放射学操作本体：用于 CT 影像数据剖析与表征的框架

《Journal of Imaging Informatics in Medicine》：Operational Ontology for Radiology: A Framework for Profiling and Characterizing CT Imaging Data

　　

摘要

医学影像数据越来越多地用于基准测试、质量改进、研究和人工智能应用。然而，缺乏一致的元数据特征描述限制了此类分析的可靠性和可扩展性。现有标准虽然提供了语法层面的互操作性，但往往无法捕捉语义层面的临床上下文和工作流细节，而这些细节对于人工智能开发和辐射安全评估等二次用途至关重要，这影响了跨机构对影像检查进行可重复刻画的能力。在本研究中，我们指出了当前影像数据标准化方法中存在的关键缺口，包括：仅有语法互操作性而缺乏语义等价性、对相关临床背景的表达有限、各机构间放射学程序定义不一致，以及缺乏用于系统性地描绘影像检查以供分析的机制。这些限制使得跨机构比较影像实践、聚合数据集以及解读结果变得困难。为应对这些挑战，我们开发了一种本体框架——放射学操作本体（Operational Ontology for Radiology, OOR），该框架使用明确定义的实体、关系和注释数据属性来建模放射学检查从开单到解读的完整工作流。随后，我们构建了一个以CT为重点的框架实现版本，当前包含34个类、15个对象属性和156个数据属性。该框架在示范用例场景中得到部署，以说明OOR在从临床CT数据中提取更具临床相关性的辐射剂量汇总数据方面的实用价值。本研究表明，OOR既提供了影像数据的结构化表示，也为更透明的数据聚合、可扩展的二次分析以及跨机构可重复地描绘影像实践奠定了基础。