醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)全面上線
無(wú)錫市第一人民醫(yī)院創(chuàng)辦于1927年,至今已有80多年的歷史。多年來(lái),該院在泌尿外科、血液科、心血管內(nèi)科等專業(yè)領(lǐng)域積累了非常雄厚的醫(yī)療技術(shù)力量;非凡是在人工起搏、肝腎移植等一批尖端醫(yī)療項(xiàng)目上,該院已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。在信息化建設(shè)方面,無(wú)錫市第一人民醫(yī)院同樣走在國(guó)內(nèi)同行的前列。近年來(lái),該院已先后建成了“醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)”、“醫(yī)療影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)(PACS)”、“電子病歷系統(tǒng)”、“社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)”等幾大核心醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
其中,“醫(yī)院信息系統(tǒng)”是醫(yī)院的治理中樞,它包含財(cái)務(wù)、人事、住院、藥品、門診、醫(yī)技、病程、收費(fèi)等多個(gè)子系統(tǒng),同時(shí)承擔(dān)著“臨床治理”與“行政治理”的雙重使命;“醫(yī)療影像系統(tǒng)”是醫(yī)院的影像中心,它承擔(dān)著從CT、X光機(jī)等各類成像檢查設(shè)備中采集影像資料、對(duì)這些資料加以處理和存儲(chǔ)、并為一線醫(yī)師提供查詢服務(wù)的使命;“電子病歷系統(tǒng)”是醫(yī)院的病歷中心,它具體記錄了患者的治療方案和治療過(guò)程,既為醫(yī)院積累了寶貴的治療經(jīng)驗(yàn),又為處理醫(yī)患糾紛提供了不可或缺的證實(shí)文件;而“社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)”則連通了醫(yī)院與社保部門的業(yè)務(wù)后臺(tái),它為醫(yī)院接診并服務(wù)好廣大社保患者提供了支持。
數(shù)據(jù)資產(chǎn)治理問(wèn)題凸顯
HIS、PACS和電子病歷等系統(tǒng)是在不同時(shí)期分批建成的,各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處于分散存儲(chǔ)狀態(tài),不僅如此,每個(gè)系統(tǒng)所采取的存儲(chǔ)方式與存儲(chǔ)介質(zhì)也各不相同,有些存儲(chǔ)介質(zhì)已經(jīng)落后。隨著上述系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大,它們?cè)跀?shù)據(jù)治理方面的問(wèn)題日益凸顯出來(lái):
首先,存儲(chǔ)后臺(tái)容量不足,數(shù)據(jù)調(diào)用不便。以PACS為例,該系統(tǒng)上線后,數(shù)據(jù)規(guī)模呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。按照原來(lái)的存儲(chǔ)方式,這些數(shù)據(jù)被存放在系統(tǒng)外掛的盤陣之中。由于盤陣容量有限,因此不得不定期對(duì)盤陣進(jìn)行清理,并將歷史文件采取刻光盤的方式加以保存。一旦醫(yī)生需查詢這些歷史文件,就只能到光盤庫(kù)中去檢索,這使他們感到非常不方便。
其次,鏈路結(jié)構(gòu)相對(duì)落后,系統(tǒng)穩(wěn)定堪憂。上述系統(tǒng)原來(lái)的存儲(chǔ)后臺(tái)多采用單獨(dú)SCSI鏈路,這種鏈路方式不僅帶寬較低,而且由于沒(méi)有冗余,可用性也較差。仍以PACS系統(tǒng)為例,有些醫(yī)生反映,該系統(tǒng)在同時(shí)調(diào)出多個(gè)大尺寸影像文件時(shí),有時(shí)會(huì)因鏈路問(wèn)題而發(fā)生遲滯。
最后,分散存儲(chǔ)的模式,嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)資產(chǎn)的治理效率。從系統(tǒng)維護(hù)的角度看,每個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都要單獨(dú)備份,這樣的重復(fù)操作不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且難以給各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)提供同一水平的保護(hù);從資源調(diào)配的角度看,不同系統(tǒng)的存儲(chǔ)資源和備份資源無(wú)法相互調(diào)劑,因而造成了厚此薄彼、資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。
