天津海河医院：突破影像调阅的速度瓶颈

电子病历、集成平台、存储平台、无线查房、PACS……多个关键性的全院级软硬件系统工程建设项目一气呵成，2012年，天津海河医院信息中心主任万振在忙碌中度过。项目实施中，他深刻感悟到：医生站要尽快调取图像，瓶颈不在网络的带宽（百兆千兆，关系不是很大），而在于图像存储的文件包很大，病人的ID在数据库——从数据库的索引去找到图像的存储区路径，再从存储区的路径找到具体的图像，很耗费时间。如此一来，存储方案的选择与优化就至关重要了。  

天津海河医院：突破影像调阅的速度瓶颈

来源：HIT专家网     记者 朱小兵

  从热闹繁华的天津东站出来，驱车约50分钟，便可抵达天津海河医院。路上，问出租车司机是否知道这所医院，司机师傅爽朗一笑，操着浓重的天津口音说：“怎么不知道？非典嘛！北京有小汤山，天津有海河。”

  海河医院是天津市卫生局直属的三级综合性医院，2003年非典期间，由当时的天津肺科医院与中铁十八局附属医院合并组建而成，现为天津市公共卫生防御体系的重要组成部分，同时也是天津医科大学附属海河临床学院、天津市呼吸疾病研究所所在地、国家食品药品监督管理局药物临床试验机构。

  海河医院信息科现有7人，学历构成包括2名研究生、4名本科生、1名专科。职称构成包括高工1名，工程师2名，助理工程师4名。

 2003年医院组建之初，上线了津微首佳的HIS系统。“我们的HIS经过10年没变，原因在于，HIS用得好坏，在于医院自身的积累过程，医院积累多年形成的、真正符合医院实际需求的流程及规则才是精华，而系统代码的改进是循序渐进的。所以10年来，HIS我们坚决不动。否则，则意味着流程可能要重新改造，10年的心血，就得推倒重来。”万振说。

 2006年，海河医院上线众智汇医LIS、北京中科体检系统，运行一直比较稳定。

 半年内完成IT系统的基础平台构建

 2012年，是海河医院信息化全面提速的一年。这一年，也是信息科最忙碌的一年。“信息科用了半年时间，把全院级PACS、电子病历、无线查房就完成了。实施速度很快，运行也很平稳。”海河医院信息科主任万振说。

  2012年5月，海河医院投资数百万元，对全院信息系统进行大规模升级改造。先是5月上旬，全院底层硬件部署完毕，包括服务器、网络硬件、主要还是存储平台。5月下旬，海河医院信息集成平台HIEP部署完毕，该集成平台也是由HIS厂家提供，软件集成平台建设花费不到100万元。

  2012年6月，仅用了一个月时间，海河医院就实施了全院级电子病历，系统由北京安博维提供，包括电子病历书写、电子病历质控、护理表单等。之所以比较快，万振认为还是与产品自身的成熟度有关，实施过程中几乎没有改过源代码。一开始医院很多临床科主任都提出了各种问题，安博维资深项目经理过来，将国内其他大型医院实施其产品中遇到的问题逐一分析介绍，虽然一开始也有很多类似问题，但是随后都得到了解决。如此跟医务人员沟通很直观，临床科室也都放弃了抵触情绪。结果，仅仅两个星期就部署完毕。电子病历经过半年多的使用，医生们感觉很好。

  2012年7月，海河医院实现全面无线网络覆盖。硬件采用 H3C，架设了100多个无线AP和控制器。紧接着上移动查房，采用配置较高的笔记本，独立显卡、4G内存。在移动护理方面，实施了病人腕带识别、无线输液管理系统。

