Tài liệu 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 và thẻ , 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 + Phần thân (Body) có thể dùng 2 kiểu khuôn dạng để lưu trữ: Dạng văn bản có định dạng hoặc văn bản không định dạng 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 Hình 1.1: Cấu trúc tài liệu CDA [5] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 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 http://www.lrc-tnu.edu.vn/