就上述三個(gè)問(wèn)題,醫(yī)院信息中心指出:“醫(yī)院的信息化工作走到今天,隨著各類應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增加與日益成熟,我們?cè)絹?lái)越感到:必須對(duì)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的治理有一個(gè)通盤的考慮,有一個(gè)集中治理方案。這樣做,不僅有利于數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定,而且能夠?yàn)槲覀儗?lái)對(duì)這些數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行深度挖掘、實(shí)現(xiàn)知識(shí)治理,奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”
“分類存儲(chǔ)、一體備份、重點(diǎn)容災(zāi)”的治理方案
為了實(shí)現(xiàn)集中治理,醫(yī)院信息中心首先對(duì)上述四個(gè)系統(tǒng)及其后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整體規(guī)劃。他們發(fā)現(xiàn),這些數(shù)據(jù)按其自身特征可劃分為“PACS數(shù)據(jù)”和“非PACS數(shù)據(jù)”等兩大類,前者專指PACS系統(tǒng)的數(shù)據(jù),后者包括HIS系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)與社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)。
這兩類數(shù)據(jù)的差別很大:前者主要是多媒體文檔,其并發(fā)訪問(wèn)量小,但文件尺寸比較大;后者包括傳統(tǒng)文檔和數(shù)據(jù),其并發(fā)訪問(wèn)量大,但數(shù)據(jù)尺寸小。從系統(tǒng)本身的角度來(lái)看也是如此:無(wú)論是持續(xù)可用性、
數(shù)據(jù)安全性,還是響應(yīng)速度,其它三個(gè)系統(tǒng)都比PACS系統(tǒng)的要求高。
考慮到兩類數(shù)據(jù)、兩類系統(tǒng)的上述差別,信息中心最終制定了“分類存儲(chǔ)、一體備份、重點(diǎn)容災(zāi)”的數(shù)據(jù)資源集中治理方案。具體而言,就是對(duì)“PACS數(shù)據(jù)”和“非PACS數(shù)據(jù)”分別加以存儲(chǔ),統(tǒng)一實(shí)施備份;與此同時(shí),只對(duì)其中“重要且讀寫(xiě)頻繁”的“非PACS數(shù)據(jù)”實(shí)施異地容災(zāi)。在此基礎(chǔ)上,建設(shè)一個(gè)涵蓋上述四大系統(tǒng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)中心。
該院信息中心負(fù)責(zé)人在解釋這一思路時(shí)說(shuō):“數(shù)據(jù)集中治理的核心是要把各種數(shù)據(jù)資產(chǎn)作為一個(gè)整體給予通盤考慮,而不是簡(jiǎn)單地把它們集中存儲(chǔ)在一起。從我們的具體情況來(lái)看,兩類數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)I/O的要求是不同的,假如硬放在一起,在應(yīng)用高峰的時(shí)候,它們可能會(huì)相互影響。正是基于這樣的考慮,我們?yōu)閮深悢?shù)據(jù)建設(shè)了不同的存儲(chǔ)后臺(tái)。”
戴爾全面擔(dān)綱硬件平臺(tái)建設(shè)
上述思路確定后,無(wú)錫市第一人民醫(yī)院開(kāi)始了存儲(chǔ)、備份與容災(zāi)設(shè)備的選型工作。經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備性能、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、易治理性等各方面因素的綜合考察,2004年9月,院方最終選用了戴爾的整套存儲(chǔ)方案,具體包括2臺(tái)DELLEMC CX300光纖盤陣與1臺(tái)戴爾PV160T帶庫(kù),它們分別承擔(dān)起存儲(chǔ)、備份和容災(zāi)的功能,共同為院方構(gòu)建了一個(gè)“分類存儲(chǔ)、一體備份、重點(diǎn)容災(zāi)”的醫(yī)療數(shù)據(jù)中心。
