医院PACS系统存储解决方案.docx

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1、解决方案+ 大容量存储解决方案+ 高可用安全存储方案+ 高速度存储解决方案+ 中小型数据中心方案医院PACS 系统存储解决方案 背景描述随着医学工程的进步，很多高科技临床医学检查仪器设备，不断地被设计制造以帮助医 生进展医疗诊断工作，如:电脑断层(CT)、核磁共振(MRL)、血管造影(DSA)、数字 X 光机(DR)、CR、超音波等，而这些医学仪器是医院不行缺的重要工具，但本钱相当高。所以，如何善 用这这些设备资源所产生的影像资料，以便快速准时地送到医生手上以帮助诊断工作，提高 工作时效、节约资源，成为现代医院追求高效劳品质的工作指标。由于医疗影像信息化技术的飞速进展，使得 PACS 系统已经

2、日益成为各级医院实现信息化建设的重要组成局部。当前的 PACS 产品支持医学图像的全数字猎取、转换、解释、存储、传输和查阅。 PACS 的进展也呈现出一个很大的特点：医院影象设备的进展使放射科图象数据量激增，图像的数据量为存储容量带来了很大的挑战，数据需要进展分级存储和归档，同时，数据需要备份容灾和异构存储环境的现状也越加突出，因此PACS 系统需要一种牢靠、敏捷的大容量存储系统来满足其应用和进展。 需求分析与其他行业相比，医疗行业对影像的要求更加苛刻，PACS 系统对存储系统有着自身的特点和要求，AXUS 工程师分析认为主要有以下几方面的特点：1. PACS 系统和HIS 系统等数据各有特点

3、，特别在存储容量、访问响应速度、访问频率、存储可扩展性等方面存在差异，需要分别考虑，进展分类存储策略。2. 医疗 PACS 系统中的数据保存量大，数据量增长速度快，局部数据将作为归档数据，需要安全地保存和随时便利地调用，需承受分级存储策略。3. 局部影像资料用于科研和教学，重要性高，需要牢靠有效的容灾数据保护方案。4. 随着医疗行业竞争日趋剧烈，PACS 存储系统的建设需要投资的总本钱，降低总拥有本钱TCO，提高投资回报率。5. PACS 存储系统的设计需要具备高扩展性和敏捷性，需要支持容量增长的高度可扩展架构 和对异构存储环境的支持。以实现将来无缝扩容，而且不增加因扩容带来的治理开销。医院系

4、统可以将数据按其自身特征划分为“PACS 数据”和“非PACS 数据”等两大类，前者专指PACS 系统的数据，后者包括HIS 系统、电子病历系统与社会保险系统的全部数据。这两类数据的差异很大：前者主要是多媒体文档，其并发访问量小，但文件尺寸比较大；后 者包括传统文档和数据，其并发访问量大，但数据尺寸小。从系统本身的角度来看也是如此： 无论是持续可用性、数据安全性，还是响应速度，其它三个系统都比PACS 系统的要求高。具体而言，就是对“PACS 数据”和“非PACS 数据”要分别加以存储。因此医院的数据从安全性、数据尺寸大小、并发访问量等角度可以分为以下三种： 第一种是PACS 数据，它的特点是

5、并发访问量小，但文件尺寸比较大，建议Stripe Size设置大一些性能会更好，例如 128KB；安全性较之非 PACS 数据要低一点，所以建议设置为 RAID 5。其次种是非 PACS 数据，包括 HIS 系统、电子病历系统与社会保险系统的全部数据。它们的特点是并发访问量大，但文件尺寸比较小，建议Stripe Size 设置小一些性能会更好， 例如 8KB；安全性要求高，所以建议设置为RAID 6，这样系统损坏了两块硬盘，上面存放的数据都不会丧失，而且系统还能正常使用。第三种是临时数据，包括医院的大厅和过道的监控所产生的数据。它们需要保存的时间较短，数据量不大，因此没有必要实行保护措施，我们

6、建议承受RAID 0 格式，这样既提高了录像存储的速度，同时又节约存储空间。同时，还有一些用来治理数据库的系统软件，以维护数据库并有效地访问数据库中任 意局部数据。通常状况下，会存放在效劳器上，但是处于安全性的考虑，我们建议将它存放在磁盘阵列上，以防止效劳器宕机时数据丧失。它的特点是安全性要求高；数据量很小，大 概 50G 的空间就可以；同时文件尺寸比较小。出于它自身的特别性，我们会在下面的方案中做进一步分析。 解决方案 科室级PACS 系统存储方案科室级 PACS 系统要求存储系统具有良好的性能、可扩展、经济有用的特点。具体来说要求如下：1. 存储容量：0.55GB/日数据量。2. 存储架构

