PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)管理功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王仕凡，邱書(shū)波，毛樹(shù)偉

1.山東輕工業(yè)學(xué)院 電子信息與控制工程學(xué)院， 山東 濟(jì)南 250353；2.山東省胸科醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，山東 濟(jì)南250013

PACS系統(tǒng)存儲(chǔ)管理功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王仕凡1,2，邱書(shū)波1，毛樹(shù)偉2

1.山東輕工業(yè)學(xué)院 電子信息與控制工程學(xué)院， 山東 濟(jì)南 250353；2.山東省胸科醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，山東 濟(jì)南250013

現(xiàn)代化醫(yī)院產(chǎn)生的海量醫(yī)學(xué)圖像給存儲(chǔ)工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，如何解決存儲(chǔ)問(wèn)題成為PACS系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文結(jié)合山東省胸科醫(yī)院的PACS系統(tǒng)實(shí)際情況，對(duì)PACS系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的改進(jìn)和設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。

HIS； PACS系統(tǒng)；分級(jí)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)保護(hù)

影像設(shè)備的發(fā)展帶來(lái)現(xiàn)代化醫(yī)院放射科圖像數(shù)據(jù)量劇增，這些海量的醫(yī)學(xué)圖像給存儲(chǔ)工作帶來(lái)了非常大的困難，這些數(shù)據(jù)要分級(jí)進(jìn)行存儲(chǔ)以及歸檔管理，同時(shí)這些數(shù)據(jù)還需要進(jìn)行容災(zāi)備份，所以PACS系統(tǒng)就需要一種非常可靠、海量的存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)其應(yīng)用和發(fā)展。

本文通過(guò)使用SAN、千兆以太網(wǎng)、光纖交換鏈路技術(shù)，使得閱片診斷工作站實(shí)時(shí)訪問(wèn)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)影像的速度高于直接訪問(wèn)本地硬盤(pán)的速度；使用在線、近線和離線三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，降低存儲(chǔ)成本；采用了雙機(jī)容錯(cuò)、冗余備份的措施，確保系統(tǒng)不會(huì)因意外情況發(fā)生而丟失數(shù)據(jù)。

1 PACS存儲(chǔ)模式

PACS廠商提供的存儲(chǔ)方案是多種多樣的，但從內(nèi)部技術(shù)角度上來(lái)講應(yīng)該都與這三種存儲(chǔ)模式有緊密的聯(lián)系：直接連接存儲(chǔ)(DAS)、網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)以及區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)存儲(chǔ)。醫(yī)院需根據(jù)自身的實(shí)際情況：如投入的資金、對(duì)速度和安全性的要求等因素，選擇最適合自己的存儲(chǔ)模式。

1.1 直接連接存儲(chǔ)(DAS)

DAS是一種將存儲(chǔ)介質(zhì)直接安裝在服務(wù)器上或者安裝在服務(wù)器外的一種存儲(chǔ)方式。例如將存儲(chǔ)介質(zhì)連接到服務(wù)器的外部ISCSI通道上也可以認(rèn)為是一種直接連接存儲(chǔ)方式。

DAS存儲(chǔ)方式在磁盤(pán)系統(tǒng)和服務(wù)器之間具有很快的傳輸速率，可以在一定程度上滿足用戶要求快速磁盤(pán)訪問(wèn)的情況。并且在DAS環(huán)境中，用戶不需要擔(dān)心應(yīng)用程序問(wèn)題。然而，DAS存儲(chǔ)也存在著一定的缺陷，首要的是所謂的“空間問(wèn)題”，需要考慮以下兩個(gè)方面的情況：

(1)在架設(shè)存儲(chǔ)設(shè)備之前，需要確定存儲(chǔ)空間；

(2)如何在現(xiàn)有設(shè)備上擴(kuò)展存儲(chǔ)空間。

雖然目前市場(chǎng)上的一些選項(xiàng)可以幫助用戶減輕與這些問(wèn)題相關(guān)的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，但是不管怎樣，都需要用戶對(duì)這種存儲(chǔ)方式進(jìn)行較好的評(píng)估。