 2012年9月，海河医院信息科与HDS一道，对医院存储平台进行了优化。之后，全院级PACS上线，采用上海岱嘉公司的PACS产品，包括放射、病理、超声影像。

 万振说，现在回过头来看，之所以一连串“动作”能够一气呵成，主要还是软硬件平台先搭建好，从一开始就想好整体规划，把软件基础平台做好。

“新项目的实施，最难的是与HIS的接口。有一阵子，我们几乎一天一个接口。”好在软件集成平台让万振特别兴奋，“集成平台有200多条通道，配置非常简单，如果HIS要取数据，只要简单配置即可。”

 但是万振感觉软件平台也有一个小问题：“可能对服务器硬件要求高，实施平台后，服务器压力较大，性能低的话就撑不住。比如HIS和电子病历，HIS系统新入院病人的基本信息需要最快的传递到电子病历系统，传统方式为点对点调取视图，对系统的压力不大。现在加了集成平台后，每过2秒就需要检查一下HIS有没有新记录，这样不停地轮询，流程增加了一道后，流程及整体架构虽然更清晰了，尤其是接口众多的情况下管理很方便，但是服务器的负荷增加了。”

 突破影像调阅的瓶颈 

 对于非结构化数据的存储和处理，万振重点考虑了PACS数据，因为医院的结构化数据还没有对医院数据处理构成瓶颈。而医院影像科及病区医生们在一起交流时，讨论比较多的问题之一就是查阅图像的速度问题。

“通过实施存储系统优化方案，我越来越坚定：从医生站调取图像的速度，瓶颈不在网络，与网络是百兆还是千兆，关系不是很大，当然前提是PACS核心网络交换机的带宽及处理能力要足够高”万振说：“造成图像调阅的瓶颈在于：一方面，图像存储的文件包通常很大，假设系统每天建一个存储文件夹，可能每个文件夹有几万幅图像，组成存储文件包；另一方面，病人的ID在数据库，这导致一个图像调阅动作，先要从数据库查询到病人身份路径，再根据这个路径去找到图像，所以很费时间。”

 万振说，PACS系统的快慢，还应避免网络数据大流量双向交互。比如，每个医院的放射科可能按区域共享一套洗片机、阅片点，设备图像传输到洗片机是一个大流量数据流向，而阅片点调图像也是一个大数据流向，这往往会产生双向的大流量，从而导致洗片机上传数据很慢，后来万振将洗片、阅片设备的流量分别各走一个交换机，问题才得以解决。

 假设PACS图像达到了10T，而有的图像可能每幅只有几十K，这意味着文件的数量有数十亿乃至上百亿个。这样，要从如此庞大的文件包中寻找10种图像，假设找到1000幅，其实这些文件本身没有多大，但是找寻图的过程很费时间。“这就好比一个图书馆刚开始只有1000本书，你找10本书好找，以后图书馆变为10000本，再去找10本书，就难多了。”万振说。

 实际上，一些国际知名PACS提供商，也在其方案中自带了文件存储服务器，就是因为之前很多存储方案供应商解决不了PACS的需求。比如一个文件目录下的文件就达到几百个TB，或者存在多文件的协调问题。但是，PACS厂家自带的文件服务器的性能十分有限，这就是为什么后来HDS提供了高性能的（HNAS）来解决这些文件管理问题。

 万振注意到，一般PACS系统上线之初，影像调阅速度没问题，但是三年以后，还能保证一个很好的调阅速度的医院就很少了，好多医院随之出现PACS硬件整体升级的需求。为此，针对PACS系统，海河医院采用了HDS HNAS 高性能NAS集群解决方案，以有效解决PACS系统常见的两类问题：

 其一，性能问题。PACS在进行并发访问时，往往会遇到文件系统的随机IO性能瓶颈问题，如何解决瓶颈提高并发访问的IO性能是优化关键点之一；其二，文件系统容量和文件数量管理的瓶颈问题。传统的PACS系统由于文件系统的大小限制，在文件系统被写满后需要频繁更换和维护文件目录，同时面临无法管理海量文件数量的问题。

