天津海河医院：突破影像调阅的速度瓶颈

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1、天津海河医院：突破影像调阅的速度瓶颈天津海河医院：突破影像调阅的速度瓶颈 来自：HIT 专家网 http:/ 全院级软硬件系统工程建设项目一气呵成，2012 年，天津海河医院信 息中心主任万振在忙碌中度过。项目实施中，他深刻感悟到：医生站 要尽快调取图像，瓶颈不在网络的带宽（百兆千兆，关系不是很大） ， 而在于图像存储的文件包很大，病人的 ID 在数据库从数据库的索 引去找到图像的存储区路径，再从存储区的路径找到具体的图像，很 耗费时间。如此一来，存储方案的选择与优化就至关重要了。从热闹繁华的天津东站出来，驱车约 50 分钟，便可抵达天津海河医院。 路上，问出租车司机是否知道这所医院，司机师傅

2、爽朗一笑，操着浓 重的天津口音说：“怎么不知道？非典嘛！北京有小汤山，天津有海 河。”海河医院是天津市卫生局直属的三级综合性医院，2003 年非典期间， 由当时的天津肺科医院与中铁十八局附属医院合并组建而成，现为天 津市公共卫生防御体系的重要组成部分，同时也是天津医科大学附属 海河临床学院、天津市呼吸疾病研究所所在地、国家食品药品监督管 理局药物临床试验机构。海河医院信息科现有 7 人，学历构成包括 2 名研究生、4 名本科生、 1 名专科。职称构成包括高工 1 名，工程师 2 名，助理工程师 4 名。2003 年医院组建之初，上线了津微首佳的 HIS 系统。“我们的 HIS 经过 10 年没

3、变，原因在于，HIS 用得好坏，在于医院自身的积累过程， 医院积累多年形成的、真正符合医院实际需求的流程及规则才是精华， 而系统代码的改进是循序渐进的。所以 10 年来，HIS 我们坚决不动。 否则，则意味着流程可能要重新改造，10 年的心血，就得推倒重来。 ”万振说。2006 年，海河医院上线众智汇医 LIS、北京中科体检系统，运行一直 比较稳定。2012 年，是海河医院信息化全面提速的一年。这一年，也是信息科最 忙碌的一年。“信息科用了半年时间，把全院级 PACS、电子病历、无 线查房就完成了。实施速度很快，运行也很平稳。”海河医院信息科 主任万振说。2012 年 5 月，海河医院投资数百

4、万元，对全院信息系统进行大规模升 级改造。先是 5 月上旬，全院底层硬件部署完毕，包括服务器、网络 硬件、主要还是存储平台。5 月下旬，海河医院信息集成平台 HIEP 部 署完毕，该集成平台也是由 HIS 厂家提供，软件集成平台建设花费不 到 100 万元。2012 年 6 月，仅用了一个月时间，海河医院就实施了全院级电子病 历，系统由北京安博维提供，包括电子病历书写、电子病历质控、护 理表单等。之所以比较快，万振认为还是与产品自身的成熟度有关， 实施过程中几乎没有改过源代码。一开始医院很多临床科主任都提出 了各种问题，安博维资深项目经理过来，将国内其他大型医院实施其 产品中遇到的问题逐一分析

5、介绍，虽然一开始也有很多类似问题，但 是随后都得到了解决。如此跟医务人员沟通很直观，临床科室也都放 弃了抵触情绪。结果，仅仅两个星期就部署完毕。电子病历经过半年 多的使用，医生们感觉很好。2012 年 7 月，海河医院实现全面无线网络覆盖。硬件采用 H3C，架 设了 100 多个无线 AP 和控制器。紧接着上移动查房，采用配置较高 的笔记本，独立显卡、4G 内存。在移动护理方面，实施了病人腕带识 别、无线输液管理系统。2012 年 9 月，海河医院信息科与 HDS 一道，对医院存储平台进行了 优化。之后，全院级 PACS 上线，采用上海岱嘉公司的 PACS 产品， 包括放射、病理、超声影像。万

