Nghiên cứu giải pháp gắn thông tin vùng hình ảnh Region Of Interest trong ảnh Y tế vào chuẩn tài liệu HL7 CDA và ứng dụng hiển thị thông tin lâm sàng trên Smartphone

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT VÀ TRUYỀN THÔNG

Phạm Thị Thắm

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GẮN THÔNG TIN VÙNG HÌNH
ẢNH REGION OF INTEREST TRONG ẢNH Y TẾ VÀO
CHUẨN TÀI LIỆU HL7 CDA VÀ ỨNG DỤNG HIỂN THỊ
THÔNG TIN LÂM SÀNG TRÊN SMARTPHONE

LUẬN VĂN THẠC SĨ: KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài "Nghiên cứu giải pháp gắn thông tin vùng hình
ảnh Region Of Interest trong ảnh Y tế vào chuẩn tài liệu HL7 CDA và ứng
dụng hiển thị thông tin lâm sàng trên Smartphone" là công trình nghiên cứu
được tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn khoa học.
Các kết quả nghiên cứu và kết quả thử nghiệm nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ tài liệu nào khác. Trong
phần kiến thức chung, nghiên cứu giải thuật áp dụng tôi có tham khảo ở một số

tài liệu và đã có trích dẫn đúng và đầy đủ.

Học viên

Phạm Thị Thắm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC CHỮVIẾT TẮT ........................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... vi
MỞĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài. .......................................................................................... 1
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................. 2
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................. 2
2.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 2
3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. ...................................................... 3
CHƯƠNG 1: CHUẨN TÀI LIỆU LÂM SÀNG (CDA) ................................................. 3
1.1. Giới thiệu chung ...................................................................................... 3
1.2. Mục đích ý nghĩa chuẩn tài liệu CDA...................................................... 4
1.3. Các tính chất của một tài liệu CDA ........................................................... 5
1.4. Cấu trúc chuẩn tài liệu CDA ..................................................................... 6
1.5. Mô hình tham chiếu dữ liệu - HL7 Reference Information Model (RIM) 9

1.6. Một số khái niệm quan trọng trong sử dụng mô hình ................................ 9
1.6.1. HL7 V3 Data Types .............................................................................. 9
1.6.2. Nhóm từ vựng – HL7 Vocbulary Domains ........................................ 10
1.6.3. Mô hình để sinh một tài liệu CDA ................................................... 10
1.7. Ảnh y tế và vai trò của việc sử dụng ảnh y tế trong chẩn đoán bệnh ....... 12
1.7.1. Giới thiệu chung về ảnh y tế ............................................................. 12
1.7.2. Vai trò của việc sử dụng ảnh y tế trong chẩn đoán bệnh .................. 14
1.8. Vùng hình ảnh đặc biệt (ROI) .................................................................. 15
1.9. Quy trình trao đổi tài liệu lâm sàng........................................................... 16
CHƯƠNG 2 ...................................................................................................... 20
GẮN HÌNH ẢNH Y TẾ VÀ HÌNH ẢNH VÙNG ROI VÀO MỘT TÀI LIỆU CDA ........... 20
2.1. Mô hình và các bước thực hiện khi gắn hình ảnh y tế và vùng ảnh ROI
vào tài liệu CDA .............................................................................................. 20
2.2. Các Tag lưu thông tin về hình ảnh và vùng ROI trong tài liệu CDA ....... 22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

iv

2.2.1. Tag - ObservationMedia .................................................................... 22
2.2.2. Tag - RenderMultiMedia .................................................................... 22
2.2.3. Tag - RegionOfInterest....................................................................... 23
2.3. Lấy thông tin về hình ảnh......................................................................... 24
2.4. Lấy thông tin về vùng ROI trên ảnh ......................................................... 25
2.4.1. Các bước thực hiện ............................................................................ 25
2.4.2. Giải thuật áp dụng ............................................................................. 27
2.4.2.1. Giải thuật Contour Tracing. ........................................................... 27
2.4.2.2. Giải thuật Douglas–Peucker chuyển một biên về dạng Polygon. .. 35
2.5. Giải thuật chuyển đổi thông tin một Polygon sang dạng tương thích với

kiểu biểu diễn thông tin trong tài liệu CDA ..................................................... 38
CHƯƠNG 3: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM TRA KẾT QUẢ.................................................... 40
3.1. Các bước cài đặt ........................................................................................ 40
3.1.1. Lấy thông tin vùng ảnh ROI ............................................................... 40
3.1.2. Nhúng thông tin vào tài liệu CDA...................................................... 41
3.1.3. Mẫu Stylesheet .................................................................................. 51
3.2. Thiết kế Stylesheet cho việc hiển thị thông tin lâm sàng có nhúng vùng
ảnh được quan tâm trên Mobile Browser. ........................................................ 55
3.3. Kiểm tra tính hợp lệ (Validation) của tài liệu .......................................... 56
3.4. Hiển thị tài liệu trên trình duyệt Mobile Browsers ................................... 57
a. Trên Internet Explorer for mobile ........................................................... 59
b.Trên Android browser ............................................................................... 60
c. Trên Google Chrome browser for mobile ................................................ 61
3.5. Một số nhận xét và kết luận: .................................................................... 62
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................. 63
Kết quả đạt được. ............................................................................................. 63
Kiến nghị và hướng phát triển.......................................................................... 63
PHỤLỤC 1: ..................................................................................................... 64
PHỤLỤC 2: ..................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 71

