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1、智慧医院基础架构解决方案 我国医疗信息化建设现状和面临问题 医疗行业概况 医疗行业主要IT应用 医院经营管理信息系统 业务平台系统 运营管理系统ERP 门诊住院收费 资产管理 医护工作站 影像 电子病历 其他 人力资源管理 财务管理 化验检验 电子健康档案 其他 PACS RIS LIS EHR EMR 区域医疗信息系统 电子政务 医保互通 妇幼保健信息 电子病历 居民健康档案 远程医疗 其他 药品管理 HIS CIS 医疗行业主要IT系统概览 PACS PictureArchivingCommunicationSystem 医疗影像存储与传输系统包含 医学图像获取 大容量数据存储 图像显示和
2、处理 数据库管理及用于传输影像的局域或广域网络数据特点 大数据块 图像文件 传输 数据量大且增长快 与RIS系统结合HIS HospitalInformationSystem 医院信息系统包含 财务 人事 住院 药品 门诊 医技 病程 收费 临床管理 与 行政管理 数据特点 小数据块 频繁的并发访问CIS ClinicInformationSystem 临床管理信息包含 包括电子病历 PACS RIS 医生工作站 手术室 病理 检测等系统数据特点 文本文件传输 与PACS系统结合其他 LIS 医院检验系统 电子病例系统 放射信息系统 RIS 区域医疗卫生服务 GMIS 等数据特点 数据并发访问
3、 存储容量较小 大部分医院现有项目主要集中在HIS和CIS系统 主要沟通对象KeyPerson 医院信息化建设组织框架 医疗信息化发展历程 第一阶段数据依附于应用 数据与应用紧密捆绑 所有的数据存储在服务器的内置磁盘中 以冷备份的方式保存 除了系统本身的可靠性存在问题 医院核心的数据没有形成信息资产 难为其他系统调用 此阶段建立独立的数据存储介质 使用磁盘阵列保存关键数据 从而实现数据的集中存储与集中管理 在保证数据安全性的同时提供了更大容量的要求 并有效实现数据的完整性和一致性 医疗信息化发展历程 第二阶段数据物理上独立 此阶段实现数据库服务器 应用服务器分离 数据库服务器可以使用中高端的P
4、C服务器或者使用更高可靠性的小型机产品运行UNIX操作系统 应用服务器采用向外扩展的PC服务器 方案的优点是系统没有了资源的争抢 并易于实现管理与维护 数据成为医院的临床和运营管理资产 便于跨应用的信息整合 医疗信息化发展历程 第三阶段数据逻辑上独立 医疗信息化发展历程 第四阶段企业级存储和信息资产管理 现代医疗卫生数据中心的三个阶段 物理整合和优化 虚拟化 共享的虚拟化资源池 将IT虚拟化为一种服务 可动态调配IT资源 以动态 实时地响应业务需求 简化以降低复杂性 共享以提升利用率 动态调配提升业务灵活性 简化 共享 动态调配 物理集中和优化多个独立系统的虚拟化系统 网络和能源管理 高度虚拟
5、化资源池集成的IT服务管理通过设计实现绿色环保 通过虚拟化将IT作为一种服务 云 业务驱动的服务管理面向服务的IT交付 医疗行业IT规划建设中面临的挑战 HIS PACS EMR LIS等信息系统独立 缺乏有效的系统整合服务器系统利用率低 数量众多 管理难度大机房空间不足 供电能力不足 急需绿色节能业务工作站终端扩张迅速 分布范围管 管理维护困难数据越来越庞大 安全保护难度大没有合理的未来发展规划 国内医疗信息化关注点 业务连续性关键业务高性能主要业务不停顿核心数据不丢失医疗数据容量迅速增大应用服务器不断增加 管理越来越复杂 医疗行业系统设计原则 实用性标准化先进性可扩展性可靠性用户投资保护易
