吳智理，倪千喜，張九堂

湖南省腫瘤醫(yī)院 中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療科物理室，湖南長(zhǎng)沙 410013

堆疊技術(shù)在放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用

吳智理，倪千喜，張九堂

湖南省腫瘤醫(yī)院 中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療科物理室，湖南長(zhǎng)沙 410013

目的評(píng)估堆疊技術(shù)在放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值。方法采用交換機(jī)堆疊技術(shù)對(duì)本院放療網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造和優(yōu)化，擴(kuò)容設(shè)備及物理鏈路，使放療網(wǎng)絡(luò)成為雙核心、高兼容性和高性能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。結(jié)果清除了多余的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)鏈路，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和傳輸速度。結(jié)論堆疊技術(shù)具備組網(wǎng)簡(jiǎn)單、管理便捷、可彈性擴(kuò)展、性能高等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于放療網(wǎng)絡(luò)。

放療網(wǎng)絡(luò)；堆疊技術(shù)；VLAN；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合；醫(yī)院信息系統(tǒng)

現(xiàn)代化放射治療除了醫(yī)療技術(shù)現(xiàn)代化、設(shè)備現(xiàn)代化，信息 和管理手段也要 現(xiàn)代化[1]。放 射治療的信息化 程度，標(biāo)志著一個(gè)腫瘤醫(yī)院的發(fā)展水平。放射治療信息化發(fā)展的目標(biāo)之一就是整合全醫(yī)院的各種資源，為醫(yī)院的醫(yī)療、科研、教學(xué)搭建一個(gè)共享平臺(tái)[2]。

放療中心是腫瘤醫(yī)院不可缺少的科室，我院放療中心設(shè)有模擬定位室、模型室、后裝治療室、物理室、放療技術(shù)組和熱療室，承擔(dān)全院放射治療方面的臨床、科研、教學(xué)工作。放療中心現(xiàn)有 Varian、Mosaiq、Precise、HIS 等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)前期的信息化建設(shè)，建成了基本適應(yīng)放射治療應(yīng)用系統(tǒng)要求的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)。隨著近兩年應(yīng)用系統(tǒng)的快速發(fā)展，大型醫(yī)療設(shè)備、治療計(jì)劃系統(tǒng)及各用戶(hù)終端數(shù)量的不斷增加，醫(yī)療數(shù)據(jù)的急劇膨脹使現(xiàn)有的放療網(wǎng)絡(luò)不能滿(mǎn)足正常工作，放療網(wǎng)絡(luò)的改造和優(yōu)化迫在眉睫。本文主要采用堆疊技術(shù)對(duì)放療網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造和優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有簡(jiǎn)化管理、簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)、彈性擴(kuò)展和高性能，以滿(mǎn)足放療中心日益發(fā)展的需要[3]。

1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)狀與問(wèn)題

我院放療網(wǎng)絡(luò)是采用簡(jiǎn)單的交換機(jī)連接組成一個(gè)小型的局域網(wǎng)，各醫(yī)療設(shè)備通過(guò)單鏈路互聯(lián)接入交換機(jī)。全網(wǎng)都采用普通百兆雙絞線(xiàn)直接接入到桌面，實(shí)現(xiàn)科室內(nèi)圖像和醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳輸，滿(mǎn)足基本的放療業(yè)務(wù)的需要。隨著科室的醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備的增加、放療技術(shù)不斷發(fā)展以及放療數(shù)據(jù)的不斷增大，原有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足放療中心的應(yīng)用需要，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：

（1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)單。改造前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是簡(jiǎn)單的二層結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是交換速度快，缺點(diǎn)是容易引起廣播風(fēng)暴，不能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的性能，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，而且中央節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)較重，形成瓶頸大。由于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，工作站與服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加大，網(wǎng)絡(luò)性能就會(huì)明顯下降，在數(shù)據(jù)傳輸高峰期網(wǎng)絡(luò)整體速度緩慢，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。由于節(jié)點(diǎn)太多容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路致命的錯(cuò)誤——網(wǎng)絡(luò)回路現(xiàn)象。

（2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備老化。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備老化，維修、更換困難，造成維修更換過(guò)程耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一旦出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)放療網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

（3）多種網(wǎng)絡(luò)、不同治療計(jì)劃系統(tǒng)的融合。放療網(wǎng)絡(luò)中有多套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和多套治療計(jì)劃系統(tǒng)，融合在一個(gè)網(wǎng) 段 中， 會(huì) 產(chǎn) 生 網(wǎng) 絡(luò) 安 全 隱 患[4]， 對(duì) 網(wǎng) 絡(luò)的 穩(wěn) 定 提 出 了挑戰(zhàn)。為了保證它們之間正常的通信，可見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理等問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，醫(yī)院各種信息系統(tǒng)的開(kāi)展受到了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸平臺(tái)的制約[5]。

