1. 서 론
의료영상 저장 및 전송시스템(Picture arching and com- municating system, 이하 PACS)은 국내의 우수한 기술력과 국가의 적극적인 지원의 결과로 불과 수년 내에 급속도로 파 급되어 국내의 대부분의 교육 병원에서는 도입을 완료하였다.
[1-3] 그럼에도 불구하고 국내에 보급된 PACS는 그 편의성 이 주로 환자의 진료에 해당하는 임상적인 부분에만 편중되 어 있어 연구와 교육적인 측면으로 다소 미흡한 경향이 있다.
PACS에서 지원하는 통상적인 교육 및 연구용 영상 관리 기 능은 대게 영상을 별도 보관하지는 않고 영상 DB에 표지를 하여 검색에 도움을 줄 수 있는 방법이나 각각의 연상관찰대 의 하드디스크에 영상을 다운로드(down load) 하는 정도로 전자의 경우 영상 자체가 오래된 경우 장기저장장치에 보관 되거나 백업용 테잎에 보관되어 실시간 조회가 어렵고, 필요 증례를 검색하는 방법이 다양하지 못한 불편함과 관련자료 입 력과 그 활용 기능이 제한적이다. 후자의 경우는 영상조회를 간편하게 할 수 있지만 영상 조회 방법이 편리하지 못하며,
인터넷망을 이용한 PACS 환경의 교육용 의료 영상 저장
차순주1, 2・김용훈1, 2・허 감1
1인제대학교 일산백병원 방사선과, 2인제대학교부설 의료영상연구소
Web Based Medical Image Library for Education in PACS
Soon Joo Cha, M.D.
1, 2, Yong Hoon Kim, M.D.
1, 2, Gham Hur, M.D.
11Department of Radiology, Ilsan Paik Hospital, Inje University
2Medical Image Research Center, Inje University
= Abstract =
Purpose:
To develop the program of web based medical image storage for education and research, for clinician and medical students.
Materials and Methods:
Pentium IV personal computer was used, which had. The program tool are Microsoft Visual Studio 6.0 - Visual C++ 6.0, LeadTools 1.2, and Microsoft SQL 7.0 under Microsoft Windows 2000 Server
Ⓡoperation system.
Results:
The program has case library and reference library. The case library is divided two part, in- teresting cases part and confirmed cases part. At first, all cases are registered in interesting cases part and when the case was confirmed then the case is migrated to confirmed cases part. And the each components have case query, add, and edit function. The query function has variable query tools, such as tree structure, combo box, and text search.
Conclusion:
Our Web based medical image library for education and research system is useful pro- gram for medical students and residents, because of easy manipulation and economical efficiency.
Key words: Computer, PACS, Digital image
통신저자: 차순주, (411-410) 경기도 고양시 일산구 대화동 2240 인제대학교 일산백병원 방사선과
Tel: 031-910-7394, Fax: 031-910-7369 E-mail: [email protected]
본 연구는 2003년도 인제대학교 학술연구조성비 보조에 의해 이루어졌 음.
증례에 관한 여러가지 정보를 담을 수가 없다. 이미 저자 등 에 개발된 Medical Image Library in Education program(이 하 MILE) (4)의 경우는 증례의 체계적인 저장과 편리한 조 회방법 그리고 다양한 정보입력을 할 수 있지만, 해당 영상관 찰대 이외에서는 영상 조회가 불가능하기 때문에 다수 사용 자가 있는 교육병원에서의 사용은 불편하다. 이에 저자들은 기존에 개발한 MILE의 단점을 보완하고 편리하게 영상 입력 및 조회가 가능하며 증례와 연관된 참고자료의 입력 및 관리, 연구, 등에 이용될 수 있는 인터넷 환경에서의 교육 및 연구 용 디지털 의료 영상 저장 프로그램을(Web based Medical Image Library for Education: 이하‘Web MILE’) 개발하고 자 하였다.
