用于管理和處理醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于管理和處理醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用于執(zhí) 行該方法的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 術(shù)語(yǔ)"管理"在此和在下文中尤其理解為數(shù)據(jù)的歸檔（即將數(shù)據(jù)設(shè)置到持久性數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器中），反映(顯示)和刪除來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，以及按照預(yù)先給定的標(biāo)準(zhǔn)分類和找 出來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的特定數(shù)據(jù)(瀏覽）。
[0003] 術(shù)語(yǔ)"處理"在此和在下文中尤其理解為改變(編輯/改寫)數(shù)據(jù)。
[0004] 待管理和待處理的醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)尤其包括患者數(shù)據(jù)、用于醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的人員任務(wù) (工作/任務(wù))或者任務(wù)列表(工作列表)以及醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。
[0005] 這種醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的管理以日益增長(zhǎng)的程度計(jì)算機(jī)輔助地通過(guò)服務(wù)器系統(tǒng)、尤其所謂 的信息系統(tǒng)進(jìn)行。信息系統(tǒng)通常包括：
[0006] --個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，例如以存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)的形式，
[0007] --個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，
[0008] -至少一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，其在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中實(shí)施，
[0009] -以及通常一個(gè)或多個(gè)其它的服務(wù)器，在其中實(shí)施用于數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)處理的 方法。
[0010] 對(duì)于不同的數(shù)據(jù)類型在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中建立了不同的信息系統(tǒng)。于是在諸如醫(yī)院的醫(yī) 學(xué)機(jī)構(gòu)環(huán)境中常將"醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System，HIS)"用于管理和處理 患者數(shù)據(jù)，將"放射學(xué)信息系統(tǒng)(RIS)"用于放射學(xué)檢查的預(yù)約規(guī)劃，醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的診斷輔 助以及診斷結(jié)果的歸檔。此外，醫(yī)院的IT結(jié)構(gòu)通常包括所謂的"圖像歸檔和通信系統(tǒng) (Picture Archiving and Communication System，PACS)" 用于基于DIC0M標(biāo)準(zhǔn)歸檔，和傳 輸醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，以及"高級(jí)可視化工具(Advanced ViSualizati〇n，AV)系統(tǒng)"、其提供了服 務(wù)器支持的功能以用于可視化體積數(shù)據(jù)、尤其動(dòng)態(tài)體積渲染。
[0011] 上面列出的服務(wù)器系統(tǒng)在此通常彼此并行地存在。這要求高的采購(gòu)和維護(hù)開(kāi)銷， 這尤其對(duì)于小醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)或者其它具有較少經(jīng)費(fèi)的機(jī)構(gòu)而言是難以應(yīng)對(duì)的。
[0012] 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的前述復(fù)雜IT結(jié)構(gòu)此外僅具有較差的縮放性。通常僅能以很高的開(kāi) 銷來(lái)將這種IT結(jié)構(gòu)匹配于待處理和待歸檔的數(shù)據(jù)量和/或所需的計(jì)算能力的較大變化。