另外，為了避免出現(xiàn)磁盤(pán)空間在工作日的中間出現(xiàn)不夠用的情況，用戶需要管理幾乎所有基于服務(wù)器的DAS系統(tǒng)，這意味著用戶需要監(jiān)控服務(wù)器上每個(gè)物理單元的磁盤(pán)使用率。因而只有在如下情況下，DAS才是一種理想的選擇：(1)用戶需要能夠快速訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)，但是不具備采用SAN的資金和技術(shù)條件；

(2)用戶對(duì)成本非常敏感。由于DAS價(jià)格低廉的結(jié)論只是考慮硬件物理介質(zhì)成本的情況，如果與其他的技術(shù)進(jìn)行綜合比較（如管理開(kāi)銷和存儲(chǔ)效率等），DAS將不再占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；

(3)對(duì)于那些非常小的不再需要其他存儲(chǔ)介質(zhì)的環(huán)境來(lái)說(shuō)，這是一種理想的選擇。

1.2 網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)

當(dāng)用戶必須將一些用于訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間放在網(wǎng)絡(luò)中，并且需要較頻繁地訪問(wèn)這些存儲(chǔ)空間的時(shí)候，可以采用網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)（NAS）這種解決方案。一般說(shuō)來(lái)，NAS的安裝工作非常簡(jiǎn)單，與DAS一樣的是，必須在安裝時(shí)明確需要多大的存儲(chǔ)空間；與DAS不同的是，NAS能夠非常容易地進(jìn)行容量擴(kuò)充。比如：現(xiàn)在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的DAS設(shè)備一般的能有4T Bytes的容量；而同樣是現(xiàn)在市場(chǎng)上一些NAS設(shè)備有的卻能夠擴(kuò)展到200T Bytes的容量。因而對(duì)于那些僅僅需要將存儲(chǔ)空間放在網(wǎng)絡(luò)中來(lái)解決問(wèn)題的情形來(lái)說(shuō)， NAS是非常完美的選擇。

對(duì)于這個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則來(lái)說(shuō)，還是有一些例外情形，非常重要的一點(diǎn)是在那些對(duì)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行塊級(jí)訪問(wèn)的情況中，例如：對(duì)Exchange存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)信息存儲(chǔ)這兩種信息存儲(chǔ)來(lái)講，使用NAS（網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)）就不是一種很好的執(zhí)行方案，即便有一些NAS支持這些過(guò)程，但也只是強(qiáng)制讓某個(gè)工具適合某項(xiàng)特定工作而已。其次，由于NAS中所有的數(shù)據(jù)要到網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，有時(shí)可能網(wǎng)速的快慢限制了訪問(wèn)速度的快慢，NAS也無(wú)法滿足高速訪問(wèn)服務(wù)器上的存儲(chǔ)空間的需要。

NAS設(shè)備在以下兩種情形中能發(fā)揮最大的優(yōu)勢(shì)：首先是網(wǎng)頁(yè)服務(wù)；其次是常用文件的存儲(chǔ)。這兩種應(yīng)用都需要大量的磁盤(pán)空間，但是很少要求直接對(duì)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。相反，通過(guò)這兩種類型存儲(chǔ)訪問(wèn)的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以究竟這些數(shù)據(jù)是來(lái)自于 NAS硬件還是來(lái)自于DAS硬件就變成了一個(gè)無(wú)關(guān)緊要的問(wèn)題。

文件級(jí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和塊級(jí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的差異性，說(shuō)明NAS設(shè)備適合于網(wǎng)頁(yè)服務(wù)和文件服務(wù)而不適合數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和Exchange存儲(chǔ)的重要原因。在文件級(jí)訪問(wèn)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是通過(guò)文件名字來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而在塊級(jí)訪問(wèn)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是通過(guò)數(shù)據(jù)塊的地址來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)地址是特定數(shù)據(jù)存放的位置。在客戶端/服務(wù)器的環(huán)境中，如果用戶要從文件服務(wù)器讀取一個(gè)文件，需要指定文件，服務(wù)器完成數(shù)據(jù)塊的讀取工作，并且將得到的數(shù)據(jù)返回給用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和Exchange存儲(chǔ)在這種方式的通信過(guò)程中存在著很多問(wèn)題。所以他們并不適合存儲(chǔ)于NAS 設(shè)備中。使用DAS和SAN解決方案中提供的塊級(jí)訪問(wèn)可以更為有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和Exchange存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