優(yōu)美的水生態(tài)環(huán)境，是最公平的公共產(chǎn)品，是最普惠的民生福祉。必須樹(shù)立以人民為中心的理念，堅(jiān)持全民共建、全民共享，廣泛凝聚保護(hù)河湖的強(qiáng)大合力。

2 解決方案

式中，X1，第一主成分變量；X2，第二主成分變量。將標(biāo)準(zhǔn)化后的反應(yīng)速率常數(shù)k2與X1和X2之間建立多元線(xiàn)性回歸模型，得到的回歸模型如式(5)所示：

人工智能創(chuàng)作程序使用者對(duì)于人工智能生成數(shù)據(jù)的財(cái)產(chǎn)權(quán)可以通過(guò)商業(yè)秘密的方式加以保護(hù)。這種權(quán)利具有一定的排他性，可以制止未經(jīng)許可的盜用和披露，但排他性較為有限，無(wú)法排斥其他人合法使用同樣的人工智能程序生成同樣的數(shù)據(jù)并享有同樣的權(quán)利。

（2）網(wǎng)絡(luò)性能需求。目前放療中心的應(yīng)用系統(tǒng)主要是以治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）為主，同時(shí)還有醫(yī)院信息（HIS）、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、CT模擬定位機(jī)、直線(xiàn)加速器等等其他臨床信息系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備，各種系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能都有不一樣的需要。這要求有足夠的傳輸帶寬來(lái)滿(mǎn)足急劇增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量，滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)安全、可靠，保證服務(wù)質(zhì)量和高性能，又要同時(shí)傳輸圖像和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，并可以彈性擴(kuò)展。

（1）網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定需求。醫(yī)療行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)不僅需要網(wǎng)速快更需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性關(guān)系到病人的治療安全，醫(yī)院的各種應(yīng)用系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)備都要依存于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的穩(wěn)定性（7×24 h 穩(wěn)定、可靠、持續(xù)運(yùn)行）是投入運(yùn)行的醫(yī)療系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備的生命線(xiàn)。

（3）網(wǎng)絡(luò)安全需求。放療網(wǎng)絡(luò)的安全性主要從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸安全、存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)安全等方面分析。

對(duì)RS碼進(jìn)行盲識(shí)別，就是在僅知道v(x)的情況下，估計(jì)編碼參數(shù)進(jìn)而還原出信息序列.若假定通過(guò)幀同步處理已經(jīng)獲得(n,k)RS碼的起始位置，則需要識(shí)別的編碼參數(shù)包括碼長(zhǎng)n，信息分組長(zhǎng)度k和生成多項(xiàng)式g(x).

由以上的需求分析，此次對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造采用疊加技術(shù)實(shí)現(xiàn)。堆疊就是用專(zhuān)門(mén)的堆疊線(xiàn)將交換機(jī)的背板連接到一起，這種連接方式更加穩(wěn)定，傳輸性能也有所保證。因?yàn)楸嘲逅俾室绕胀ǘ丝诟叩枚?，從而保證了各個(gè)治療計(jì)劃系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠快速的傳輸數(shù)據(jù)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

網(wǎng)絡(luò)信息化是現(xiàn)代化醫(yī)療發(fā)展的趨勢(shì)，能否提供更便捷、更系統(tǒng)的服務(wù)已成為各大醫(yī)院贏(yíng)得市場(chǎng)的關(guān)鍵[6-7]。為了提升放射治療整體醫(yī)療服務(wù)水平和醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)效率，我們從以下幾個(gè)方面考慮放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)。

第三，通過(guò)交換機(jī)堆疊，將品牌型號(hào)相同的交換機(jī)堆疊在一起，以實(shí)現(xiàn)不同治療計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合。實(shí)現(xiàn)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和放療計(jì)劃系統(tǒng)之間的工作站都在同一個(gè)交換機(jī)上通信。這樣可以減少工作站與服務(wù)器之間的查找時(shí)間、減小廣播風(fēng)險(xiǎn)，加快工作站與服務(wù)器之間通信速度和數(shù)據(jù)交換速度等。

首先，對(duì)放療中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及物理鏈路擴(kuò)容和改造，對(duì)放療中心主要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加或更換高性能的交換設(shè)備，并敷設(shè)新的光纖鏈路連接新放療樓（5號(hào)樓）和老放療樓（4號(hào)樓）之間的主交換機(jī)，這樣可以加快兩座樓之間的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