該數(shù)據(jù)中心的四個(gè)系統(tǒng)(HIS、PACS、病歷、社保)共使用了8臺(tái)主機(jī),其中:HIS系統(tǒng)采用醫(yī)院原有的2臺(tái)其它品牌服務(wù)器擔(dān)任前端主機(jī);PACS系統(tǒng)采用2臺(tái)戴爾PE6650服務(wù)器擔(dān)任前端主機(jī);電子病歷系統(tǒng)采用1臺(tái)戴爾PE6650服務(wù)器與1臺(tái)醫(yī)院原有的其它品牌服務(wù)器共同擔(dān)任前端主機(jī);社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)采用2臺(tái)新引進(jìn)的戴爾PE2850服務(wù)器擔(dān)任前端主機(jī)。每臺(tái)主機(jī)均安裝了3塊HBA卡,以便與存儲(chǔ)后臺(tái)連接。
存儲(chǔ)后臺(tái)的具體情況如下:
第一部分:分類存儲(chǔ)
以1套新引進(jìn)的DELLEMC CX300光纖盤陣,外加1套醫(yī)院原有的其它品牌光纖盤陣,分別擔(dān)任“非PACS數(shù)據(jù)”與“PACS數(shù)據(jù)”的存儲(chǔ)后臺(tái),這兩套盤陣通過(guò)2臺(tái)BROCADE 8口光纖交換機(jī)(DS-8B2)與前端的四個(gè)系統(tǒng)、8臺(tái)主機(jī)相連接,構(gòu)成全光纖的SAN結(jié)構(gòu)。
其中,DELLEMC CX300存儲(chǔ)容量約5TB,它通過(guò)2臺(tái)交換機(jī),與前端“HIS系統(tǒng)”、“電子病歷系統(tǒng)”、“社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)”的6臺(tái)主機(jī)構(gòu)成了全冗余的連接,這3個(gè)系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)(非PACS數(shù)據(jù))全部存儲(chǔ)于本套CX300之中。
醫(yī)院原有的1套光纖盤陣,存儲(chǔ)容量約2TB,它通過(guò)1臺(tái)交換機(jī),與前端PACS系統(tǒng)的2臺(tái)主機(jī)相連接,PACS數(shù)據(jù)全部存入其中。
第二部分:一體備份
以1套新引進(jìn)的戴爾PV160T帶庫(kù)全面承擔(dān)“非PASC數(shù)據(jù)”與“PACS數(shù)據(jù)”的備份任務(wù)。為了使數(shù)據(jù)的備份流程獨(dú)立于其存儲(chǔ)流程,確保鏈路的冗余,院方在存儲(chǔ)SAN之外,用1臺(tái)16口BROCADE光纖交換機(jī)將8臺(tái)前端主機(jī)與PV160T直接連通起來(lái),從而搭建了一個(gè)專用的備份網(wǎng)絡(luò)。
整個(gè)備份過(guò)程由8臺(tái)前端主機(jī)上安裝的Veritas SAN備份軟件直接加以指揮和控制。由于“非PACS數(shù)據(jù)”和“PACS數(shù)據(jù)”在增長(zhǎng)速度、訪問(wèn)頻度、存儲(chǔ)介質(zhì)容量上存在明顯差異,院方對(duì)它們采取了不同的備份策略:
“PACS數(shù)據(jù)”:由于它的訪問(wèn)頻度低、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)快、存儲(chǔ)介質(zhì)容量有限(2TB),因而對(duì)它采取了“逐日遷移、按月備份”的策略。具體而言,就是天天從PACS后臺(tái)盤陣向PV160T進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移,以降低存儲(chǔ)后臺(tái)的壓力;每月做一次全面?zhèn)浞荩源_保數(shù)據(jù)的安全和完整。
數(shù)據(jù)遷移和備份均在夜間進(jìn)行。天天晚上,PACS系統(tǒng)的兩臺(tái)前端主機(jī)會(huì)對(duì)存儲(chǔ)后臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)掃描,一旦發(fā)現(xiàn)其中的數(shù)據(jù)總量已經(jīng)超過(guò)總存儲(chǔ)容量的70%,且包含有保存期超過(guò)60天的數(shù)據(jù),就會(huì)自動(dòng)發(fā)起遷移程序,將那些同時(shí)符合上述兩項(xiàng)條件的數(shù)據(jù)遷移到PV160T之中。遷移后的數(shù)據(jù)會(huì)在原存儲(chǔ)后臺(tái)中留下指針數(shù)據(jù),到了月末最后一天的晚上,系統(tǒng)會(huì)將本月的所有指針數(shù)據(jù)備份到PV160T之中。
“非PACS數(shù)據(jù)”:由于它的檢索頻度高、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)慢、存儲(chǔ)介質(zhì)容量較大(5TB),因此不需要做數(shù)據(jù)遷移;它的備份策略是:天天晚上做一次當(dāng)日增量數(shù)據(jù)的備份,每周做一次全部數(shù)據(jù)的備份。
第三部分:重點(diǎn)容災(zāi)