總而言之，在需要將存儲(chǔ)空間放在網(wǎng)絡(luò)時(shí)，NAS是一個(gè)優(yōu)秀的解決方案，但同時(shí)具有如下缺陷：

(1)在擁有相同的存儲(chǔ)空間時(shí)，NAS的成本比DAS要高很多；

(2)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和Exchange存儲(chǔ)這種要求高使用率的任務(wù)來(lái)說(shuō)，不是很適合；

(3)連接到網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)的網(wǎng)速會(huì)限制傳輸數(shù)據(jù)的最高速；

(4)有可能存在結(jié)點(diǎn)故障問(wèn)題在存儲(chǔ)設(shè)備中。

1.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)

把它用作存儲(chǔ)部分，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)價(jià)格較昂貴，也非常復(fù)雜。雖然存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在開(kāi)始階段需要大量的資金投入，但是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)卻能夠解決其他方案不能解決的問(wèn)題，相對(duì)情況下可能會(huì)變相地為用戶節(jié)省部分資金費(fèi)用。

目前的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案一般有兩種形式：一是ISCSI和光纖通道；二是基于IP的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。光纖通道是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案中非常熟悉的類型，而基于ISCSI的SAN解決方案與光纖通道技術(shù)相比較而言，價(jià)格相對(duì)低廉，但性能要差很多。

存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集中了直接連接存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)這兩種存儲(chǔ)方案的優(yōu)點(diǎn)。在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案中，用戶能夠得到一個(gè)完全冗余的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并且這個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展性。確切地說(shuō)，用戶只有得到NAS存儲(chǔ)解決方案才能得到幾百TBytes的存儲(chǔ)空間，同時(shí)還可以得到塊級(jí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能。而相對(duì)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)，還能夠得到一個(gè)理想的速度，同時(shí)相對(duì)于那些需要海量磁盤(pán)來(lái)訪問(wèn)的操作，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)則就顯得具有更加良好的性能。圖1是SAN與NAS的結(jié)構(gòu)原理對(duì)比圖。

圖 1 SAN與NAS結(jié)構(gòu)原理對(duì)比圖

SAN解決方案還可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的集中管理，從而能夠充分利用那些處于空閑狀態(tài)的空間。更進(jìn)一步在光纖通道模式下，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)能夠把服務(wù)器配置的內(nèi)部存儲(chǔ)空間設(shè)置為零，也就是沒(méi)有內(nèi)部存儲(chǔ)空間，要求其他所有的系統(tǒng)都能夠直接從存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)來(lái)引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)即插即用。

當(dāng)然，SAN相對(duì)DAS和NAS也有其缺點(diǎn)，就是高成本和復(fù)雜性。

2 分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PACS系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)部分，現(xiàn)在醫(yī)院都是采取分級(jí)存儲(chǔ)的方式，一般是依據(jù)醫(yī)院的具體情況來(lái)采用二級(jí)或者三級(jí)的存儲(chǔ)方式，下面簡(jiǎn)要介紹一下標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)存儲(chǔ)方式大體架構(gòu)：

一級(jí)存儲(chǔ)是在線存儲(chǔ)，主要用于PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及最近的醫(yī)療圖像，它必須具有容量大和性能高以及可靠性高等特征；

二級(jí)存儲(chǔ)是近線存儲(chǔ)，主要用于存儲(chǔ)那些不常用的數(shù)據(jù)，醫(yī)院可通過(guò)擴(kuò)展存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)來(lái)滿足數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的需要，一般情況采用數(shù)據(jù)遷移技術(shù)讓那些在線存儲(chǔ)中不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)自動(dòng)地遷移至近線存儲(chǔ)的設(shè)備上，這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率比較低，但能夠保證數(shù)據(jù)共享以及快速地實(shí)現(xiàn)在線訪問(wèn)等功能；

三級(jí)存儲(chǔ)是離線存儲(chǔ)，對(duì)全院以前的歷史圖像進(jìn)行歸檔、整理、分類，它對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求必須具備可靠性高并且安全性要好，還有就是容量要大、另外管理還要方便等特點(diǎn)。

