PACS影像系统改造解决方案及效果分析

1、    pacs影像系统改造解决方案及效果分析    黄坤平摘 要：通过研究pacs影像系统，从五个方面详细介绍了pacs影像系统面临的严峻形势，并且对pacs系统的改造提出了详细的解决方案，分析和阐述了改造后的实施效果，以期能为相关人员提供借鉴、参考。关键词：pacs系统；严峻形势；系统改造；效果分析：r197.324 ：a ：2095-6835（2014）13-0152-02pacs系统即图像存储与传输系统，是应用于ct、mr（磁共振）、us（超声成像）、x光机、dsa（数字减影）、cr（计算机成像）、dr等数字医疗设备所产生的数字化医学图像信息的采

2、集、存储、管理、诊断、信息处理的综合应用系统，在医院中应用广泛。然而，随着现代医疗技术的进步，对pacs系统的存储性能和访问能力的要求不断提高，接入系统和终端不断增加，也令居民健康档案的交换更加安全。本文就pacs影像系统改造进行了探究，相信对pacs系统的改造工作有一定的帮助。1 pacs影像系统面临的严峻形势1.1 pacs影像系统的重要性pacs影像系统的重要性包括以下几个方面：涵盖了医院里面所有的图像检查，包括放射科、超声科、病理科、内镜中心、心电、介入中心、临床科室都有对应的模块，面向医院中的所有医生和护士；pacs影像系统是通过与his系统的紧密集成，可真正实现“面向病人”应用的影

3、响服务体系；提升了医院管理水平，提高了病人的满意度，其中影像资料丢失率从8%降至0%，科室工作效率提高了71%，重复检查率降低了60%，阅片时间缩短了15%；pacs影像系统中的结论和影像文件是居民健康档案中最重要的组成部分，存在共享和交换的需求。1.2 存储空间的要求大pacs影像系统影像的分辨率越来越高，单个文件的尺寸越来越大；每次检查生成的影像数量多（尤其是心血管影像），且国家对于这些数据，要求门诊数据至少保存15年，住院数据需要至少保存30年。这对存储空间的要求很高，从上百tb至几百tb不等。随着医院的发展、医院业务系统的逐渐完善，就诊、住院的人数越来越多，全院pacs系统的建设对存储

4、的要求也越来越高。根据我院在2013-10的统计，pacs存储的数据已达到3179.11 gb。同时，在我院观测了7 d中pacs存储量的变化，从2013-10-1420，pacs系统数据的增长量为101.46 gb，即pacs数据平均每月的增长量为400500 gb。1.3 并行访问速度的要求高pacs影像数据需要能够支持多个医生并行访问同一个数据片，需要医院数据中心提供共享文件系统支持共享访问；而且为了简化pacs应用系统的访问方式和对占有几百tb数据的空间的管理，应该在单一文件系统内存储所有的pacs影像数据，这对存储系统的处理功能提出了更高的要求。1.4 读取性能的要求高随着pacs数

5、据量的极大扩展，医院所有基于图像工作的医疗业务科室，比如肿瘤内科、骨科、肿瘤外科、神经外科、心血管内科和神经内科等，对其pacs影像数据的读取性能的要求也变得更高，这就要求存储能性能能随容量的增加一同提升。1.5 保障数据安全面对大量的存储数据，绝大部分医院和我院一样，对pacs系统的数据库进行了备份，而对大量的pacs图形影像未做备份；但是对备份工作几乎没有进行过恢复演练，如果发生不可预测的硬件、软件故障和灾难性事故，会对医院造成难以估量的经济损失和恶劣的社会影响。同时，随着城市居民健康档案系统的推进，要求把医院的pacs数据安全地进行内外交换，需要对新形势下的pacs系统进行安全设计。2

6、pacs系统改造方案2.1 构建基础网络首先使用融合使用光纤存储交换机的存储交换网络（fiber channel san），便于实现cpu、内存资源并行化处理的高性能计算网络（多采用高带宽低延迟的infini-band技术），以及传统的数据以太网技术的三种网络协议的万兆fcoe技术构建核心高速交换网络和存储网络，极大降低端口需求并提高利用率和性能，为交换网络、存储网络两方面提供了高速通道，同时实现远程存储、远程并行计算处理和传统数据网络功能，为存储性能的提高和访问能力的提高打下了良好的基础。2.2 构建灵活扩展存储的体系新构建的pacs系统的存储系统必须大幅度提高存储性能，也必须满足可横向扩展