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

ANSI/HL7

CDA

CDA R2

DICOM

Tiếng Anh

American National Standards

Clinical Document
Architecture
CDA Release 2

Chuẩn tài liệu lâm sàng
Chuẩn tài liệu lâm sàng phiên
bản 2

Digital Imaging and

Chuẩn trao đổi hình ảnh trong y

Communications in Medicine

học

Health Level Seven

HTML

HyperText Markup Language

RIM

Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa

Institute/ Health Level Seven l Kỳ

HL7

PACS

Tiếng Việt

Tổ chức chuẩn tin học trong y tế
của Hoa kỳ
Ngôn ngữ Đánh dấu Siêu văn
bản

Picture Archiving and

Hệ thống lưu trữ và truyền hình

Communication System

ảnh trong y khoa

Referece Information Model

Mô hình tham chiếu dữ liệu
trong bệnh viện
Mô tả một vị trí vùng ảnh được

ROI

Regions Of Interest

quan tâm trong hỗ trợ chẩn đoán
bệnh và giải phẫu học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

Tên hinh

Trang

Hình 1.1 Cấu trúc tài liệu CDA [5]

8

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ sinh tài liệu CDA [4]

11

Hình 1.3 Các kết quả tìm kiếm của Google, tháng 04 – 2015
Hình ảnh ROI hiển thị trên phần mềm chuyên dụng 3DHình 1.4
Doctor
Sơ đồ 1.5 Quan hệ giữa các module trong tài liệu CDA [1]

13

Hình 2.1 Kiến trúc tích hợp hệ thống [5]
Hình 2.2 Kết quả hiển hình ảnh ban đầu của một ảnh phổi

20

Hình 2.3 Kết quả sau khi xử lý và sau khi bác sỹ chọn vùng ROI.

26

Hình 2.4

Bốn bước chính trong việc truy tìm và ghi nhãn các điểm
thành phần.

Hình 2.5 Truy tìm các đường viền

15
17
26

27
33

Đơn giản hóa đường công theo thuật toán Douglas
Peucker[2]
Hình 2.7 Các bước cơ bản thuật toán Douglas-Peucker.
Sơ đồ 2.8 Thuật toán chuyển một đường viền thành các giá trị toạ độ
Hình 2.6

Hình 3.1 Kết quả xử lý thể hiện trên file XML

36
37
39
40

Khuôn mẫu phiếu định kiểu để hiển thị tài liệu CDA có
Hình 3.2

nhúng hình ảnh y tế và vùng ảnh được quan tâm.

53

Hình 3.3 Kiểm tra tính validation của tài liệu bằng công cụ Altova

56

Hình 3.4 Biểu đồ số lượng người dùng trình duyệt 12 - 2014[15]

58

Hình 3.5 Biểu đồ người dung sử dụng Smartphone 05 - 2014 [15]

58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Trong y tế, việc ứng dụng công nghệ thông tin để nâng cao chất lượng chăm
sóc sức khỏe cho người dân cũng đã được trú trọng, rất nhiều chương trình ứng
dụng trên máy tính đã được xây dựng để hỗ trợ việc quản lý thông tin bệnh nhân,
quản lý viện phí, thanh toán bảo hiểm và khám chữa bệnh từ xa. Trong giai đoạn
hiện nay, với sự phát triển rất mạnh mẽ của công nghệ di động, điện toán đám
mây và công nghệ 3G cùng các sản phẩm dòng điện thoại Smartphone không chỉ
là phương tiện liên lạc, giải trí thông thường mà còn được sử dụng làm công cụ
khám và chẩn đoán bệnh khá hữu hiệu nhờ kết hợp giữa phần mềm chuyên biệt
và những tính năng phần cứng sẵn có như microphone, cảm biến chuyển động,
cảm biến gia tốc, hệ thống lý tưởng cho những vùng xa xôi thiếu thiết bị y tế tiến
bộ và những chuyên gia y tế lành nghề. Bằng cách sử dụng máy quay phim trong
điện thoại di động bình thường để thu thập dữ liệu từ bệnh nhân và truyền dữ
liệu cho các chuyên gia ở một nơi khác phân tích và chẩn đoán. Điện thoại di
động có thể được sử dụng để nhận và truyền các hình ảnh của các vết thương và
chỗ phát bang từ nơi khác điểm chẩn đoán. Tạo ra một vai trò mới đầy triển vọng
trong việc chăm sóc y tế từ xa (telemedicine) – là cách sử dụng công nghệ viễn

thông để cung cấp việc khám bệnh và chăm sóc bệnh nhân khi bác sỹ và bệnh
nhân cách xa nhau hàng ngàn dặm.
Do đó đề tài này đi sâu vào "Nghiên cứu giải pháp gắn thông tin vùng
hình ảnh Region Of Interest trong ảnh Y tế vào chuẩn tài liệu HL7 CDA và
ứng dụng hiển thị thông tin lâm sàng trên Smartphone" dùng trong y học và đề
xuất ứng giải pháp sử dụng chuẩn để trao đổi thông tin giữa cơ sở y tế và bác sỹ,
giữa bác sỹ với bác sỹ thông qua môi trường Internet trên thiết bị điện thoại di
động Smartphone.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

