数字化医院 数据存储解决方案

1 数字化医疗行业背景

在2015年6月刚刚结束的中华医院信息网络大会上，“数字化医疗“和”互联网+”的战略明显，其中百度主推“百度医生”APP，阿里则是主推“互联网＋医疗”的战略，依托支付宝构建移动医疗服务平台。据其展台上显示的数据，目前已有200多家医院加入“未来医院”计划。腾讯新投资1.5亿的卓健科技目前已有200多家掌上医院正式发布，其中有120家三甲医院。

在互联网浪潮的冲击下，我国医院信息化建设已经进入新的阶段。要把提升信息系统的综合效能提到首位。要把以系统的规模和数量为主要标准的核心思想调整为让信息系统更加健壮稳定，以支持长久发展。以高质量的服务产生更高价值的信息，即以综合效能的高低来评价信息系统，让医疗系统的操作更为智能、提供的数据和信息更为精准、让各类用户对医疗系统的体验更为良好作为主要标准。

2 数字化医院发展需求

数字化医院在物理层面上通过无纸化、无胶片化和医院空间的智能化、自动化，提供无处不在的数字化医疗服务平台；在信息层面上应通过以患者为中心的、全医疗过程的信息采集、保存、传输和处理，并通过临床数据仓库对医院所有数据进行一元化管理和应用，以利于数据挖掘和决策支持。也就是说，数字化医院不单纯是医院的信息化，它是将患者的各种信息以及诊疗过程的各种数据进行一元化管理，使医院运营的各种指标数值化，并且为达成各种既定目标而做出最佳选择提供支持。无线化、网络化是无处不在的医疗服务平台的基础，但还不能真正提供无处不在的医疗服务。真正无处不在的医疗服务还需要医疗设备数字化、医院空间智能化、信息管理一元化等多种技术的综合支持。实现无处不在的数字化医疗服务平台，对患者来说，可以享受到更加便捷、安全、高效的医疗服务；对医护人员来说，为他们创建无纸化、无胶片化、无线化的工作环境，减轻繁重的工作负担，提高他们的工作效率，减少人为失误。

3 数字化医院业务需求

针对数字化医院的发展需求，在数字化医院建设当中应满足以下业务需求：

1.医院信息的一元化管理

一元化信息管理模式统筹医院所有信息的采集和应用，包括从医疗数据发生源到医院信息系统数据处理、再到医护工作终端应用整个流程中所有的数据。其核心构架是临床数据仓库和以患者为中心的数据管理流程。

2.医疗设备数字化

医疗数据必须从源头采集，按照统一格式，做到全面而准确；保证数据的采集、传输、存储、整理、分析、提取、应用的一致性，使来自影像、检验、病理、监护、药房等各种设备的数字化信息能够无损采集、存储、处理、标准化传送和全院共享。

3.临床数据仓库

临床数据仓库是医院信息系统的核心组成部分，通过对各类临床数据进行标准化、结构化地表达、组织和存储，以及在此基础上开放各种标准的、符合法律规范和安全要求的数据访问服务，为医院的各类信息化应用提供一个统一、完整的数据视图，最终实现辅助改善医疗服务质量、减少医疗差错、提高临床科研水平和降低医疗成本等主要目标。

4.数据大集中及交换平台

一个完善的医院信息系统通常由上百个子系统组成，牵涉众多的专业领域。这么庞大的系统需要非常专业化的软件开发分工，整合不同厂商有特色的专业系统是医院信息系统的发展趋势 医院信息化能够取得成功必须保证各个系统的有效集成和数据的高度共享。

5.以医嘱系统为核心的电子病历

医院看病的流程需要经历挂号、分诊、就诊、交费、检查、检验、治疗、取药等一系列过程，其中贯穿大部分流程的重要核心莫过于医嘱的下达、执行和反馈。对医嘱执行过程的监察、纠正和信息反馈，可以形成一个闭环的医嘱系统，并在此基础上构建面向医疗过程管理的电子病历，最终能够实现降低医疗差错、确保合理安全用药、优化医疗流程、提高工作效率等目标。

4 应用场景分析

针对以上数字化医院的业务需求，目前越来越多的大中型三甲医院在考虑通过高效、稳定和可靠的智能IT设备建设数字化医院信息系统。医院信息化系统由HIS（医院管理信息系统）、PACS（医学影像）、LIS(实验室信息管理系统)、EMR（电子病历）等多个应用系统组成，数据类型包含结构化（HIS/LIS/EMR）和非结构化数据（PACS）。

在医院信息系统建设过程中，HIS系统是医院信息系统的核心，数据量不多，但是非常重要，对数据安全要求最高，要求业务不能中断，数据不丢失。

EMR（电子病历）系统存储病人相关信息，在整个诊疗过程中可能需要经过多次调阅，其数据的安全性和系统访问效率影响整个医疗流程和医生工作效率。

数据需求量最大的是PACS系统，目前，PACS已经成为了现代医学放射学实践的基本技术和基础设施中重要的一部分，在临床诊断、医院科研等方面正发挥着极其重要的作用。

医疗行业有着最为复杂的应用系统，每类应用对存储系统的需求千差万别，构建的存储系统需要涵盖多种应用的具体需求，除了需要考虑针对结构化数据进行有效存储及保护外，同时还需要大量非结构化数据采用对象存储方式存放，并且需要进一步保证关键数据的备份和容灾。

