随着科学技术的发展和人们物质文化生活水平的不断提高，许多过去不能发现或无法治愈的疾病正在被不断攻克。广大老百姓对医疗条件尤其是高质量医疗服务的需求也与日俱增。健康是促进人的全面发展的必然要求，是经济社会发展的基础条件。伴随着“健康中国”建设的推进，国家对医疗卫生事业的投入不断加大，医院各项软硬件设施随之提升^[1]。其中的放射治疗作为一个复杂、基础知识广的学科，治疗设备也从简单的手工操作控制提升到全面数字化信息化校准和智能化的操作治疗。充分利用好这些价格高昂的治疗设备，可更好地为患者服务，同时优化放疗流程。全面提升诊疗水平成了医院的迫切需求^[2]。长久以来，放射治疗过程中使用手写登记和分发放疗卡分时段接受治疗的方法，一直存在着人工录入准确率不可控，工作效率无法提高等问题，现如今已难以满足信息化工作要求，甚至阻碍放射治疗学科的长远发展。设计开发放射医疗信息管理系统，通过计算机与网络及时高效准确地管理整个放射诊疗过程，提升和改善患者的治疗准确率及舒适性，节约医患双方在非治疗时段的人力和时间成本。放射治疗前期工作管理信息系统作为放射医疗信息管理系统的一部分，其设计和开发有着重要的
意义。

1  建立放射治疗前期工作管理信息系统的目的和意义

开发放射治疗前期工作管理信息系统是一个按需设计、与时俱进的长期过程。在充分考虑放射治疗工作流程中医患的实际需求、操作问题、设备软硬件更新维护的前提下， 落实总体规划，进而分步实施。本研究旨在对放疗前期系 统软件进行规划与设计，建立一个运行稳定、运作高效和功能完善的放射治疗前期工作管理系统，优化放射治疗工 作流程，缩短患者放疗前等待时间，提高放疗学科整体管理水平，满足未来 5~10 年医院信息化建设的发展
需求。

2  放射治疗前期工作管理信息系统的需求

需求分析是一项重要的工作，也是较为困难的工作。 该阶段工作有供需交流困难、需求动态化、后续影响复杂的特点。需求分析是设计整个前期系统的前提，能否获得 准确、完整、高效的系统需求是该系统完成质量高低的关键^[3]。需求分析是对用户的业务活动进行分析，明确在用户的业务环境中软件系统应该“做什么”。获取需求作为需求分析的第一步，需要系统开发人员和用户进行直接、全面、深入的交流，以便获取使用方对管理信息系统全方面的功能需求。这一过程需要开发人员灵敏地捕捉用户的具体要求，即使这样仍会出现双方交流理解的偏差，出现用户需求表达不完整，了解不深入、描述不准确等问题，这就需要开发人员采取循序渐进、因势利导的方式，尽可能准确完整地获取用户相关需求。在获取正确需求信息的方法上， 采用多种形式来汇集，例如与用户直接交流、发放问卷调 查等有效方式，同时也需要深入现场，了解实际工作流程。 每次与客户交流后，都应及时对获取的信息进行分析归类，展开设计团队开发论证，汇总整理、分析筛选用户需求，剔除重复、无关、错误的信息，提取真实、准确、有效的内容。设计团队还应做好下一阶段的开发计划和设计流程以便提交给用户确认^[4]。需求分析人员可以申请参与用户的具体工作，获取真实的一手材料，理解、掌握整个业务流程。

放射治疗前期工作管理能够优化整个放疗的治疗流程，降低人为造成的错误率，缩短患者就诊的等待时间，节约各项医疗成本，改进流程操作方式，促进医患关系和谐发展。与此同时，医院使用该管理系统也能提高放疗医师的工作效率，提升放疗科室的业务水平，带动整个放射治疗学科的建设。所以，医院采用放射治疗前期工作管理信息系统是必要的。

2.1  系统业务需求

我们分析汇总用户相关业务需求，主要归结为两个方 面：优化放射治疗工作流程，提高治疗效率，降低治疗成本， 促进医患和谐；提高科室的信息化水平，降低人为造成的错
误率。