2. 대상 및 방법
웹서버(Web server)로 이용된 컴퓨터는 운영체계는 윈도 우 2000 서버(Microsoft, U.S.A.) 하에서 프로그램개발 도구 는 Visual Studio 6.0 - Visual C++ 6.0(Microsoft, U.S.A.), 데이터 관리용 데이터베이스는 MS SQL 7.0(Microsoft, U.S.A.)를 이용하였으며, 하드웨어 구성은 2 GHz CPU, 1 GB DDR 메모리가 탑재되었으며, 안전한 데이터 관리를 위해 120
GB 하드디스크 2개를 RAID 1(Redundant Array of Inexpensive Disk level 1, 일명‘Mirroring’)으로 구성한 개 인용 PC를 사용하였다.
일반 사용자기 이용하는 영상관찰프로그램은 널리 사용되 고 있는 윈도우 2000과 윈도우 XP(Microsoft, U.S.A.)의 운 영체계와 웹브라우저는 인터넷익스프롤러 6.0(Internet Explorer 6.0, Microsoft, U.S.A.) 이상에서 이상 없이 작동 되도록 최적화 하였다.
영상관찰모듈은 인터넷익스프롤러에서 작동되도록 구성하며 웹서버에 영상등록을 할 수 있는 DICOM 자동전송 프로그램 은 별도의 모듈로 구성하도록 하였다.
영상 및 해당 임상정보를 저장한 증례 저장부(Image Library)와 각 질환의 방사선 소견을 포함한 의학정보를 입력 한 참고자료(Reference)로 구성하며 공통된 질환코드에 의해 연계되도록 하며, 각각의 구성 요소에는 신규입력, 편집, 검색 기능 부여하여 데이터의 관리, 검색이 가능하도록 개발하고자 하였다.
프로그램의 완성 후에 저자가 소속된 병원의 교육용 자료 를 방사선과 의사들이 직접 입력하고 조회하는 과정을 통하 여 실제 사용자의 사용상 문제점을 파악하여 수정하는 과정 을 거치도록 하였다.
Fig.1. The Teaching file searching screen Including clinical information and thumb nail images.
3. 결 과
Web MILE의 구조는 웹서버에 설치되는 서버용 주 프로그 램과 PACS영상관찰대에 자동 설치되는 영상관찰 모듈(mod- ule), 그리고 수동으로 설치 해야 하는 자동 DICOM영상 전 송 모듈(Autoinput)로 이루어 졌다.
웹서버에는 데이터터베이스 프로그램인 MS SQL 7.0이 설 치 되었으며, 인터넷에 연결된 어느 곳에서나 영상의 입력과 조회가 가능하도록 웹서버에 처음 로그인하면 영상관찰모듈 은 웹서버에 처음 로그인 되면 자동적으로 다운로드 되어 인 터넷익스프롤러에서 작동되도록 구성하였다. 하지만 웹서버에 영상등록을 할 수 있는 DICOM 자동전송 프로그램은 별도의 모듈로 구성하여 일정한 PACS영상 관찰대에만 설치하였다.
이 자동설치된 증례저장부와 참고자료로 나뉘며, 증례 저장 부는 다시 관심영상부와 확진영상부로 나뉜다. 관심영상부는 확진이 되지는 않아만 추적 검사가 필요한 영상과 확진이 되 었지만 DICOM 자동영상전송 프로그램에 의해 등록된 증례를 임시 저장하는 부분이며, 임시저장된 영상에 병리소견과 질병 코드가 추가된 후 확진증례부로 이동명령에 의해 영상은 옮
겨지도록 구성하였다. 증례 저장부의 영상조회화면과 조작 방 법은 병원에서 널리 사용하고 있는 PACS프로그램과 유사하 여 사용자가, 이를 손쉽게 이용할 수 있도록 구성하였다.
증례 저장부의 환자정보와 참고자료 데이터들은 데이터 베 이스에 저장되며 영상데이터는 증례 저장부 DB에 인식 값을 가지고 DB 등록 시 생성된 트리 방식의 디렉토리구조로 저 장된다.
