软件定义存储在医疗信息化中的可能性

医疗数据存储，甚至医疗信息化的下半场已经开始。

在医疗信息系统中，以PACS（Picture Archiving and Communication Systems，影像归档和通信系统系统）和远程影像诊疗系统为主的影像数据占90%以上，同时，PACS也可以说是产品化、专业化和标准化程度最高的信息化产品之一。

据CHIMA2014-2015年数据显示，我国科室级PACS的建设水平为60%-70%，多科室或院级PACS系统建设水平为50%-60%，远程医疗信息系统建设水平为15%-40%，区域性信息系统建设水平为10%-20%。这说明目前国内影像信息化系统市场尚未饱和，远程医疗信息系统及区域性信息系统有极大的上升空间。

此外，随着远程医疗、精准医疗、移动医疗等应用的不断落地，以PACS为首的医疗数据信息化正在面临巨大的挑战：

1、存储及运维成本高昂

根据相关规定，医疗数据的保持年限一般是30年，但大部分的影像数据在3-5年后调用的频率会出现大幅降低，但医学影像的存储维护成本却依然维持在一个固定的水平上，存在设备利用率低的问题。

同时，医学影像本身的特征是非结构化的大数据，随着影像设备的发展和技术的进步，加之影像存储需求的快速增长，医学影像数据呈几何倍增长，而作为信息中心而言，PACS的投入只是信息规划的一部分而非全部。这就造成PACS系统的存储成本压力非常之高。

除存储之外，存储之后的运维工作同样十分关键。由于时间较为久远，医学影像数据缺乏日常维护以及有效备份，而影像数据的安全验证、可用性、完整性校核工作量巨大，导致目前国内整个医学影像存储的安全性、可靠性不尽人意，运维的人力和资金的投入压力很大。

2、传统存储与非结构化数据之间的矛盾

现阶段医疗机构的主要存储形式以NAS和SAN为主，以往通过传统的IP网络和FC交换机便可以获得很好的数据传输速率和存储扩展能力。但随着医疗机构CT图像、病理图、医疗视频等非结构化数据等激增，传统的存储方式在传输效率以及存储容量扩展上的瓶颈问题已经逐渐凸显。

3、多业务形成的数据孤岛

相比于其他行业，医疗机构的信息化更为分散，在信息化建设方面也有更大的灵活性，但这也导致了单个医疗机构的应用众多，并且应用都有各自一套IT支撑系统。例如HIS、EMR、LIS、PACS等非结构化的影像数据存储方面，目前是通过服务器连接SAN存储，或直接采用单独的NAS存储等方式，这就导致了各数据平台间难以形成有效的数据共享与流通，并且在管理流程上也存在诸多麻烦。

4、高并发情况下的性能问题

医疗存储数据系统具有大规模、高并发的访问要求，例如HIS系统。普通的中低端存储阵列可靠性难以达到要求，性能无法满足多业务并发访问的要求。在使用方式和性能上存在很大瓶颈。

今年，将是分级诊疗体系逐渐完善，基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动的分级诊疗模式逐步形成的关键年，医疗信息化系统建设将对医疗卫生机构的数数据存储提出更高的要求，在这样的背景下，软件定义存储的优势便得以凸显：

1、统一存储，统一管理

软件定义存储支持块、文件、对象三种存储类型，可为医院各业务提供一个统一的数据存储平台。采用统一的存储平台的好处，一方面可以解决医疗系统对存储资源要求高的问题；另一方可以保证未来TB级别的数据承载和应用，实现数据统一管理；第三，统一存储系统更便于存储资源的后续扩展以及为包括容灾、高可用、加密等在内的数据安全方面打下坚实的基础。

2、分区存储，设备利旧使用：

首先，随着服务器虚拟化、应用虚拟化及软件定义基础架构的技术的不断成熟和普及，分布式存储已经可以作为支持海量影像数据的基础，尤其是对象存储接口非常适合金融、医疗等行业的海量影像文件的存储。同时软件定义存储支持分区存储，可根据访问频度、关键属性自动对存储进行分区。通过将SSD和HDD部署到不同的存储池，实现不同类型硬盘的混合部署，包括：全HDD、SSD+HDD、全SSD。在实现分区存储的同时发挥SSD高IOPS、高吞吐量优势以及HDD的高容量优势，为应用系统提供一个比传统外置存储系统更高性能的存储方案。

软件定义基础还可实现传统基础架构的充分利旧，可跨越数据中心实现数据迁移和管理，帮助企业摆脱厂商锁定。

3、联机业务处理系统(OLTP)

软件定义存储可以通过分布式架构，分布式管理集群、分布式哈希算法、分布式无状态客户端、分布式 Cache 等降低存储时延，满足医疗机构联机业务处理系统(OLTP)所要求的高并发、高带宽、高IOPS要求。

4、面向云端

未来一定在云端。

不管是共享性更好的公有云，还是安全性更好的私有云，医疗行业云、医疗影像云、医院内部私有云都在逐步实现具体的落地。杉岩数据CEO陈坚认为，软件定义存储采用分布式的方式存储数据，用多副本的方式保证数据的可靠性，同时依靠标准x86服务器良好的扩展性和易维护性可以医疗机构甚至是医疗硬件及软件服务机构提供良好的存储解决方案。目前包括Ceph在内的软件定义存储系统已经成为云计算平台的主要后端存储之一，支持云计算虚拟化平台对存储的弹性、扩展性、并发性、自动均衡、存储网络带宽等多种需求，实现按业务需求分配资源。

未来的IT架构，除了后端与云结合之外，前端还需要与业务结合。在医院内部及医院之间实现影像数据的共享，并在此基础上实现远程医疗和远程诊断，最终能够实现基于大数据的人工智能，从而提高医生的诊断能力，这也是医疗信息化的下半场的重头戏之一。