華海醫(yī)信PACS影像處理H2O系統(tǒng)硬件配置綜述
1.1 PACS應用特點分析
PACS應用核心是醫(yī)療影像管理和處理，其應用范圍除了主要在放射科及其他影像學科室之外，還為臨床和門診提供影像學資料和診斷報告信息。從處理流程來看，其主要的技術處理環(huán)節(jié)為：影像采集和轉換->影像集中管理->診斷工作站調閱->診斷信息描述->報告歸檔->影像查閱及打印服務。
作為影像處理的核心系統(tǒng)PACS具有數(shù)據(jù)量大、并發(fā)操作集中、可靠性要求高、處理量分布不均、安全性要求高等特點。同時隨著信息量增加和信息化應用的深入和擴展(如多維分析和遠程醫(yī)療等)，面向診斷的信息量將會得到極大的提升和擴展，同時應該考慮到醫(yī)療業(yè)務的擴展性和突發(fā)性，這些都說明了在硬件平臺時必需經(jīng)過慎重、全方位地考慮。
根據(jù)醫(yī)療影像診斷業(yè)務的特點，正常的業(yè)務處理時間主要集中在每日的上午9:00-10:00，下午3:00-4:00，上下午各一個小時。對于某種特定時間或突發(fā)事件情況下，系統(tǒng)平臺的處理負荷可能在此期間將急劇增加，應該考慮達到平時的2倍以上。
另外需要考慮的是，在醫(yī)療影像數(shù)字化集中管理和處理以后，硬件平臺的可靠性變得比任何時候都重要，如果說業(yè)務應用在分布模式下運行時硬件平臺的可靠性問題影響面還相對較小，那么全院集中以后硬件平臺的可靠性發(fā)生問題將使全院的診斷業(yè)務陷于半癱瘓狀態(tài)，后果不堪設想。
通過以上分析不難看出，PACS系統(tǒng)核心硬件平臺：核心服務器、Web服務器、存儲設備的設計應當首先完成對業(yè)務量的精確估算，只有這樣才不至于錯誤的選擇了太小、太大或技術特性不符的硬件平臺，使應用系統(tǒng)在業(yè)務高峰期無法正常工作或整個系統(tǒng)平臺沒有達到有效的使用效率。
1.2 硬件配置考慮要點
PACS 與HIS 相比，具有數(shù)據(jù)量巨大的特點，如果沒有合理的服務器、存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分布、訪問策略規(guī)劃，整個醫(yī)院的網(wǎng)絡系統(tǒng)都會承受巨大的壓力，甚至會引起系統(tǒng)阻塞癱瘓，因此需要充分考慮機構內部現(xiàn)有網(wǎng)絡和PACS系統(tǒng)網(wǎng)絡需求的有效結合。
PACS的中心服務器存儲和處理PACS系統(tǒng)中的所有影像，完成在線影像的管理和過期影像的歸檔; 響應醫(yī)生在診斷工作站、臨床工作站上提出的對各類病患檢查影像的調閱請求; 對于影像存取規(guī)則的執(zhí)行，由圖像管理數(shù)據(jù)庫服務器完成。作為系統(tǒng)核心的中心服務器面臨著大量的數(shù)據(jù)處理和請求響應工作，因此需要考慮設備的高可靠、高可用和高性價比，同時需要保證具有足夠的系統(tǒng)升級能力。PACS 核心服務器選擇應著重考慮以下問題：
● 如何既滿足現(xiàn)在，又滿足發(fā)展，滿足未來的要求？
● 服務器的升級能力是否高于業(yè)務量的增長速度？
● 是否選擇無止境的硬件升級？
● 如果架構不合理，是否能夠迅速重新部署？
● 如何控制管理維護成本，復雜度？
華海MedPACS系統(tǒng)支持B/S結構，因此Web服務器是系統(tǒng)中支撐臨床和門診或外部機構基于瀏覽器調閱方式的服務核心，其采用HTTP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸并組成全院的影像Intranet網(wǎng)絡，為將來接入Internet做好準備。網(wǎng)絡中的任何站點都可以瀏覽授權的影像資料，也可以查閱或編輯診斷報告(受權限保護)。遠程的用戶可以登入該服務器，如同在局域網(wǎng)中，進行閱片及診斷工作，縮短距離，實現(xiàn)遠程會診。對于大中型醫(yī)療機構建設全院級PACS的情況下，可能會提供此類便利的調閱服務，而WEB服務器將面臨更多的工作前端甚至遠程前端的訪問，因此需要考慮Web服務器設備的高可用部署和高可服務性性能，同時保證Web服務器的橫向擴展能力。Web服務器選擇應著重考慮以下問題：
● 如何既滿足現(xiàn)在，又滿足發(fā)展，滿足未來的要求？
● 服務器的部署方式能否滿足前端不可知調閱量的增長速度？
● 如果架構不合理，是否能夠迅速重新部署？
● 如何控制整體成本和管理復雜度？