鑒于“非PACS數(shù)據(jù)”不僅訪問(wèn)頻度高,而且極為要害,院方單獨(dú)為其設(shè)計(jì)了一個(gè)遠(yuǎn)程容災(zāi)備份系統(tǒng),以提高這些數(shù)據(jù)的安全保護(hù)水平。該系統(tǒng)由1臺(tái)戴爾PE2850服務(wù)器與1臺(tái)DELLEMC CX300光纖盤陣共同組成,其中,PE2850負(fù)責(zé)運(yùn)行Veritas備份軟件,實(shí)施備份治理,該服務(wù)器基于新一代英特爾技術(shù)的雙路平臺(tái),采用了包括PCI EXPRess I/O、DDR2內(nèi)存、64位英特爾®擴(kuò)展內(nèi)存等一系列創(chuàng)新技術(shù),更高的帶寬和更強(qiáng)的內(nèi)存尋址能力為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供了更卓越的性能;CX300具體擔(dān)任容災(zāi)備份的存儲(chǔ)后臺(tái),它們處在與存儲(chǔ)SAN不同的物理位置,通過(guò)1臺(tái)BROCADE8口光纖交換機(jī),與存儲(chǔ)SAN相連通。
負(fù)責(zé)容災(zāi)備份的這套DELLEMC CX300,共配載了約4個(gè)TB的存儲(chǔ)容量。具體的備份方法是:每隔1小時(shí),災(zāi)備系統(tǒng)中的PE2850服務(wù)器會(huì)自動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)SAN進(jìn)行掃描,以便對(duì)其中的“新增數(shù)據(jù)”進(jìn)行文件復(fù)制和日志快照,并將復(fù)制和快照的結(jié)果保存到負(fù)責(zé)容災(zāi)備份的那臺(tái)CX300之中。
整個(gè)方案拓?fù)鋱D如下:
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性能優(yōu)異的硬件平臺(tái),貼近用戶的直接服務(wù)
2004年12月,按照上述方案建設(shè)、由戴爾存儲(chǔ)設(shè)施全面擔(dān)綱的無(wú)錫市第一人民醫(yī)院醫(yī)療數(shù)據(jù)中心正式上線。到目前為止,該中心已穩(wěn)定運(yùn)行了2個(gè)多月的時(shí)間。中心一舉創(chuàng)造了兩項(xiàng)第一:江蘇省衛(wèi)生系統(tǒng)內(nèi)第一個(gè)采用全光纖SAN結(jié)構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)中心、國(guó)內(nèi)第一個(gè)以戴爾PV160T為基礎(chǔ)的高性能光纖通道備份系統(tǒng)。
從運(yùn)行效果來(lái)看,該中心“分類存儲(chǔ)、一體備份、重點(diǎn)容災(zāi)”的設(shè)計(jì)思路是科學(xué)的,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是成功的,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中治理并為不同類型的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)不同的存儲(chǔ)與保護(hù)方法,整個(gè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)以最合理的投入,實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化的數(shù)據(jù)處理流程與服務(wù)支持結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)中心獲得成功的另外一個(gè)重要因素是存儲(chǔ)設(shè)備的正確選擇。包括DELLEMC CX300和戴爾PV160T等在內(nèi)的高性能存儲(chǔ)設(shè)備,以出色的表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心各項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn),奠定了硬件方面的基礎(chǔ)。
以擔(dān)當(dāng)備份重任的戴爾PV160T為例,它突出的“大容量”、“高速度”與“易治理”優(yōu)勢(shì),使醫(yī)院數(shù)據(jù)中心在數(shù)據(jù)備份功能方面,達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的水平:
從容量來(lái)看,PV160T使用的LTO-2磁帶,單盤不壓縮可存200GB數(shù)據(jù),壓縮后可存400GB數(shù)據(jù)。無(wú)錫市第一人民醫(yī)院此番引進(jìn)的PV160T共有294個(gè)槽位,假如全部配滿,總存儲(chǔ)容量將高達(dá)58.8TB(不壓縮)和117.6TB(壓縮)。按照目前醫(yī)院數(shù)據(jù)天天5GB、每年1.5TB的增長(zhǎng)速度,這套PV160T帶庫(kù)在不壓縮的情況下,也可供醫(yī)院使用39年。