2.2  系统用户需求

放射治疗前期工作中，放疗医师、物理师、机房技师等用户对软件有以下功能需求：对放疗患者进行CT 模拟定位扫描，登记患者相关信息，CT 扫描结果以列表形式导出； 解决计划申请中的放疗技术，开具处方剂量，选定治疗机器， 明确设计要求，要求遮挡形式、各阶段治疗次数、优化目标等数据规范输入；医师开具放疗计划申请单时以系统下拉菜单或优化目标条件模板输入的形式进行人机交互，避免大量的文字输入过程；等待设计、确认、打印的放疗计划的查询显示功能；放疗计划全过程的设计、确认、打印等相关人员的签名；远程进行放疗模拟机房和放疗治疗机房的选择、预约功能；全流程信息错误报警提示，如放疗计划阶段重复提示，机器预约重复提示，剂量或数值不合理提示等；人机交互界面简洁、美观、友好；操作实现功能包括系统设置、数据库参数设置、用户权限确认管理等，并且能能够与医院放疗科放疗信息系统（RTIS）通过 Dicom RT 的格式进行连接。

2.3  系统的性能需求

通过对医院放疗科工作全流程的了解，设计人员在进行系统性能分析时，应着重考虑放疗前期工作管理应以 CT 扫描患者资料的管理、与患者资料关联的放疗计划管理、设备机器预约作为 3 条主线，对整个软件系统当中的各个模块分别进行设计和开发。为了适应放疗科业务的发展现状和未来趋势，同时满足放疗学科长远的科研发展需求，该软件系统还应具备较为完善的历史查询统计功能。系统不仅维护方便、操作简单、界面友好，而且具有较高的安全性、稳定性、可维护性，满足未来功能需求的可扩展性，实现科室内部资源共享的同时，能够与科室以外的系统进 行对接。此外，该软件系统还应具备在使用更新及维护上有较高的性价比。

3  放射治疗前期的工作流程

放射治疗的前期工作应严格遵守放疗相关流程：首先由主治医师根据肿瘤患者的实际情况制定初步放疗方案； 随后预约常规模拟定位机进行体位固定器的制作，该固定 器一方面让患者得到一个较舒适的、重复性好的正确的治疗体位，另一方面还要求在照射过程中体位保持不变，确保放疗过程中射线靶向在患者体表的准确性；接着预约 CT 模拟定位机，对患者进行 CT 扫描，确定放疗等中心点，同 时获取患者 CT 影像资料并同步上传至放射治疗计划系统 （treatment planning system，TPS），由物理师进行初步导入处理；然后由医师勾画并确定放疗靶区，申请放疗计划并 填写计划要求及优化目标，再由物理师设计放疗计划方案； 接下来由放疗主任医师对该治疗计划进行评估，如果计划未通过评估，则重新设计或优化放疗计划，如果计划评估 获得通过，即可通知放疗机房预约直线加速器，开始准备给患者做放射治疗。放射治疗前期的工作流程，见图 1。

图 1　放射治疗前期的工作流程

3.1  放射治疗前期工作管理信息系统的网络拓扑结构

系统在开发的过程中不仅应关注运行的稳定性，而且要保障其网络结构设计的安全性和可靠性。该系统在开发之初就确定了以配置主备双服务器冗余备份为基础的设计原则，当其中一台服务器出现故障进行检修维护时，依靠另一台服务器的运行系统能够不间断正常工作^[5]，确保医院正常的就医就诊秩序。考虑到医院所处地理位置的实际情 况，多台放射治疗设备分布于门诊综合楼及住院部地下室内，与服务器并不处于同一座建筑物内且相隔距离较远。 根据这一特殊的实际情况，同时为了提高系统可靠性以及便于日常维护管理，设计方案确定在多个网络交换机之间 使用单模光纤进行数据交换，从而提高系统的稳定性和连续性。由于 CT 图像的单个传输数据较大并且总数据量繁多， 在各工作站的节点和两台服务器之间明确采用千兆位以太 网连接的方案来保证较高的数据传输速率。置于医院住院部的主干中心交换机均采用全千兆交换机。各预约部门的 数据量较小，可以采用百兆快速以太网交换机或者百兆下行端口、千兆上行端口的以太网交换机。见图 2。

