關(guān)于影像科PACS/RIS系統(tǒng)存儲空間不足的探討

郭輝，李昂，尹賽賽，曹新志,2

1.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 南京 210002；2.南京航空航天大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京210016

關(guān)于影像科PACS/RIS系統(tǒng)存儲空間不足的探討

郭輝1，李昂1，尹賽賽1，曹新志1,2

1.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 南京 210002；2.南京航空航天大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京210016

目的 提高醫(yī)學(xué)影像存儲與通訊系統(tǒng)（PACS）的傳輸速度，解決醫(yī)生調(diào)閱影像資料時(shí)間延長問題。方法 在不增大PACS服務(wù)器存儲空間的前提下，設(shè)置合理的存儲水線閾值和圖像自動刪除配置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動查找PACS服務(wù)器中近線存儲超過10000幅以上的影像信息的病人資料，然后手動將其刪除。結(jié)果 通過很長一段時(shí)間的后續(xù)觀察，科室各機(jī)房影像資料傳輸緩慢的現(xiàn)象不再出現(xiàn)，診斷醫(yī)生調(diào)閱影像資料的速度也有所提高，PACS服務(wù)器存儲空間的水線也維持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。結(jié)論 在不增加磁盤擴(kuò)容成本投入時(shí)，本文所采用的解決PACS服務(wù)器存儲空間不足的方法，值得同行借鑒。

醫(yī)院信息系統(tǒng)；PACS/RIS；磁盤存儲；醫(yī)生工作站

0 前言

近年來，隨著數(shù)字成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，人們對于醫(yī)院信息一體化的要求也越來越高，國內(nèi)很多醫(yī)院都在打造屬于自己的信息化工程，建設(shè)數(shù)字化醫(yī)院。在醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）建設(shè)的基礎(chǔ)上，越來越多的醫(yī)院已經(jīng)完成了醫(yī)學(xué)影像存儲與通訊系統(tǒng)（PACS）和放射學(xué)信息系統(tǒng)（RIS）建設(shè)[1]。

我院于2009年采購了GE的PACS/RIS。系統(tǒng)自上線以來，運(yùn)行到現(xiàn)在共5年多時(shí)間，整體運(yùn)行穩(wěn)定。目前，系統(tǒng)主要分為在線系統(tǒng)和歸檔系統(tǒng)兩部分，在線系統(tǒng)提供應(yīng)用訪問，歸檔系統(tǒng)負(fù)責(zé)圖像的異地備份，保證數(shù)據(jù)安全性[2]。其中在線系統(tǒng)在架構(gòu)上為高性能的負(fù)載均衡系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、存域控服務(wù)器、負(fù)載均衡交換機(jī)構(gòu)成，其目的是為提高應(yīng)用訪問的性能，并為其內(nèi)部提供一定的冗余，從而提高可用性。

PACS作為實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)醫(yī)學(xué)圖像獲取、顯示、傳輸、存儲的綜合性能的醫(yī)學(xué)圖像管理系統(tǒng)，是HIS的重要組成部分。它能使醫(yī)院所有的圖像資料實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中存儲和管理，并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上會診[3]。由于PACS與電子病歷（EHR）、RIS的整合，數(shù)據(jù)量日益增大，這對系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性的要求就更高。隨著新設(shè)備的引進(jìn)和使用，數(shù)據(jù)存儲量逐年上漲，巨大的數(shù)據(jù)量的管理和數(shù)據(jù)流量對服務(wù)器的負(fù)載將面臨巨大的考驗(yàn)[4]。在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)會經(jīng)常出現(xiàn)堵塞的情況，病人檢查完的影像資料向PACS傳輸時(shí)，速度變得緩慢，并且診斷醫(yī)生在報(bào)告工作站RA600上從PACS服務(wù)器調(diào)閱影像資料需要等待很長的延遲時(shí)間。