3.2 實(shí)施方案

在高中物理解答的過(guò)程中，我們需要對(duì)不同的題目進(jìn)行不同的分析.例如，在下面的題目當(dāng)中，我們要注意對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行一定的分析，并且畫(huà)出相應(yīng)的圖形進(jìn)行輔助解答.一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵球，與一個(gè)質(zhì)量同樣為m的小車(chē)一起向右以速度v0做勻速運(yùn)動(dòng)，小球靜止在小車(chē)半徑為r的圓型凹槽的最低點(diǎn)位置，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，該車(chē)與另一輛靜止的質(zhì)量為m的車(chē)發(fā)生完全非彈性碰撞，計(jì)算中不計(jì)一切摩擦.求，小球上升的最大高度是多少？在這道題目中，我們首先要根據(jù)題目畫(huà)出如下所示的圖，然后根據(jù)題目中的條件，列出符合題目的表達(dá)式，通過(guò)兩邊約去代入計(jì)算的方法解得最后的答案

2.片形吸蟲(chóng)病。牛片形吸蟲(chóng)病一般呈慢性經(jīng)過(guò)。犢?；疾“Y狀較重，成年牛一般癥狀不明顯，但感染嚴(yán)重、且營(yíng)養(yǎng)情況差的，也會(huì)引起死亡。感染嚴(yán)重的病牛體溫升高，精神萎頓，不愿走動(dòng)，偶有腹瀉，觸診肝區(qū)敏感，很快出現(xiàn)貧血。有的幾天內(nèi)突然死亡，不死的轉(zhuǎn)為慢性；慢性病牛進(jìn)行性消瘦，被毛粗亂，貧血，有時(shí)黃疸明顯。在頜下、胸前和腹下發(fā)生水腫，嚴(yán)重時(shí)波及四肢，行動(dòng)緩慢，耕作無(wú)力，食欲不振或有異嗜現(xiàn)象，不時(shí)出現(xiàn)腹瀉，周期性卡他性腸炎和瘤胃弛緩或臌脹。母牛不孕或流產(chǎn)，泌乳量降低。

3 改造實(shí)施過(guò)程

通過(guò)搭建試驗(yàn)環(huán)境和模擬軟件，對(duì)改造和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行模擬測(cè)試，確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造后的結(jié)果符合預(yù)期目標(biāo)。

改造實(shí)施前先對(duì)放療中心的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行收集。收集的信息包括 ：① 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ；②網(wǎng)絡(luò) IP 地址使用信息 ；③ 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息 ；④ 基于網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療設(shè)備。其中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備品牌、型號(hào)、端口數(shù)、管理 IP 地址等；基于網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療設(shè)備主要包括設(shè)備品牌、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、配用的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。

其次，依照“核心—核心”的二層對(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，對(duì)目前放療中心的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。將4號(hào)樓與5號(hào)樓使用同品牌同型號(hào)的高速網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)劃分對(duì)等的虛擬局域網(wǎng)（VLAN），通過(guò)交換機(jī)級(jí)聯(lián)技術(shù)進(jìn)行互相通信。

根據(jù)前期的需求分析和收集的信息，進(jìn)行實(shí)施方案的撰寫(xiě)和確定。實(shí)施方案內(nèi)容包括室外光纜敷設(shè)、設(shè)備安裝上架、IP 地址及 VLAN 的規(guī)劃、二層交換規(guī)劃、堆疊連接和設(shè)置、安全規(guī)劃等。

3.3 模擬測(cè)試

3.1 前期準(zhǔn)備

3.4 具體實(shí)施

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用 H3C 的千兆光纖交換機(jī)為主交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)4號(hào)樓與5號(hào)樓之間全網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制，以2 臺(tái) S5120 核心交換機(jī)與 S5048 千兆交換機(jī)堆疊，使 4 號(hào)樓和5號(hào)樓都能滿(mǎn)足醫(yī)療設(shè)備的需要。各治療計(jì)劃系統(tǒng)的終端都接入在同一個(gè)交換機(jī)上；直線(xiàn)加速器等醫(yī)療設(shè)備與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)接入同一個(gè)交換機(jī)上，見(jiàn)圖 1～2。S5048 交換機(jī)，這樣可以保證各治療計(jì)劃系統(tǒng)的工作站之間的通信數(shù)據(jù)可以直接在本交換機(jī)上完成，而不需要經(jīng)過(guò)主交換機(jī)從而保證了數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定和速度等。