在建設了PACS系統(tǒng)之后，大量醫(yī)療影像轉化為數(shù)字方式存放，美國1996年頒布HIPPA(健康保險便利及責任法案)要求所有病人資料保存長達7年之久，因而對MRI、PET、CT掃描的存儲量將是巨大的。一個病人做一次MRI圖像可以多達千幅，按一幅500KB計算，一次檢查可以達到500MB，存儲管理和海量存儲系統(tǒng)就更成為必須解決的問題，因此存儲系統(tǒng)需要考慮的設備的高可靠、大容量及足夠的系統(tǒng)升級能力等方面的指標。同時需要一起考慮的是應將海量存儲、數(shù)據(jù)遷移等PACS問題，與數(shù)據(jù)庫服務器的數(shù)據(jù)備份/恢復統(tǒng)一考慮，以降低系統(tǒng)的復雜度。PACS 核心存儲平臺選擇應著重考慮以下問題： #p#page_title#e#
● 如何既滿足現(xiàn)在，又滿足發(fā)展，滿足未來的要求？
● 存儲設備的升級能力是否高于業(yè)務量的增長速度？
● 是否選擇無止境的硬件升級？
● 如果架構不合理，是否能夠迅速重新部署？
● 如何控制管理維護成本，復雜度？
綜上所述，PACS的系統(tǒng)硬件平臺選擇時應著重考慮以下幾個方面：
1. 高性價比的服務器平臺，在要有很強的聯(lián)機事務處理OLTP處理能力
2. 高可靠的系統(tǒng)硬件設施，將系統(tǒng)單機故障降到最低水平
3. 高可用性的設備部署形式，適應典型的7天/24小時不間斷服務
4. 高容量的存儲備份系統(tǒng)，適應不斷增長的存儲空間需求
5. 高可擴展的機內升級擴容能力，適應短期內適當?shù)男阅軘U展
6. 可剪裁、可伸縮和可調配的靈活計算環(huán)境，適應業(yè)務發(fā)展需求并靈活調配資源
1.3 目標市場的定位
1.3.1 目標市場的分類
由于PACS的部署方式存在著多樣性，同時每個機構對PACS的要求甚至同個機構不同時期對PACS系統(tǒng)的要求是有很大差異的。因此有必要在此對目標環(huán)境進行一些原則性的分類和定義，有利于針對不同的環(huán)境和要求提供更有針對性的解決方案。
從實際實施經(jīng)驗來看,PACS部署環(huán)境的規(guī)模主要由幾個關鍵因素決定：日病例數(shù)量-決定了每日PACS系統(tǒng)的處理總容量和總性能要求；工作站數(shù)量-決定了最大的并發(fā)應用數(shù)量；機構屬性-決定了PACS的總體部署要求級別；部署模式-決定了具體的軟硬件部署環(huán)境的差異。同時根據(jù)這些指標，我們可以將醫(yī)療機構的規(guī)模大致劃分為小、中、大、超大和院際五個級別(根據(jù)以往經(jīng)驗估算，具體定位還要視實際情況，這里只是作為指導性的指標)：
小型機構用戶 中型機構用戶 大型機構用戶 超大型機構用戶 院際機構用戶
日病例數(shù)量 <150 150～300 300～600 600～900 >900
工作站數(shù)量 <30 30~50 50~100 100~300 >300
機構屬性 科室級 多科室/二級醫(yī)院 二、三級醫(yī)院 三級醫(yī)院 區(qū)域跨機構
部署模式 部門集中 多部門集中 全院集中/分布 全院集中/分布 廣域分布
通過對目標市場的分類，我們可以提供對應五個等級PACS系統(tǒng)建設的整體解決方案，并給出相應的針對性的指標和配置。
1.3.2 各類機構業(yè)務量估算
通過對醫(yī)療機構的簡單的分類，我們在定義了五個級別的應用環(huán)境的基礎上根據(jù)實施經(jīng)驗，大致對各類機構的業(yè)務量進行了估算(這只能作為系統(tǒng)配置的簡單依據(jù)，具體還是需要跟各醫(yī)療機構自身的業(yè)務統(tǒng)計做出測算)。
根據(jù)以往實際案例的測算統(tǒng)計，醫(yī)療機構的各類影像業(yè)務的比例大致如下(僅供參考)：
PACS影像信息量占全院數(shù)據(jù)總量 > 90%
X光：70%
CT：20%
MRI：5%
DSA：1%
ECT&PET：3%
*US：<1%
*內窺鏡：<1%
同時，業(yè)務量統(tǒng)計的測算公式如下：
影像數(shù)字化存儲量的估算依據(jù)以下估算公式：
影像寬度×影像高度×位數(shù)/8/1024/1024=影像大小(MB)
日存儲數(shù)據(jù)量的估算依據(jù)以下估算公式：
影像大小(Mbyte)×病例數(shù)×平均圖像數(shù)=每天原始存儲數(shù)據(jù)量(MB)
日無損壓縮數(shù)據(jù)量的估算依據(jù)以下估算公式： #p#page_title#e#
每天原始存儲數(shù)據(jù)量(MB)×平均壓縮率(40%)=每天無損壓縮存儲數(shù)據(jù)量(MB)
每年的數(shù)據(jù)量依據(jù)以下計算公式：
每天原始存儲數(shù)據(jù)量(MB)×365天/1024=每年原始存儲數(shù)據(jù)量(GB)
每天無損壓縮存儲數(shù)據(jù)量(MB)×365天/1024=每年無損壓縮存儲數(shù)據(jù)量(GB)
現(xiàn)代醫(yī)療影像的保存年限在各個機構有不同的要求，如美國要求醫(yī)療影像必需保存7年以上，我國的醫(yī)療影像保存年限以五年為限，并假設每年的遞增率為20%。
