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近年來(lái)，醫(yī)療體制改革取得了巨大發(fā)展。但隨著人口老齡化加劇，國(guó)內(nèi)醫(yī)療資源總量不足、分布不均等問(wèn)題日益凸顯，亟需加快推進(jìn)信息化建設(shè)，進(jìn)一步完善綜合醫(yī)療服務(wù)體系。未來(lái)幾年，醫(yī)療行業(yè)還將處在發(fā)展變革階段。本文即是對(duì)醫(yī)療信息化建設(shè)的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)加以分析，并基于分布式架構(gòu)探索醫(yī)療私有云、PACS影像存儲(chǔ)解決方案，為醫(yī)療行業(yè)信息化轉(zhuǎn)型實(shí)踐提供更多思路。
一、醫(yī)療 信息系統(tǒng)及信息化趨勢(shì)
在醫(yī)療信息化建設(shè)過(guò)程中，醫(yī)療信息系統(tǒng)作為醫(yī)院必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)環(huán)境，支撐著醫(yī)院的日常管理運(yùn)營(yíng)。結(jié)合業(yè)務(wù)類型和數(shù)據(jù)特點(diǎn)，可以將醫(yī)院信息系統(tǒng)分為業(yè)務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)和區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)這三類。
1. 業(yè)務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)
業(yè)務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)一般包括醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、臨床信息系統(tǒng)（CIS）、放射信息管理系統(tǒng)（RIS）、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIS）、影像歸檔和通信系統(tǒng)（PACS）、電子病歷（EMR）、客戶管理系統(tǒng)（CRM）、醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)（HRP）等，各子系統(tǒng)承擔(dān)不同的業(yè)務(wù)模塊，共同保障醫(yī)院的正常運(yùn)營(yíng)。
醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）是提供病人診療信息和行政管理信息的存儲(chǔ)處理和數(shù)據(jù)交換等功能需求的平臺(tái)，如門診住院收費(fèi)、電子處方管理等。在HIS的輸出數(shù)據(jù)中，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占比在80%左右，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)在20%左右。
臨床信息系統(tǒng)（CIS）是負(fù)責(zé)收集和處理病人的臨床醫(yī)療信息（如醫(yī)囑處理、病人床邊系統(tǒng)、醫(yī)生工作站等）的系統(tǒng)，用于支持醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員的臨床活動(dòng)，并提供臨床咨詢、輔助診療等服務(wù)。
影像歸檔系統(tǒng)（PACS）是集影像采集傳輸與存儲(chǔ)管理、影像查詢與報(bào)告管理等應(yīng)用于一體的綜合系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)以數(shù)字化方式保存起來(lái)，并支持隨時(shí)調(diào)用。PACS系統(tǒng)中除了少部分索引、日志數(shù)據(jù)外，絕大部分是由CT、超聲等設(shè)備產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，占比超過(guò)60%。
實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）負(fù)責(zé)存儲(chǔ)化驗(yàn)報(bào)告等電子化數(shù)據(jù)，方便醫(yī)生及時(shí)查看檢驗(yàn)結(jié)果，使病人樣品登錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存取、報(bào)告審核等過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能化管理。
2. 運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng) （ERP）
醫(yī)院的ERP系統(tǒng)主要承載財(cái)務(wù)管理、人力資源管理等業(yè)務(wù)模塊。除自身模塊外，它還會(huì)和HIS等系統(tǒng)對(duì)接，跨系統(tǒng)整合資源。ERP系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)約占70%，另外還有約30%的文檔、圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。
3. 區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)