7、的要求。我们在原有san架构的基础上，重新以统一存储作为基础存储系统架构，同时支持nassanip-san搭配使用，在一个存储系统将各种不同的存储资源进行池化，支持结构化数据和非结构化数据的存储和读取，能很好地支持我院his等mis系统，也支持pacs系统运行。在存储容量不足时，在本架构下简单扩充硬盘或扩展柜即可实现存储容量的快速扩展，满足pac系统快速增长的要求。扩展灵活：本架构支持不同厂家的存储，包括国产低端存储，不仅能充分利用我院原有存储延迟设备的使用寿命，还能有效保护原有投资。同时，支持在未来增加管理难度的前提下扩充廉价存储、有足够大的容量、降低造价的要求。支持快照：支持在本地进行复制

8、（快照）或用同样方式在另一台存储上做镜像，可以较好地进行备份和恢复，安全性得到较大的提高。实现数据同步：pacs系统数据库通过oracle的dataguard方式实现数据同步，灾备系统在平时不对外提供服务，当生产环境发生故障时，才对外提供应急服务，这样既可以节约成本，还可以再增加一套新的pacs数据库。2.3 系统的安全保护为了实现对dicom服务器的负载均衡和并行访问能力的快速扩充，在设计中，我们配置了负载均衡系统，避免了单一dicom服务器故障。负载均衡系统将医生工作站和护士工作站的访问根据后台服务器的运行状况均衡地分发到不同的dicom服务器上，避免出现在单一服务器故障的情况下，因突发流

9、量引起的多米诺骨牌式的多服务器连续失败的现象。dicom服务器负载均衡的实现，使得其中某一台dicom故障时，负载均衡系统可以把来自医生工作站和护士工作站的访问分派到其他dicom服务器上，这样可有效防止因dicom故障造成的系统中断，并且达到了无停机维护。负载均衡系统可以协助系统管理人员实现在不中断dicom应用的情况下，在现有的架构下对服务器和其他基础设施进行扩充、在线维护和平滑升级。负载均衡系统也可以侦测到所有用户连接和通信的情况，从而防止异常连接和一些不安全的因素出现，为系统提供了额外的安全保护。endprint2.4 与城市居民健康档案系统进行交换基于webservice、ssl、t

10、kl和身份认证技术，搭建pacs系统交换前置机，与城市居民健康档案系统数据中心进行安全交换。其中影像数据上传流程为：医院pacs系统pacs系统交换前置机区域数据中心影像数据下载区域数据中心或其他医院pacs系统交换前置机pacs系统交换前置机终端。同时，为降低网络带宽的争用，采用预提取技术，即病人挂号后，pacs系统交换前置机会立即向区域数据中心和其他医院提出传输要求，按增量方式预先传递该病人经筛选后的、按策略压缩后的影像文件和报告到本地医院，以便于开展后续的诊疗活动，提高病人的满意度，缩短医生的阅片时间，减少重复检查，提高工作效率。3 实施效果改造后的pacs系统基本解决了前期存在的问题，

11、是我院医务人员较好的工具。利用它，可以为病人提供更好的服务，作用明显。3.1 达到了超高效率新架构的pacs系统从临床病人和医生的反馈情况看，改造前经常需要等待的现象已彻底消除，再未发现类似情况。3.2 实现了灵活扩展新架构的pacs系统增加了16 tb的存储设备，并充分利用了原有的dell存储设备，解决了存储容量不足的问题，并从架构上确保了扩展性。3.3 方便了管理维护安装了备份系统并有了备份空间，系统在日常管理工作中就已进行备份，并定期进行恢复测试，满足了pacs系统的安全要求。4 结束语综上所述，pacs系统的进步空间还很大，通过构建高速基础网络和灵活扩展存储的体系架构，配置负载均衡系统

12、，以及采用预提取技术，可以有效解决pacs系统的存储性能低和访问能力无法满足要求，以及接入系统和终端远远不够、居民健康档案的交换不够安全等问题。参考文献1梁润洪.某三甲医院pacs系统升级改造的关键成功因素分析与研究d.广州：华南理工大学，2012.2李连焕.基于云存储的医院pacs系统存储研究j.硅谷，2011（23）.3李振国，温齐平.pacs系统的应用探讨j.医疗装备，2012（09）.编辑：张思楠abstract： the study pacs imaging system， described in detail from the five aspects of the grim situation facing pacs imaging system， and the transformation of pacs solutions put forward a detailed analysis and describes the implementation of the results af