6、振说，现在回过头来看，之所以一连串“动作”能够一气呵成，主 要还是软硬件平台先搭建好，从一开始就想好整体规划，把软件基础 平台做好。“新项目的实施，最难的是与 HIS 的接口。有一阵子，我们几乎一天 一个接口。”好在软件集成平台让万振特别兴奋，“集成平台有 200 多条通道，配置非常简单，如果 HIS 要取数据，只要简单配置即可。 ”但是万振感觉软件平台也有一个小问题：“可能对服务器硬件要求高， 实施平台后，服务器压力较大，性能低的话就撑不住。比如 HIS 和电 子病历，HIS 系统新入院病人的基本信息需要最快的传递到电子病历 系统，传统方式为点对点调取视图，对系统的压力不大。现在加了集 成平

7、台后，每过 2 秒就需要检查一下 HIS 有没有新记录，这样不停地 轮询，流程增加了一道后，流程及整体架构虽然更清晰了，尤其是接 口众多的情况下管理很方便，但是服务器的负荷增加了。”突破影像调阅的瓶颈突破影像调阅的瓶颈 对于非结构化数据的存储和处理，万振重点考虑了 PACS 数据，因为 医院的结构化数据还没有对医院数据处理构成瓶颈。而医院影像科及 病区医生们在一起交流时，讨论比较多的问题之一就是查阅图像的速 度问题。“通过实施存储系统优化方案，我越来越坚定：从医生站调取图像的 速度，瓶颈不在网络，与网络是百兆还是千兆，关系不是很大，当然 前提是PACS 核心网络交换机的带宽及处理能力要足够高”

8、万振说：“造成 图像调阅的瓶颈在于：一方面，图像存储的文件包通常很大，假设系 统每天建一个存储文件夹，可能每个文件夹有几万幅图像，组成存储 文件包；另一方面，病人的ID 在数据库，这导致一个图像调阅动作，先要 从数据库查询到病人身份路径，再根据这个路径去找到图像，所以很费时间。 ”万振说，PACS 系统的快慢，还应避免网络数据大流量双向交互。比 如，每个医院的放射科可能按区域共享一套洗片机、阅片点，设备图 像传输到洗片机是一个大流量数据流向，而阅片点调图像也是一个大 数据流向，这往往会产生双向的大流量，从而导致洗片机上传数据很 慢，后来万振将洗片、阅片设备的流量分别各走一个交换机，问题才 得以

9、解决。假设 PACS 图像达到了 10T，而有的图像可能每幅只有几十 K，这意 味着文件的数量有数十亿乃至上百亿个。这样，要从如此庞大的文件 包中寻找 10 种图像，假设找到 1000 幅，其实这些文件本身没有多大， 但是找寻图的过程很费时间。“这就好比一个图书馆刚开始只有 1000 本书，你找 10 本书好找，以后图书馆变为 10000 本，再去找 10 本书， 就难多了。”万振说。实际上，一些国际知名 PACS 提供商，也在其方案中自带了文件存储 服务器，就是因为之前很多存储方案供应商解决不了 PACS 的需求。 比如一个文件目录下的文件就达到几百个 TB，或者存在多文件的协调 问题。但是

10、，PACS 厂家自带的文件服务器的性能十分有限，这就是为 什么后来 HDS 提供了高性能的（HNAS）来解决这些文件管理问题。万振注意到，一般 PACS 系统上线之初，影像调阅速度没问题，但是 三年以后，还能保证一个很好的调阅速度的医院就很少了，好多医院 随之出现 PACS 硬件整体升级的需求。为此，针对 PACS 系统，海河 医院采用了 HDS HNAS 高性能 NAS 集群解决方案，以有效解决 PACS 系统常见的两类问题：其一，性能问题。PACS 在进行并发访问时，往往会遇到文件系统的随 机 IO 性能瓶颈问题，如何解决瓶颈提高并发访问的 IO 性能是优化关 键点之一；其二，文件系统容量