图  2　系统网络拓扑示意

3.2  放射治疗前期工作管理信息系统的设计原则

标准模块化及稳定可靠是系统设计的优先考虑原则，其次还应遵循阶段开发、易用性、业务完整性、业务规范化及可扩展性原则。标准模块化利用原有技术标准及方案， 并且各个模块运行稳定可靠，使在较短时间内构建整个系统成为可能，大大降低了系统的开发成本，也使整个系统更加稳定可靠。另一方面标准模块化在一定程度上强化了系统构建的灵活度，同时充分考虑并在技术上满足系统日后的维护和功能的扩展延伸。整个系统存放着大量治疗数据信息，绝大部分都是临床科学研究的宝贵数据，记录着全部就诊患者从入院开始的全周期治疗过程，这也决定了该系统必须绝对稳定可靠^[6]。稳定可靠的系统依靠牢不可破的安全防火墙“守护”，同时硬件的质量也是系统的另一 道“防护罩”。

在系统软件设计方面明确方便实用、扩展便携和维护简便的原则。在日常实际工作中系统能够实现需求分析当中的全部应用功能，并留出一定空间满足今后的扩展升级，使系统和设备能在一段时期内不需要大规模更换，这就要求系统的设计在花费上找到平衡点，既不因循守旧又不盲 目超前，在满足医用需求的基础上适度保留升级空间，系统具备较高的性价比，这就是方便实用。扩展便捷要求系 统应具有良好的可扩展性，采用标准模块化，以适应日新月异的医疗新技术、新手段，紧跟医疗前沿，实现灵活配置， 满足医疗需求^[7]。系统的搭建依靠软硬件协同工作，一方出现故障，势必影响整个医疗活动的有序进行，这就要求系 统必须适应维护简便，降低故障率，提高稳定性。此外系统的安全性也是不可忽略的，数据库的访问层级、修改权限，应用软件所有数据的输入、访问及修改删除都应进行加密处理，登录设置级别明确访问层级控制，采用指纹识别、身份验证、授权管理等加密手段。对于重中之重的数据库文件采用实时备份，做到数据一旦发生更改立即启动备份，在某一层级发生数据丢失时实现实时恢复，对于其他可能出现的数据丢失问题设立紧急预案。在用户界面设计方面，明确规范流程操作和界面交互简洁友好。用户界面应设置 于用户的控制之下，降低用户的记忆负担，保持界面的连贯性。界面符合用户的使用习惯并有助于用户工作效率的 提升。界面交互简洁友好则要求软件系统打开界面美观，易学易上手，操作简单，界面设计美观大方，用户使用过 程舒适愉悦。 数据库设计方面在整个系统当中有举足轻重 的地位，正所谓“三分技术，七分管理，十二分基础数据”。 设计过程明确低空间占用和快速响应原则。放射治疗全过程所产生的数据量可观，低空间占用可以在较长的一段时间内避免系统存储扩容，降低使用及维护成本；快速响应贯穿放疗开始到结束的全过程，关系到整个系统的反应速度、运行效率及用户体验，这就要求系统采用可靠高效的代码来构建。数据库的设计要合理组织用户需要的数据， 支持数据的处理，数据完整可靠，读写便捷，便于理解和维护，减少数据冲突。