참고자료부는 영상이 포함되니 않는 질병 또는 이와 관련 된 자료를 입력하도록 한것으로 증례부의 질환코드와 같은 분 류를 하여 증례를 조회 중에 같은 질환코드를 갖는 자료를 호 출이 가능하도록 하였다.
사용자 등록은 관리자에 의해서만 가능하도록 하였으며 로 그인 사용자 정보에 따라 쓰기와 읽기 권한을 제한과 관심분 야가 자동 선택 되도록 하였다.
증례 저장부의 신규 입력은 환자 병록번호, 이름, 나이, 성 별의 입력을 입력할 수 있는 수동 입력과 Autoinput에 의해 자동으로 입력이 가능하도록 하였지만, 환자의 신상정보의 보 안을 의해 신상정보는 입력을 시키지 않아도 자동으로 렌덤 (random) 값이 생성되도록 구성하였다. 영상입력은 수동으로 JPEG, DICOM 영상 등 대부분의 영상포멧 파일 읽을 수 있 고, PACS 프로그램이나 기타 프로그램에서 클립보드복사(clip board copy)를 지원하도록 하였으며, Autoinput에 의한 편리 한 자동입력이 사용 가능하다. 확진 증례 입력 시 반드시 콤 보박스로 구성된 질병코드를 입력하도록 하였으며, 환자의 신 상 정보이외에 주증상, 임상증상, 임상검사소견, 수술소견, 병 리소견을 입력할 수 있도록 입력창을 구성하였다.
편집 부분은 검색을 통하여 편집하고자 하는 데이터를 찾
Table 1.Section by Anatomy and Clinical Field Abdominal section
Musculoskeletal section Brest section
Cardiovascular section Respiratory section Neurologic section Genetourinary section Gycologic and obstetric section Face ,eye, ENT section Systemic or Multiorgan Unclassified
Table 2.Detail Divisions in Abdominal Section ABDOMEN General
GI Tract General Esophagus Stomach Small Bowel Colon Rectum Hepatobiliary Pancreas Spleen
Peritoneum Mesentery Retroperitoneum ABDOMEN Vessel ABDOMEN Other
Table 3. Difference of Pathologic Codes between Abdominal Section and Neurologic Sction
ABDOMINAL SECTION NEUROLOGIC SECTION Normal Variation Normal Variation
Trauma Trauma
Congenital Anomaly Congenital Anomaly Infection, Inflammation Infection, Inflammation Neoplasm Benign Neoplasm Brain
Neoplasm Malignancy White Matter Degenerative Disorder
Complication Complication
Systemic Disease Systemic Disease Vascular Disease Vascular Disease Connective Tissue
Disorder -
Degenerative Disease - Stone, Calcification - Obstructive Disease -
Other Other
은 다음 그에 관한 데이터들을 수정할 수 있도록 하였다. 화 면우측에 썸네일(Thumbnail) 배치하여 삽입된 영상을 볼 수 있고 영상을 재배치 추가 혹은 삭제가 가능하게 만들었다.
검색은 해부학적 구조 대분류인 전문분야분류와 세분류, 병 리대분류 그리고 병리 세분류로 이어지는 트리구조 검색 방 법과 콤보박스를 이용한 전문분야 별 질환 찾기 그리고 방산 과 진단병과 방사선 소견을 검색하는 자연어 검색법을 지원 하여 사용자가 검색하고자 하는 영상 및 데이터들을 찾기에 용이하도록 만들었으며, 화면의 우측에 썸네일 화면을 표시하 여 사용자가 찾고자 하는 영상이 맞는지 확인할 수 있도록 하 였다.
사용자 등록 시에 입력하였던 사용자의 해당 전문분야를 초 기설정으로 검색창에 나타나도록 하였으며, 전문분야와 그에 따른 질병분류를 하향 검색이 되도록 구현하였다.
