英方软件 | 医疗 PACS 系统的海量影像数据归档

随风西阳

随着医疗信息化程度的加深，医院医疗数据的存储量也随之攀升。这些数据当中 80-85% 来自于影像数据，而医学影像数据在我国的年增长率大约为 30-40%。
且伴随着新冠疫情防控逐步进入常态化阶段，CT 检查成为明确诊断的重要手段之一，医学影像科也迎来了检测人次的高峰。
影像数据的激增以及高度信息化下的异构存储环境，为影像数据的分级存储和归档，带来了巨大的挑战。
PACS 是医院数字化的重要标志之一
作为现代医学放射学实践的基础技术和基础设施，PACS 主要任务是以数字化的方式将患者的医学影像保存起来，这当中不仅包含医学影像数据，还包含相关受检者的信息、影像检查信息等。
这些信息均可在需要的时候，通过 PACS 系统进行快速调取、浏览和使用，并用于影像检查后的影像后处理、医师诊断以及历史影像数据比对分析等。
全院级 PACS 系统涵盖整个医院的影像信息，并联动放射、超声、核医学、内镜、病理等多个影像科室，响应其对医疗影像数据的需求。
通常，大型、完整的 PACS 系统包括以下几大模块：医学图像获取、大容量数据存储、图像显示和处理、数据库管理、传输网络。
PACS 系统存储方式演变
△ PACS 系统数据常见存储方式
按照地级卫生部的要求，住院的电子病历要求保留时间不少于 30 年；门急诊电子病历要求保留时间不少于 15 年。同时，临床科室对数据也有单独的时限要求。而 PACS 系统存储的海量影像数据只能够以归档的方式，进行长期的存储保管。
但于影像数据而言，其具备的三个显著特性，让其存储备份面临较大的挑战：
①数据海量：在没有算法优化的情况下，动辄上亿的文件数量，让读取效率难以提升；
②文件琐碎：同一患者的影像数据，通常以多个相互独立的文件保存。在归档过程中，文件的完整性和一致性必须得到保证；
③层级关系复杂：文件目录层级结构与 RIS 数据库中的索引相互关联，一旦原有层级关系打乱，用户信息读取极易出错。
在医院信息化初始阶段，常采用本地存储或采用 NAS 共享存储设备进行存储。随着医院数据量的激增，以分级存储系统为基础的存储方式逐渐发展为在线、近线、离线的分级存储架构。但是在离线存储环节，仍有很多医院采用光盘库或磁带库的方式。这大大降低了后期医护人员数据调取的便捷性和效率。
传统集中式存储架构在采用 SAN+NAS 方式存储海量非结构化文件和归档管理时，在查询性能和扩展性方面存在较大的短板。
而对象存储通过全新的存储技术手段，在 PACS 系统影像数据归档的可靠性、存取性能、管理便捷性等方面存在明显优势，是目前解决海量文件存储的有效方案。
因此，基于私有云或本地硬件部署的对象存储方案不断普及。随之而来的，则是如何快速、有效地将海量数据迁移到对象存储的难题，这也成为医疗行业数字化建设的一大难题。
医院归档项目创新实践
随着 PACS 系统在医院的深度应用，以及大量影像数据的积累，越来越多医院开始通过对象存储开展 PACS 系统数据归档。现以某五官科医院为例，讲述其将存量数据从传统存储迁移至非结构化存储的创新实践。
自上线 PACS 系统后，院方数据规模呈几何级数增长，但数据的访问频度不高。针对现有 PACS 系统存储方式的弊端，如备份效率欠佳、缺乏异地归档能力、成本压力等问题，院方 IT 部门就 PACS 系统海量数据的归档进行了新的尝试。
通过英方软件 i2DTO 归档解决方案，院方以“逐日迁移、按月归档”的策略完成海量数据的迁移和归档。并通过控制台实时监控后台存储，一旦发现超出保存周期（如 60 天）的影像文件，就自动迁至 S3 对象存储进行归档，以降低生产系统的存储压力。

△ 某医院方案拓扑图
项目通过专线将医院本地机房与运营商提供的私有云资源相连。本地机房旁路式部署 i2DTO 同步服务器，对接私有云对象存储，并将三台生产服务器的数据目录映射到同步服务器。工程师通过配置多条规则完成存量数据同步和归档。
i2DTO 可按照影像文件的创建时间、大小、文件名特征等属性进行归档和索引。一旦医院有数据回源的需求，IT 部门可以通过 i2DTO 软件的管理界面快速恢复保存期内的任意影像，为医院的工作提供有力的数据保障。
经过此次方案部署，该院拥有了更强大的数据支撑能力，即使面对 PB 级的影像数据，也能提供高效的数据读写和文件查询能力，轻松管理百亿级别的文件对象。
i2DTO 助力医院海量影像数据上云
i2DTO是一款可以实现 PACS 系统影像数据同步的对象存储管理软件，能够将本地存储上的数据复制、归档至对象存储，或者将对象存储上的数据恢复到本地存储。所有归档记录均可通过管理界面快速查询和恢复。

△ i2DTO 原理架构
健全的数据一致性机制能够对网络中断、数据量巨增等状况做出自动处理和规避，提供企业级可信的管理机制和精准的归档配置，帮助院方提供更高效医疗服务。
随着 5G、云计算、大数据等技术在医疗行业的深度应用，在线医疗、互联网医院、云上医疗等新医疗模式迎来发展机遇。在这个医疗产业的发展进程中，英方软件基于多年的数据复制技术，为用户提供包括 i2DTO 对象存储管理、i2Move 系统热迁移、i2VP 虚拟化备份、i2Availability 应用高可用、i2CDP 持续数据保护（针对勒索病毒的数据恢复）等系列产品方案，助力各级卫健委、医院等医疗机构的信息化建设。
此外，英方还联合了华为云、联通沃云、电信天翼云、浪潮云、腾讯云、阿里云、AWS 等云合作伙伴，帮助医院实现医疗云、智慧医疗的建设，满足医疗等级保护的建设要求，赋能“健康中国”的发展。

来源：https://www.toutiao.com/article/69330136********532
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