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醫(yī)療行業(yè)的PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目標(biāo)市場(chǎng):
  各省市醫(yī)療機(jī)構(gòu):三甲醫(yī)院、三乙醫(yī)院、三丙醫(yī)院、二甲醫(yī)院、二乙醫(yī)院、二丙醫(yī)院、一甲醫(yī)院、一乙醫(yī)院、一丙醫(yī)院。

PACS系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)的需求:
  與其他行業(yè)相比,醫(yī)療行業(yè)對(duì)影像的要求更加苛刻,PACS系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)有著自身的特點(diǎn)和要求,我們認(rèn)為主要有以下幾方面的特點(diǎn):
  1. PACS系統(tǒng)的影像圖像主要是影像文檔,日常工作站并發(fā)訪問(wèn)量小,但是文件比較大。
  2. 醫(yī)療PACS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保存量大,數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)快,醫(yī)療影像6-12個(gè)月之后大部分?jǐn)?shù)據(jù)將作為歸檔數(shù)據(jù),需要安全地保存和隨時(shí)方便地調(diào)用,數(shù)據(jù)需要通過(guò)分級(jí)策略進(jìn)行存儲(chǔ)。
  3. 隨著醫(yī)院數(shù)據(jù)量的激增,分級(jí)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展為在線、近線、離線的三級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)。
  4. 隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng),診斷工作站和瀏覽工作站對(duì)在線圖像檢索速度要求越來(lái)越高,達(dá)到秒級(jí)。
  5. 部分影像資料用于科研和教學(xué),重要性高,需要可靠有效的容災(zāi)數(shù)據(jù)保護(hù)方案。
  6. PACS系統(tǒng)和HIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)各有特點(diǎn),特別在存儲(chǔ)容量、訪問(wèn)響應(yīng)速度、訪問(wèn)頻率、存儲(chǔ)可擴(kuò)展性等方面存在差異,需要分別考慮,有條件進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)。
  7. 隨著醫(yī)療行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)需要投資的總成本,降低總體擁有成本(TCO),提高投資回報(bào)率。
  8. PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要具備高擴(kuò)展性和靈活性,需要支持容量增長(zhǎng)的高度可擴(kuò)展架構(gòu)和對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)環(huán)境的支持。以實(shí)現(xiàn)將來(lái)無(wú)縫擴(kuò)容,而且不增加因擴(kuò)容帶來(lái)的管理開(kāi)銷(xiāo)。

  通過(guò)以上分析,我們認(rèn)為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)PACS系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備如下特點(diǎn):
  1. 整個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享
  2. 能夠輕松管理的集中式存儲(chǔ)管理
  3. 在線、近線、離線的三級(jí)或二級(jí)的分級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)
  4. 患者診斷數(shù)據(jù)的快速訪問(wèn)
  5. 支持容量增長(zhǎng)的高度可擴(kuò)展架構(gòu)
  6. 對(duì)PACS系統(tǒng)和數(shù)據(jù)全方位的數(shù)據(jù)保護(hù)
  7. 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性設(shè)計(jì)
  8. 支持更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)距離的連接
  9. 實(shí)現(xiàn)投資保護(hù),提供對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)環(huán)境的支持,無(wú)縫擴(kuò)容