3.3  放射治疗前期工作管理信息系统的组成结构

3.3.1  系统硬件方案

选择系统硬件有一个重要的原则：协调产品的性能和价格。从理论上讲，新技术、高性能的产品肯定有着优越 的性能。但产品价格高昂，尽管性能较高，但因自身竞争力度不够导致价格虚高，这一点使得新产品在报价时处于劣势。如果选择使用较为低端的产品，却会因为某方面性 能的不足而产生瓶颈效应，进而拖慢整个系统。总之，对于硬件产品的选择，既要选择符合用户的实际需求，又留有适当升级扩展空间。在追求新技术的同时，也要适合未来的拓展和兼容，尽量考虑到整个系统使用的硬件，在未来至少 6 年内，留有系统性能升级要求的各种余地^[7]。适度超前才能保护客户的投资，使资金效益最大化。 设计人员在对医院放疗科工作业务和医院技术人员及医师的使用要求进行了解、分析后，认为本系统采用双服务器主备设备是比较实用和经济方案。双服务器可以保证当其中一台检修或者宕机的时候，第一时间让系统的工作负荷转移到另一台服务器，不至于因为系统瘫痪而影响日常工作。同时综合布线采用符合国际标准；使用以太网交换机来保证系统网络的高速和稳定。

3.3.2  系统软件方案

在系统软件选择方案上，目前主流的方案主要有两种 , 一种是比较大众化的 Windows Server 平台，另外一种则是对 技术要求较高的 Linux 平台。众所周知，Linux 具有以下优点： 免费、可定制、机制高度灵活；性能出众、使用稳定。但 Linux 需要精通掌握 Linux 操作系统和计算机网络的软件人员才能全面控制^[8]。另外一个系统选择方案是使用 Windows Server。Windows Server 桌面操作系统是 Windows 的服务器版本。Windows 是目前最成熟的网络操作系统，而 Windows Server 的应用环境与 Windows 相似，除了简单方便的 GUI 界面，还配有成熟的售后培训服务与支持。出于对医院当前使用环境的综合考虑，该软件采用了 Windows Server 作为系统软件平台。

3.3.3  数据库系统和软件体系结构

目前在我国较为流行的分布式数据库管理信息系统有 Oracle，MS SQL Server，Infomix，PostgreSQL 等。在一般大型的数据库系统中，主要使用 Oracle 系统。MS SQL Server 系统的扩展性较为良好。Informix 系统主要应用范围是银行、金融等对安全要求较高的环境^[9]。PostgreSQL 系统不仅灵活实用，还具有大型数据库的各种功能。依据放疗科放疗流程的实际情况综合考虑，本系统数据库系统选用 PostgreSQL，它具有高稳定、高可扩展性和高安全性，能够 满足放疗科的日常需求。

本系统采用的优化和维护策略主要有：对数据库设计结构进行优化；设计并建立合理的索引；建立视图；优化 SQL 查询语句；关闭无用应用程序。日常维护策略主要有以下几点：（1）制定系统的日常维护计划，确定维护步骤。（2）制定系统故障应急预案。（3）开启监视日志并对用户账户进行管理，定期定时备份并验证备份，从而提高数据库的可用性和安全性。优化数据库运行环境。把数据、索引编写在不同的输入、输出设备上，提高系统读取，优化程序，并关闭暂时待命系统服务等^[10]。整个系统的核心是数据库，放疗信息系统的核心也是数据库的编写。患者的治疗效果与数据库的安全紧密联系，提高数据库的安全性和准确性对于提高医院放疗工作的效率和声誉有重大帮助，因此做好数据库安全规划至关重要。

数据库安全第一步是完善身份认证。身份认证是对数据库重要的保护，也是最基础的步骤。PostgreSQL 软件编写， 采用独立用户认证的模式，具体体现使用 PostgreSQL 数据库时，设计人员需要在运行 Windows 系统单独建立 Postgres 用户，保证了客户端和数据库的安全对话。

按功能设计，本系统划设置 6 个模块：提前预约管理，资料扫描管理，放疗计划管理，调强管理，字典设置及系统基本设置。其功能结构见图 3。

字典库的数据项设置包括医师、科室、预约时间片、机器、调强计划优化、肿瘤类型、处理状态、放疗技术等。 为了下拉菜单选择需要，系统在每个数据项的字典库的设计上都至少包含 3 个方面的内容，即项目分类、项目内容、 排序。见图 4。