2

Sử dụng giải pháp này, người bác sỹ có thể dễ dàng gửi thông tin lâm sàng,
hình ảnh chụp và vùng hình ảnh đặc biệt Regions Of Interest (ROIs) đến người
nhận. Khi nhận được tài liệu, bác sỹ có thể xem nội dung thông tin tài liệu, hình
ảnh gửi kèm và vùng hình ảnh Regions Of Interest trên điện thoại Smartphone
thông qua trình duyệt Moblie Browser mà không cần phải dùng đến bất kỳ một
ứng dụng chuyên nghiệp nào.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
+ Chuẩn tài liệu lâm sàng HL7 CDA Release 2
+ Một thuật toán tìm biên để lấy thông tin vùng ROIs trên ảnh y tế
+ Giải pháp hiển thị ảnh và vùng ROIs theo phương pháp Overlap trên nền
Web
+ Ngôn ngữ EXtensible Stylesheet Language, Java Scrip và Java
2.2. Phạm vi nghiên cứu
+ Lý thuyết:
-

Nghiên cứu cấu trúc tài liệu lâm sàng CDA R2

-

Thuật toán Contour Tracing trong trích chọn thông tin vùng biên

-

Thuật toán Douglas–Peucker trong việc chuyển đổi một biên về dạng một polygon.

+ Thực nghiệm:
- Thiết kế một tài liệu lâm sàng dựa trên chuẩn CDA
- Thiết kế một Stylesheet để hiển thị thông tin tài liệu lâm sàng trên Mobile Browser.
- Cài đặt 2 thuật toán trên để lấy thông tin và đưa vào hiển thị cùng với tài liệu trên
trình duyệt.
- Kiểm tra tính hợp lệ (Validation) của tài liệu sau khi được thiết kế
- Kiểm tra kết quả hiển thị trên các trình duyệt Web và Mobile phổ biến hiện nay.

3. Phƣơng pháp nghiên cứu.
-

Phương pháp nghiên cứu khoa học và suy luận logic.

-

Phương pháp nghiên cứu mô tả, giải thích, giải pháp.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

3

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
+ Về khoa học
- Hiểu được 2 thuật toán: Thuật toán Contour Tracing trong trích chọn thông tin vùng
biên và thuật toán Douglas–Peucker trong việc chuyển đổi một biên về dạng một polygon.
- Nghiên cứu được giải pháp gắn thông tin vùng hình ảnh Region Of Interest trong
ảnh Y tế vào chuẩn tài liệu HL7 CDA.

+ Về thực tiễn
- Cài đặt 2 thuật toán trên để lấy thông tin và đưa vào hiển thị cùng với tài liệu CDA
trên trình duyệt.
- Xây dựng chương trình thử nghiệm: Thiết kế một Stylesheet để hiển thị thông tin tài
liệu lâm sàng trên Mobile Browser.

Với cách tiếp cận này cùng kết quả thu được của đề tài chúng tôi hy vọng
đây là một hướng nghiên cứu ứng dụng trong việc góp phần nâng cao chất lượng
khám chữa bệnh cho người dân vùng xâu, vùng xa có mức thu nhập trung bình
và thấp, có thể dễ dàng trao đổi thông tin của người bệnh với các chuyên gia và
xin ý kiến chuyên gia trong việc chẩn đoán bệnh.
Cấu trúc của đề tài:
Luận văn bao gồm 70 trang với 3 chương và 2 bảng phụ lục. Cụ thể:
Chương 1: Chuẩn tài liệu lâm sàng.
Chương 2: Gắn hình ảnh y tế và hình ảnh vùng ROI vào một tài liệu CDA.
Chương 3: Cài đặt và kiểm tra kết quả.
CHƢƠNG 1: CHUẨN TÀI LIỆU LÂM SÀNG (CDA)

1.1.