7、：承受SAN 架构，构建两级存储系统。3. 在线容量：为科室供给 3 个月的一级在线影像资料查询。依据上述要求，我们计算一下一级在线数据存储空间需求：根本业务数据需求：0.55GB/日数据量以上，为临床医生供给 3 个月的在线影像资料查询。因此，需保存的在线可用容量为0.5GB/日5GB/日 * 365 = 182.51825GB；考虑存储空间到达总空间的 80% 时，性能将降低，因此，配置 20% 的冗余空间，因此，总空间需求为：182.51825GB/80%=228.12281GB；整体上依据RAID5 模式估算：存储裸容量需求为：228.12281GB /(3/4)=304.23042G

8、B；考虑到数据库空间和文件损失，热备份盘等需求， 推举配置 800GB4TB 的裸容量作为一级存储。针对上述要求，AXUS 推举在科室级 PACS 系统承受AXUS 的 SAS 系列磁盘阵列组建两级存储系统。拓扑图如下：该方案满足科室级 PACS 系统对性能、可扩展性和价格诸方面的要求，主要特点如下：1. 承受AXUS YB 系列 24 盘位 SAS 磁盘阵列，它有 2 个 4Gb 光纤主机接口，总带宽 800MB；同时，可以插 24 块SAS/SATAII硬盘，一般每块SAS 硬盘实际可以供给70-80MB的存储带宽，完全能够满足“PACS 数据”和“非PACS 数据”对于性能的要求。2.

9、由于 YB 系列对于 SAS/SATAII 硬盘的兼容性，使得构建两级存储系统变得格外轻松。一级存储承受 24 盘位SAS 磁盘阵列插入 24 块 300G 的 SAS 硬盘，供给 7.2T 裸容量， 完全满足了要求的 800GB4TB 总裸存储容量，用于 PACS 的数据库和短近期的医疗图像的存储；二级存储承受24 盘位SAS 磁盘阵列插入 24 块 750G 的 SATAII硬盘，供给18T 裸容量，用于存储不常用的历史数据，可帮助科室通过扩展自己的存储根底架构来跟上数据增长 的脚步，通常是承受数据迁移技术自动将一级存储中不常用的数据迁移到二级存储设备上， 数据访问的访问频率不是很高，但保

10、证数据共享和快速在线访问。324 盘位 SAS 磁盘阵列扩容的潜力格外大，一台主柜插入 300G SAS 硬盘可以供给7.2T 的裸容量，插入 750G SATAII硬盘则可以供给 18T 裸容量。今后随着数据量的增大， 可以直接在主柜后端使用扩展柜，整套设备可以供给76.8T 或 192T 的存储空间。4之前对数据类型的分析，可以看出医院的数据大致有三种。AXUS 的磁盘阵列具备的虚拟卷技术，可以依据他们不同的特点，对其存储的空间进展共性化设置；同时，对于数据库治理系统，存放的数据很重要，需要单独划出 50G 空间给它。传统的基于硬盘的存储方式需要单独用一块硬盘来存放，这样会造成空间的铺张，

11、同时又不能到达很好的性能。而 虚拟卷技术则是一种基于空间的型存储理念，带来的好处是既提高了数据存储的速度，同 时又节约存储空间。虚拟卷技术是传统的存储设备无法实现的，就算市面上专业存储设备能 够做到的也较少。 全院级PACS 系统存储方案全院级 PACS 系统必需具有高性能、高牢靠性、高可用性以及高可扩展力量，并且有容灾功能的考虑和需求。因此，建设全院级PACS 系统需要考虑 2 个中心的建设：主中心和容灾中心。具体来说要求如下：1. 适用医院：跨科室的全院 PACS 实施。2. 存储容量：20GB/日数据量以上。3. 充分考虑系统的实时性，安全性与稳定性；充分考虑数据的增长，存储应具有较大的

12、扩展力量。4. 存储架构：承受集中式 SAN 存储架构，构建三级存储系统。5. 在线容量：为临床医生供给 1 年内的一级在线影像资料查询。6. 备份存储：备份存储容量应大于全院 10 年的影像总量。7. 容灾功能：在异地建立独立的容灾备份中心，保证在发生灾难时对数据保护。依据上述要求，我们对数据存储容量进展估算：1. 一级在线数据存储空间需求：根本业务数据需求：20GB/日数据量以上，为临床医生供给1 年内的在线影像资料查询。因此，需保存的在线可用容量为20GB/日 * 365 = 7300GB = 7.3TB；考虑存储空间到达总空间的 80% 时，性能将降低，因此，配置20% 的冗余空间，因

