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医疗

目前国内80%的医院已经实施管理信息系统(MIS),系统建设状况相对成熟;而临床管理信息化系统(HCIS)则相对不足。人们普遍关注的电子病历系统、医疗影像存储与传输系统(PACS)系统以及临床决策支持系统,其中绝大部分尚处于部分应用或试用探索阶段,近半数医院仍是空白。并且医院信息系统(HIS)、PACS和电子病历等系统是在不同时期分批建成的,导致各系统的数据处于分散存储状态。每个系统所采取的存储方式与存储介质也各不相同,而且有些存储介质已经落后。随着上述系统的扩容升级需求,在数据管理方面的问题凸显,如容量不足,数据调用不便;链路结构相对落后,系统稳定性有待提高;分散存储的模式也严重影响了数据的管理效率医疗应用系统His中的电子病历系统主要是由小文件组成,数量级可能达到百万,且系统目录层繁多。传统NAS、SAN架构,由于小文件较多,目录结构复杂,对存储产生极大的随机读写压力,普遍存在电子病历文件检索繁琐性能下降问题。


PACS(影像归档和通信系统),文件主要以影像和视频等。例如CT片的大小为MB级;视频等大文件为GB级。目前医院的PACS系统用到的存储容量都在几十TB以上,有的则为一百多个TB;逐年递增,递增率TB以上。His电子病历系统需要针对小文件检索效率极高的高性能共享存储系统进行支撑,并且能有效支撑大文件为主的PACS系统,提供高效吞吐带宽,提高医疗系统读写效率。



挑战

HIS系统

HIS系统覆盖医院所有业务和业务全过程的信息管理系统。是医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取和数据交换的能力并满足所有用户的功能需求的平台。贯穿整个医院业务流程,且连接医保接口,一旦出现故障,会导致医院业务停顿,收入收到影响。典型拓扑:C/S模式,内部采用局域网、与医保单位接口采用VPN或专线连接,一般服务器端有1-2台PC Server或小型机,1个磁盘阵列,一般使用ORACLE或SQL SERVER数据库存储数据;


HIS系统目前存在问题

服务器端一般为高可用性配置,进行了双机冗余热备,但存储部分一般都只配备了一个磁盘阵列,存在单点故障;有些医院数据直接存在服务器上,只有这台服务器能进行访问,其他服务器无法访问;大部分医院没有进行数据备份,少数医院采用人工备份方式,备份时需要对数据库进行停机;主系统一旦宕机,没有应急措施,只能等待主系统的修复才能继续工作;


Pacs系统

通过计算机网络来实现医学图像的获取、存储、传送和管理的综合系统。它基本上替代了传统上对影像胶片的各种繁复操作;传统影像胶片具有成本高,不易保存,传输不便的缺点,随着医疗影像设备(如CT,MR,心血管造影和超声成像)大量投入使用和远程医疗的发展,传统影像胶片的缺点暴露越来越明显;ACS系统中的数据保存量大,数据量增长速度快,而且它们在生成之后就作为归档数据,不允许对其进行改动,平时访问的频率又较低;典型拓扑:一般是放FTP服务器,高级的同时配置一套数据库,数据库中记录文件的路径。维护就按一般文件备份。


Pacs系统主要存在问题

目前大部分医院仍然采用胶片打印的方式存储医疗影像,采用PACS系统的医院将胶片存在本地硬盘或磁盘阵列上,成本过高。HIS系统一样,没有数据保护,主系统宕机后,没有应急措施下,数据安全存在隐患。




LoongStore解决方案

按业务需求灵活扩展

LoongStore存储系统支持动态在线扩容,可以动态的添加单块磁盘或单台智能存储服务节点,扩展过程中无须终止当前业务,新增容量即插即用。扩容之后,管理员可以在适当的时机启动负载均衡,使数据平均分配到各个智能存储服务节点;负载均衡过程同时兼顾数据的活跃性,使得负载均衡结束后热点数据也能够均衡的分布在各个智能存储服务节点上,提高系统的整体效率,达到性能线性增长的效果。


提高业务连续性

LoongStore存储系统采用了全系统规模数据高可用技术,彻底消除存储系统中的单点故障,确保用户的应用持续稳定地运行。写入文件时,系统会对文件按照某个粒度进行切片,文件切片根据一定的算法分布的存放在不同的智能存储服务节点上,提高数据访问的并发粒度;LoongStore采取了全局冗余机制,用户可以将指定的数据设置相应的冗余度,冗余数据存放在不同的节点上将确保出现存储节点宕机时数据不会丢失,也不会出现服务中断的现象。LoongStore系统内置了自动故障探测机制,可以动态探测不同的故障,并自动启动数据的恢复流程。我们的集群存储系统正常运行时间超过99.999%,在无须额外花费、牺牲性能和空间的情况下,使整个存储系统具备高可用特性。


统一管理海量数据

作为基础的存储架构,不管应用如何变化,LoongStore存储系统都能够提供极高的性能。高增长业务带来的数据爆炸性增长可以灵活的将LoongStore集群存储系统在单一文件系统下扩展到64PB,扩展之后不但得到容量的扩大而且性能也会呈线性增长。单一的文件系统降低了管理维护的复杂度,提高了生产效率、效果。


加快数据交付

LoongStore集群存储系统可以帮助医院除信息孤岛,所有的数据都存放在单一的文件系统下面,对外提供极高稳定的访问速度。LoongStore集群存储系统采用了带外的元数据管理方式,并且利用分布式的存储和分布式的访问技术,所有存储节点能够以同时提供并发访问,计算节点到存储节点之间使用的是高效率的LeoFS协议,系统所提供的数据IO性能几乎就是每台存储节点性能相加的总和,可提供高达100GB/s的IO带宽。