참고자료의 신규 입력은 증례 저장부와 동일하게 전문분야 와 질환분류로 구분된 질환코드를 공유하여 사용자의 편의를 도모 하였다.
데이터 입력창은 방사선과 진단명, 임상소견, 방사선과 소 견, 병리소견, 참고문헌으로 구분하여 입력하도록 하였다. 편 집과 검색 또한 영상저장부의 경우와 동일한 방법으로 이용 할 수 있도록 구현하여 사용자의 편의를 도모하였으며 특히 증례 영상 조회 시 해당 참고자료를 바로 조회가 가능하도록
구성하였다.
영상조회의 경우 증례저장부 검색을 통하여 표시된 리스트 를 클릭하면 별도의 영상조회화면이 표시되도록 하였으며, 영 상 밝기와 회색조 조절이 가능하며 길이 각도 측정, 회전 등 의 영상에 관련된 기능들을 삽입하였다.
질병분류코드는 해부학적인 위치와 임상 전문 분야를 고려 하여 11개 분야와 이를 다시 분류한 88개의 세분류로 구성 하였으며 (Table1, 2), 전문분야별 병리소견의 분류 접근방식 의 차이와 질환 빈도의 차이로 인해 각 전문분야별로 병리분 류를 역시 대분류와 세분류로 2단계에 걸쳐 분류 하였다. 예 를 들어 소화기계와 신경계와 병리의 질병분류는 달리 구성 되도록 하였다 (Table 3).
4. 고 찰
교육 및 연구용 의료 영상을 디지털화하여 컴퓨터에 저장 하고자 하는 노력은 PACS가 국내에 도입되기 이전부터 저자 를 비롯한 많은 국내의 연구진에 의해 연구되었다 [4-11].
하지만 당시에는 이미 필름으로 보관된 교육용 영상을 스캐 너, 디지털카메라 등의 변환장비로 디지털 영상을 생성하여 DB화 하는 노력을 하였다. 하지만 당시의 개인용 컴퓨터의 성 능의 한계와 영상의 디지털화하는 과정 등의 어려움에 의해
Fig. 2.Image viewing screen.
원내의 모든 교육용 영상 필름을 디지털화한 보고는 없고 몇 몇 저자에 의해 [5-10] 이루어 졌으며, 초기에는 고가 이었 던 전용 필름스캐너 대신에 일반 스캐너와 캠코더를 통한 영 상획득 등의 방법으로 영상을 획득하였다. 이러한 영상의 크 기는 0.5 MB에서 2-3 MB 정도에 불과 하였지만 당시의 저 장공간 용량으로는 매우 큰 용량으로 아주 제한적인 영상만 을 저장하고 증례도 선별하여야 했으며 해상도도 원본필름에 비해 현저히 떨어지는 단점이 있었다. PACS가 설치된 교육 용영상을 컴퓨터에서 관리하는 프로그램도 [6] 개발 되었지 만 프로그램이 설치된 개인용 컴퓨터에서만 사용이 가능하여, 영상자료 입력을 자동으로 하는 등의 편리성을 구현하는데 제 한이 따르고, 교육용 프로그램의 특성상 다양한 장소에서의 다중 사용자 접속이 요구되어 인터넷 환경에서 운용되는 시 스템이 필요하게 되었다.
PACS 영상데이터는 최근 들어 다중검출방식의 CT등의 개 발로 용량이 매우 커져가는 추세로 하드디스크의 용량 역시 매우 커졌음에도 불구하고 저장의 제한이 따른다 [11]. 이를 위해 적절한 압축이 필요하게 된다 [12, 13]. 일반 개인용 컴 퓨터 모니터 상에서의 영상 압축율을 비교한 연구들에서 전 용PACS 모니터와는 달리 CR 영상의 경우 원본영상과의 비 교하여 큰 차이를 느끼지 못하거나 [14], 1/20-1/40배로 압
축된 영상이라도 1/10로 압축된 영상과 구분이 되기 힘들기 때문에 압축율을 높일 수 있다고 보고하였으므로 [15] 임상 적으로 이용되는 PACS와 같이 고해상도를 요구하는 경우가 아니므로 리 고압축을 이용해 시스템 자원을 절약 할 필요가 있다. 또한 인터넷 환경에서 영상자료의 입출력이 필요하므로 전송속도에 지대한 영향을 주는 고압축은 필수적이다.