Giới thiệu chung
Chuẩn tài liệu lâm sàng - HL7 Clinical Document Architecture (CDA) là

chuẩn tài liệu có cấu trúc. Thông qua chuẩn tài liệu này, sẽ chỉ rõ cho cơ quan
quản lý, các cơ sở y tế, các nhà thiết kế phần mềm, phần cứng về tính cấu trúc
"Stucture" và tính ngữ nghĩa "Semantic" của một tài liệu lâm sàng. Với mục đích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

4

hỗ trợ việc trao đổi thông tin giữa các cơ sở y tế, các tổ chức cơ quan liên quan
được thuận tiện và chính xác trên môi trường truyền thông rất đa dạng và phong
phú hiện nay.
Phiên bản CDA Release 1 hay còn gọi (ANSI/HL7 CDA R1.0), được
thông qua và công nhận là chuẩn Quốc tế vào tháng 11 năm 2000. Phiên bản
CDA Release 2 (CDA R2) được thông qua tháng 05 năm 2005 bởi American
National Standards Institute/ Health Level Seven International (ANSI/HL7) [4].
Với sự tân tiến về thiết kế của phiên bản CDA R2, cùng với việc cập nhật các
kiểu dữ liệu (Data type), loại bỏ, bổ sung một số thuộc tính (Header Attribute và
Section Attribute), sự gắn kết chặt chẽ với mô hình HL7 Reference Information
Model (RIM) trong quá trình phát sinh và hình thành tài liệu, sự cho phép tham
chiếu và sử dụng các bộ mã tương thích với chuẩn của HL7 (như: chuẩn LOINC,
chuẩn SMOMED-CT và ICD 10), sự thay đổi các từ vựng trong nhóm CNE
(Code No Extended) và việc bổ sung nhóm từ vựng trong CNE từ nhóm CWE
(Code With Extended) đã làm cho CDA R2 có những tính năng mạnh hơn rất
nhiều so với phiên bản trước và đồng thời tính ngữ nghĩa trong tài liệu lâm sàng
đã được thể hiện một cách rõ nét hơn. Trong khuôn khổ cuốn sách này chúng tôi

sẽ tập trung giới thiệu về chuẩn tài liệu lâm sàng CDA R2 và trong phần trình
bày chúng tôi sử dụng thuật ngữ CDA để chỉ tài liệu CDA R2 thay cho việc ghi
đầy đủ tên tài liệu. Bên cạnh đó các kiến thức được đề cập có sẽ liên quan tới: tài
liệu XML, thiết kế Style Sheet, chuẩn LOINC, chuẩn mã định danh OIDs, chuẩn
SNOMED CT, chuẩn ICD 10, chuẩn giao thức truyền tin LLP (Lower Layer
Protocol) và các kỹ thuật lập trình JAVA hỗ trợ xử lý tài liệu XML nói chung và
kỹ thuật xử lý cho tài liệu CDA nói riêng.
1.2. Mục đích ý nghĩa chuẩn tài liệu CDA
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

5

-

Đưa ra quy định trong việc trao đổi thông tin chăm sóc sức khỏe.

-

Mang lại hiệu quả trong việc triển khai các hệ thống mang tính liên

thông, có sự trao đổi và chia sẻ thông tin giữa các hệ thống khác nhau trên phạm
vi lớn.
-

Việc mở và hiển thị nội dung tài liệu CDA không bị giới hạn bởi sự khác

nhau về công nghệ và phần mềm hiện đang sử dụng giữa nơi gửi và nơi nhận.
-

Các thông tin được mã hóa theo chuẩn CDA được toàn vẹn, an toàn và dễ

dàng lưu trữ lâu dài theo thời gian.
-

Cho phép trao đổi thông tin qua các hệ thống trao đổi thông tin điện tử và

hệ thống thư tín điện tử.
-

Tương thích với các chuẩn tài liệu được tạo ra bởi các chương trình ứng

dụng khác.
-

Việc trao đổi thông tin không phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng hoặc hệ thống

lưu trữ.
-

Cung cấp một thiết kế hợp lý cho mọi ứng dụng.

-

Cho phép ghi lại những thông tin nhằm đáp ứng nhu cầu và các quy định

trong việc giám sát và quản lý thông tin trong tài liệu.
1.3. Các tính chất của một tài liệu CDA
- Một tài liệu lâm sàng được thiết kế dựa trên chuẩn tài liệu CDA sẽ có 6

tính chất sau: [1]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

6

- Tính bền: Một tài liệu CDA tiếp tục lưu trữ và được bảo tồn trong
trạng thái nguyên vẹn về cấu trúc và ngữ nghĩa, trong khoảng thời gian đáp ứng
các yêu cầu truy vốn thông tin từ phía người sử dụng và khai thác tài liệu.
- Tính quản lý: Một tài liệu lâm sàng cần phải được duy trì, cập nhật,
bảo đảm tính an toàn, an ninh và toàn vẹn bởi một tổ chức cơ quan có thẩm
quyền.
- Tính xác thực: Một tài liệu lâm sàng là sự tập hợp các thông tin mà có
thể dùng để chứng thực tính pháp lý.
- Tính bối cảnh: Một tài liệu lâm sàng cần phải chứng minh được bối
cảnh với nội dung của nó.
- Tính đủ: Tính toàn vẹn và đầy đủ của tài liệu được áp dụng cho toàn
bộ tài liệu CDA, không phải chỉ áp dụng cho riêng từng phần của tài liệu.
- Tính dễ đọc: Tài liệu CDA lưu trữ thông tin thông qua cấu trúc vốn có
của tài liệu, tuy nhiên phải thỏa mãn tính chất dễ dàng đọc được đối với người
nhận. Tính chất này được thể hiện cụ thể hơn ở chỗ: Tài liệu CDA sẽ dễ dàng
mở, và hiển thị nội dung cho người nhận thông qua các trình duyệt Web.
1.4. Cấu trúc chuẩn tài liệu CDA
Một tài liệu CDA có thể chia một cách logic ra làm 2 phần:
+ Phần tiêu đề (header) nằm giữa thẻ <ClinicalDocument> và thẻ
<structuredBody>, và nó được sử dụng để xác định và cung cấp thông tin để xác
thực, thông tin về encounter, bệnh nhân, và các nhà cung cấp có liên quan.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

