一、數字化醫療影像面臨的挑戰

醫學影像存儲與傳輸系統PACS(picture archiving and communication systems)是專門用于醫學圖像處理、存儲與傳輸的計算機應用系統，通過網絡將醫院的CT、CR、DSA、MRI、數字胃腸、彩色超聲、黑白超聲、喉鏡、內窺鏡等影像檢查設備連接起來，將其數字化的圖像信息傳送到服務器中進行分類檔存儲，按需要快速傳輸到相關影像使用點，實現影像的長期保存、信息共享，實現醫院影像的無膠片傳送和存儲。PACS能有效解決傳統醫學影像中存在的存儲、傳輸、檢索和使用中存在的許多問題，實現醫學X射線、CT掃描、數字減影血管造影(DSA)、核磁共振(NMR)、核醫學(NM)、PET、超聲等醫學圖像信號的數字化管理，實現醫院的無膠片化的診斷，輔助醫生的診斷與治療，提高醫院的工作效率和醫療水平。所有患者的醫學影像信息，均與患者的電子病歷整合在一起，并以數字方式存儲。這些醫學影像信息，醫生及護理人員均可通過可靠的網絡連接從醫院內外的任何地方，以安全的方式進行訪問，無需再等待膠片沖洗，大大減少患者的等待時間。

在醫院PACS系統的建設過程中，由于PACS系統存儲了非常寶貴、非常重要的病人影像數據，能為后續的病人救治、醫療科研、醫療培訓、法律法規要求等提供有力保障，因此搭建一個高可靠的存儲系統對其醫療數據的備份、恢復、歸檔及醫療業務的持續運行所起到的重要作用。根據目前業界一般的PACS系統建設情況，以及醫學影像數據的海量增長，整個PACS系統建設還存在諸多挑戰。

◆擴展性

PACS影像技術的發展帶來不可預知的存儲容量增長，三甲醫院的現網影像文件過億，每年新增幾千萬個影像文件，年數據增量10T以上，保存時間自患者***一次就診之日起不少于15年。PACS系統屬于典型的帶寬型應用，存儲數據量大，單個文件較大(MB甚至幾十MB)，因此需要存儲系統能夠提供較大的數據存儲空間，較高的帶寬性能，同時存儲系統應具有良好的擴展性，以應對PACS系統升級或醫院整體規模擴大時的數據增長。

◆業務連續性

PACS生成的數據具有重要的臨床價值和醫學研究意義，同時法律法規(特別是舉證倒置)也要求數據的準確性和完整度，因此用于PACS數據存儲的磁盤陣列必須具有極高的冗余度和可靠性，能保障15年大量數據的可靠存儲;根據衛生部制定的《醫療機構病歷管理規定》和《新規范》中明確要求，醫療信息系統出現故障時，業務恢復時間在5~10分鐘之內，系統支持7×24小時工作。傳統的PACS存儲方案只有一份在線影像數據，一旦在線存儲設備故障會導致影像業務長時間中斷，甚至有數據丟失的風險。基于PACS數據的重要性，需要建設數據災備系統，進一步保障數據安全。

◆可管理性

由于海量影像數據的持續增長，數據中心機房逐漸部署了不同品牌、型號的存儲設備。利用傳統的工具、腳本或手工進行管理，無法做到數據生命周期全自動化管理，系統日常維護復雜。1年以內的數據比較活躍，1年以上的影像數據基本不被訪問，用戶往往通過手動的方式將數據在在線、近線、離線存儲之間進行遷移。海量數據的遷移速度慢、容易出錯、沒有固定的遷移歸檔策略、缺乏統一的數據管理平臺。隨著存儲數量的快速增大，調閱和管理的計算能力也要支持在線的快速擴容，以保證查詢及管理系統的快速響應。

二、數字化醫療影像存儲解決方案

華為經過多年與合作伙伴在醫療行業的技術創新與實踐，一直聚集于IaaS(基礎設施即服務)平臺的效率提升，為醫療行業PACS存儲提供創新的解決方案。

2.1 PACS系統存儲與歸檔解決方案

針對PACS系統數據增量大，近線數據占60%以上容量，近線數據訪問量小，數據全生命周期管理復雜的特點，推薦華為的影像數據生命周期管理方案：采用OceanStor V3系列統一存儲，滿足不同PACS系統軟件的需求，無需額外增加NAS引擎，可以同時提供塊、文件接口，承載PACS系統數據庫和在線PACS影像文件，提供高速的數據訪問能力，提供有效的數據共享能力。配置容量為滿足醫院1~2年內的在線醫療影像數據。利用PACS系統的數據歸檔功能，將歷史數據從在線存儲中遷移到OceanStor 9000歸檔存儲系統中，實現數據的長期、可靠的存儲，并確保歷史數據能夠實時被業務系統訪問。OceanStor 9000采用分布式架構，按需擴展存儲節點，***60PB單一文件系統擴展，滿足海量PACS歸檔文件的存儲需求。同時支持3節點到288節點的平滑擴展，一分鐘即可完成節點在線擴容，對上層PACS系統無影響。

2.2 PACS系統存儲容災解決方案

華為的影像數據容災方案可以滿足PACS系統的高業務連續性的需求，面對不同PACS軟件供應商的體系架構，可分別使用SAN或者SAN+NAS的方式提供服務，生產中心和容災中心分別部署一套V3系列存儲，影像索引數據庫通過V3陣列同步遠程復制功能進行異地容災，RPO=0，影像文件通過陣列NAS異步復制同步到容災中心陣列，對生產存儲影響小，RPO小于等于5分鐘， RTO小于20分鐘。同時提供可視化拓撲展示，設備、鏈路狀態端到端監控，定期進行容災演練，***程度保證系統可用性。

2.3 區域醫療影像云存儲解決方案

隨著國家、省、市三級區域衛生平臺的建設，越來越多的影像數據會集中在區域醫療衛生平臺，由于醫療設備更新很快，影像，病理文件越來越大，要求非結構化存儲的擴展性好，滿足未來技術發展要求。在一級中心部署華為OceanStor 9000 分布式云存儲系統。提供海量的存儲資源池，提供統一命名空間，使得在單一文件系統中保存區域的影像數據，對外提供CIFS 和NFS 共享協議接口，為二級機構提供數據集中存儲和訪問，滿足醫療資源互通共享需求。在二級中心部署華為OceanStor V3 系列存儲，支持正常的影像文件，病理文件存儲需要。方案支持數據在不同機構之間相互流通，實現數據平面的垂直和水平流動，支持以下幾種業務模式，滿足未來醫療資源整合趨勢：

◆集中式建設：數據從二級中心上傳到一級中心，實現數據大集中，在一級中心實現病人影像，病理數據共享，實現醫療協同。

◆分布式建設：二級中心保留本地一定時間內影像文件，作為高速緩存節點，其他時間文件在一級中心歸檔，二級中心間數據共享通過索引定位，在二級分中心之間流動。