區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)指基于政策和法規(guī)要求和行政區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)對(duì)接的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，是醫(yī)療機(jī)構(gòu)間數(shù)據(jù)共享、信息整合的基礎(chǔ)和載體，承載包括醫(yī)?；ネā⑦h(yuǎn)程醫(yī)療等交互業(yè)務(wù)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，就診行為發(fā)生改變，網(wǎng)上問(wèn)診等新渠道異軍突起，業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能也在發(fā)生變化。由此可見(jiàn)，未來(lái)幾年醫(yī)療行業(yè)仍將處在變革階段，主要體現(xiàn)在：一是完善醫(yī)療服務(wù)體系，加強(qiáng)基層醫(yī)療建設(shè)，發(fā)揮分級(jí)診療優(yōu)勢(shì)。二是優(yōu)化全局架構(gòu)設(shè)計(jì)，深化內(nèi)部業(yè)務(wù)整合，促進(jìn)醫(yī)院管理現(xiàn)代化。三是優(yōu)先保障自身業(yè)務(wù)，加快跨部門系統(tǒng)對(duì)接，推進(jìn)綜合集成建設(shè)。四是建立綜合監(jiān)管體系，借力IT強(qiáng)化監(jiān)管措施。不難看出，醫(yī)療機(jī)構(gòu)在信息化進(jìn)程中必然借力IT實(shí)現(xiàn)架構(gòu)升級(jí)，進(jìn)而提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)。
二、 醫(yī)療 信息化 面臨的困難與挑戰(zhàn)
隨著信息化建設(shè)不斷深入，醫(yī)院內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互融合，統(tǒng)一共享平臺(tái)以及應(yīng)用深度交互成為剛需，這對(duì)存儲(chǔ)架構(gòu)提出了更高要求，以醫(yī)院為代表的醫(yī)療機(jī)構(gòu)在信息化轉(zhuǎn)型實(shí)踐中仍然面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。
1. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)
隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)的整體規(guī)模不斷擴(kuò)大，其每天所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量呈現(xiàn)海量增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，這給后端存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
一是“合規(guī)性要求”使存儲(chǔ)更加嚴(yán)格，部分?jǐn)?shù)據(jù)要求長(zhǎng)期保存15-30年，對(duì)存儲(chǔ)的安全性、成本要求更高，現(xiàn)有存儲(chǔ)缺乏持久性、大容量、易維護(hù)的介質(zhì)。
二是醫(yī)療數(shù)據(jù)增長(zhǎng)快、體量大，單是CT、DR、超聲等設(shè)備每天就會(huì)產(chǎn)生幾十萬(wàn)個(gè)文件，年增量多達(dá)億級(jí)，傳統(tǒng)存儲(chǔ)在支撐海量規(guī)模方面力不從心。
三是傳統(tǒng)備份方式效率低、成本高，既影響業(yè)務(wù)連續(xù)性，運(yùn)維成本也很高。
四是整體架構(gòu)擴(kuò)展性差、代價(jià)大，醫(yī)院每年會(huì)更新和增加十幾個(gè)系統(tǒng)，傳統(tǒng)架構(gòu)下規(guī)劃難度高、空間利用率低、成本耗費(fèi)大。
2. 數(shù)據(jù)訪問(wèn)風(fēng)暴
人口老齡化趨勢(shì)使醫(yī)院接診數(shù)量持續(xù)攀升，隨之而來(lái)的除了存儲(chǔ)容量的擴(kuò)張，如何保證高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)是醫(yī)療機(jī)構(gòu)面臨的又一難題。
一是傳統(tǒng)存儲(chǔ)在海量文件規(guī)模下訪問(wèn)效率低，無(wú)法滿足準(zhǔn)實(shí)時(shí)需求，降低了就診效率。二是影像數(shù)據(jù)訪問(wèn)需求更加多元，比如快速查看影像結(jié)果、移動(dòng)查看患者影像等，需要高效訪問(wèn)作支撐。三是區(qū)域醫(yī)共體、遠(yuǎn)程會(huì)診等新場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的路徑、帶寬、性能提出了更高要求。
3. 數(shù)據(jù)價(jià)值利用
數(shù)據(jù)作為重要資產(chǎn)，如何深化價(jià)值利用也是醫(yī)療機(jī)構(gòu)關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)前在移動(dòng)閱片、病情預(yù)測(cè)、智能輔助分析等方面都需要基于存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和價(jià)值挖掘。而傳統(tǒng)存儲(chǔ)缺乏對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容的感知能力，無(wú)法與上層應(yīng)用緊密配合實(shí)現(xiàn)高效的價(jià)值利用。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)難以滿足需求，隨著軟件定義存儲(chǔ)廣泛應(yīng)用，醫(yī)療信息化建設(shè)必將迎來(lái)又一次存儲(chǔ)架構(gòu)升級(jí)。在后面的章節(jié)中，我們將結(jié)合杉巖的具體實(shí)踐，針對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、利用等方面的難題，探討基于分布式架構(gòu)的存儲(chǔ)解決方案。
三、 基于分布式 架構(gòu) 的PACS影像存儲(chǔ)方案