從速度來(lái)看,PV160T的磁帶驅(qū)動(dòng)器不僅能以每秒30MB的速度實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速備份,而且能夠以極高的效率響應(yīng)用戶的檢索請(qǐng)求。這種卓越的響應(yīng)能力,是PV160T相比于“光盤備份”和“傳統(tǒng)帶庫(kù)備份”的一個(gè)革命性進(jìn)步。現(xiàn)在,醫(yī)生如需向PV160T檢索備份的PACS文件,即使在天天上午高峰時(shí)段,最多也只要1分鐘就可以找到文件并將之打開(kāi)。
從易治理性來(lái)看,PV160T的治理接口與治理界面都十分先進(jìn)。用戶可以用WEB方式對(duì)PV160T的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控、調(diào)整和設(shè)置,而無(wú)需進(jìn)入機(jī)房進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù);不僅如此,PV160T還答應(yīng)其內(nèi)部的磁帶驅(qū)動(dòng)器直接連接到光纖通道交換機(jī)上,而不必使用價(jià)格昂貴的“SCSI至Fiber”通道轉(zhuǎn)換器。本方案正是利用這一特征,通過(guò)連接一臺(tái)16口光纖交換機(jī),建立了一個(gè)獨(dú)立、高速的備份與查詢網(wǎng)絡(luò)。
再比如分別承擔(dān)著存儲(chǔ)和容災(zāi)任務(wù)的2套DELLEMC CX300光纖盤陣,它們不僅以強(qiáng)大的性能支持了數(shù)據(jù)中心的高效、穩(wěn)定運(yùn)行,更以卓越的可擴(kuò)展性為數(shù)據(jù)中心的未來(lái)發(fā)展預(yù)留了充足的增容空間:
在處理能力上,CX300采用了800MHz的存儲(chǔ)處理器與高達(dá)2GB的高速緩存,這樣的配置為CX300快速地“處理”與“收發(fā)”數(shù)據(jù),提供了強(qiáng)大的動(dòng)力;在系統(tǒng)I/O上,CX300能夠提供5萬(wàn)次/秒的緩沖I/O、680MB/秒的持續(xù)帶寬,這兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于支持HIS等OLTP型應(yīng)用,具有非常重要的意義。
在優(yōu)化能力上,CX300答應(yīng)用戶根據(jù)前端不同應(yīng)用的具體需求,對(duì)系統(tǒng)的高速緩存進(jìn)行調(diào)配,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。在本方案中,作為存儲(chǔ)后臺(tái)的CX300分別支持了3項(xiàng)不同的應(yīng)用,醫(yī)院方面非常需要在實(shí)際運(yùn)行中了解不同應(yīng)用的需求壓力,并據(jù)此不斷對(duì)CX300的緩存資源做進(jìn)一步的調(diào)整。
在可擴(kuò)展性上,CX300可在單一陣列中支持64臺(tái)服務(wù)器,并可輕松擴(kuò)容到8.8TB,這就為應(yīng)用系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源的擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。目前,無(wú)錫市第一人民醫(yī)院已開(kāi)始著手將其它一些應(yīng)用系統(tǒng)(如醫(yī)院的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng))接入本方案的SAN之中,今后本醫(yī)療數(shù)據(jù)中心將有望成為全院所有數(shù)據(jù)資產(chǎn)的“大一統(tǒng)”治理中心。
在對(duì)上述戴爾存儲(chǔ)設(shè)備表示滿足的同時(shí),無(wú)錫市第一人民醫(yī)院信息中心的劉喻主任還對(duì)戴爾的服務(wù)表示了認(rèn)可,他說(shuō)“此次系統(tǒng)集成前后經(jīng)歷了大約兩個(gè)月的時(shí)間。為確保設(shè)備安裝、調(diào)試不影響醫(yī)院正常的工作秩序,我們一般選擇在晚上開(kāi)展工作。在整個(gè)過(guò)程中,戴爾工程師在一線為我們提供了極為認(rèn)真負(fù)責(zé)的服務(wù),這么復(fù)雜的系統(tǒng)一次部署成功,非常難得。”
他還指出:“部署過(guò)程中需要很多零配件,按照以往使用其它品牌的經(jīng)歷,要么會(huì)多出一堆,要么會(huì)漏掉幾個(gè),總之很難恰到好處。這次我們也擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)這種情況。然而,戴爾計(jì)算得非凡精確,大到各種驅(qū)動(dòng)器,小到一根連線,最后是一個(gè)不多,一個(gè)不少。更重要的是,這些零配件都是在廈門經(jīng)過(guò)測(cè)試后才發(fā)送過(guò)來(lái)的,節(jié)省了我們很多時(shí)間。”
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