tế. Các kỹ sƣ phát triển phần mềm SaigonTech đang
trong quá trình hoàn tất Hệ thống thông tin và lƣu trữ hình ảnh PACS. Hệ thống
PACS đã đƣợc xây dựng trên kiến trúc 3 lớp (Web, xử lý, dữ liệu), với các thành
phần mạng, thử nghiệm và phát triển. Ngoài ra SaigonTech đang trong giai đoạn
thiết kế Bệnh án điện tử cho giải pháp bệnh viện điện tử.
1.2.2 Kiến trúc của hệ thống PACS
Hệ thống PACS lƣu trữ hình ảnh và dữ liệu thu thập đƣợc và tƣơng tác với
hệ thống con trong cùng mạng. PACS có thể chỉ đơn giản là một máy lấy ảnh với cơ
sở dữ liệu nhỏ hay hệ thống quản trị ảnh trong y khoa phức tạp để từ đó các máy
trạm lấy ảnh về và xử lí. Hiện nay, hầu hết hệ thống PACS phát triển theo hệ
thống kiến trúc mở theo đó là việc truyền thông hình ảnh, định dạng ảnh và
quản lí ảnh theo chuẩn DICOM.
Ngƣời sử dụng dùng các máy trạm để hiển thị hình ảnh nhƣ là một giao tiếp
chính cho việc truy cập hình ảnh trên hệ thống PACS. Từ các máy trạm hiển thị
hình ảnh đó, ngƣời sử dụng có thể chẩn đoán, xem xét, phân tích. Các chuyên gia về
ngành X- Quang sử dụng các máy trạm chẩn đoán nhƣ là một công cụ chính, máy
trạm chẩn đoán có phần cứng mạnh trong việc xử lí nhƣ cần phải có màn hình với
độ phân giải cao, máy tính mạnh với bộ nhớ lớn và tốc độ CPU nhanh các phần
mềm đƣợc thiết kế cho việc quản lí nhiều các máy máy lấy ảnh (nhƣ máy chụp X-
quang, chụp cắt lớp), giao tiếp hình ảnh giữa chúng với nhau (thƣờng là sử dụng
dịch vụ DICOM), xem xét ảnh, hiển thị ảnh động, xử lí ảnh và quản lí luồng công
việc của bệnh nhân và những thông tin có liên quan.
Trong PACS điều trị bệnh, ảnh đƣợc thu thập từ các máy lấy ảnh dùng trong
y khoa (modality) rồi gửi tới máy chủ PACS thông qua DICOM gateway sau đó
đƣợc đƣa tới máy trạm chẩn đoán với dịch vụ truyền thông DICOM.

25

Hình 1.6: Mô hình hệ thống PACS

Hệ thống lƣu trữ và truyền thông ảnh PACS gồm có các thành phần chính:
- Cổng nhận ảnh và dữ liệu.
- Máy chủ lƣu trữ và điều khiển PACS.
- Máy chủ ứng dụng, máy chủ web.
- Máy trạm hiển thị.
- Hệ thống mạng.
1.2.3 Ứng dụng chuẩn PACS trong hệ thống thông tin y tế:
Vai trò chủ yếu của DICOM đƣợc thể hiện trong hệ thống lƣu trữ và truyền
hình ảnh (PACS). Xu thế hiện tại theo hƣớng “PACS nhỏ” (miniPACS) và “PACS
cục bộ” (partial PACS) khiến cho DICOM có thể thích ứng trong nhiệm vụ là giao
diện của nhiều loại thiết bị khác nhau. Trong một môi trƣờng thiết bị hình ảnh với
công nghệ sản xuất đa dạng, điều này tránh đƣợc giao diện tuỳ ý hay độc quyền cho
các thiết bị. Từ đó dẫn tới giảm sự phức tạp và giá thành trong kết nối thiết bị, và
đơn giản hoá dịch vụ.