一、數(shù)字化醫(yī)療影像面臨的挑戰(zhàn)

醫(yī)學影像存儲與傳輸系統(tǒng)PACS(picture archiving and communication systems)是專門用于醫(yī)學圖像處理、存儲與傳輸?shù)挠嬎銠C應用系統(tǒng)，通過網絡將醫(yī)院的CT、CR、DSA、MRI、數(shù)字胃腸、彩色超聲、黑白超聲、喉鏡、內窺鏡等影像檢查設備連接起來，將其數(shù)字化的圖像信息傳送到服務器中進行分類檔存儲，按需要快速傳輸?shù)较嚓P影像使用點，實現(xiàn)影像的長期保存、信息共享，實現(xiàn)醫(yī)院影像的無膠片傳送和存儲。PACS能有效解決傳統(tǒng)醫(yī)學影像中存在的存儲、傳輸、檢索和使用中存在的許多問題，實現(xiàn)醫(yī)學X射線、CT掃描、數(shù)字減影血管造影(DSA)、核磁共振(NMR)、核醫(yī)學(NM)、PET、超聲等醫(yī)學圖像信號的數(shù)字化管理，實現(xiàn)醫(yī)院的無膠片化的診斷，輔助醫(yī)生的診斷與治療，提高醫(yī)院的工作效率和醫(yī)療水平。所有患者的醫(yī)學影像信息，均與患者的電子病歷整合在一起，并以數(shù)字方式存儲。這些醫(yī)學影像信息，醫(yī)生及護理人員均可通過可靠的網絡連接從醫(yī)院內外的任何地方，以安全的方式進行訪問，無需再等待膠片沖洗，大大減少患者的等待時間。

在醫(yī)院PACS系統(tǒng)的建設過程中，由于PACS系統(tǒng)存儲了非常寶貴、非常重要的病人影像數(shù)據(jù)，能為后續(xù)的病人救治、醫(yī)療科研、醫(yī)療培訓、法律法規(guī)要求等提供有力保障，因此搭建一個高可靠的存儲系統(tǒng)對其醫(yī)療數(shù)據(jù)的備份、恢復、歸檔及醫(yī)療業(yè)務的持續(xù)運行所起到的重要作用。根據(jù)目前業(yè)界一般的PACS系統(tǒng)建設情況，以及醫(yī)學影像數(shù)據(jù)的海量增長，整個PACS系統(tǒng)建設還存在諸多挑戰(zhàn)。

◆擴展性

PACS影像技術的發(fā)展帶來不可預知的存儲容量增長，三甲醫(yī)院的現(xiàn)網影像文件過億，每年新增幾千萬個影像文件，年數(shù)據(jù)增量10T以上，保存時間自患者***一次就診之日起不少于15年。PACS系統(tǒng)屬于典型的帶寬型應用，存儲數(shù)據(jù)量大，單個文件較大(MB甚至幾十MB)，因此需要存儲系統(tǒng)能夠提供較大的數(shù)據(jù)存儲空間，較高的帶寬性能，同時存儲系統(tǒng)應具有良好的擴展性，以應對PACS系統(tǒng)升級或醫(yī)院整體規(guī)模擴大時的數(shù)據(jù)增長。

◆業(yè)務連續(xù)性

PACS生成的數(shù)據(jù)具有重要的臨床價值和醫(yī)學研究意義，同時法律法規(guī)(特別是舉證倒置)也要求數(shù)據(jù)的準確性和完整度，因此用于PACS數(shù)據(jù)存儲的磁盤陣列必須具有極高的冗余度和可靠性，能保障15年大量數(shù)據(jù)的可靠存儲;根據(jù)衛(wèi)生部制定的《醫(yī)療機構病歷管理規(guī)定》和《新規(guī)范》中明確要求，醫(yī)療信息系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，業(yè)務恢復時間在5~10分鐘之內，系統(tǒng)支持7×24小時工作。傳統(tǒng)的PACS存儲方案只有一份在線影像數(shù)據(jù)，一旦在線存儲設備故障會導致影像業(yè)務長時間中斷，甚至有數(shù)據(jù)丟失的風險?；赑ACS數(shù)據(jù)的重要性，需要建設數(shù)據(jù)災備系統(tǒng)，進一步保障數(shù)據(jù)安全。