 传统的医学影像数据的存储包括在线、离线、归档三种模式。采用NAS技术后，海河医院的所有影像数据全部采用在线模式。而之所以全部在线存储，也是考虑到海河医院的病人特点——重复入院的呼吸系统疾病的病人较多，这样病人在疾病演进过程中的影像数据可以迅速呈现在医生面前。即便数据需要归档，也可以通过NAS直接归档。

 万振说，经过反复测试，随机选取位于医院内不同楼层的30台终端，同时调阅近600张影像，目前30秒之内肯定能够呈现出来。如果一幅影像只有五六十张图，则一点查询按钮就全出来了。即便遇到多文件的协调，譬如30个影像文件同时传，5-6秒钟肯定出来了。且所有图像原文件均已传输到本机缓存，即使拔掉网线仍可浏览图像。

 虽是初次部署全院级PACS，海河医院的很多放射科医生从其他医院轮转回来，也都反映：还是感觉海河医院的影像调阅速度更快。

 PACS存储解决方案

 海河医院所采用的HDS HNAS解决方案之所以能够大幅提升文件管理性能，核心在于其专利技术FPGA是一项并行处理技术，确保了IO访问性能，解决了多个医生工作站并发访问的性能问题。同时，HDS HNAS可提供超大规模的文件共享和管理能力，如单个文件系统可支持128TB，单个目录可支持1600万个文件，从而大大简化了PACS系统的管理和维护工作。

 在天津海河医院项目中，针对所有系统的业务数据，HDS 通过将数据增量备份与另一台HUS100存储中实现了高效数据保护。一旦主存储平台出现问题，可以快速将备份数据启用为业务提供服务，避免了传统备份方式中需要“数据恢复”的漫长过程。同时，由于此方案的数据保护是基于优化过的存储平台进行的，从而解决了传统PACS系统数据备份的难题。

“为什么选HDS，因为它是做存储的专业厂家。”万振不假思索地说。海河医院采购时设计了24TB的PACS存储容量——按照海河医院现在每天新增不到10GB的影像数据量，一年大约新增3TB，可以存储8年的数据。

“我们选择了HDS HNAS存储，通过镜像方式对数据进行保护。医院现有数据还是以PACS为主（结构化数据30GB，非结构化数据1TB），未来，我们准备采用HDS存储HIS数据。”万振说。

  万振在关注虚拟化技术，并且HDS也提供了虚拟化解决方案VSP、VM。他表示，2013年可以考虑非核心模块的虚拟化，但是HIS核心业务还不敢上虚机。目前，海河医院HIS和电子病历系统都运行在两台IBM小型机上，负载均衡，相应的数据备份采用了飞康的CDP，以增量数据为核心，通过软硬件一体化的技术实现。“对于纯软件实时备份，我们有担心。”

 回首2012年急剧提速的海河医院信息化建设，万振认为，医院IT投入的价值体现在几个方面：

 第一，提高了临床效率。自从实施电子病历和集成平台后，临床医生们多次反映，以前为了书写病历，可能要熬到晚上9点才能下班，现在4点半就基本写完大部分病历，节省下来的大量时间可以更好的用于临床诊断。同时，可以快速查看电子化验报告结果，不用等报告，而且对于结果的比较很直观。

 第二，促进影像调阅的共享，优化了临床医生的阅片流程。PACS上线后，临床科室医生再也不用像以前一样要去放射科借片子、催片子，并且病人历次的图像信息均可呈现，可以很直观的进行比较。

 第三，集成平台将多个业务系统无缝链接。在电子病历系统中，其它临床信息系统的文字数据可以直接使用，无缝插入电子病历。在电子病历的质控功能帮助下，医生一写完病历便可提交，直接归档到病案室，病案室可使用电子病历质控模块进行病历检查。

 第四，无线查房提升了工作效率。医生可以直接在床边查看电子病历并下达医嘱，节省时间，间接创造价值。

 第五，方便管理，数据统计分析更便捷。通过平台可抓取任意程序模块的基础数据，进一步进行相应处理，得出规律，直接知道管理决策。