sungq
作者sungq2022-12-02 09:13
副处长, 某大型三甲医院

NAS数据存储在医院PACS场景的应用与探索——需求分析篇

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摘要:

在“健康中国2030”国家战略的指导下,北京协和医院不断加快智慧医院的建设进程。PACS系统作为医院数据量最庞大的核心业务系统,其稳定、可靠、高效运行是医院为患者提供全流程化诊疗服务的保障。为了让医护人员工作效率更高,提高医生阅片的效率,进而让患者获得更好的就医体验,同时为满足国家影像数据法规要求至少保存15年以上要求,PACS系统的长期安全保存成为其发挥医学价值的关键。本文结合北京协和医院采用NAS存储解决方案在PACS系统的应用实践,从安全性、管理性、易用性多方面分析了NAS存储对于医院影像数据的价值优势点。全篇共分为三个部分:《需求分析篇》、《思路与方案设计篇》、《方案与实现效果篇》,本文为第一部分需求分析篇,希望能为医疗同仁带来参考。

1. 项目背景

在“健康中国2030”国家战略的指导下,协和医院不断加快智慧医院的建设进程,旨在建立医疗、服务、管理“三位一体”的智慧医院系统,以“智慧服务”、“智慧医疗”、“智慧管理”、“互联网+健康”为重点大力发挥信息技术在现代医院建设管理中的重要作用,不断提高医院治理现代化水平,形成线上线下一体化的现代医院服务与管理模式,为患者提供更高质量、更高效率、更加安全、更加体贴的医疗服务。

数字化医院是现代医疗发展的新趋势,数字化医院系统是医院业务软件、数字化医疗设备、IT基础平台所组成的综合信息系统,数字化医院工程有助于医院实现资源整合、流程优化,降低运行成本,提高服务质量、工作效率和管理水平,数字化医院是医院现代化的必由之路,医院只有充分利用数字信息技术,才能解放劳动力,使其在激烈的市场竞争中取得成功。

数字化底座是数字化医院建设的基石,我院IT基础设施建设多年,随着医院业务系统的逐渐增多,业务量逐年递增,原有的传统IT基础设施和架构已经难以支撑核心业务系统的业务需求。

NAS应用在医院的发展越来越迅速,以PACS业务为主的应用每年产生100TB左右的数据量,作为医院数据增长最快的应用系统,而且数据需要长时间保存,同时涉及多个系统之间的数据联动。我院作为较早一批建设PACS系统的三甲医院,从2014年上线至今已拥有数十亿张影像文件,数据量高达数百TB,业务规模逐渐递增,复杂性日益提高。

2. 建设目标

PACS影像系统是院内核心业务系统,不但承接整个医院的影像数据,而且更承载着医院面向未来发展的基础,因此对PACS影像的稳定性、安全性和运行性能要求较高,按照“继承性与扩充性、先进性和成熟性、高可用性、可靠性”的设计原则,完成基础IT设备的改造。本次建设的主要目标是:

- 核心业务连续性
本次建设主要覆盖医院PACS影像系统,包括PACS数据库、PACS影像文件。随着医院信息化建设的发展,医疗应用的重要程度越来越高,一旦业务系统出现问题,将会对医疗业务产生重大影响。因此,必须设计规划可靠的解决方案,保证在软件、硬件出现局部问题和数据中心出现区域故障的情况下核心业务系统连续运行,医院医疗业务不能中断。

- 核心业务高效性
PACS影像系统承载着医院影像数据,涉及医护人员快速阅片,患者高效就医等关键流程。一旦影像系统访问缓慢,将会对整个就医流程产生极大的影响。因此,必须设计规划高效的影像解决方案,保障院内影像系统高效访问,提升患者就医体验的同时,提升医护人员的工作效率。

- 合规数据长期留存
按照国家卫健委对影像数据存储要求,PACS影像门诊数据需要保存不得少于15年,住院数据需要保存不得少于30年。因此,需要建设数十年影像数据保存的建设方案,保证需要的时候能快速进行影像的获取。

- 提高基础资源利用率
针对支持医院临床业务最消耗硬件资源的PACS系统,必须进行科学的分析,合理设计规划基础资源建设,提高基础资源的利用率。通过存储虚拟化技术将原来存储设备整合到新的基础架构中,既满足了业务需求,节约了投资,又很好的提高了存储资源的利用率,并简化基础架构管理复杂度。