11、和文件数量管理的瓶颈问题。传统的 PACS 系统由于文件系统的大小限制，在文件系统被写满后需要频繁更 换和维护文件目录，同时面临无法管理海量文件数量的问题。传统的医学影像数据的存储包括在线、离线、归档三种模式。采用 NAS 技术后，海河医院的所有影像数据全部采用在线模式。而之所以 全部在线存储，也是考虑到海河医院的病人特点重复入院的呼吸 系统疾病的病人较多，这样病人在疾病演进过程中的影像数据可以迅 速呈现在医生面前。即便数据需要归档，也可以通过 NAS 直接归档。万振说，经过反复测试，随机选取位于医院内不同楼层的 30 台终端， 同时调阅近 600 张影像，目前 30 秒之内肯定能够呈现出来。

12、如果一幅 影像只有五六十张图，则一点查询按钮就全出来了。即便遇到多文件 的协调，譬如 30 个影像文件同时传，5-6 秒钟肯定出来了。且所有图 像原文件均已传输到本机缓存，即使拔掉网线仍可浏览图像。虽是初次部署全院级 PACS，海河医院的很多放射科医生从其他医院 轮转回来，也都反映：还是感觉海河医院的影像调阅速度更快。PACSPACS 存储解决方案存储解决方案海河医院所采用的 HDS HNAS 解决方案之所以能够大幅提升文件管理 性能，核心在于其专利技术 FPGA 是一项并行处理技术，确保了 IO 访 问性能，解决了多个医生工作站并发访问的性能问题。同时， HDS HNAS 可提供超大规模的文

13、件共享和管理能力，如单个文件系统 可支持 128TB，单个目录可支持 1600 万个文件，从而大大简化了 PACS 系统的管理和维护工作。在天津海河医院项目中，针对所有系统的业务数据，HDS 通过将数据 增量备份与另一台 HUS100 存储中实现了高效数据保护。一旦主存储 平台出现问题，可以快速将备份数据启用为业务提供服务，避免了传 统备份方式中需要“数据恢复”的漫长过程。同时，由于此方案的数 据保护是基于优化过的存储平台进行的，从而解决了传统 PACS 系统 数据备份的难题。“为什么选HDS，因为它是做存储的专业厂家。”万振不假思索地说。海河 医院采购时设计了 24TB 的 PACS 存储容

14、量按照海河医院现在每天新增不 到 10GB 的影像数据量，一年大约新增 3TB，可以存储 8 年的数据。“我们选择了HDS HNAS 存储，通过镜像方式对数据进行保护。医院现有数 据还是以 PACS 为主（结构化数据 30GB，非结构化数据 1TB），未来，我们 准备采用 HDS 存储 HIS 数据。”万振说。万振在关注虚拟化技术，并且HDS 也提供了虚拟化解决方案 VSP、VM。他表示，2013 年可以考虑非核心模块的虚拟化，但是 HIS 核心业 务还不敢上虚机。目前，海河医院 HIS 和电子病历系统都运行在两台 IBM 小型 机上，负载均衡，相应的数据备份采用了飞康的 CDP，以增量数据为

15、核心，通 过软硬件一体化的技术实现。“对于纯软件实时备份，我们有担心。”回首 2012 年急剧提速的海河医院信息化建设，万振认为，医院 IT 投 入的价值体现在几个方面：第一，提高了临床效率。自从实施电子病历和集成平台后，临床医生 们多次反映，以前为了书写病历，可能要熬到晚上 9 点才能下班，现 在 4 点半就基本写完大部分病历，节省下来的大量时间可以更好的用 于临床诊断。同时，可以快速查看电子化验报告结果，不用等报告， 而且对于结果的比较很直观。第二，促进影像调阅的共享，优化了临床医生的阅片流程。PACS 上线 后，临床科室医生再也不用像以前一样要去放射科借片子、催片子，并且病人 历次的图像信息均可呈现，可以很直观的进行比较。第三，集成平台将多个业务系统无缝链接。在电子病历系统中，其它 临床信息系统的文字数据可以直接使用，无缝插入电子病历。在电子 病历的质控功能帮助下，医生一写完病历便可提交，直接归档到病案 室，病案室可使用电子病历质控模块进行病历检查。第四，无线查房提升了工作效率。医生可以直接在床边查看电子病历 并下达医嘱，节省时间，间接创造价值。第五，方便管理，数据统计分析更便捷。通过平台可抓取任意程序模 块的基础数据，进一步进行相应处理，得出规律，直接知道管理决策。