顧 亞

(鹽城市第三人民醫(yī)院,江蘇 鹽城 224000)

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)療診斷技術(shù)也在快速進(jìn)步,醫(yī)療信息化的重要性日益凸顯。為了提升現(xiàn)代醫(yī)療管理水平和合理配置醫(yī)療資源,滿足人民日益增長的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)需求,國家出臺了一系列利好政策,積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”,以推動(dòng)公立醫(yī)院更好的發(fā)展,提高醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量[1]。如2021年3月發(fā)布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推動(dòng)公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見》(國辦發(fā)〔2021〕18號)指出要強(qiáng)化信息化支撐作用,推動(dòng)新一代信息技術(shù)與醫(yī)療服務(wù)深度融合。然而,隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的診療過程依賴于影像檢查,導(dǎo)致醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)海量增長,傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)存儲方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前巨大數(shù)據(jù)量的需求,導(dǎo)致存儲容量不足、存儲效率低下以及存儲策略不科學(xué)等問題,從而影響了數(shù)據(jù)的安全性[2]。近年來,隨著云計(jì)算技術(shù)地不斷進(jìn)步,被越來越多的行業(yè)領(lǐng)域所認(rèn)可,并逐步應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域中,為醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲管理帶來了新的發(fā)展,將數(shù)據(jù)存儲從本地轉(zhuǎn)移到云端,推動(dòng)數(shù)據(jù)云化轉(zhuǎn)型進(jìn)程,大大提升了醫(yī)院的信息化管理水平,降低了數(shù)據(jù)儲存和管理的成本[3]。本文旨在探究醫(yī)院醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲面臨的挑戰(zhàn),分析傳統(tǒng)存儲方式的局限性和云存儲的優(yōu)勢,并結(jié)合實(shí)際案例對云存儲在醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲和管理中的應(yīng)用進(jìn)行評估和總結(jié)。

1 傳統(tǒng)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲面臨的挑戰(zhàn)

NAS(網(wǎng)絡(luò)附加存儲)是一種文件共享服務(wù),將分散的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心。NAS使用自己的文件系統(tǒng),通過NFS或CIFS對外提供文件訪問服務(wù),以數(shù)據(jù)為中心,將存儲設(shè)備與服務(wù)器完全分離,從而降低整體成本,提高性能,并釋放帶寬。NAS存儲通常使用SAS/SATA硬盤,其性能受到硬盤轉(zhuǎn)速限制,擴(kuò)展性受到NAS網(wǎng)關(guān)限制,容量規(guī)模也有一定的上限。

SAN(存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))是一種基于塊的存儲方案,通過高速網(wǎng)絡(luò)將存儲設(shè)備和服務(wù)器連接在一起,適合安全防護(hù)、數(shù)據(jù)保護(hù)和災(zāi)難恢復(fù)等場景。SAN的主要特點(diǎn)是可以集中管理和共享存儲資源,提高存儲利用率和數(shù)據(jù)可靠性,支持大容量和高速度的數(shù)據(jù)傳輸,滿足對性能和安全性要求較高的應(yīng)用需求。SAN的主要問題是需要專業(yè)的人員和設(shè)備來維護(hù)和管理,成本較高,且與其他類型的存儲網(wǎng)絡(luò)兼容性較差[4]。

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的分辨率越來越高、包含的信息元素越來越多,導(dǎo)致每個(gè)患者的圖像數(shù)據(jù)量越來越大[2]。同時(shí),政策要求影像數(shù)據(jù)需要長期存儲,常年累計(jì)的影像數(shù)據(jù)存量巨大,醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的容量以TB級的速度增長。這使得傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)面臨著存儲空間不足的問題,每1～2年就需要進(jìn)行一次存儲擴(kuò)容,投資巨大,擴(kuò)容實(shí)施難度大。傳統(tǒng)的SAN+NAS存儲方式難以滿足這種數(shù)據(jù)量的增長。因此,如何合理擴(kuò)容機(jī)房,如何合理增加存儲設(shè)備以及如何降低維護(hù)成本成了迫切需要解決的問題。

醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的安全性和可靠性也是一個(gè)重要挑戰(zhàn)。醫(yī)療影像數(shù)據(jù)包含了患者的就診信息,如病歷、病史、影像結(jié)果等,這些數(shù)據(jù)對于患者的診療至關(guān)重要。如果數(shù)據(jù)遺失、損壞或者遭到惡意攻擊,將會對患者的隱私和安全造成嚴(yán)重的影響。醫(yī)院通常采用分層存儲管理方式[5],將醫(yī)療影像數(shù)據(jù)根據(jù)訪問頻率分為不同的層級。常被訪問的數(shù)據(jù)存儲在速度快、價(jià)格高的介質(zhì)上,而不經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)則存儲在速度慢、價(jià)格低的介質(zhì)上,這樣做的好處是節(jié)約成本。但這種方法存在以下缺點(diǎn):(1)由于可用性受限,訪問被移到較慢存儲介質(zhì)上的舊醫(yī)療圖像可能會很慢,影響醫(yī)生的診斷治療效率和病患情緒。(2)醫(yī)療數(shù)據(jù)是敏感的,分層存儲管理涉及在不同的存儲介質(zhì)之間移動(dòng)數(shù)據(jù),增加了數(shù)據(jù)泄露和其他安全問題的風(fēng)險(xiǎn)。(3)由于單點(diǎn)故障和數(shù)據(jù)備份不足等問題,容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或損壞。

綜上所述,傳統(tǒng)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲面臨著多重挑戰(zhàn),包括存儲容量、安全性和可靠性等方面。為了解決這些挑戰(zhàn),需要采用新的存儲技術(shù)和策略,以提高存儲效率、安全性和可用性。

2 云存儲的優(yōu)勢

云計(jì)算是一種利用虛擬化技術(shù)將大數(shù)據(jù)分散到網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)小程序進(jìn)行計(jì)算和處理的分布式計(jì)算模式。在醫(yī)院信息化建設(shè)中,云計(jì)算技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。云計(jì)算擁有較強(qiáng)的擴(kuò)展性、較高的服務(wù)性和安全性,同時(shí)具備數(shù)據(jù)信息共享和互通功能,可以促進(jìn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交流,從而提高醫(yī)療數(shù)據(jù)的利用效率,提升用戶體驗(yàn)。云計(jì)算為醫(yī)院信息化建設(shè)帶來了機(jī)遇,能夠減少管理和維護(hù)難度,降低成本,并提供較高的可靠性[6]。

云存儲是一種新型的存儲方式,相較于傳統(tǒng)的存儲方式,它具有多方面的優(yōu)勢[4]。首先,云存儲具有可擴(kuò)容性的優(yōu)勢,可以通過添加存儲節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容,避免了傳統(tǒng)存儲方式中需要不斷增加存儲設(shè)備和新增擴(kuò)容機(jī)房的問題。其次,云存儲可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)存儲資源的靈活分配和管理。再次,云存儲具有較高的安全性,采用了數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證和訪問控制等多種安全措施,保障了醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的隱私和安全。最后,云存儲提供了災(zāi)難恢復(fù)和數(shù)據(jù)備份功能,可以快速恢復(fù)或備份數(shù)據(jù),防止數(shù)據(jù)丟失或損壞,保證數(shù)據(jù)的高可用性[7]。

綜上所述,采用云存儲技術(shù)來存儲醫(yī)療影像數(shù)據(jù),可以有效提高存儲效率、安全性和可用性,為醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展提供了新的可能性和機(jī)遇。

