收稿日期:2010-04-17医院PACS系统架构及存储对比余巧生,李世录,戴兆俊,樊成龙,林峻平(武警北京市总队第二医院医学工程科,北京100037TP31文献标识码B1002-2376(201007-0022-03医院PACS(PictureArchiveandCommunicationSystem即图像存档与传输系统是医院信息系统的重要组成部分,是一所医院在现代化发展过程中的装备产物。其架构及存储系统值得探讨研究。1目前PACS状况和未来趋势PACS存储与传输的主要是DR/CR、CT、MRI、PET、B超等产生的影像,其特点。1大尺寸图像分辨率,如2048!2500!12bit(CR图像。2大量的影像文件:(1X线每个影像文件有10~20MB,每个检查需要2~5张影像。(2对于每个CT研究600幅图像是很普通的,需要300MB左右。相对复杂的CT检查需要3000到5000张影像,约占15GB到25GB。(332或64多层螺旋CT将导致更多的存储空间需求。(45年内随着技术的提高,影像分辨率将至少提高一倍。3检查数量每年20%的增长是很正常。(1大型医院存储:10到20TB/年∀∀∀五十万个影像。(2公立医院存储:4到8TB/年二十万个影像。∀∀∀(3门诊存储:2TB/年∀∀∀五万个影像。4国外已经提出相关法规和标准(如HIPAA,限制不同类型的数据需要安全保存7到21年,国内实现影像归档的法规遵从也已经开始。2PACS协议和连接的选择21开放协议是首选(1PACS是文件导向的系统,所以文件协议是根本性的。(2不存在存储唯一性的问题。(3无专有性的API。(4简单的安装/配置和更多的灾难恢复的功能。22数据块协议同时可用(1FCP和iSCSI。(2在同一个系统上与NFS和CIFS协议共存。(3各种其他协议同样的管理界面与方式。(4适合于数据库存储(如:SQLServer或Oracle等。3各等级医院的PACS系统配置架构31小型医院PACS系统配置架构(1全以太网架构,在满足性能的前提下节约了管理、维护和采购成本。(2主存储和归档存储和为一体,提高了系统的利用率。(3开放平台,无专有API,简单实现WORM功能。(4RAIDDP磁盘保护提高数据可靠性。(5容量可从几TB扩展至104TB,所有扩容工作在线完成。(6控制器升级简单,无需数据迁移,整个升级工作在几小时内完成。(7支持FC、SAS和SATA磁盘混插。32中型医院PACS系统配置架构(10#RPO<1h,RTO<12h。Vol23,(2灵活的协议配置,可按需进行选择。(3具有较强的容灾能力,可在短时间内将整个系统恢复。(4容灾中心的存储可采用FAS2000系列(异步容灾。(5WORM数据与主数据共存,既提高了资源利用率,也减轻维护压力,并节约制冷和电力消耗。(6多层高级的数据保护,确保数据可靠性RAIDDP、集群、SnapMirror复制、虚拟磁带备份。(7容灾系统作为备份源,降低主存储系统负载压力。(8FC和SATA磁盘混插,适合不同级别数据要求。(9提供针对Oracle等数据库的快照备份GUI软件,将备份和恢复速度提高至几十秒。33大型医院PACS系统配置架构(1RPO0,0#RTO#05h∃。(2极高可靠性的医院数据中心架构,可以防止任何意外及灾难的发生,应用和存储支持自动切换。(3读性能提高60%以上。(4灵活的协议配置,可按需进行选择。(5附属医院采用分布式部署方式,满足性能要求,并实现集中归档和备份。(6多层高级的数据保护,确保数据可靠性:RAIDDP、集群、SnapMirror复制、SyncMirror、MetroCluster、虚拟磁带备份。(7所有存储同样操作系统,通过一个管理界面管理全部。(8提供针对Oracle等数据库的快照备份GUI软件,将备份和恢复速度提高至几十秒。4PACS架构示例41短期存储要求(1相对于长期归档存储、物理带库和光盘塔提供更优的读取性能,3s到桌面的响应。(2一段时间内需要经常性的被访问。(3基本上不需要太多的数据保护,副本保存于长期归档存储中。(4高速且可靠的磁盘系统。(5由于数据以文件方式传递,所以采用NAS是理想方式。(6由存储管理文件系统,而不是由PACS服务器。(7NAS可以被前端桌面或工作站中的任意操图1图2图3PACS架构简图作系统和大量并发用户同时访问。42长期的数据存储要求(1影像数据长期甚至永久的存储。(2被访问的频率很低。(3性能并不是最主要的问题。(4数据必须有更好的保护机制和完善的法规遵从。(5必须简单的扩容和升级。(6具有最佳的性能价格比。存储设备应具备高可用性、高可靠性,采用全光纤的传输链路,为医院信息系统提供更高的响应速度。系统的标准化建设应坚持稳定性的原则,要拥有产品线齐全的备份设备,满足重要数据的备份需求。Vol23,