医疗行业信息化解决方案白皮书

医疗行业信息化解决方案白皮书内容摘要：

10  简化系统维护  降低系统宕机 风险  优化 IT 流程，提升医疗效率 白鸽学吧 11 3. 医院信息中心系统架构： 白鸽学吧 12 方案描述 全自动存储分层（ FAST VP/FAST Cache） 医院信息系统中，不同的 分类数据 对存储系统的要求也不同。 根据不同应用数据的重要程度及性能要求，将不同应用系统的数据分别存储在不同类型的存储介质上，有助于提升系统整体性能，降低 TCO。 企业级固态闪存盘 （ SSD） 给客户 带来巨大的价值  更快的性能： 30 倍的 IOPS，不到 1 毫秒的响应时间；  更高的能效：每 TB的能源需求减少 38%，每 IO 的能源需求减少 98%  更好的可靠性： 固态闪存盘 没有移动机械部件 ,RAID 重建速度更快。  核心业务 系统 数据库： 要求存储能够在最短时间内完成尽可能多的数据库查询 操作 ，对数据访问性能要求最高 ； – 需要 将 HIS、 EMR、 LIS、 CIS、 RIS 等系统 的 数据库 存储 在企业级固态闪存盘(SSD)上，以最大限度 提高数据库的 访问速度 ；  PACS 系统 主要为顺序读写，对磁盘的 吞吐性能要求较高 ； – 需要 将 并发 访问 量 不高，但数量及容量巨大的 PACS 系统医学影像文件 ， 根据数据的读写频率差异，动态自适应地 在 SAS 磁盘和 NL_SAS 磁盘上 存储 ；  门户网站、办公、电子邮件等应用系统对性能的要求相对较低 – 需要 将性能要求 一般 的数据库 及网站办公文件 存储 在 SAS 磁盘上 和 NL_SAS 磁盘上。 EMC VNX 的 FAST 全自动存储分层 架构， 根据应用数据的不同重要程度及性能要求，将其 分别存储在 以企业固态闪存盘（ SSD） +SAS 磁盘 +NL_SAS 磁盘组成的存储资源池中 ，有助于提升系统整体 效率 ，降低 总体成本。 在 EMC 的 全自动 存储 分层 方案 中， 还 为客户提供更为先进的 FAST Cache 技术。 该技术利用 企业闪存驱动器，将频繁访问的 HIS、 LIS、 CIS、 RIS系统中 数据 ，自动地 从 磁盘中 缓白鸽学吧 13 存至由闪存驱动器构成的 FAST Cache 中，为数据库应用提供最短访问时间和最快 I/O 速率 ，进一步应对突发的业务峰值 （例如医院每天早晨 8:0010:00 的业务高峰期） 带来的系统性能压力。 本方案推荐的产品包括：  EMC VNX 统一存储  EMC VNX FAST Suite PACS系统数据存储 归档 方案 PACS系统数据管理架构分析 PACS 系统是医院信息系统重要的组成部分，与其他医院信息系统相比， PACS 系统 具有以下特点：  PACS 系统以静态医学影像和动态医学影像为主，并发访问小， 数据吞吐能力需求 高  PACS 系统影像数据增长快，要求存储系统能够提供海量存储能力  PACS 系统影像数据需要长期保存 ，并实现实时影像在线检索  PACS 系统影像数量巨大，需要存储系统提供强大的文件系统，提供快速 文件 检索 伴随医院规模的 不断 扩大， PACS 系统的影像数据 增长会越来越快。 影像 数据的 访问 特点是：访问 频率在生成后最初一两个月最高（主要用于治疗），在最初的一到两年内有所降低（主要用于分析和研究），之后会很低，但必须能够被访问到（用于查询）。 面对高达几十 TB 的医学影像资料，如果采用常规的数据存储和备份模式， 将无法 在提供快速的数 据检索能力的同时， 对这些数据进行有效的保护并。 因此， 需要将历史数据通过数据归档解决方案进行剥离，再对在线数据采用 数据复制技术进行 保护。 针对 PACS 系统的应用特点，我们认为 PACS 系统存储体系架构应具备以下特点：  采用 在线 +归档 的分级存储 体系架构 ， 管理日益庞大的海量影像文件  近期产生的动态数据采用在线 形式 存储，历史静态数据进行归档  采用 数据 复制技术，对 数据库和 在线影像数据进行保护 PACS系统数据存储 归档 方案 针对医院 PACS 系统中 海量 医学影像 管理 、连续性要求高和性能要求 一般等 特点，结合不同 PACS 软件供应 商的体系架构，可分别采用 SAN 或者 SAN+NAS 的方式提供服务： 白鸽学吧 14  针对医院 PACS 系统的应用特点和数据结构，采用 EMC VNX 统一存储系统管理 PACS 系统数据库和在线 的 PACS 影像文件，提供高速的数据访问能力，提供有效的数据共享能力。  