6、操作性原则 国际 国内的主要医疗行业IT集成商 国际GEMedical 全球最大的医疗解决方案供应商 最大医疗行业软件开发商和代理商 和DELL及EMC合作紧密 缺省的业务软件开发测试平台 Siemens 全球PACS LIS业务领先解决方案供应商 与IBM有着良好的合作关系Philips AGFA 国内东软 以系统集成 软件开发为主 硬件选型主要看价格东华 以软件开发为主 Cache数据库 M语言 擅长区域医疗 和IBM有合作 湖南湘雅二院 天健 数字医院 区域医疗 IBM战略合作伙伴华海 EMC合作伙伴 区域医疗数据中心建设方案 OLTP 联机事务处理 要求秒级的即时响应 24x7天的可用
7、性 大文件传输和数据交换 要求充分的系统带宽 实现高效的数据读取 传输和接收 并且不影响联机事务处理的服务水平 统计汇总 日 周 月 季和年汇总 要求高效的批量方式数据库汇总和统计能力 能够在最短的时间内完成任务 减轻业务人员的工作强度 提高生产力水平 信息查询与检索 要求秒至分级的响应速度 能够在海量数据中迅速得到想要的信息 数据解析和趋势分析 要求积累足够的历史数据 并根据业务需要进行挖掘和分析 要求系统具有海量数据服务和存储的能力 数据归档与恢复 要求系统具有完备的数据管理能力 提供高效的数据备份 归档和恢复等 建设一种能在今后相当长的一段时间内 承担部门信息共享利用 同时提供服务的开放
8、数据平台 为卫生部门的用户提供清晰 先进 可以灵活部署 具有易于扩展 易于管理特点的基础IT硬件平台 数据中心建设的主要目标 用户接入界面表现层用户接入界面表现层主要提供各种应用系统的Web门户服务 这些应用可以称为EdgeServer 软件平台基于IBM的PortalServer 它们具有业务访问的绝对量很大 而每次访问对系统资源消耗很小的特点 在以往的系统设计中 往往采用多台PC服务器的技术去实现 从整合的角度出发 我们推荐使用刀片服务器或者IBM专家集成系统 PureSystmes 具有高度整合 价格低 初始购买费用低 易于扩展 易于管理以及节约机房面积等特点 这样的整合可以把原来需要几
9、个机架的机房空间减小到1个标准机架 所有的接入表现层服务器在物理上都被很容易地整合在了一起 而且可以十分方便的去实现再部署 业务应用逻辑处理层业务应用逻辑处理层主要提供各种应用系统的业务逻辑处理 包括数据交换和数据综合应用 其中数据综合应用的特点是 高并发的联机交易模型 业务访问绝对量比较大 每次访问对系统资源有一定消耗 但基本上没有集中I O访问 而数据交换部分基本是按批处理的模式在运行 属于I O密集型业务 而业务逻辑相对简单 并发程度比较低 立足于整合的概念 从硬件资源整体规划的角度出发 我们建议考虑使用刀片服务器 IBM专家集成系统 PureSystmes 或若干中高端的PC服务器和V
10、Mware虚拟化软件 分别运行各类数据综合应用和数据交换应用 后台数据集中处理层后台数据处理层作为信息系统的核心 集中存储各业务系统产生的数据 后台的数据库层对整合的要求比前面两层更高 数据库服务器的整合对企业信息化系统硬件的整合来讲是至关重要的 我们建议数据库服务器采用IBMsystemz大型主机或者企业级的中高档小型机组成集群系统 并可以考虑系统所提供的高级动态分区功能 Systemz大型主机技术特点可以概括如下 高度虚拟化 系统资源全部共享 因此可以整合大量的负载于一体 并实现资源利用率的最大化 表现出的第一个特点是支持大量并发混合负载 既可以支持大量并发连机事物处理 又适合非常有效地处
11、理繁重的批量数据处理 对医疗及区域卫生的各种业务处理都能提供有力的支持 特别是对大数据量传输 季节性汇总等繁重的数据处理工作远远超越UNIX小型机平台 第二个特点是高度安全性 IBMSystemz是所有民用计算机中安全级别最高的 第三个特点是高度的可用性 接近于连续可用 平均无故障时间大于30年 并且可以不停机维护 其单台机器就可以承担高可用服务要求 国内很多Systemz用户都用单台机器运行核心业务 包括银行核心业务和信用卡业务等要求极高的领域 支持可持续发展 Systemz具有灵活的容量配置和广阔的扩展能力 在初期可以根据业务量和投资规模进行起步配置 随着业务的发展可以灵活地扩充容量 这种