◆可管理性

由于海量影像數(shù)據(jù)的持續(xù)增長，數(shù)據(jù)中心機房逐漸部署了不同品牌、型號的存儲設備。利用傳統(tǒng)的工具、腳本或手工進行管理，無法做到數(shù)據(jù)生命周期全自動化管理，系統(tǒng)日常維護復雜。1年以內的數(shù)據(jù)比較活躍，1年以上的影像數(shù)據(jù)基本不被訪問，用戶往往通過手動的方式將數(shù)據(jù)在在線、近線、離線存儲之間進行遷移。海量數(shù)據(jù)的遷移速度慢、容易出錯、沒有固定的遷移歸檔策略、缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺。隨著存儲數(shù)量的快速增大，調閱和管理的計算能力也要支持在線的快速擴容，以保證查詢及管理系統(tǒng)的快速響應。

二、數(shù)字化醫(yī)療影像存儲解決方案

華為經過多年與合作伙伴在醫(yī)療行業(yè)的技術創(chuàng)新與實踐，一直聚集于IaaS(基礎設施即服務)平臺的效率提升，為醫(yī)療行業(yè)PACS存儲提供創(chuàng)新的解決方案。

2.1 PACS系統(tǒng)存儲與歸檔解決方案

針對PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)增量大，近線數(shù)據(jù)占60%以上容量，近線數(shù)據(jù)訪問量小，數(shù)據(jù)全生命周期管理復雜的特點，推薦華為的影像數(shù)據(jù)生命周期管理方案：采用OceanStor V3系列統(tǒng)一存儲，滿足不同PACS系統(tǒng)軟件的需求，無需額外增加NAS引擎，可以同時提供塊、文件接口，承載PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和在線PACS影像文件，提供高速的數(shù)據(jù)訪問能力，提供有效的數(shù)據(jù)共享能力。配置容量為滿足醫(yī)院1~2年內的在線醫(yī)療影像數(shù)據(jù)。利用PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)歸檔功能，將歷史數(shù)據(jù)從在線存儲中遷移到OceanStor 9000歸檔存儲系統(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期、可靠的存儲，并確保歷史數(shù)據(jù)能夠實時被業(yè)務系統(tǒng)訪問。OceanStor 9000采用分布式架構，按需擴展存儲節(jié)點，***60PB單一文件系統(tǒng)擴展，滿足海量PACS歸檔文件的存儲需求。同時支持3節(jié)點到288節(jié)點的平滑擴展，一分鐘即可完成節(jié)點在線擴容，對上層PACS系統(tǒng)無影響。

2.2 PACS系統(tǒng)存儲容災解決方案

華為的影像數(shù)據(jù)容災方案可以滿足PACS系統(tǒng)的高業(yè)務連續(xù)性的需求，面對不同PACS軟件供應商的體系架構，可分別使用SAN或者SAN+NAS的方式提供服務，生產中心和容災中心分別部署一套V3系列存儲，影像索引數(shù)據(jù)庫通過V3陣列同步遠程復制功能進行異地容災，RPO=0，影像文件通過陣列NAS異步復制同步到容災中心陣列，對生產存儲影響小，RPO小于等于5分鐘， RTO小于20分鐘。同時提供可視化拓撲展示，設備、鏈路狀態(tài)端到端監(jiān)控，定期進行容災演練，***程度保證系統(tǒng)可用性。

2.3 區(qū)域醫(yī)療影像云存儲解決方案

隨著國家、省、市三級區(qū)域衛(wèi)生平臺的建設，越來越多的影像數(shù)據(jù)會集中在區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生平臺，由于醫(yī)療設備更新很快，影像，病理文件越來越大，要求非結構化存儲的擴展性好，滿足未來技術發(fā)展要求。在一級中心部署華為OceanStor 9000 分布式云存儲系統(tǒng)。提供海量的存儲資源池，提供統(tǒng)一命名空間，使得在單一文件系統(tǒng)中保存區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，對外提供CIFS 和NFS 共享協(xié)議接口，為二級機構提供數(shù)據(jù)集中存儲和訪問，滿足醫(yī)療資源互通共享需求。在二級中心部署華為OceanStor V3 系列存儲，支持正常的影像文件，病理文件存儲需要。方案支持數(shù)據(jù)在不同機構之間相互流通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的垂直和水平流動，支持以下幾種業(yè)務模式，滿足未來醫(yī)療資源整合趨勢：

◆集中式建設：數(shù)據(jù)從二級中心上傳到一級中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)大集中，在一級中心實現(xiàn)病人影像，病理數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)醫(yī)療協(xié)同。

◆分布式建設：二級中心保留本地一定時間內影像文件，作為高速緩存節(jié)點，其他時間文件在一級中心歸檔，二級中心間數(shù)據(jù)共享通過索引定位，在二級分中心之間流動。