대개의 PACS 프로그램은 영상을 컴퓨터 운용체제가 지원 하는 메모리에 복사하는 클립보드 복사 하는 기능을 지원하 고 있다. 이 클립보드복사는 매우 편리한 기능으로 PACS 상 판독을 하거나 환자 진료 중에 발견된 교육용 영상을 교육용 영상저장프로그램으로 옮길 수 있기 때문에 본 프로그램은 이 를 지원하도록 하였다. 하지만 클립보드 복사는 현재 모니터 상에 표시된 영상의 해상도와 8비트 회색조로 표시되기 때문 에 영상의 열화의 우려가 있으므로 PACS 기능상 확대 기능 을 이용하여 관심부위의 확대된 영상을 복사하거나, CT와 같 은 작은 영상도 가능한 한화면에 표시하는 등 큰 화면을 복 사하도록 하고 가장 적절한 밝기와 회색조를 조정한 후 복사 하는 것이 유리하다.
Web MILE에서 사용한 질병코드는 저자가 개발하여 보고 한 Casebank-GI[5]에서 사용하였던 ACR(American College of Radiology) 질병코드를 참조하여 만든 조합형 질병코드체
Fig. 3.Editing screen for disease reference of the file case.
계를 근간으로 하여 방사선과 및 임상 분야의 전문화에 부응 하여 개선한 방법으로 이미 저자가 개발한 개인용 의료영상 저장 프로그램에서 이미 도입 한 것으로 [5] 질환의 부위를 전문 분야별(Section)로 분리하고 각 분야를 각각 해부학적인 구조로 세 분류 하였으며, 병리 분류는 각 전분분야별 방사선 과 전문의가 제안한 분야별 병리 접근 방식에 의해 병리 코 드를 생성하도록 만들었으며 입력의 편의성을 고려하여 부위 별 코드와 병리 코드를 각각 2단계로 축소하여 총 4 단계의 코드를 조합하는 형태를 이루고 있다. 코드의 입력은 과거의 ACR 코드는 오타의 가능성을 줄이기 위해 숫자화 하였으나 이를 암기 하지 않으면 입력에 번거러움이 발생하여 과거 코 드의 자동화 프로그램을 개발하고자 하는 노력도 있었다 [17]
하지만 프로그램의 개발툴의 발달로 콤보박스를 이용한 직접 선택으로 코드의 암기 부담과 오타 입력의 가능성을 배제 할 수 있다.
Web MILE의 질병 코드체계는 다단계 조합형으로 트리 구 조에 익숙한 일반 사용자가 원하는 질환을 찾아 가기에 편리 하도록 구성한 것이며, 콤보박스를 이용한 구체적인 해부학적 인 질환 검색 이외에도 전문분야별 병리 대분류 세분류 별 질 환 검색도 가능하도록 고안되었다. 이 질환코드는 참고자료 입력 시에도 입력하도록 하여 증례와 관련된 참고자료를 다 시 검색할 필요 없이 연계되도록 하는 편의성을 제공하도록 하였다. 또한 방사선과 진단명과 방사선과 검사소견 내용중의 자연어 검색을 지원하여 진단명이 일치하디 않더라도 관련된 질환의 검색을 가능하도록 하였다.