对在线存储的影像文件，利用 FAST 管理软件，根据数据的读写频率差异，动态自适应地 在 SAS 磁盘和 NL_SAS 磁盘上实现分层存储；  利用 PACS 系统的数据归档功能， 将历史数据从在线存储中迁移到 EMC Isilon 归档存储 系统 中， 实现数据的长期、可靠的存储， 并 确保历史数据能够实时被 业务系统访问。 PACS系统 数据 存储架构 图： PACS系统数据归档方案优势 EMC Isilon 作为信息生命周期或分层存储战略的一部分，大大降低统一存储基础架构的总体拥有 成本，具备如下特点和优势：  管理方便：单一文件系统，无缝扩展到 15PB，对 PACS 应用透明  扩展方便： 60 秒完成扩展，无停机时间  性能保证：传统 Windows 文件系统随数据量增加，性能下降，使得 PACS 系统越来越白鸽学吧 15 慢， Isilon 能保证性能随容量增加而增强  数据管理成本最优：自动的数据分层迁移管理  合作广泛：与国内外主流 PACS 厂商都有集成测试及项目合作（东软、上海岱嘉、 华海、 锐科、 GE、西门子 、飞利浦 等） 本方案推荐的产品包括：  EMC Isilon 数字化医院 虚拟化架构 随着医院信息化的深入发展，医院内业务科室不断提出新的需求，医院的规模不断扩大，这都带来了医院的信息系统在规模和复杂程度上的不断提升。 这些医院业务系统绝大多数是运行在基于 x86 架构 PC 服务器上，采用 Windows 或 Linux 操作系统，按照传统的应用部署 方式，一个应用部署在一台物理服务器，一般的三甲医院普遍拥有几十台服务器，这些服务器中除了有 HIS\PACS\LIS\EMR 等核心业务系统和数据库系统外，还分布有 RIS、医保、银联前置机、合理用药、知识库、排队叫号、病人查询系统、 OA、杀毒系统、手术麻醉、文件服务器、 WEB、 Email 等非关键应用系统。 服务器虚拟化需求分析 目前，医院对于非关键应用系统的管理仍以分散为主，服务器故障节点比较多，一旦发生故障，宕机时间长， IT人员维护工作量大。 而通常医院的信息中心人员数量有限，且需要担负整个医院所有 IT系统 和设备的维护和管理，工作强度和压力非常大。 主要问题体现在：  成本高  硬件成本较高。  运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。  可用性低 白鸽学吧 16  可用性低， 因为每个服务器都是单机， 如果都配置为双机模式成本更高。  系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。  缺乏可管理性  数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。  硬件维护需要数天 /周的变更管理准备和数小时的维护窗口。  兼容性差  应用迁移到新的硬件平台，需要与旧系统兼容的操 作环境（如操作系统）。 如何使医院快速的部署新的临床信息系统，如何更加简单、高效的利用人力物力资源，如何进一步提高业务系统的安全性， 成了医院当前迫切需要解决的问题。 为了更好的解决上述物理服务器与医院各业务应用系统之间的一一对应方式所造成的弊端，可以采用服务器虚拟化架构解决方案。 EMC 旗下的全球虚拟化产品领先厂商 VMware公司能够为用户提供完善的服务器虚拟架构解决方案，该方案可以实现：  服务器整合和基础架构的优化 ；  消减物理服务器架构的成本 ；  增强数据中心扩展性 ；  改善操作的易用性和灵活性 ；  增加应用系统的可用性并改善业务连续性 ； EMC 针对服务器虚拟化的统一存储解决方案 本方案中，我们建议医院的 服务器 虚拟化平台信息基础架构采用 SAN+NAS 集中存储方式，具体方案如下图所示： 白鸽学吧 17  将每个虚拟机的操作系统创建在共享的 SAN 集中存储阵列上，通过 VMware VMFS 文件系统允许多个 ESX Server 同时访问同一存储，并支持 VMware VMotion™ 技术、 VMware DRS 和 VMware HA 等高级功能，以实现虚拟化环境的高可用和动态资源调配。