13、此，总空间需求为： 7.3TB/80%=9.125TB； 整体上依据 RAID5模式估算： 存储裸容量需求为： 9.125TB/(3/4)=12.2TB；考虑数据库空间和文件损失，热备份盘等需求，推举配置15TB 的裸容量作为一级存储。2. 备份存储空间需求：备份存储容量应大于全院 10 年的影像总量，因此建议配置备份容量为 80TB。针对上述要求，AXUS 推举在全院级 PACS 系统承受AXUS 磁盘阵列组建三级存储系统。一级存储承受YOTTA Sport系列 24 盘位磁盘阵列，它使用独立双掌握器，共供给4 个 4Gb 光纤主机接口，总带宽到达 1600MB。一台主柜加两台扩展柜，使用

14、SAS 硬盘共供给了 7.2321.6TB 的裸容量，完全满足了一级在线存储最大15TB 的容量需求。二级承受 YB 系列盘阵插入 SATAII 硬盘，保证了数据共享和快速在线访问的大容量存储需求。三级存储承受VTL 代替传统的光盘库或磁带库，增加了备份数据治理特性、提高备份和恢复的速度，承受廉价的SATAII硬盘实现海量存储，也有效掌握了本钱。该方案还利用Yotta Server Enclosure引擎，利用它将PACS 系统重要的图像和数据传送给远端的灾备中心，实现数据的异地备份，保证在发生灾难时对数据进展快速恢复。拓扑图如下：方案特点1） 系统扩容升级便利从全院级PACS 系统存储解决方

15、案中可以看出，系统的扩容无论是存储空间的扩容还是带宽的扩容都是在原有设备的根底上进展的，而且扩容的潜力格外大，我们一台24 盘位盘阵可以供给 7.2T 的裸空间300G SAS 硬盘，使用扩展柜，整套设备可以供给 76.8T 或 192T 的存储空间。另外，考虑到数据的有效性，一级存储中一些使用率削减的数据可以迁移到插有 SATAII盘的二级存储上，随之迁移到三级存储。这样可以保证系统的整体性能，又有效掌握了存储本钱。同时，通过IP-SAN 和 FC-SAN 的融合，使整个系统继承了两种SAN 系统的优点，扩容升级更加便利。2） 系统的性价比较高和传统的光纤存储方案相比，本系统的安全稳定性和以

16、前差不多，但是整体的价格却下降了很多，假设整个存储系统承受主柜加扩展柜的策略，一级存储使用SAS 硬盘以保证重要数据的存储空间需求和带宽需求，二、三级存储使用 SATAII 硬盘。 在保证性能的前提下，使得整个系统的性价比到达最正确。3） 治理、使用特别简洁AXUS 承受嵌入式WEB 治理系统，使用起来格外简洁，不需要专业的存储工程师来安装、调试和维护，用户的IT 工程师只需要现场或 支持下 5 分钟就会使用我们的设备， 有肯定存储技术的网管人员只需要看一遍我们的视频安装调试录像就是自己动手调试设备。4） 智能化程度较高AXUS 内嵌虚拟化的卷治理功能和 Roaming 功能，有效地节约存储空

17、间和进一步保护数据的安全。Roaming 功能什么是Roaming 功能呢？举例说有 2T 的数据存在 5 块 500G 作为一组的卷上，假设设备消灭问题时硬盘及上面的数据没有消灭问题，可以把这 5 块硬盘拔出来，插入到同一系列的任何一台设备上，照样可以连续读写这些数据。这种功能最大的保护了用户的数据安全，这种设备对于那种购置多台同一品牌的用户尤为有用。虚拟卷技术虚拟卷技术原本是使用在高端存储产品上一种技术，由于虚拟卷技术的有用性、敏捷性， 更能满足客户多种应用需求的存储，越来越多的被一些国际大厂商应用于中低端存储产品 上。举例说客户有 3 种以上的不同类型的数据，需要不同的安全保护，而且单位数据的大小、传输的速度也不一样，这时一般的磁盘阵列就难以满足用户的存储需求，而有虚拟卷技术的 阵列就可以。联系我们 | 网站地图 | 人才聘请 CopyRight 2022 AXUS中国 ICP 备05056483号