圖2 直線(xiàn)加速器等醫(yī)療設(shè)備融入拓?fù)鋱D

4 結(jié)束語(yǔ)

在放療網(wǎng)絡(luò)改造與優(yōu)化中使用堆疊技術(shù)，消除了單點(diǎn)故障，提高了設(shè)備和鏈路的穩(wěn)定性，使放療網(wǎng)絡(luò)成為更加穩(wěn)定、安全、高性能的網(wǎng)絡(luò)，保障了放療業(yè)務(wù)的可持續(xù)運(yùn)行，并為我院數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)和醫(yī)療業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開(kāi)展奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。放療網(wǎng)絡(luò)采用堆疊技術(shù)，具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單，管理便捷，業(yè)務(wù)簡(jiǎn)化，可彈性擴(kuò)展和高性能等優(yōu)點(diǎn)，適合在放療網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。

三是流量調(diào)節(jié)不及時(shí)，對(duì)水閘效益發(fā)揮及工程安全帶來(lái)不利影響。當(dāng)長(zhǎng)江水位下降時(shí)，閘門(mén)開(kāi)高不及時(shí)增加，造成引水不足，影響工程效益發(fā)揮；當(dāng)長(zhǎng)江水位上漲時(shí)，閘門(mén)開(kāi)高不及時(shí)降低，會(huì)造成超設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，給水閘工程本身及輸水河道的安全運(yùn)行造成威脅。

在上述的網(wǎng)絡(luò)改造和優(yōu)化的后，放療網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)現(xiàn)如下：

（1）在兩棟樓各配置 1 臺(tái) H3C S5120 千兆光纖交換機(jī)并劃分 3 段 VLAN，目前只啟用 VLAN1，其余兩段備用，以提升兩棟樓之間數(shù)據(jù)交換的速度；4號(hào)樓主交換機(jī)中的VLAN1 與 5 號(hào)樓主交換機(jī)中的 VLAN1 之間采用光纖進(jìn)行級(jí)聯(lián)，將直線(xiàn)加速器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、TPS 服務(wù)器等掛載在VLAN1的端口上，因?yàn)樗麄冎g的通信數(shù)據(jù)量最大可達(dá)到幾百兆的流量。

（2）在 4、5 號(hào)樓的主交換機(jī)上再堆疊一個(gè)千兆的 H3C

[1] 孫大華,鄭溪國(guó),吳澤民,等．放射治療科的局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和作用[J]．中國(guó)腫瘤,2006,15(2):88-89．

[2] 姜瑞瑤,李斌．?dāng)?shù)字化網(wǎng)絡(luò)在放射治療中的應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2006,30(3):215-217．

[3] 李向紅．病理信息系統(tǒng)在質(zhì)量管理中的作用[J]．中國(guó)腫瘤, 2007,(6):399-401．

[4] 鈕羅涌,汪覺(jué)民．醫(yī)院病理信息系統(tǒng)與全院PACS信息交換設(shè)計(jì)[J]．醫(yī)療裝備,2006,(4):14-16．

[5] 何松,張建正,張建兵,等．病理信息網(wǎng)絡(luò)和圖像分析系統(tǒng)的研制[J]．中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2005,(5):334-335．

[6] 馬錫坤,于京杰,李勇,等．一體化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障系統(tǒng)的應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27,(4):40-42．

[7] 任濤．基于一體化網(wǎng)絡(luò)的并行分組交換技術(shù)研究[D]．鄭州:解放軍信息工程大學(xué),2011．

Application of Stacking Technology in Radiotherapy Network System

WU Zhi-li, NI Qian-xi, ZHANG Jiu-tang
Department of Radiotherapy, Hunan Cancer Hospital (The Aff i liated Cancer Hospital of Xiangya School of Medicine, Central South University), Changsha Hunan 410013, China

ObjectiveTo evaluate the application value of stacking technology in radiotherapy network system.MethodsThe hospital radiotherapy network was reconstructed and optimized to be a highperformance, high-compatibility network system with dual core by expanding the capacity of relevant devices and physical links with switch stacking technology.ResultsThe redundant nodes have been cleared and the network links have been optimized so that the Stability and transmission speed of the network have been improved.ConclusionStacking technology which has various advantages including simple network connection, convenient management, elastic extension and high performance can be applied to radiotherapy network.

radiotherapy network; stacking technology; VLAN; network system integration; hospital information system

TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.08.016

1674-1633(2014)08-0055-03

2014-02-13

作者郵箱：252430770@qq．com