7

+ Phần thân (Body) có thể dùng 2 kiểu khuôn dạng để lưu trữ: Dạng văn
bản có định dạng <StructuredBody> hoặc văn bản không định dạng
<NonXMLBody> để lưu trữ nội dung chính của tài liệu cần trao đổi. Cấu trúc tài
liệu CDA được mô tả trong Hình 1.1, bao gồm các phần: thuộc tính, chủ thể,
thực thể và quan hệ giữa các thực thể ...

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

8

Hình 1.1: Cấu trúc tài liệu CDA [5]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

9

1.5. Mô hình tham chiếu dữ liệu - HL7 Reference Information Model
(RIM)
Tài liệu CDA được sinh ra dựa trên mô hình HL7 RIM, phiên bản 2.07.
Theo phiên bản này trong RIM có các vấn đề chính sau: Kiến trúc RIM gồm có 6
thành phần cơ bản gọi là Six back-bones: Act, Participation, Entity, Role,

ActRelationship, and RoleLink.
- Act: Sự kiện kích hoạt để sinh các Section trong tài liệu, được nhận từ
các trình ứng dụng trong các cơ sở y tế.
Ví dụ: Bệnh nhân nhập viện, xuất viện, in phiếu lĩnh thuốc…
- Participation: Thông tin về các tác nhân tham gia khởi động sự kiện.
Ví dụ: Ai là người thực hiện sự kiện, thời gian bắt đầu, thời gian kết
thúc…
- Entity : Mô tả người thực hiện hoặc các thực thể, bao gồm cả các cơ
quan tổ chức, gây phát sinh sự kiện.
- Role: Mô tả các hành vi và hoạt động liên quan đến các sự kiện.
- ActRelationship: Mô tả các quan hệ giữa các sự kiện.
- RoleLink: Mô tả tính Phụ thuôc giữa hai hành vi(Roles)
1.6. Một số khái niệm quan trọng trong sử dụng mô hình
1.6.1. HL7 V3 Data Types
Mỗi mẩu tin(Data element) trong tài liệu CDA phải được quy về một kiểu
dữ liệu xác định, kiểu dữ liệu đẫ xác định tính ngữ nghĩa và các giá trị có thể gán
cho một data element. Bên cạnh đó kiểu dữ liệu cũng chỉ ra định dạng chủ dữ
liệu cho các thuộc tính trong mô hình RIM. Đã có nhiều phiên bản về kiểu dữ
liệu HL7 định nghĩa thông qua nhưng đối với CDA chỉ sử dụng phiên bản HL7
V3 Data Types.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

10

1.6.2. Nhóm từ vựng – HL7 Vocbulary Domains
Từ vựng được dùng trong tài liệu CDA là nhóm các giá trị đã được
HL7 mã hóa và được dùng để chỉ định các thành phần(components) của CDA.
Trong các mã được phép sử dụng trong tài liệu thì ngoài các bảng mã đã được

HL7 quy định thì các mã khác cũng có thể sử dụng để mã hóa, tuy nhiên một yêu
cầu rất quan trọng là các mã này phải được nhận biết qua HL7. Các bảng mã
khác có thể dùng hiện nay là: LOINC và SMOMED, ICD. Ví dụ cho việc sử
dụng từ vựng để mã hóa tài liệu trong CDA:
- Khi tài liệu CDA gốc được bổ sung thông tin thì thuộc tính
relatedDocument.TypeCode sẽ được gán giá trị “APND” –là mã từ vựng của
HL7(append).
- Khi tài liệu CDA thay thế phần thông tin gốc thì thuộc tính
relatedDocument.typeCode sẽ được gán giá trị “RPLC” – là mã từ vựng của
HL7(replace)
- Khi tài liệu CDA được thiết kế để trao đổi thông tin gốc thì thuộc tính
relatedDocument.typeCode

sẽ được gán giá trị “ XFRM”- là mã từ vựng

HL7(transform).
1.6.3. Mô hình để sinh một tài liệu CDA
Mô hình chung tạo tài liệu
Một tài liệu CDA được sinh ra từ một cơ sở dự liệu y tế (có thể từ hệ
HIS, HER.MR hoặc từ một trung tâp tích hợp dữ liệu y tế- BioBank) được thực
hiện qua sơ đồ 1.2.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

11

Hệ thống trao đổi tài sử dụng chuẩn tài liệu lâm sàng cần có các module
chính:

Phía người gửi:
- CDA generator (Chương trình sinh tài liệu CDA, quá trình sinh tài
liệu được thể hiện qua sơ đồ hình 1.2).
- CDA regtstration ( Chương trình theo dõi quản lí việc sinh và quá
trình trao đổi tài liệu CDA)
- CDA repository (Chương trình hỗ trợ quản lý kho tài liệu CDA)
Phía người nhận :
- CDA extractor (Chương trình hỗ trợ trích rút các mẩu tin trong tài
liệu CDA, để cập nhập thông tin cho các hệ thông quản lý khác)
Reference Information Model (RIM)

Domain Message Information Model (D-MIN)

Refined Message Information Model (R-MIN)

Herarchal Message Definitions (HMD)

CDA

Sơ đồ 1.2: Sơ đồ sinh tài liệu CDA [4]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

12

1.7. Ảnh y tế và vai trò của việc sử dụng ảnh y tế trong chẩn đoán bệnh
1.7.1. Giới thiệu chung về ảnh y tế
Để chẩn đoán xác định bệnh trong y học phải dựa vào các yếu tố dịch tễ,
lâm sàng và cận lâm sàng. Trong cận lâm sàng thì có chẩn đoán xét nghiệm và

chẩn đoán hình ảnh, hiện nay ứng dụng công nghệ thông tin chẩn đoán hình ảnh
từ các trang thiết bị công nghệ cao được hỗ trợ bởi các phần mềm tin học là
không thể thiếu nhằm chẩn đoán bệnh chính xác hơn.
Hiện nay, những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh – một
ngành ứng dụng khoa học kỹ thuật nhằm khám phá các cấu trúc của cơ thể con
người, được thể hiện bằng những hình ảnh theo qui ước, đã giúp cho các thầy
thuốc lâm sàng chẩn đoán sớm và có tính chất xác định nhiều bệnh để từ đó đưa
ra phương pháp chữa trị hay phương pháp phẫu thuật hiệu quả nhất. Tiền thân
của ngành Chẩn đoán hình ảnh, ban đầu chỉ có xquang (Radiology) ra đời năm
1895, sau đó cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ đặc biệt là công
nghệ thông tin, các phương pháp chẩn đoán hình ảnh mới bao gồm: Siêu âm,
chụp cắt lớp vi tính (CT: Computed Tomography), chụp cộng hưởng từ (MRI:
Magnetic Resonance Imagin), hình ảnh chụp cộng hưởng từ hạt nhân (Magnetic
Resonance Imaging-mrl)... đã xuất hiện và phát triển tạo nên sự bùng nổ về kỹ
thuật hình ảnh..
Ảnh y tế là kỹ thuật được sử dụng để tạo ra hình ảnh của cơ thể con người
cho mục đích lâm sàng, chẳng hạn như: chẩn đoán và nghiên cứu. Ngày nay, xử
lý ảnh y tế có một vai trò rất quan trọng trong việc giúp các bác sĩ phát hiện các
mô bất thường trong cơ thể con người, và sau đó hỗ trợ bác sĩ trong việc chẩn
đoán. Hơn nữa, nó cũng cần thiết cho các bác sĩ trong nghiên cứu và giáo dục y
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

13

tế. Có nhiều kiểu ảnh y tế, chẳng hạn như: chụp cắt lớp vi tính (CT), X-quang,
chụp cộng hưởng từ (MRI), và y học hạt nhân và siêu âm. Để xử lý các hình ảnh
này, người dùng cần có một ứng dụng chuyên nghiệp tương thích với mỗi kiểu
hình ảnh.

Các hình ảnh y tế là rất quan trọng cho việc phân tích và chẩn đoán. Chiết
xuất đường viền là thủ tục quan trọng, bởi vì kết quả đầu ra của thủ tục này là
những thông tin cần thiết cho các bác sĩ để đo cấu trúc giải phẫu, nhận dạng các
vùng bất thường trên hình ảnh, và tìm ra hình dạng của khối u . Do đó, đã có
nhiều nghiên cứu được thực hiện và triển khai trên toàn thế giới.
Ví dụ, khi sử dụng Google để tìm kiếm với từ khóa "contour algorithm" +
"Medical image", ("thuật toán đường viền” + "hình ảnh y tế", chúng tôi nhận
được khoảng hơn 248.000 kết quả vào tháng 04, năm 2015 (Hình 2.2).