我們根據(jù)在線存儲(chǔ)、近線存儲(chǔ)的各自特征，采用了專有磁盤(pán)陣列，來(lái)確保數(shù)據(jù)及時(shí)、快速實(shí)現(xiàn)在線訪問(wèn)。也可以采用IP存儲(chǔ)的方法，它具有較強(qiáng)的兼容性，管理容易，不但能夠降低醫(yī)院的資金投入，還能夠很好地應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)量的快速增長(zhǎng)，最為關(guān)鍵的是通過(guò)IP存儲(chǔ)的方式，我們能夠方便地建立異地容災(zāi)系統(tǒng)。配合虛擬化網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，能夠方便地融合醫(yī)院的異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備。

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。光盤(pán)庫(kù)目前有DVD光盤(pán)、MO磁光盤(pán)兩種光存儲(chǔ)介質(zhì)。光盤(pán)存儲(chǔ)是利用激光改變盤(pán)片介子狀態(tài)來(lái)保存數(shù)據(jù)，電磁干擾、溫度及濕度變化均不會(huì)影響數(shù)據(jù)保存，而且光盤(pán)的物理狀態(tài)穩(wěn)定，由此決定了它成為一種存儲(chǔ)方式是最為安全的數(shù)據(jù)保存方案，是目前最安全的存儲(chǔ)產(chǎn)品。光盤(pán)可以支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問(wèn)和隨機(jī)讀寫(xiě)，只是讀寫(xiě)速度低于硬盤(pán)，但是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)磁帶，是數(shù)據(jù)安全性最高的介質(zhì)，而且光盤(pán)庫(kù)的單位存儲(chǔ)成本隨著數(shù)據(jù)量的增加而降低。PACS離線歸檔的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、保存后不經(jīng)常調(diào)用、對(duì)數(shù)據(jù)安全要求高，因此光盤(pán)是較好的存儲(chǔ)設(shè)備。

3 數(shù)據(jù)保護(hù)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)權(quán)威部門(mén)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，通常致使IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)丟失以及災(zāi)難發(fā)生主要有兩個(gè)方面的原因：軟件故障和硬件故障。系統(tǒng)故障、計(jì)算機(jī)病毒、人為過(guò)失以及站點(diǎn)災(zāi)難屬于軟故障，然而不論是哪類故障，我們的目的是當(dāng)系統(tǒng)在遇到人為因素或自然災(zāi)難的時(shí)候，能夠通過(guò)備份來(lái)對(duì)故障系統(tǒng)有效地進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)。

目前的PACS系統(tǒng)需要重點(diǎn)保護(hù)的數(shù)據(jù)有兩部分：

(1) PACS系統(tǒng)和RIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及PACS系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)保護(hù)。這就要求對(duì)在線圖像和非常關(guān)鍵的PACS系統(tǒng)圖像備份以及容災(zāi)等各類方式方法對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)，以此來(lái)應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)由于軟故障原因或者硬件故障原因以及其他可能發(fā)生的災(zāi)難，從而導(dǎo)致了一些重要數(shù)據(jù)的丟失現(xiàn)象。

(2) PACS系統(tǒng)服務(wù)器和RIS系統(tǒng)服務(wù)器、影像診斷報(bào)告以及一些重要的工作站的操作系統(tǒng)進(jìn)行必要備份，以便出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行恢復(fù)；

鑒于以上情況要對(duì)整個(gè)PACS系統(tǒng)從自然災(zāi)難、軟故障和硬故障以及系統(tǒng)備份等，全方位地進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)方案設(shè)計(jì)。

對(duì)在線PACS/RIS的數(shù)據(jù)庫(kù)（圖像索引）和PACS圖像數(shù)據(jù)的保護(hù)采用CDP（連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)）設(shè)計(jì)方案，針對(duì)PACS系統(tǒng)可能的軟故障、硬件故障、自然災(zāi)難幾方面問(wèn)題實(shí)施有效的數(shù)據(jù)保護(hù)，CDP（Continuous Data Protection）就能夠在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)候把數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地保護(hù)起來(lái)。連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)把傳統(tǒng)觀念的“數(shù)據(jù)備份”技術(shù)，發(fā)展到數(shù)據(jù)恢復(fù)快、數(shù)據(jù)丟失少的數(shù)據(jù)保護(hù)階段，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于能夠進(jìn)行任意某一時(shí)刻的數(shù)據(jù)恢復(fù)操作。