5 应用解决方案

随着医院信息化建设的进一步加强和深入，医疗卫生行业产生的数据量会越来越大，数据重要程度不断增加，这么大的海量数据如何进行数据大集中存储，如何能够最快地查询到需要的数据，如何进行关键数据的保护，如何进行存储优化，这些都是医院信息化当前所面临的难题。

在某省人民医院，针对用户医院数据存储问题，提供了整体的解决方案：
5.1 需求分析

某省人民医院是集医疗、教学、科研、预防、保健、康复、急救为一体的大型综合性三级甲等医院，国家级临床药理基地，国际紧急救援中心网络医院，省红十字会医疗救援基地。

近10多年，该省人民医院陆续上线了各类应用系统60多个，来自于20多个软件开发商，这些应用系统的使用为临床业务的顺利开展提供了信息化支撑，但是由于目前使用的应用系统分别属于不同厂商，每个应用系统分批独立建设，信息系统上线于国家信息化建设标准出台之前，所以各应用系统之间普遍存在数据存储问题：

1、存储设备随各个业务系统分批建设，来自不同的供应商，具有多个“SAN孤岛”。

2、核心HIS等重要应用系统存储空间不足，设备老旧，存在数据安全隐患和风险。

3、电子病历系统运行缓慢，经过性能故障分析，系统磁盘I/O读取存在较大瓶颈，医生读取一个电子病历平均需要6-10秒，严重影响工作效率。

4、整个存储系统缺乏关键数据的保护，没有容灾体系。

5、核心数据库目前的备份手段依赖ORACLE数据库自身工具实现“导入到出”等非自动化备份手段，备份效率低，数据恢复困难。

5.2 方案拓扑

为了实现对异构存储环境的整合、管理并有效地解决医院存储系统容灾、备份和存储效率的问题，采用了SVC虚拟化存储+闪存阵列+TSM数据备份的解决方案。

解决方案如下：

1、在一期项目建设中，在医院主中心机房新购2台SVC存储虚拟化网关，用于整合原有存储，将原有的EMC、日立、HP存储进行整合，统一管理，动态可扩展的存储虚拟化资源池，为医院应用系统提供统一的存储服务。

2、在一期项目建设中，在医院主中心机房新购1台V7000主存储设备，配置SAS和SSD存储，对数据进行自动分层存储，提升数据存储空间性价比读写访问性能。新购1台F900全闪存阵列，用于核心HIS系统和电子病历的数据存储，提升核心业务系统响应时间的电子病历系统响应时间。将V7000和F900统一加入到SVC组建的虚拟化资源池，提供统一的虚拟化存储服务。

3、在一期项目建设中，在医院主中心机房新采购1台TS7620虚拟带库和TSM备份软件，利用TSM备份软件对核心业务系统进行备份，备份模式主要通过LANFREE进行，减少对网络带宽的压力并提供数据的备份效率。根据医院的实际数据量、业务数据繁忙的时间段配置备份策略。

4、在二期项目建设中，建立医院副中心机房，使其能达到标准机房的要求，距离主中心机房不超过10公里，使用裸光纤连接进行数据传输，网络延时不能超过5ms，要求具有大二层网络环境。

5、在二期项目建设中，在医院副中心机房新购2台存储虚拟化网关，1台V7000主存储，1台F900闪存阵列并与主中心通过大二层网络和存储虚拟化网关进行相连，实现数据同步复制和存储双活。

6、SVC的SAN Volume Controller可以虚拟出一个共享卷，对于上层的业务系统是透明的，主副数据中心的ORACLE数据库可以同时使用这个SANVolume Controller进行数据读写访问，形成一个4节点ORACLE RAC双活数据库系统。

5.3 方案特点

解决方案特点如下：

1、F900全闪存阵列为HIS应用和电子病历提供极致性能，完美的解决了电子病历业务系统响应慢的问题，由6~10秒提高到了1~3秒。

2、SVC虚拟化存储对原有SAN“数据孤岛”进行了整合和设备利旧，为医药数据大集中平台建设打下数据基础。

3、SVC双活部署架构防止存储单点故障和数据中心故障快速切换，保证关键数据的备份和容灾。

4、TSM备份软件和TS7620虚拟带库对本地数据进行了备份保护，防止误删除等逻辑错误，高效备份、恢复生产数据。

5、存储资源池由原有利旧存储、V7000和F900闪存阵列组成，可以给医院复杂的业务系统提供不同性能需求的解决方案。

6 解决方案总结

结合F900闪存阵列+SVC的双活解决方案保障医院业务连续性；F900闪存阵列提升了业务系统响应时间，使得查询速度加快，大大提高了医护人员工作效率，提升了患者满意度，提高了医院经营效益；V7000数据分级存储帮助客户提高整体投资回报率；TSM+虚拟带库+LANFREE数据备份模式提升了用户本地备份和恢复效率，提升数据安全等级。

在“互联网＋“时代，我们不仅需要安全的医疗IT，更需要快速的响应架构来应对业务需求，无论是传统的HIS、LIS、PACS、EMR等核心应用，还是现在如火如茶的移动App，对于IT系统部署、响应、扩展的要求都需要快速而安全的存储系统。基于F900全闪存阵列、双活数据中心SVC和数据高效备份的TSM整体解决方案，医院和医疗机构可以构建高效和安全医疗IT系统，不仅能保护业务安全、数据安全，更能为未来业务发展提供完美支持。