核醫影像處理之雲端服務

核子醫學部研究員 吳良治

目的：

　　核醫影像資料的處理通常使用核子造影機系統內建的軟體，醫師在判讀時若有疑慮必須至造影機旁的工作站再處理，不僅不方便且可能影響其他檢查的進行。因此，我們開發雲端影像處理軟體以突破此限制，建立一個可共同開發的系統架構，讓核醫領域的使用者可共用軟體資源，研究與開發者可分享資源。

方法：

　　本雲端服務系統採用微軟visual studio發展環境，建立可共用的影像處理工具箱，以便系統發展。系統設計採用rich-client方式，透過silverlight發展使用者端互動與影像顯示軟體，再配合伺服器端的網路服務(web service)，完成可讓本部和院外的使用者都可共同使用的影像處理雲端服務。使用只需透過瀏覽器，即可隨時隨處處理核醫影像資料。

　　本系統本質上為一種軟體即服務(software as a service)的雲端運算，系統基礎架構如下圖：

　　其中，領域工具箱(domain toolbox)和服務包裝(management services/domain data processing services)可以讓我們設計與提供各式雲端服務和不同的服務模式，其他為既有系統與發展工具。

結果：

　　我們完成的雲端服務模組有雲端服務影像處理核心、核醫影像處理雲端服務、雲端服務與PACS系統整合、正子影像定量分析服務、脫離瀏覽器執行之雲端服務、雲端服務伺服器虛擬化與負載平衡等。其中，第一項為系統核心的領域工具箱可供後5項服務共用，在此工具箱中，我們發展基礎核醫影像處理與顯示所需模組，並包裝為可整合在visual studio中的工具箱，讓我們可用以發展新檢查與服務，而所發展的新項目可立即融合於後5項服務之中。目前本工具箱提供包括心臟、腎臟、骨骼等11項常規檢查軟體，並可開放擴充。

　　核醫影像處理雲端服務可供院外使用，使用者需自行挑選服務功能與待處理影像資料，因資料不會在網際網路上傳送，所以系統不會對病人隱私有所影響。然而，此作業方式並不利於大量常規處理。因此，我們將此服務與PACS系統整合；透過一個自動化程式定期取得相關病人資料，存放於本系統資料庫，讓使用者可以清單方式挑選待處理病人，並自動依檢查項目連結對應服務以進行處理，所完成的影像報告可自動回傳院內PACS系統。因需與PACS系統整合，故不適用於院外服務。

　　為使院外使用者亦可以此方便的作業模式使用雲端服務，我們繼續發展脫離瀏覽器執行之雲端服務，讓院外使用者可以自行組織資料而使用雲端服務，此作業模式並適合研究人員組織與管理研究資料，形成個人特定研究的影像資料庫。

　　最後，我們採用網路負載平衡技術以提供不中斷與高效能的雲端服務；在此架構下，我們可透過多台虛擬伺服器來提升服務效能，在使用過程中，即使原連結的伺服器故障，系統可自動切換至仍存活的伺服器而確保服務不會中斷，此一容錯特性並使系統維護隨時可進行而不影響常規作業。

結論：

　　我們提出一個全新的核醫影像處理雲端服務架構，讓使用者可不受特定工作站限制，以個人電腦常用瀏覽器即可處理核醫影像資料，對內可解決常規需求，並彈性研發新檢查項目之處理軟體。對外可提供無遠弗屆的雲端服務，而不影響院外核醫中心之病人隱私。對核醫領域而言，使用本架構可使各中心專注研發各自所長項目，突破儀器廠商設定框架，使領域資源可因分享而減少重複投資，並加速技術發展與更新自主性。