[0013] 用作這種IT結(jié)構(gòu)的用戶或終端設(shè)備（典型地稱作客戶端）的主要是個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC)，其中，這些PC通常構(gòu)建為所謂的"瘦客戶"，其從所連接的服務(wù)器獲取大部分所需的計(jì) 算能力。
[0014] 作為常規(guī)客戶端服務(wù)器架構(gòu)的替選方案，近年來(lái)所謂的云解決方案越來(lái)越普及。 "云""計(jì)算器云"）在此理解為數(shù)據(jù)處理裝置，其由獨(dú)立于用戶的云供應(yīng)商（"Cloud Vendor"云供應(yīng)商）提供和運(yùn)行。"云供應(yīng)商"在此在使用合約（Subscription)的范圍內(nèi)為多 個(gè)用戶提供了硬件和可能軟件來(lái)作為服務(wù)。根據(jù)待提供的服務(wù)的范圍分為：
[0015] -稱作"基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)"（IaaS)的使用模式，其中，僅為用戶提供云的計(jì)算機(jī)硬件 (計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)器），而用戶對(duì)于在云中運(yùn)行的軟件完全自己負(fù)責(zé)，
[0016] -稱作"平臺(tái)即服務(wù)"（PaaS)的使用模式，其中，從云中為用戶提供計(jì)算機(jī)硬件以及 構(gòu)建在其上的編程和運(yùn)行時(shí)間環(huán)境，使得用戶僅對(duì)于在該編程和運(yùn)行時(shí)間環(huán)境中實(shí)施的應(yīng) 用軟件(應(yīng)用）自己負(fù)責(zé)，以及
[0017]-稱作"軟件即服務(wù)"（SaaS)的使用模式，其中另外還從云中為用戶提供特定的應(yīng) 用軟件。
[0018]根據(jù)相應(yīng)的云所尋址的用戶圈，還分為：
[0019]-所謂的公共云，每個(gè)人都可以利用其服務(wù)，以及
[0020] -所謂的私有云，其僅對(duì)于特定組織、尤其特定集團(tuán)的用戶是可訪問(wèn)的。
[0021] 對(duì)于公共云的每個(gè)用戶，通過(guò)與用戶對(duì)應(yīng)的合約來(lái)調(diào)整對(duì)云的特定硬件和軟件組 成部分的訪問(wèn)權(quán)限。公共云由此通常是"能應(yīng)對(duì)多個(gè)客戶的"（multi-tenant多客戶的）。這 指的是對(duì)于具有不同合約的用戶將數(shù)據(jù)、用戶管理和計(jì)算運(yùn)算保持嚴(yán)格分開(kāi)的能力。公共 云的用戶于是不能看到具有其它合約的其它用戶的數(shù)據(jù)、用戶管理和計(jì)算運(yùn)算，并且也不 能干預(yù)這些數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明基于的任務(wù)是提供用于管理和處理醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)，其可以 特別靈活地使用，尤其特別可縮放地使用。
[0023]關(guān)于該方法，根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的特征解決。關(guān)于所對(duì) 應(yīng)的系統(tǒng)，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求9的特征來(lái)解決。在從屬權(quán)利要求和下面的描述 中示出本發(fā)明的有利的和部分地就其本身而言有創(chuàng)造性的擴(kuò)展和改進(jìn)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)分別在公共云的云端存儲(chǔ) 器（即持久性存儲(chǔ)器）中提供獨(dú)立的存儲(chǔ)器區(qū)域，其中，將存儲(chǔ)在各個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域中的數(shù)據(jù) 組保存為使得當(dāng)存在與該存儲(chǔ)器區(qū)域?qū)?yīng)的合約時(shí)（即當(dāng)進(jìn)行訪問(wèn)的設(shè)備按照合約規(guī)定有 訪問(wèn)權(quán)限時(shí)），可以從因特網(wǎng)直接訪問(wèn)該數(shù)據(jù)組。
[0025]在此，尤其將該訪問(wèn)可能性構(gòu)建為使得其與因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)REST兼容。REST(表述性狀 態(tài)轉(zhuǎn)移)在此指的是用于因特網(wǎng)應(yīng)用的編程范式，其滿足如下原則：
[0026]-為每個(gè)所提供的服務(wù)分配唯一的地址(統(tǒng)一資源定位符，簡(jiǎn)稱URL)。
[0027] -在一個(gè)地址下可訪問(wèn)的服務(wù)可以具有不同的表現(xiàn)形式(表現(xiàn)）。
[0028] -使用無(wú)狀態(tài)的（無(wú)狀態(tài))客戶端-服務(wù)器協(xié)議，其能夠?qū)崿F(xiàn)，總是將客戶端和服務(wù) 器之間的不同請(qǐng)求相互獨(dú)立地進(jìn)行處理。
[0029] -在所有資源上必須可以使用規(guī)定數(shù)目的、具有限定的特性的運(yùn)算（即尤其是四個(gè) 運(yùn)算GET，POST，PUT，DELETE)。
