薛万国：医学影像中心建设要点

来源：HIT专家网      作者：姜浩 整理

医院PACS系统发展正呈专科化、分散化、异构化趋势，导致影像存储分散化，为影像数据统一管理带来障碍，给医生统一调阅多模态影像造成困难。医院需要通过建设医学影像中心实现医学影像统一管理、调用的需求。

解放军总医院医学大数据研究中心原主任薛万国在由HIT专家网主办、日立数据（Hitachi Vantara）协办的《业务连续性+影像数据湖：医疗数据管理热点》在线研讨会上演讲时讲到，想要实现这一需求，医学影像中心需具备三项功能：

首先是影像数据的汇聚功能，能够将分散在各业务PACS系统中的影像数据汇聚到一起；其次是影像数据的管理功能，包括数据存储管理、数据安全管理、数据迁移管理、数据备份管理等；最后是影像数据的服务功能，包括为临床医生提供影像阅读服务、为第三方应用提供影像调阅服务、为临床科研提供影像检索服务等。

这三项功能的实现，对于医学影像中心的建设提出了新要求。

在实现影像汇聚时注意消除性能瓶颈

在影像数据汇集方面，各类影像信息系统通常都支持DICOM标准，包括提供DICOM服务（C-Store、C-Move）与DICOM影像文件（DCM），为数据汇集提供了良好基础。

多数PACS系统在采集设备数据时，可能会提供路由转发功能，由各业务PACS系统将影像“转发”给影像中心，即可实现影像汇集。对于不支持“转发”的系统需要进行特殊处理，增加中间采集模块，定时访问影像存储目录，采集新数据。

“在实现影像数据汇集功能的过程中，医学影像中心容易出现性能瓶颈，特别是对大型医院而言。”薛万国解释说，通常PACS系统需要连接多个影像设备，这些设备并行向PACS发送数据，因此影像采集模块的并发线程较多；但PACS在转发数据时可能只通过一个线程连接医学影像中心。因此，DICOM服务器的传送端和接收端处理能力差距较大，当检查量激增、影像业务繁忙时，易造成上传影像队列长、时间滞后，调阅性能下降等问题。

如何消除性能瓶颈？薛万国建议可从两方面入手：在硬件方面，提高存储系统性能，可以采用SSD和磁盘混合结构，提高“热”数据的读写性能，或采用高性能服务器；在软件方面，PACS和医学影像中心的软件架构对性能有重要影响，采用可并行的软件架构将有助于提升发送、接收的并发度。薛万国提醒说：“医院需要在建设医学影像中心和采购PACS产品的过程中考察这一问题。”

建立“冷-热”两级的影像数据存储体系

“影像数据管理是医学影像中心的核心功能，医院需着力解决影像数据体量快速增长与有限的存储容量之间的矛盾。”薛万国表示，直接采用大容量的存储设备易造成成本与资源浪费，只有实现影像存储体系容量的可持续扩展，才能有效解决这一矛盾。

在影像数据管理方面，薛万国建议：医院可建立“冷-热”两级的影像数据存储体系。对于热数据，医院可采用横向可扩展的分布式存储技术，结合使用SSD与磁盘实现性能与容量的平衡；对于冷数据，医院可考虑采用蓝光静态存储技术，实现影像存储的绿色可持续发展。另外，对于历史数据，医院也可考虑在无感知差异或无诊断差异的情况下，采用有损压缩存储方式（如1：10压缩）。

“如果医院采用了上述分级存储体系，那么势必将面对数据迁移管理问题，也即如何将冷数据从高级别存储向低级别存储转移。”薛万国认为，这一过程涉及数据迁移策略的制定、影像物理位置转移、数据索引修改等问题，是一项较为复杂的任务。

医院影像数据迁移可通过三种方法实现：第一，依靠存储硬件实现数据迁移，医学影像中心系统对迁移过程无感知，但在系统层面无法获取数据存储的物理位置，这对于冷存储介质的管理造成不便，因此不建议采用此方案；第二，通过医学影像中心管理软件实现迁移，医学影像中心系统可感知数据存储位置，但数据迁移时机和管理较为复杂；第三，医学影像中心同时在冷、热存储上保存两个副本，当热存储数据满时自动删除热数据，此方案的实现机制较为简单。

另外，在影像数据管理中，数据备份是一项非常重要的工作。医学数据备份需遵从以下基本原则：同时使用两种以上形式的备份，确保万无一失；保持备份数据的长期可解读性，除硬件可解读外，数据备份格式应不依赖于特定的应用软件。

基于上述原则，薛万国建议了几种备份方式：首先，建立医学影像中心本身就是PACS系统的另一个数据备份；其次，对于大容量的影像存储，除存储设备自身冗余外（如分布式冗余存储），可使用两套独立的存储设备作为热备份；最后，除热备份外，医院还需要使用冷备份作为医学影像数据的归档备份，可使用的介质包括磁带、蓝光光盘等。“最后一级备份非常重要，归档备份已脱离应用软件，宜采用标准的DICOM文件格式保存，以便长期可解读。”

医学影像中心本质上是一套PACS系统，但侧重点有所不同

“在影像数据服务方面，医学影像中心更像一个PACS系统。”薛万国介绍说，医学影像中心能够提供三种数据服务：影像调阅，通常以Web方式提供指定患者、指定检查的影像阅览，可嵌入医生工作站等系统界面中；为人工智能、影像后处理等第三方应用以DICOM标准接口的方式提供影像数据；作为影像数据资源中心，为临床科研等提供交互式影像检索和数据提供服务。

“医学影像中心是PACS数据的聚合，本质上也是一套PACS系统。但由于应用定位的不同，其软硬件配置、功能的侧重点有所不同。”薛万国总结说，医学影像中心更加注重影像数据容量大导致的相关问题，更加注重影像数据的全生命周期管理，更加注重系统的开放性，这些也是医学影像中心的建设要点。

【责任编辑：秦勉】