12、扩充基本都是在机内实现 无须变更场地 供电和网络等设施 可以避免信息中心因为前期规划不足而导致后期重复投资 此外在同等处理能力条件下Systemz方案对占地和能源的要求最低 并需要最少的管理 Systemz可以始终保持信息中心的体系架构 不会因为业务发展而被迫分裂和变更 可以始终保持完整的数据和应用体系 便于始终如一地支持领导决策和贯彻方针政策 Systemz方案具有较低的总体拥有成本 包括硬件 软件 场地 供电 网络 空调和运维 集中系统管理层由于数据中心的复杂性和业务的关键性 广义的系统管理变得十分重要 系统管理包括网络管理 安全管理 性能管理 存储备份管理 系统监控等多方面的问题 IBM
13、的Tivoli家族软件可以提供完善和高级的全局管理功能 与之对应的我们建议在数据中心配置IBMPureSystems 若干台的PowerLinux服务器 或者PC服务器 作为独立的系统监控和存储备份管理服务器 分别运行Tivoli的各模块 存储系统架构SAN 存储区域网 是目前存储系统架构的首选 因此存储系统的核心是2个高速SAN交换机 而磁盘阵列和磁带库都通过这个交换机连接到各台服务器上 同时通过SAN技术可以进一步实现存储虚拟化和LANFree的数据备份 我们建议至少在数据中心配置1台IBM的DS系列磁盘阵列和一台IBM的TS系列磁带库 如果用户对数据的可靠性要求非常高的话可以在数据中心配
14、置2台IBM的DS系列磁盘阵列 利用LVM 逻辑卷镜像 的功能实现不同磁盘阵列间的数据镜像 区域医疗信息平台业务数据流示意图 社区卫生服务站 应用服务器 电子病历档案 远程会诊 数据库服务器 医学影像数据 区域医疗协同平台数据中心 省级平台数据中心推荐方案 数据库服务器Power780 x2应用服务器Power770 x4存储IBMDS8800IBMB80光纤交换机IBMTS3500磁带库对于省级平台 建议实现灾备保护灾备中心配置可稍低于生产中心 数据库高可用 磁带存储空间 生产数据 归档数据 电子健康档案 电子病历 备份服务器 Power780 2PowerHA DS8800 2存储高可用
15、磁带库TS3500 数据整合和交换 Power770 2PowerHA Power770 2PowerHA 地级市平台数据中心推荐方案 数据库服务器Power770 x2应用服务器Pureflexx2或者PowerLinux存储IBMXIV SVCIBMB40光纤交换机IBMTS3500磁带库对于地级市平台 建议实现灾备保护灾备中心配置可稍低于生产中心 数据库高可用 近线存储 磁带存储空间 生产数据 归档数据 存储本地高可用 数据整合和交换 电子健康档案 电子病历 备份服务器 Power770 2PowerHA PureFlex 2 p460 4 p260 1 SVC 2 XIV 2 磁带库T
16、S3500 区县级平台数据中心推荐方案 数据库服务器Power740 x2应用服务器Power720 x2或者PowerLinux存储IBMStorwizeV7000磁盘阵列IBMB24光纤交换机IBMTS3200磁带库 数据库高可用 近线存储 磁带存储空间 生产数据 归档数据 数据整合和交换 电子健康档案 电子病历 备份服务器 Power740 2PowerHA Power720 2PowerHA V7000 磁带库TS3200 PACS系统特点 影响文件数量大 影响整体系统性能历史影像巨大 系统更新后 如何迁移 客户关心的问题如何管理海量影像文件如何保证业务系统性能如何管理历史影像数据如何进行数据保护 挑战数据增长量大 文件数量大长期数据管理难度大数据备份 恢复困难 特点数据库和文件系统数据库数据量量不大影像文件量大 年增10TB以上并发访问低 吞吐能力要求高数据不能丢失 医学影像系统 PACS 解决方案 系统基础架构 PACS存储架构 IBMServers IBMServerx系列 如x3850 x3950 IBMUnix Linux服务器Power7 PowerLinux IB