3.1 在線數(shù)據(jù)保護(hù)

我們對(duì)PACS系統(tǒng)遇到病毒、人為的誤操作以及系統(tǒng)軟故障等一系列問(wèn)題而引起的信息丟失現(xiàn)象，可以采用在線連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)的解決方式。連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)里面有“快照代理”功能和“TimeMark”功能，系統(tǒng)管理員可以將在線數(shù)據(jù)在某一時(shí)刻建立一個(gè)“時(shí)間標(biāo)記”，依照原先設(shè)定好的時(shí)間間隔，把存儲(chǔ)設(shè)備上的在線數(shù)據(jù)“TimeMark”那一點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存。一旦發(fā)生人為的誤操作或者受到病毒攻擊等情況而致使在線的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤或者丟失就可以通過(guò)“TimeMark”的功能恢復(fù)時(shí)間標(biāo)記點(diǎn)以前的數(shù)據(jù)狀態(tài)，類似我們?nèi)粘?yīng)用的一鍵還原精靈。

而對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的硬件故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，我們可以采用近線備份的方法，采用存儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)制功能把在線存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息依照原來(lái)設(shè)定的方案復(fù)制到近線存儲(chǔ)設(shè)備中，而當(dāng)在線存儲(chǔ)設(shè)備不能使用時(shí)候，就可以切換至近線存儲(chǔ)設(shè)備上，從而可以避免由于在線存儲(chǔ)硬故障而引起的數(shù)據(jù)信息的丟失或者業(yè)務(wù)中斷情況的發(fā)生。

3.2 容災(zāi)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)PACS系統(tǒng)一些非常重要的數(shù)據(jù)信息和圖像，應(yīng)該建立災(zāi)備中心，對(duì)這些數(shù)據(jù)和圖像實(shí)現(xiàn)異地備份，以此來(lái)保證當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速恢復(fù)。采用存儲(chǔ)系統(tǒng)的IP遠(yuǎn)程復(fù)制功能把本地中心服務(wù)器的一些重要數(shù)據(jù)通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程容災(zāi)存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)池中。

需要注意的是，在遠(yuǎn)程容災(zāi)方案設(shè)計(jì)時(shí)，IP存儲(chǔ)非常適合進(jìn)行跨區(qū)域的數(shù)據(jù)備份，同時(shí)采用基于IP的加密技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及增量復(fù)制技術(shù)等功能，通過(guò)這幾大技術(shù)完美融合，就能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)域的數(shù)據(jù)備份。

每一次數(shù)據(jù)復(fù)制以后只將上次進(jìn)行復(fù)制以后的變量數(shù)據(jù)復(fù)制到遠(yuǎn)程容災(zāi)中心，作用是能夠降低帶寬占用問(wèn)題。由于采用了先進(jìn)的塊增量掃描技術(shù)，數(shù)據(jù)變量不是基于文件級(jí)的變量，而是更小單位的基于磁盤(pán)塊的變量，這樣可以保障數(shù)據(jù)增量最小，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用最低。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)壓縮和加密的功能選項(xiàng)，來(lái)進(jìn)一步保證備份數(shù)據(jù)穿越廣域網(wǎng)的高效性和安全性。數(shù)據(jù)直接通過(guò)存儲(chǔ)系統(tǒng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程，而不經(jīng)過(guò)應(yīng)用服務(wù)器，因此是對(duì)應(yīng)用服務(wù)器零干擾的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制。

3.3 主機(jī)操作系統(tǒng)保護(hù)/恢復(fù)方案設(shè)計(jì)