[0030] -不僅對(duì)于應(yīng)用信息而且對(duì)于狀態(tài)變化使用多媒體超文本(超媒體）。
[0031] 表現(xiàn)優(yōu)選按照因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）、JS0N(Java腳本對(duì)象符號(hào)）和/或 ATOM來(lái)實(shí)現(xiàn)。ATOM在此被用作Atom聯(lián)合格式(ASF)(其示出了用于消息交換的XML格式）和 ATOM發(fā)布協(xié)議(APP)(其示出了用于產(chǎn)生和處理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的編程接口）的上位概念。
[0032] 分別與合約對(duì)應(yīng)的醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)在主要應(yīng)用情況下下是醫(yī)院。然而在本發(fā)明的范圍中 還可能的是，諸如牙醫(yī)診所、醫(yī)院的單個(gè)科室、甚至是單個(gè)患者為了管理各自的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)而 獲得各自的合約，并且由此完全使用該方法和系統(tǒng)。
[0033] 該系統(tǒng)在此通過(guò)使用在前面闡述的意義下的公共云而是"能夠應(yīng)對(duì)多個(gè)客戶"（多 客戶）的。由此，對(duì)于具有不同合約的用戶，數(shù)據(jù)、用戶管理和計(jì)算運(yùn)算被嚴(yán)格地相互分離， 從而排除了看到或影響其它合約的數(shù)據(jù)。
[0034] 在根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中還為每個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域提供了用于在用戶或終端設(shè) 備（下面稱為設(shè)備）上的應(yīng)用，其構(gòu)建為用于調(diào)用和/或用于示出包含在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器區(qū)域 中的數(shù)據(jù)組。
[0035] 每個(gè)應(yīng)用在此專門對(duì)應(yīng)于恰好一個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域，并且由此選擇性地和僅執(zhí)行用于 管理和處理包含在該相應(yīng)的存儲(chǔ)器區(qū)域中的數(shù)據(jù)組的那些功能。
[0036] 機(jī)構(gòu)的不同類型的數(shù)據(jù)尤其包括：
[0037] -患者數(shù)據(jù)，其包含對(duì)于機(jī)構(gòu)的特定患者的個(gè)人和醫(yī)學(xué)細(xì)目，尤其是關(guān)于姓名、地 址、年齡、性別、早先的診斷和治療的細(xì)目，
[0038] -待由醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)醫(yī)學(xué)用戶(醫(yī)生、醫(yī)學(xué)輔助人員、護(hù)士等)執(zhí)行的任務(wù) (工作/任務(wù))和任務(wù)列表(工作列表），
[0039] -醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，尤其是兩維圖像、兩維圖像序列(視頻）、體積數(shù)據(jù)(例如計(jì)算機(jī)斷 層成像)和/或時(shí)間體積數(shù)據(jù)序列(4D數(shù)據(jù)），然而還有關(guān)鍵圖像、照片、文檔等，以及
[0040] -關(guān)于醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的上下文信息，尤其是對(duì)于圖像數(shù)據(jù)組的存儲(chǔ)位置的提示以 及可選的關(guān)于圖像數(shù)據(jù)組的元數(shù)據(jù)，例如相應(yīng)的圖像拍攝所基于的拍攝參數(shù)。
[0041] "關(guān)鍵圖像"在此指的是快照，即來(lái)自醫(yī)學(xué)圖像或體積數(shù)據(jù)組的（處理或未處理的） 片段，其在診斷這些數(shù)據(jù)時(shí)被導(dǎo)出以示出醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)。這種關(guān)鍵圖像通常被用作醫(yī)學(xué)報(bào)告(報(bào) 告）的組成部分。
[0042] 這些不同數(shù)據(jù)類型中的每個(gè)在下面也被稱作"資源"。下面將分別與這些資源對(duì)應(yīng) 的、云端存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器區(qū)域也稱作"(reS〇Urce)hub(資源）中心"。在與上面描述的資源的 對(duì)應(yīng)中，在該方法和系統(tǒng)的范圍中優(yōu)選提供下面列出的云端存儲(chǔ)器中的（資源）中心中的至 少兩個(gè)：
[0043 ]-患者存儲(chǔ)器區(qū)域（患者中心），其中每個(gè)（患者)數(shù)據(jù)組包含一個(gè)特定患者的患者 數(shù)據(jù)，