3 某三甲醫(yī)院的具體應(yīng)用案例

3.1 案例背景

隨著醫(yī)療信息化建設(shè)的不斷推進(jìn),醫(yī)療影像數(shù)據(jù)作為醫(yī)療診斷和治療的重要依據(jù),其存儲和管理成為醫(yī)院信息系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一。然而,由于醫(yī)療影像數(shù)據(jù)量大、增長快、調(diào)閱頻繁、存儲周期長等特點(diǎn),傳統(tǒng)的存儲方式已經(jīng)無法滿足醫(yī)院的需求,導(dǎo)致存儲效率低、成本高、安全性差等問題。(1)存儲效率低:由于數(shù)據(jù)量大,調(diào)閱速度慢,影響患者就醫(yī)體驗(yàn)和醫(yī)生診斷效率;(2)存儲成本高:由于數(shù)據(jù)增長快,需要定期擴(kuò)容,存儲設(shè)備的采購周期長,運(yùn)維成本高,資金壓力大;(3)存儲安全性差:由于服務(wù)器故障等因素,存在數(shù)據(jù)丟失或損壞的風(fēng)險(xiǎn),管理難度大,安全性和可靠性不足。因此,如何利用新技術(shù)和新模式,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的高效、安全、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的存儲和管理,成為醫(yī)院信息化建設(shè)面臨的重要挑戰(zhàn)。

本案例以某院為對象,某院是一家市級大型三甲綜合型醫(yī)院,每年門急診量超過100萬人次,出院量超過7萬人次。隨著信息化建設(shè)的不斷推進(jìn),該醫(yī)院的核心業(yè)務(wù)基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化覆蓋,年檢查量超過30萬人次,歷史影像量200 TB,年新增數(shù)據(jù)量25 TB。該院在傳統(tǒng)存儲方式下遇到了諸多困難和挑戰(zhàn),如存儲擴(kuò)容過程煩瑣且復(fù)雜,數(shù)據(jù)量大導(dǎo)致調(diào)閱速度慢,服務(wù)器故障引起的潛在安全問題等。

3.2 實(shí)施過程

為了解決這些問題,按照醫(yī)院醫(yī)療信息化建設(shè)發(fā)展規(guī)劃,醫(yī)院采用了云存儲服務(wù)作為影像數(shù)據(jù)存儲的一種選擇,綜合了云存儲、NAS和SAN的優(yōu)勢,形成了以云+NAS+SAN的復(fù)合式存儲架構(gòu)方案(見圖1),從而支持醫(yī)院未來至少5～10年的發(fā)展需求。在院內(nèi)按需保留一定量級影像數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲,保證數(shù)據(jù)高級別的安全性,實(shí)現(xiàn)本地影像的快速調(diào)閱。通過設(shè)定好安全訪問策略的防火墻與前置機(jī)相連,將PACS數(shù)據(jù)同步到前置機(jī),再由前置機(jī)將歷史影像數(shù)據(jù)遷移至云存儲中進(jìn)行長期存儲管理,平衡影像調(diào)閱性能和存儲成本的考量,減輕院內(nèi)影像存儲壓力。同時(shí),設(shè)置專門的水線管理機(jī)制,以保證存儲空間的有效性。當(dāng)存儲空間只剩下快到10%時(shí),啟動(dòng)刪除圖像的命令,被刪除的圖像在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)里面,就會被標(biāo)記為離線,進(jìn)而劃轉(zhuǎn)為云存儲。

圖1 改造后的存儲架構(gòu)

3.3 案例效果

通過采用云存儲技術(shù),該醫(yī)院實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理。首先,云存儲技術(shù)提高了醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的存儲效率,大大縮短了數(shù)據(jù)讀取和傳輸時(shí)間,提高了醫(yī)生的工作效率和患者的診療質(zhì)量。其次,利用云存儲的彈性和可擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)了按需動(dòng)態(tài)擴(kuò)容,節(jié)省大量資金,降低了醫(yī)院的存儲成本,避免了傳統(tǒng)存儲方式中不斷增加存儲設(shè)備和維護(hù)成本的問題。最后,實(shí)現(xiàn)提高了存儲效率和成本效益,保障了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性,保障了患者的隱私。

4 結(jié)語

本文分析了傳統(tǒng)醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲方式所面臨的挑戰(zhàn)和問題,并探討了云存儲在醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲中的優(yōu)勢。同時(shí),本文結(jié)合某三甲醫(yī)院的具體應(yīng)用案例,展示了云存儲在醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲方面的具體應(yīng)用。研究結(jié)果表明,云存儲技術(shù)在醫(yī)療影像數(shù)據(jù)存儲方面具有巨大的潛力,能夠有效提高醫(yī)院信息化管理水平,降低數(shù)據(jù)存儲和管理成本,保障醫(yī)院信息化建設(shè)的順利進(jìn)行。