1 我科PACS/RIS運(yùn)行環(huán)境

1.1 PACS/RIS系統(tǒng)框架

系統(tǒng)架構(gòu)采用EA的ASP負(fù)載均衡模式，分別為應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。EA的架構(gòu)是基于醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)DICOM3.0協(xié)議的支持，所有的數(shù)據(jù)，都基于DICOM協(xié)議傳輸、保存和調(diào)閱。目前科室所有影像設(shè)備均連入PACS網(wǎng)絡(luò)，包括5臺DR、5臺CT、5臺磁共振儀（MR）、4臺數(shù)字減影血管造影（DSA）、3臺數(shù)字胃腸機(jī)、1臺泌尿機(jī)；科里圖像報(bào)告工作站RA600共36臺，專用病人信息登記工作站5臺。1臺EMC CX4-480 光纖磁盤存儲設(shè)備用作在線存儲；1臺EMC CX4-480 SATA 磁盤存儲設(shè)備用作近線存儲；1臺DHC（Centricity? Digital Hardcopy，DHC）設(shè)備做離線存儲；1臺實(shí)現(xiàn)全院存儲共享的NS40網(wǎng)關(guān)設(shè)備。而RIS服務(wù)器、中心交換機(jī)各2臺構(gòu)成雙機(jī)熱備，次級交換機(jī)若干臺[5]。現(xiàn)有PACS/RIS系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 現(xiàn)有PACS/R IS系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1.2 GE Centricity RA600影像工作站簡介

GE Centricity RA600是基于個(gè)人電腦的醫(yī)學(xué)影像查詢系統(tǒng)，主要用于影像科診斷醫(yī)生方便調(diào)閱患者檢查完的影像資料。該系統(tǒng)可在Microsoft Windows 7和XP下均可兼容運(yùn)行，用戶界面與大多數(shù)PC用戶熟悉的人機(jī)界面相同。RA600允許加載、顯示并處理任何醫(yī)學(xué)圖像或由單個(gè)或一系列數(shù)字化圖像組成的患者病例報(bào)告。使用它可通過數(shù)字化輸出設(shè)備或次級獲取方式（如數(shù)字化圖像或幀接收器截取圖像）導(dǎo)入MR、數(shù)字X射線（DR）、CT等圖像[6]。RA600系統(tǒng)除了用于顯示患者的影像資料和撰寫報(bào)告和診斷外，還可以進(jìn)行許多其他方面的工作，如存檔，圖像采集、發(fā)送和接收，質(zhì)量控制和三維成像等功能。

2 基于PACS系統(tǒng)近線存儲空間不足問題的探討

目前，科室平均每天接收普放檢查病人約800人次，CT 檢查500人次，MRI檢查 300人次，DSA檢查 40人次，胃腸造影60人次。1天影像數(shù)據(jù)存儲量約為90 G，1年約為32 TB。病人的所有影像資料都傳入醫(yī)院的PACS服務(wù)器中，由1臺EMC CX4-480 光纖磁盤和1臺EMC CX4-480 SATA 磁盤進(jìn)行近線存儲。但是現(xiàn)階段科室各個(gè)影像設(shè)備在向PACS服務(wù)器中傳圖時(shí)速度緩慢，平均10 s傳送1幅（正常情況下是3~5幅/s左右），導(dǎo)致很多病人的影像資料處于排隊(duì)等待狀態(tài)，診斷醫(yī)生也無法及時(shí)調(diào)閱相應(yīng)病人的影像資料來完成其報(bào)告的書寫。