[0044] -任務(wù)列表存儲(chǔ)器區(qū)域(工作列表中心），其中每個(gè)數(shù)據(jù)組包含一個(gè)任務(wù)(工作/任 務(wù))或者任務(wù)列表(工作列表），
[0045] -圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)域（圖像中心），其中每個(gè)（圖像)數(shù)據(jù)組包含醫(yī)學(xué)圖像或體積 數(shù)據(jù)或者其它圖像、聲音、圖形或者文本信息(照片、視頻、文檔)和/或
[0046] -上下文存儲(chǔ)器區(qū)域（上下文中心），其中每個(gè)(上下文)數(shù)據(jù)組包含與圖像數(shù)據(jù)組 有關(guān)的上下文信息，尤其是對(duì)圖像中心中相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)組的尺寸位置的提示以及可選地 包含關(guān)于圖像數(shù)據(jù)組的元數(shù)據(jù)。
[0047] 上面描述的中心中的每個(gè)都可以與和其專門對(duì)應(yīng)的應(yīng)用一起被獨(dú)立地（即與其它 中心和與這些其它中心分別對(duì)應(yīng)的應(yīng)用無(wú)關(guān)地)運(yùn)行。由此，之前描述的中心和對(duì)應(yīng)的應(yīng)用 中的任一個(gè)對(duì)于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法或者在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的范圍中都不是必須的。 上面描述的中心中的每個(gè)卻都與對(duì)應(yīng)的應(yīng)用一起以有利方式擴(kuò)展了該方法或系統(tǒng)的功能 性。
[0048] 本發(fā)明所基于的考慮是，由于改進(jìn)了在醫(yī)療機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)管理和處理方面的可縮放 性，從傳統(tǒng)的客戶端服務(wù)器解決方案轉(zhuǎn)向基于云的解決方案是有意義的。已知的是，通過(guò)僅 將傳統(tǒng)常用的服務(wù)器系統(tǒng)傳輸?shù)皆浦胁⒉荒軡M意地解決開(kāi)頭描述的問(wèn)題。即，并不能通過(guò) 將常規(guī)地在醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)中使用的服務(wù)器轉(zhuǎn)移到云中來(lái)減小IT結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，而是反而提高， 因?yàn)榉?wù)器在云中通常以虛擬形式運(yùn)行，并且由此為未改變的復(fù)雜的服務(wù)器結(jié)構(gòu)又增加了 虛擬化軟件。此外，已知地在這種解決方案中出現(xiàn)用于置入云中的服務(wù)器性能（云虛擬服務(wù) 器)而產(chǎn)生高成本，其在很大程度上抵消了云使用的優(yōu)點(diǎn)。此外，虛擬化地在云中運(yùn)行的服 務(wù)器總是還得由機(jī)構(gòu)本身管理，從而與此關(guān)聯(lián)的開(kāi)銷不變。在可縮放性和故障安全性方面 這種解決方案也不能帶來(lái)顯著的改進(jìn)。
[0049] 這種改進(jìn)然而通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，將醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)在公共云端存儲(chǔ)器 中存儲(chǔ)為使得可以通過(guò)因特網(wǎng)，尤其以REST兼容的方式，訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)。這能夠?qū)崿F(xiàn)的是， 將至少一大部分對(duì)于執(zhí)行該方法所需的計(jì)算能力引入到參與方法執(zhí)行的設(shè)備本身中。由 此，在方法的過(guò)程中僅或者至少近乎僅利用公共云的比較廉價(jià)的云端存儲(chǔ)器，而不利用或 者僅以在很小程度上利用昂貴許多的公共云計(jì)算功率(云計(jì)算服務(wù)）。計(jì)算功率與設(shè)備的該 唯一或者至少幾乎唯一的對(duì)應(yīng)也貢獻(xiàn)于方法和對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的顯著改進(jìn)的可縮放性，因?yàn)闊o(wú) 需將云側(cè)實(shí)施的結(jié)構(gòu)匹配于對(duì)計(jì)算功率的改變的需求。不必實(shí)現(xiàn)和維護(hù)云中的虛擬服務(wù) 器。而是，可選地利用的云計(jì)算服務(wù)直接由云供應(yīng)商在PaaS方案的意義下維護(hù)和提供。
[0050] 將不同的資源分配到不同的、完全彼此分離的資源中心上和提供與這些中心專門 對(duì)應(yīng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)特別靈活地使用該方法和對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)，因?yàn)椴煌尼t(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)可以自由 選擇包含在其相應(yīng)的合約的范圍中