图 3　功能结构

图 4　字典库

除此之外，还要对授权访问进行控制。主要对系统重要数据访问控制进行授权，确保未获得授权的用户不能访问和 读取系统关键数据。授权访问控制会对用户的每一次关键操作进行授权控制的要求。访问 PostgreSQL 的权限；考虑到各用户的权限，在用户表格中对各用户进行了权限设置。最后是数据库加密数据。主要是通过 base64 对数据库的字段和关键数据进行加密，避免数据被侦听和截获后造成数据泄露。

4  总结和讨论

本研究在结合放疗科室实际工作的基础上，较为详细地论证放疗前期工作管理系统的必要性，并分阶段、分步骤设计系统开发方案，明确系统工作流程以及设计原则，并针对该系统的开发设计进行概念性总结论证。就目前整体市场环境而言，存在多品牌、多类型的临床信息管理软件，适应于综合性医院的软件系统种类繁多，但真正适合于肿 瘤专科医院，尤其是针对放疗流程管理的应用软件并不多，适合中国实际放疗前期工作的信息管理软件更是凤毛麟角。 本研究设计的管理信息系统是根据放疗科日常放疗工作的需求以及未来发展而设计的计算机管理信息系统，通过该系统可以更好地实现放疗科日常放疗工作流程管理，使科研信息化。本软件系统能够充分利用当今网络技术的便捷，优化放射治疗全过程的合理性，节约医师和患者的时间成 本，实现放疗诊断信息的快速准确传送、诊断信息数字化传送、病例显示、文件储存、高级检索的问题。通过本系统， 可以更好地为放疗科室实现机器预约和资料登记，提高了工作效率，可以快速、准确的管理放疗计划流程，优化检索使查询快捷准确，实现优化放疗诊治流程，所存储的数字化临床信息更为医学科研及教学留下了宝贵的参考资料， 为相关学科的长远发展奠定坚实基础。随着国家发布“健康中国 2030”规划纲要以及医疗改革的不断推进，适应于临床，尤其是专科医院的临床放射治疗前期工作管理信息系统将成为医疗系统信息化建设的重要组成部分之一，在临床、科研及教学中的作用也必将越来越明显。

放射治疗前期工作管理信息系统旨在着重实现放射治 疗开始前及放疗结束后流程的信息化改造，实现全过程数 字化传输和存储，这将大大降低人为的工作强度，节约放 疗医师和物理师等放射工作人员的时间成本，提高工作效 率，实现软件自身优势；对于就诊患者而言，能够节约治 疗成本，减少患者就诊压力，缓和并改善目前紧张的医患 关系，推动和谐医疗环境的健康持续发展。


［参考文献］
［1］刘向华 . 放疗病人信息管理系统的设计与实现 [J]. 电脑知识与技术，2010，6（11）：2817-2818.
［2］赵金早.医院放射治疗网络系统的安全方案 [J].中国管理信息化，2011，14（12）：42-44.
［3］朱伟清，莫丽云，全力 . 放疗科医学信息系统建设 [J]. 哈尔滨医药，2010，30（6）：31.
［4］Cellini N. Valentini V. Radiation therapy information systems (RTISs): state of the art and new perspectives[J]. Rays, 1996, 21(2): 187-195.
［5］农雅晴，莫莉，廖福锡 . 西门子放疗局域网在放疗技师工作站的应用 [J]. 原理与应用，2011，32（2）：127-128，132.
［6］刘浩，刘宗藩，马栋辉，等 . 放疗计划管理系统设计与实现 [J]. 医学信息，2006，19（5）：779-780.
［7］田新智，王东，单玉顺，等 . 放射治疗信息管理系统的设计与开发 [J]. 医疗装备，2011，24（11）：1-5.
［8］InamuraK, KousakaS, YamamotoY, et al. PACS development in Asia[J]. Comput Med lmaging Graph, 2003, 27(2-3): 121-128.
［9］高军，陈广涛，殷旭东 .Varis 放疗网络系统在临床工作和科室管理中的应用 [J]. 中国医疗设备，2008，23（12）：59-60.
［10］沈海龙，姜增斌，王志军，等. 基层医院放射信息系统的研究 [J]. 实用放射学杂志，2006，22（7）：877-878.