由于不是單一某一臺設(shè)備出現(xiàn)這種情況，所有機(jī)房向PACS的圖像傳輸速度都很緩慢，所以首先考慮整個(gè)PACS網(wǎng)絡(luò)的通訊問題，此時(shí)需要聯(lián)系醫(yī)院信息科相關(guān)人員重啟PACS服務(wù)器或者通過PACS服務(wù)器客戶終端遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器進(jìn)行重啟[7]，但是重啟成功后發(fā)現(xiàn)影像資料的傳輸速度仍舊沒有改善。這時(shí)考慮是不是PACS服務(wù)器的近線存儲空間不足的問題，通過遠(yuǎn)程再次登錄PACS服務(wù)器，雙擊打開應(yīng)用程序“Centricity Enterprise Archive”，點(diǎn)擊選項(xiàng)“Activity”中的“Status Info”來查看磁盤的存儲狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)LIB01即EMC CX4-480 光纖磁盤的存儲水線已經(jīng)達(dá)到87％，而其設(shè)置的上限刪除閾值為82％，正常情況下系統(tǒng)應(yīng)該按照維護(hù)計(jì)劃的設(shè)置在水線達(dá)到82％的時(shí)候自動刪除掉5％的數(shù)據(jù)量；LIB02 備用磁盤的存儲水線為76％，查看其設(shè)置的上限閾值也為82％，并沒有超過設(shè)置的水線指標(biāo)，所以手動將LIB02磁盤的優(yōu)先級調(diào)高，使得各個(gè)機(jī)房檢查完的病人影像資料優(yōu)先上傳至LIB02磁盤里。此后，影像資料的傳輸問題得到了很大的緩解[8]。但是由于科室每天會產(chǎn)生龐大的影像數(shù)據(jù)量，每天影像數(shù)據(jù)存儲量約為80 G，考慮到LIB01和LIB02的總?cè)萘繛?0 T，目前已經(jīng)使用了70％多，剩余的存儲空間很快就會達(dá)到飽和，這時(shí)需要解決磁盤LIB01沒有自動刪除超過設(shè)置水線的數(shù)據(jù)量的問題。考慮到科室一些大型磁共振設(shè)備擔(dān)負(fù)著一些臨床科研工作，應(yīng)用于臨床上的很多科研序列會產(chǎn)生多達(dá)1萬幅以上的圖像，于是需要從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中索引出圖像數(shù)超過1萬幅以上的病人資料。遠(yuǎn)程登錄數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，進(jìn)入系統(tǒng)后，雙擊打開SQL查詢分析器，在左側(cè)的對象瀏覽器中依次點(diǎn)擊DCMGEPACS和用戶表，在右側(cè)的索引查詢界面里輸入相應(yīng)的SQL語句如：“select [00100010],[00100020],[00080020],AggregateCou nt3_1 from tblDicomStudy where AggregateCount3_1 ＞5000 order by [00080020],AggregateCount3_1”。其中，[00100010]指病人的姓名；[00100020]指病人的就診ID號；[00080020]指病人的檢查日期；AggregateCount3_1指病人的圖像數(shù)量。通過以上命令可以查詢出整個(gè)PACS服務(wù)器中圖像數(shù)量＞5000幅的所有病人信息[9]。

結(jié)果查詢到共計(jì)405例病人，其中一些病人的圖像數(shù)目超過了1萬幅以上，有些病人的檢查時(shí)間為2013年，距離現(xiàn)在有將近1年的時(shí)間，按照PACS服務(wù)器中的維護(hù)計(jì)劃表，200天以前的病人數(shù)據(jù)都應(yīng)該刪除掉?？紤]到可能是一些病人的圖像數(shù)目太大，服務(wù)器在執(zhí)行維護(hù)計(jì)劃時(shí)出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)堵塞。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲量超過閾值的時(shí)候，任務(wù)進(jìn)程一直停留在某一個(gè)病人上，之后待刪除的病人影像一直處于排隊(duì)等待狀態(tài)，得不到及時(shí)有效的刪除，現(xiàn)需要手動將以上405例病人的影像資料從LIB01和LIB02磁盤中刪除掉。為確保這些病人的影像信息留有備份，方便以后病人隨訪時(shí)可以隨時(shí)調(diào)閱在我科檢查的影像信息，需要逐個(gè)按ID號到離線磁盤DHC（Centricity? Digital Hardcopy）設(shè)備上確認(rèn)病人資料已經(jīng)從近線磁盤LIB01和LIB02上備份過去了；經(jīng)過確認(rèn)已經(jīng)有存檔的病人資料可以遠(yuǎn)程登錄PACS服務(wù)器，在應(yīng)用程序中手動刪除。如果病人的數(shù)據(jù)量比較大，最好不要批量刪除，防止服務(wù)器由于超負(fù)荷運(yùn)作而死機(jī)。