醫(yī)院業(yè)務(wù)量的增加使PACS數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)二維PACS向三維升級(jí)轉(zhuǎn)變，加之醫(yī)療行業(yè)法規(guī)的數(shù)據(jù)保存要求，如何高效存儲(chǔ)海量PACS數(shù)據(jù)是亟需解決的問(wèn)題。
部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)仍采用傳統(tǒng)NAS設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)和管理PACS數(shù)據(jù)，隨著文件數(shù)量的增長(zhǎng)，NAS存儲(chǔ)受限于性能瓶頸，無(wú)法滿足當(dāng)前海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，急需一種新的存儲(chǔ)方案來(lái)滿足應(yīng)用和發(fā)展。
杉巖PACS影像存儲(chǔ)解決方案采用全分布式、去中心化的軟件定義存儲(chǔ)架構(gòu)基于海量對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)（SandStone MOS），集成豐富的生命周期自動(dòng)化管理功能，打造一站式、高性能、智能化的存儲(chǔ)解決方案。統(tǒng)一共享的資源池，便于影像數(shù)據(jù)的聯(lián)通共享；彈性擴(kuò)展，輕松支撐百億級(jí)文件存儲(chǔ)；按需部署，節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施投入；解決性能瓶頸，高效應(yīng)對(duì)多并發(fā)訪問(wèn)，提高診療效率；生命周期自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)PACS數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)和自動(dòng)遷移、歸檔，簡(jiǎn)化運(yùn)維；集成AI后處理框架，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、AI工具挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值；幫助用戶實(shí)現(xiàn)一站式、智能化、價(jià)值化的PACS管理與應(yīng)用。
圖1：杉巖PACS影像存儲(chǔ)解決方案架構(gòu)圖
四、 基于 分布式架構(gòu) 的醫(yī)療私有云方案
醫(yī)療行業(yè)軟件系統(tǒng)較多且分散，在數(shù)據(jù)量上非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占大多數(shù)，計(jì)算和存儲(chǔ)資源的運(yùn)維管理工作量較大，對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)資源進(jìn)行虛擬化并整合可以簡(jiǎn)化管理、節(jié)省IT資源、減少機(jī)房空間占用，便于向集成信息平臺(tái)的發(fā)展，以及未來(lái)跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和大數(shù)據(jù)智能分析。
杉巖醫(yī)療私有云解決方案結(jié)合了分布式存儲(chǔ)和超融合兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)革新和管理賦能。分布式存儲(chǔ)非常適合醫(yī)療機(jī)構(gòu)PACS影像等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占多數(shù)的行業(yè)特征，以低成本實(shí)現(xiàn)高性能存儲(chǔ)、備份和歸檔需求；支持大規(guī)模集群統(tǒng)一管理，降低運(yùn)維人員的壓力；統(tǒng)一存儲(chǔ)方案支持集成信息平臺(tái)的建設(shè)，通過(guò)集成AI后處理框架挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。此外，超融合架構(gòu)在同一設(shè)備中集合了計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源，以及虛擬化技術(shù)、備份等功能特性，實(shí)現(xiàn)智能化、易用化管理；多套設(shè)備線性疊加實(shí)現(xiàn)無(wú)縫擴(kuò)展，輕松應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)規(guī)模和訪問(wèn)壓力；軟件預(yù)集成，開(kāi)箱即用，部署簡(jiǎn)單，縮短業(yè)務(wù)上線時(shí)間，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。該方案幫助客戶在經(jīng)濟(jì)高效的前提下構(gòu)建未來(lái)就緒的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)，向彈性、敏捷的新IT架構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
圖2：杉巖醫(yī)療私有云解決方案架構(gòu)圖
五、 杉巖醫(yī)療解決方案為客戶 提升效益
基于軟件定義存儲(chǔ)的解決方案，無(wú)疑給醫(yī)療信息化建設(shè)帶來(lái)了更佳選擇，幫助客戶提升整體效益。其價(jià)值主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
1. 安全可靠的海量存儲(chǔ)
基于分布式架構(gòu)，輕松支撐百億級(jí)文件存儲(chǔ)；彈性擴(kuò)展，存儲(chǔ)容量和性能線性增長(zhǎng)；通過(guò)副本、糾刪等策略提高數(shù)據(jù)可靠性；支持海量小文件內(nèi)置備份功能，備份效率高且成本低。
2. 高效敏捷的數(shù)據(jù)訪問(wèn)
每個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)提供計(jì)算和存儲(chǔ)資源，滿足海量文件訪問(wèn)的毫秒級(jí)響應(yīng)；采用一致性動(dòng)態(tài)哈希算法，支撐億級(jí)影像文件規(guī)模下穩(wěn)定運(yùn)行。