不但要對(duì)PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)，還需要對(duì)PACS/RIS服務(wù)器、影像診斷報(bào)告工作站和重要PC機(jī)做相應(yīng)保護(hù)。可以通過(guò)一些成熟的應(yīng)用端軟件對(duì)應(yīng)用服務(wù)器和PC機(jī)的Windows操作系統(tǒng)作保護(hù)，將主機(jī)應(yīng)用數(shù)據(jù)或操作系統(tǒng)直接復(fù)制到在線存儲(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中備份和管理，可以在系統(tǒng)崩潰或硬盤(pán)損壞時(shí)遠(yuǎn)程啟動(dòng)操作系統(tǒng)快速恢復(fù)受損數(shù)據(jù)，以便及時(shí)恢復(fù)本地系統(tǒng)的運(yùn)行。

4 PACS存儲(chǔ)管理實(shí)現(xiàn)

圖 2 醫(yī)院PACS分布節(jié)點(diǎn)圖

圖2所示為山東省胸科醫(yī)院東院PACS的分布節(jié)點(diǎn)圖。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了雙機(jī)容錯(cuò)、冗余備份的措施，以保證系統(tǒng)不會(huì)因意外情況而丟失數(shù)據(jù)。PACS在線、近線存儲(chǔ)采用SIENET SKY群集存儲(chǔ)服務(wù)器，其中在線部分為光纖通道SAN，近線部分為DAS，離線存儲(chǔ)則采用DVD光盤(pán)塔存儲(chǔ)方案。PACS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程如下：

(1)影像資料以DICOM方式發(fā)送到“SIENET SKY群集存儲(chǔ)服務(wù)器”；

(2)“SIENET SKY群集存儲(chǔ)服務(wù)器”將影像資料按照預(yù)先定義的路由規(guī)則將不同的影像資料發(fā)送到不同的“SIENET SKY工作組服務(wù)器”；

(3)“SIENET SKY群集存儲(chǔ)服務(wù)器組”在接收到影像在存儲(chǔ)到在線存儲(chǔ)設(shè)備磁盤(pán)陣列的同時(shí)將數(shù)據(jù)保存到NAS近線存儲(chǔ)設(shè)備，保證了數(shù)據(jù)安全。

(4)“SIENET SKY群集存儲(chǔ)服務(wù)器組”定期將近線存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送到光盤(pán)塔進(jìn)行離線備份。

[1] 李康印,桑發(fā)斌.PACS的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2002, 18(6):528-531.

[2] Bidgood WD,Horii SC.Introduction to the ACR-NEMA DICOM standard[J].RadioGraPhics,1992,12:345-355.

[3]曹厚德.PACS的進(jìn)展及應(yīng)用展望[J].放射學(xué)實(shí)踐,2003, 18(6):453-453.

[4] 葉建江,王世威,許茂盛.PACS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及醫(yī)院的實(shí)現(xiàn)方案探討[J].中國(guó)醫(yī)院,2001,5(6):55-56.

[5] 李貴祥,劉國(guó)樣,李剛榮,等.大型綜合性醫(yī)院PAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].中國(guó)醫(yī)院管理,2005,25(1):46-48.

[6] 何洪林,等.PACS系統(tǒng)中醫(yī)學(xué)圖像的交互式異地存儲(chǔ)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2009(5):45-46.

[7] 何亞奇,唐秉航,梁健雄,等.第二代PACS的應(yīng)用[J].臨床放射學(xué)雜志,2004,23(12):1103-1107.

[8] 施高瞻.論醫(yī)院PACS系統(tǒng)的建設(shè)[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2004, 14(13):153 -155.

Design and Implementation of Storage Management Function in PACS

WANG Shi-fan1,2, QIU Shu-bo1, MAO Shu-wei2
1. Electronic Information and Control Engineering Institute,Shandong Institute of Light Industry, Jinan Shandong 250353,China;2.Medical Engineering Department,Shandong Provincial Chest Hospital,Jinan Shandong 250013, China

TP333

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.10.008

1674-1633(2010)10-0021-04

2010-06-08

2010-07-05

作者郵箱：wangsf8063@163.com

Abstract:Mass medical images produced a great challenge to hospital storage work.How to solve the storage problem was one of the key problems.Combining with the actuality of PACS in our hospital,this paper introduces the improvement and design of PACS storage structure,thus to ensure the system data security.

Key words:HIS;PACS; classification storage;data protection