3 結(jié)果

通過手動刪除以上405例病人資料后，在PACS服務(wù)器的應(yīng)用程序中實(shí)時(shí)監(jiān)測科室各機(jī)房的圖像傳輸狀態(tài)，結(jié)果科室每個(gè)機(jī)房的圖像傳輸速度均恢復(fù)正常，平均3~5幅/s左右。診斷醫(yī)生從PACS服務(wù)器中對影像資料的調(diào)閱速度得到了提高，不必再等待很長的延遲時(shí)間。遠(yuǎn)程登錄PACS服務(wù)器，發(fā)現(xiàn)磁盤LIB01和LIB02的水線也維持在正常范圍內(nèi)。

4 結(jié)論

PACS/RIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)主要來源于兩大類：一類是醫(yī)生站、護(hù)士站所需的患者基本醫(yī)療信息，另一類來源于診斷科室的圖像信息和診斷信息，它們以DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行組合并進(jìn)行存儲與傳輸。隨著近年來我科醫(yī)療業(yè)務(wù)的急劇增長及各種大型醫(yī)療設(shè)備的增加，日益增長的影像數(shù)據(jù)必將給網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、傳輸速度和服務(wù)器吞吐能力提出更高要求。我們在不改變現(xiàn)有存儲架構(gòu)和存儲擴(kuò)容的情況下，及時(shí)刪除掉導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸堵塞的大數(shù)據(jù)量的患者影像資料，使磁盤的存儲水線維持在一個(gè)設(shè)定的正常范圍內(nèi)，影像資料的存儲效率恢復(fù)正常，既節(jié)約了維護(hù)成本，又解決了實(shí)際問題，帶來的效益和便利不僅僅是放射科自己，也推動了整個(gè)醫(yī)院的信息數(shù)字化建設(shè)[10]。

[1]梁志剛,李坤成.醫(yī)學(xué)圖像存儲與傳輸系統(tǒng)[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2003,19(3）：365-366.

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[6]郭輝,王鋒,沈君姝,等.關(guān)于PACS/R IS系統(tǒng)中License權(quán)限管理的探討[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2014,29(8）：43-45.

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Discussion on the Lack of Storage Space in PACS/RIS

GUO Hui1, LI Ang1, YIN Sai-sai1, CAO Xin-zhi1,2
1.Department of Medical Imaging, Nanjing General Hospital of Nanjing M ilitary Command, Nanjing Jiangsu 210002, China；2.Department of Biom edical Engineering, Nanjing University o f Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 210016, China

Objective To increase the transm ission speed of PACS (Picture Archiving and Communication Systems）so as to solve the problem in doctor’s latency access to the image information. Methods Without increasing the storage space, a reasonable allocation of storage waterline threshold and images were automatically deleted by setting the con fi guration parameters. Automatic search of the patients’ data from over ten thousand frames in near-line storage of PACS was realized and then manually deleted in the database server. Results Through follow-up observations for a long period of time, the phenomenon of slow transm ission of the image data in each room hardly occurred. The waterline in PACS server storage space was maintained within a stable range. Diagnostician’s access to the image data from the PACS server also had sped up. Conclusion The practice successfully solved the shortage of server disk storage space w ithout increasing the storage space and relevant costs, which provided references for other hospitals.

hospital information systems；picture archiving and communication system /radiology information system；disk storage；doctors’ workstation

TP333

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.09.028

1674-1633(2015）09-0093-03

2015-01-20

本文作者：郭輝，臨床助理工程師。

曹新志，生物醫(yī)學(xué)工程博士。通訊作者郵箱：To_cxz@163.com