Hình 1.3: Các kết quả tìm kiếm của Google, tháng 04 – 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

14

1.7.2. Vai trò của việc sử dụng ảnh y tế trong chẩn đoán bệnh
Chẩn đoán hình ảnh đã góp phần quan trọng nâng cao tính chính xác, kịp
thời và hiệu quả cao trong chẩn đoán bệnh. Như dựa trên hình ảnh siêu âm,
người thầy thuốc có thể đo được tương đối chính xác kích thước các tạng đặc
trong ổ bụng (gan, lách, thận, tuỵ, ...) và phát hiện các khối bất thường nếu có.
Từ hình ảnh siêu âm tim có thể xác định cấu trúc, kích thước các buồng tim, van
tim và các mạch máu lớn. Trong sản khoa, siêu âm giúp xác định và theo dõi sự
phát triển của thai nhi trong bụng mẹ; hình ảnh CT Scanner giúp thầy thuốc xác
định được một số bệnh lý ở sọ não, đặc biệt là xác định máu tụ nội sọ, khối u
não; chụp cộng hưởng từ hạt nhân xác định chính xác hơn các hình thái và các
khối bất thường trong cơ thể (nếu có).
Trong các lĩnh vực trao đổi thông tin lâm sàng và hình ảnh y tế, PACS
(Picture Archiving and Communication System - Hệ thống lưu trữ và truyền
hình ảnh) là một chương trình chuyên nghiệp nổi tiếng. Nó là một công nghệ ảnh

y tế có nhiều lợi ích như: không bị mất ảnh, sẵn có hình ảnh trước đó và so sánh,
sẵn có báo cáo kèm hình ảnh, vv [1]. PACS sử dụng chuẩn DICOM (Digital
Imaging and Communications in Medicine) để lưu trữ và truyền hình ảnh. Đây là
một tiêu chuẩn để xử lý, lưu trữ, in ấn, và gửi các thông tin hình ảnh y tế, bao
gồm các định nghĩa khuôn dạng tập tin và giao thức truyền thông mạng. Ngoài
ra, DICOM cho phép tích hợp cả máy quét, máy chủ, máy trạm, máy in, và phần
cứng mạng từ nhiều nhà sản xuất vào PACS [1]. Vì vậy, khi sử dụng PACS một
người gửi có thể dễ dàng truyền tải bất kỳ báo cáo và hình ảnh số hóa nào, và
hiện nay nó đã được triển khai rộng rãi trong các bệnh viện.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

15

Tuy nhiên, không phải tất cả các bệnh viện có đủ khả năng để đầu tư các
hệ thống này do hạn chế về tài chính và cơ sở hạ tầng, ví dụ như: các bệnh viện
nông thôn hoặc bệnh viện ở các nước đang phát triển. Trong các nước đang phát
triển như Việt Nam chẳng hạn, có hơn 1.000 bệnh viện, bao gồm toàn bộ các
bệnh viện đa khoa hoặc bệnh viện chuyên ngành cấp quốc gia, bệnh viện tỉnh,
bệnh viện huyện, trung tâm y tế và bệnh viện tư nhân. Nhưng PACS chỉ mới
được triển khai chỉ ở ba bệnh viện (bệnh viện Hữu Nghị, bệnh viện Nhi và bệnh
viện Chợ Rẫy) [5].
Do đó việc nghiên cứu làm thế nào để hỗ trợ các nhà cung cấp dịch vụ
chăm sóc sức khỏe nhưng không có một chương trình chuyên nghiệp để trao đổi,
hiển thị tài liệu lâm sàng và hình dạng của các vùng ảnh được quan tâm trên các
thiết bị di động sử dụng trình duyệt web là việc làm rất cần thiết.
1.8. Vùng hình ảnh đặc biệt (ROI)
Region Of Interest (ROI) là vùng hình ảnh thể hiện các vùng ảnh được

các bác sỹ đặc biệt quan tâm để phục vụ cho việc chẩn đoán bệnh và được dùng
để thể hiện các kết quả khám lâm sàng. Trong các phần mền chuyên dụng ROI
được thể hiện bằng công nghệ Overlap, cho phép các bác sỹ vẽ nạp chồng vùng
hình ảnh lên ảnh gốc sau đó phần mềm sẽ hỗ trợ việc lưu thông tin và thể hiện lại
khi bác sỹ xem lại ảnh. Với giải pháp như vậy, các phần mềm vẫn giữ nguyên
ảnh gốc.
Việc đánh dấu các vùng ảnh ROI và dùng chúng trong việc trao đổi thông
tin khám chữa bệnh có một vai trò rất quan trọng. Một trong những minh chứng
cho sự quan tâm tới vùng ảnh này của các nhà nghiên cứu, cũng nhưng ứng dụng
của ROI được chung tôi kiểm nghiệm qua trình tìm kiếm Google. Với từ khoá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

16

"Region Of Interest" + "Medical Image" trong thời gian 0,62 giây đã cho
204.000 kết quả liên quan - kết quả search ngày 16/04/2015.
Sau đây là một ví dụ minh hoạ cho hình ảnh ROI được thể hiện trên phần
mềm chuyên dụng 3D-Doctor.