3. 功能完善的自動(dòng)化 管理
1) 生命周期管理，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)歸檔
提供面向數(shù)據(jù)全生命周期管理的在線、近線和離線的分級(jí)存儲(chǔ)策略，需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)自動(dòng)歸檔到藍(lán)光存儲(chǔ)或云平臺(tái)，降低整體建設(shè)成本。
2) 影像智能標(biāo)簽檢索及管理
PACS影像智能檢索，能自動(dòng)解析并存儲(chǔ)影像中的病人信息，為專家會(huì)診、病案研究等業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供支持，提高檢索和共享效率，為精準(zhǔn)診療提供有力支撐。
3) 精簡(jiǎn)IT系統(tǒng)，讓業(yè)務(wù)更敏捷
通過(guò)跨系統(tǒng)資源整合提高空間利用率，實(shí)現(xiàn)架構(gòu)清晰的自動(dòng)化數(shù)據(jù)中心；構(gòu)建多應(yīng)用共享的統(tǒng)一管理平臺(tái)，避免重復(fù)建設(shè)，降低運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)高效管理。
六、杉巖助推信息化變革 ，幫助客戶成功
近幾年，杉巖在醫(yī)療行業(yè)持續(xù)深耕和探索，依托自主研發(fā)的軟件定義存儲(chǔ)產(chǎn)品，不斷完善場(chǎng)景化解決方案，贏得了更多客戶的信賴。越來(lái)越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)選擇杉巖的產(chǎn)品作為底層存儲(chǔ)支撐，以實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)和敏捷化轉(zhuǎn)型。
海量PACS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)一直醫(yī)療機(jī)構(gòu)面臨的難題。隨著門診量的激增，北大深圳醫(yī)院的PACS 系統(tǒng)存儲(chǔ)了海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，原有存儲(chǔ)性能差、文件無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)閱。通過(guò)采用杉巖海量對(duì)象存儲(chǔ)（SandStone MOS）替代原有存儲(chǔ)，提升了PACS系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)生命周期自動(dòng)化管理，滿足了法規(guī)遵從要求，推動(dòng)智慧醫(yī)療加速建設(shè)。
南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院在信息化建設(shè)方面也有著多年實(shí)踐，為了整合醫(yī)院現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，需要搭建統(tǒng)一的醫(yī)療私有云平臺(tái)。通過(guò)采用杉巖醫(yī)療解決方案，不僅解決了原有存儲(chǔ)利用率低、容量不足、擴(kuò)容難的問(wèn)題，而且通過(guò)統(tǒng)一管理平臺(tái)消除了數(shù)據(jù)孤島，增強(qiáng)了集約化管理運(yùn)維能力，醫(yī)療服務(wù)水平得到顯著提升。
此外，杉巖基于分布式架構(gòu)幫助成都市第八人民醫(yī)院搭建HIS醫(yī)院信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速對(duì)接上線；基于統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)（SandStone USP）幫助內(nèi)江市第六人民醫(yī)院搭建PACS影像平臺(tái)，高效存儲(chǔ)和管理海量影像數(shù)據(jù)；基于超融合系統(tǒng)（SandStone HyperCube）幫助綿陽(yáng)市中心醫(yī)院、武漢大學(xué)人民醫(yī)院搭建統(tǒng)一共享的存儲(chǔ)平臺(tái)，幫助提升診療服務(wù)能力。通過(guò)在醫(yī)療行業(yè)的深入實(shí)踐，杉巖醫(yī)療解決方案不斷完善并具備成熟的可復(fù)制性，隨著越來(lái)越多的項(xiàng)目成功落地，幫助醫(yī)療客戶借力IT實(shí)現(xiàn)架構(gòu)升級(jí)，提升綜合效益，打造高效的智慧醫(yī)療。
總結(jié)
對(duì)于醫(yī)療行業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，信息化建設(shè)和敏捷化轉(zhuǎn)型固然重要，但更加關(guān)鍵的是，如何能夠根據(jù)自身業(yè)務(wù)規(guī)模和整體預(yù)算投入，在解決方案設(shè)計(jì)上“量體裁衣”，在保證經(jīng)濟(jì)性、易用性、便捷性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)IT敏捷化轉(zhuǎn)型。
杉巖醫(yī)療解決方案很好地滿足了醫(yī)療客戶在影像存儲(chǔ)和私有云建設(shè)方面的需求，兼顧存儲(chǔ)的容量、性能和成本，在應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問(wèn)、敏捷響應(yīng)等方面無(wú)疑是極佳選擇，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)IT敏捷化轉(zhuǎn)型，為數(shù)字化診療服務(wù)搭建智能存儲(chǔ)基石。
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