IBM針對(duì)PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

  前面提到,醫(yī)療PACS存儲(chǔ)系統(tǒng)目前采用分級(jí)存儲(chǔ)的架構(gòu),通常根據(jù)醫(yī)院具體情況分為二級(jí)或者三級(jí)架構(gòu),在標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)架構(gòu)中:
  1. 一級(jí)存儲(chǔ)作為在線存儲(chǔ)用于PACS的數(shù)據(jù)庫(kù)和短近期(通常6個(gè)月-12個(gè)月)的醫(yī)療圖像的存儲(chǔ),需要滿足大容量、高性能、高可靠性等特征。
  2. 二級(jí)存儲(chǔ)作為近線存儲(chǔ)用于存儲(chǔ)不常用的歷史數(shù)據(jù),可幫助醫(yī)院通過(guò)擴(kuò)展自己的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)來(lái)跟上數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的腳步通常是采用數(shù)據(jù)遷移技術(shù)自動(dòng)將在線存儲(chǔ)中不常用的數(shù)據(jù)遷移到近線存儲(chǔ)設(shè)備上,數(shù)據(jù)訪問(wèn)的訪問(wèn)頻率不是很高,但保證數(shù)據(jù)共享和快速在線訪問(wèn)。
  3. 三級(jí)存儲(chǔ)通常采用離線歸檔的方式,對(duì)整個(gè)醫(yī)院長(zhǎng)期的歷史圖像進(jìn)行歸檔,要求設(shè)備可靠性、安全性好,大容量、成本低其管理方便。

  根據(jù)一、二級(jí)存儲(chǔ)的特點(diǎn)建議采用專(zhuān)有磁盤(pán)陣列,以保證數(shù)據(jù)能及時(shí)實(shí)現(xiàn)快速在線訪問(wèn)。而采用FC存儲(chǔ)的方式,不僅兼容性強(qiáng)、可管理性強(qiáng),能夠降低總投資成本,很好地滿足數(shù)據(jù)容量的快速擴(kuò)張的需要,更重要的是通過(guò)FC存儲(chǔ)方式,還可以很好地建設(shè)醫(yī)院的異地容災(zāi)系統(tǒng)。同時(shí)配合虛擬化管理平臺(tái),可以輕松地整合醫(yī)院異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備。對(duì)一級(jí)在線存儲(chǔ),建議采用IBM V3700系列存儲(chǔ)系統(tǒng),單臺(tái)V3700的最大支持磁盤(pán)數(shù)量為96塊,滿足PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的需求。

  在三級(jí)存儲(chǔ)中,傳統(tǒng)的方式多采用光盤(pán)庫(kù)和磁帶庫(kù)來(lái)保存。但是光盤(pán)庫(kù)和磁帶庫(kù)都有讀取不及時(shí)、不方便的缺點(diǎn),另外離線歸檔數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期存放,但光盤(pán)和磁帶庫(kù)都易磨損、故障率較高,且對(duì)環(huán)境的要求較高。因此三級(jí)存儲(chǔ)中也可以采用磁盤(pán)陣列.磁盤(pán)陣列,大大快于磁帶庫(kù)性能,最大帶寬通??蛇_(dá)幾百兆MB/s,而磁帶庫(kù)一般在幾十兆。可靠性更高,磁盤(pán)有RAID保護(hù),出現(xiàn)故障可隨時(shí)更換,保證備份數(shù)據(jù)安全。另外,磁盤(pán)陣列還增強(qiáng)了備份數(shù)據(jù)管理特性、提高備份和恢復(fù)的速度。

分級(jí)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)架構(gòu)如下圖:
IBM V3700存儲(chǔ)盤(pán)陣創(chuàng)新技術(shù)

  高性能:6Gbps SAS-以入門(mén)級(jí)價(jià)格提供中端存儲(chǔ)性能和可擴(kuò)展性。高達(dá)4,000 MB/s磁盤(pán)讀取帶寬及200,000 IOPs的緩存讀取能力。
  高容量:支持900GB 、600GB 、300GB SAS磁盤(pán)、4TB 、3TB 、2TB 、1TB SATA磁盤(pán)。
  易擴(kuò)展性:支持多達(dá)96塊磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,單一設(shè)備最大可提供192TB裸容量。
  低能耗:2.5英寸SAS驅(qū)動(dòng)器是V3700支持的多種驅(qū)動(dòng)器之一,比3.5英寸驅(qū)動(dòng)器提供多達(dá)3倍的每瓦能耗的IOPS,使得在相同2U機(jī)架空間中可使用驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量翻倍。
  豐富的軟件功能:V3700支持多種模式的數(shù)據(jù)保護(hù)方式,包括:快照,卷拷貝、AES128位數(shù)據(jù)加密、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)等軟件功能。
 
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