Hình 1.4: Hình ảnh ROI hiển thị trên phần mềm chuyên dụng 3D-Doctor
1.9. Quy trình trao đổi tài liệu lâm sàng.
Sơ đồ 1.5 mô tả quy trình làm việc để trao đổi các tài liệu lâm sàng và
nhúng vùng ảnh được quan tâm giữa một bác sĩ gửi và bác sĩ nhận, áp dụng
phương pháp tích hợp và sử dụng một giao thức truyền thông chuyên nghiệp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

17

Phía ngƣời gửi:
Bước 1: Sinh tài liệu CDA thông một trình ứng dụng CDA generator.
Thực hiện bước sinh tài liệu này cần có sự tham gia của 02 modules: Hộ trợ quản
trị và kết nối dữ liệu và module quản trị CDA template. Tuy nhiên trong quá
trình thao tác người dùng được phần trình CDA generator hỗ trợ tự động các kết
nối và giao tiếp với 02 modules này.
Bước 2: Trước khi tài liệu CDA được gửi đi thì ID của tài liệu CDA phải
được đăng ký và lưu trữ bởi modules CDA Reg/Rep (CDA registration and
Repository).
Bước 3: Gửi CDA đến người nhận thông qua các thức gửi file được cung
cấp miễm phí trên Internet. Ví dụ: email, FTP, truyền file qua trình chat …
Người nhận

CDA generator

CDA template
manager

CDA
template

DB manager

DB

INTERNET ENVIRONMENT

Người gửi

CDA instance

CDA
Res/Rep

CDA
repository

CDA
instance

CDA
extractor

HIMS
DB

Web
browser

Receiver
CDA
repositor
y

CDA
Reg/Rep

Sơ đồ 1.5. Quan hệ giữa các module trong tài liệu CDA [1]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

18

- Về phía gửi, khi các bác sĩ đã thực hiện xong ba bước đầu tiên bằng
cách sử dụng các công cụ xử lý ảnh và khởi chạy trình sinh CDA, bác sĩ sẽ lấy
tài liệu CDA và phiếu định kiểu XSLT tương ứng và sẽ gửi các tài liệu này cho
bác sĩ nhận dùng bất kỳ-sơ đồ giao vận truyền thông tiêu chuẩn nào, chẳng hạn
như IHE XDR, XDM [12].
- Điều này cho phép các bệnh nhân sử dụng phương tiện mang tin vật lý
để chứa các tài liệu y tế. Điều này cũng cho phép sử dụng các email từ người này
sang người khác để truyền tải các tài liệu y tế. Ở đầu tiếp nhận, khi các bác sĩ
nhận tài liệu chuyển qua, ví dụ email, bác sĩ chỉ cần tải chúng vào cùng một thư
mục và sau đó có thể duyệt xem các tài liệu CDA bằng cách sử dụng một trình
duyệt web ưa thích.
- Trong trường hợp của một nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc y tế không
có một giao thức truyền tin chuyên nghiệp, người gửi có thể gửi văn bản này
bằng email hoặc sử dụng giao thức XMD. Hình 3.10 cho thấy quy trình làm việc
để trao đổi tài liệu giữa một bác sĩ gửi và bác sĩ nhận sử dụng email. Có năm
bước cần thiết với bác sĩ gửi và ba bước với bác sĩ tiếp nhận.
- Khi bác sĩ đã hoàn thành việc thực hiện ba bước đầu tiên, tương tự như
trao đổi các tài liệu lâm sàng thông qua giao thức chuyển giao, Bác sĩ sẽ lấy tài
liệu CDA và phiếu định kiểu XSLT tương ứng. Người gửi cần phải thực hiện
thêm hai bước đơn giản: (4) soạn một email mới và gửi kèm các tài liệu và hình
ảnh y tế để gửi email; (5) gửi email đến một bác sĩ.
Phía ngƣời nhận:
Bước 1: Nhận và download tài liệu

Bước 2: Sử dụng tài liệu, có 3 lựa chọn:
o Xem trực tiếp bằng trình duyệt Web
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>

19

o Lưu vào một kho lưu trữ thông qua Module CDA reg/Rep
o Trích rút thông tin lưu vào một cơ sở dữ liệu y học khác – sử
dụng trình CDA extractor.
- Ở đầu tiếp nhận, khi bác sĩ nhận tài liệu qua email, chỉ cần tải về và lưu
trữ chúng vào cùng một thư mục, (giải nén các tập tin đính kèm, nếu cần thiết)
và sau đó có thể duyệt xem các tài liệu CDA bằng cách sử dụng một trình duyệt
web ưa thích.
Như vậy, cần thiết thêm 2 bước mà một bác sĩ gửi phải thực hiện khi so
sánh quy trình công việc trao đổi tài liệu CDA từ người gửi đến người nhận
thông qua email với gửi qua giao thức truyền tải. Nhưng những bước này đơn
giản bởi vì hầu hết người sử dụng biết cách tạo và đính kèm tập tin vào một
email. Hơn nữa, dịch vụ email miễn phí cho tất cả mọi người và tài khoản có
dung lượng đủ lớn để đính kèm tài liệu CDA, chẳng hạn như: Gmail, Yahoo
Mail, Hot Mail, vv . Hơn nữa, nếu người dùng đăng ký các dịch vụ 3G, 4G,
email có thể được kiểm tra và thông báo đến người nhận bất cứ lúc nào và bất cứ
nơi nào, nếu có điện thoại thông minh. Vì vậy, chúng tôi nghĩ rằng trao đổi các
tài liệu CDA qua email là chấp nhận được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN

/>