3. 需求分析与挑战

PACS(Picture Archiving and Communications System)系统指的是影像归档和通信系统,它主要应用在医院影像科室,其主要任务是将日常产生的医学影像数据通过相应的接口数字化保存起来,医生可以使用PACS系统随时调阅图像。其中医学影像主要包括核磁、CT、超声、X光机、红外仪、显微仪等设备产生的图像。

1) 性能:业务压力大,小文件性能要求高
PACS影像以单序列单线程读取,每序列200-1000张影像,要求单影像序列首幅影像加载时间<3s,单线程每秒>50幅影像,海量小文件的保存,对存储设备性能带来了极大挑战。

2) 成本:数据增长迅速,性能和成本不能兼顾
日门诊量1W左右,PACS系统每天产生40万张影像,每年1-1.5亿影像数据,影像大小100-500KB左右,年增长100TB左右;快速增长的影像数据长期保存,急需低成本的存储成本。

3) 运维:结构化和非结构化数据共存,数据管理复杂
院内PACS系统结构化数据和非结构化数据共存,区域PACS系统跨平台数据整合困难,整体数据结构繁多、数据管理复杂;PACS系统数据特点,在线和离线数据并存,法规遵从PACS数据至少保存15年,多套存储设备共存,数据生命周期管理困难。

4) 可用:容灾机制不全
PACS系统容灾机制不完善,当病毒或误操作等单点故障风险时,无法保障关键影像数据不丢失。

4. 需求总结

综上所述,PACS系统是支持医院医疗业务流程和服务患者的院内重要核心系统,PACS系统的运行质量直接影响医生正常阅片和患者查询各项报告,又由于PACS影像系统的业务专业性质决定了影像数据量巨大,需要保存时间长,调取影像数据快等要求,对于PACS系统的硬件存储提出了很高要求,有一定的难度和技术挑战。所以,我们需要根据国家的具体规定,进行科学的研究分析,采用先进的计算机技术,规划和设计好PACS系统的存储方案,保证从安全性、管理性、易用性、高效性多方面使能PACS系统,满足临床医生和患者的要求。

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diliangyu520diliangyu520系统分析师, 内蒙古医科大学附属医院
2023-01-03 16:48
本文作为一个pacs建设大纲十分有参考价值,对于pacs建设的要点也都做了相应介绍和兼顾,pacs存储几乎是每个大型综合医院都头疼的问题,如何在兼顾高效、稳定的前提下,尽量做到成本合理也是每个医院信息中心都要考虑的问题,本文抛砖引玉,提出很多需要考虑的问题
陈健陈健高级工程师, 武汉市中心医院
2022-12-29 14:42
本文已以北京协和医院PACS影像存储的场景作为出发点,围绕项目背景、建设目标、 需求分析与挑战和需求总结四个层面,分享了NAS数据存储在医院PACS场景的应用与探索,特别是在需求分析与挑战方面,结合性能、成本、运维和可用四个方面阐明了作者自己的看法,为医疗信息化在建设PACS选择存储方面提供了宝贵的参考意见。
sunshinezerosunshinezero运维工程师, 北京儿童医院
2022-12-29 14:09
需求分析写的很是详细,我个人以为应该加强安全防护,在容灾恢复性考虑一下,存储结构还有技术考虑考虑
jakeyyujakeyyu系统架构师, 三甲医院
2022-12-29 13:04
本文从医院PACS系统存储场景需求入手,结合多年的PACS使用,管理和架构研究,从也无需求分析角度深入分析了医院PACS系统在使用NAS存储系统的可行性,必要性和前沿性,值得借鉴学习,特别是作者对建设目标的各个要点的把握,以及需求所考虑的各个重点环节,总之,他山之石可以攻玉,本文值得我们深入思考和学习,为今后各医院PACS的后续建设和使用提出了宝贵的意见!
sodas233sodas233系统运维工程师, 廊坊市人民医院
2022-12-29 12:34
需求分析很全面,根据网络安全法"三同步"要求,应增加系统安全方面的需求,不仅仅是容灾机制,比如数据安全、传输安全等等层面。同时应该考虑近几年勒索病毒、挖矿病毒等网络病毒的形势,在需求阶段就应该同步规划。尽管目前世面上可能并没有企业级NAS能够使用,但需求阶段也应该尽量全面的考虑。 以上仅代表个人看法,如有不对,请谅解!
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