증례의 환자 정보를 포함한 검사소견 그리고 참고자료 입 력은 직접 입력하거나 클립보드복사가 지원되어 입력의 편의 성을 도모하였고, 참고문헌 입력창은 인터넷의 하이퍼텍스트 (Hypertext)를 지원하여 관련 문헌으로 직접이동이 가능하도 록 구성하였다. 대게의 의료용 데이터베이스는 환자의 성명과 병원 병록번호를 반드시 입력해야 하게 구성되어 있지만 Web MILE의 경우 환자의 신상정보의 보호를 위해 정보를 입력하 지 않아도 자체적으로 무작위 값이 입력되도록 구성 하였다.
Web MILE 프로그램의 영상 조회부는 교육 및 연구 자원 에 필요한 기능만을 구현하면 되므로 병원에서 운용되는 PACS 영상조회부 프로그램에 비하면 비교적 간단하게 이루 어져 있지만, DICOM영상과 헤더정보는 물론 일반 JPEG등과 같은 대부분의 영상포멧을 지원하도록 하였다.
병원 단위로 운영되는 Web MILE의 입력된 증례들 중 일 부를 교육이나 연구용으로 별도로 개인용 컴퓨터에 추출할 수 있도록 영상과 환자의 정보 그리고 참고자료를 포함한 데이
터베이스를 MS Acess(Microsoft, U.S.A.) 프로그램의 데이터 베이스인 MDB로 가공하여 내보내기 기능을 지원함으로써 개 인별로 별개의 자료를 보관 할 수 있도록 하였으며, 영상조회 부에서 클립보드복사 기능을 지원하여 파워포인트(Micro soft, USA)와 같은 슬라이드쇼 프로그램으로의 영상 보내기를 가 능하도록 하여 교육용 자료 활용에 도움을 주도록 구성되어 있다.
이상으로 저자들에 의해 개발된 인터넷에서의 교육 및 연 구용 디지털 의료 영상 저장 시스템인 Web MILE(Web based Mediccal Image Library for Education)은 일반 사용자가 기 술적 어려움 없이 교육용 증례들을 직접 입력하고 관리하며 연계된 참고자료를 활용 할 수 있어 교육, 연구에 그 효용성 이 높을 것으로 사료 되어 보고 하는 바이다.
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대한PACS학회지 2004;10:133-139
=초 록=
목적: PACS가 가동되고 있는 교육병원에서의 교육 및 연구용 증례들을 효과적으로 관리하고, 손쉽게 사용이 가능 한, 인터넷 환경하의 교육 및 연구용 디지털 의료 영상 저장 프로그램을 개발하고자 하였다.
대상 및 방법: 개발환경으로는 팬티업 4 급 개인용 컴퓨터를 이용하였으며, 운영체계는 윈도우2000 전문가용, 개발 툴은 Visual Studio 6.0 - Visual C++ 6.0과 LeadTools 1.2, 데이터 관리용 데이터베이스는 MS-SQL 7.0을 이용 하였다.
결과: 프로그램 구성은 증례의 확진여부에 따라 확진전 단계인 관심 영상과 확진된 증례를 별도로 분리하여 관심영 상으로 우선 등록이 되고 확진이 되면 편집과정을 거쳐 확진증례부에 등록되도록 구성하였다. 등록된 영상들은 각 부위별(Section), 질환별로 방사선 영상과 함께 각종 문헌을 참조한 다양한 항목별로 정리된 참고자료와 진단 의견 을 검색할 수 있도록 하였으며 데이터의 검색 방법은 부위별 또는 질환별로 트리 구조를 이용하여 검색 범위를 좁혀 나가면서 찾거나 부위와 질환의 조합으로 찾을 수 있도록 콤보박스를 사용, 혹은 별도의 검색 기능을 이용하여 자연 어검색 기능을 구현, 검색 할 수 있도록 하였다.
결론: 저자 등에 의해 개발된 인터넷 환경에서의 교육 및 연구용 디지털 의료 영상 저장 프로그램은 사용자의 입장 에서 쉽고 기술적 어려움 없이 교육용 증례들을 전산화 하여 교육, 연구에 그 효용성이 높을 것으로 사료 되어 보고 하는 바이다.
