摘? 要：因醫(yī)院影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量持續(xù)增大，為節(jié)省醫(yī)院物理存儲(chǔ)空間，通過(guò)創(chuàng)建影像數(shù)據(jù)外部存儲(chǔ)，把傳統(tǒng)NAS服務(wù)器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榧簩?duì)象式云存儲(chǔ)架構(gòu)。借助云儲(chǔ)存技術(shù)，同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院分院對(duì)現(xiàn)有的PACS系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新部署與調(diào)整，通過(guò)容災(zāi)備份與歸檔管理，確保醫(yī)院影像信息的完整性、永久性及安全性。通過(guò)平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院本地兩樓互備，建立了一主一備的兩套備份系統(tǒng)，醫(yī)院端通過(guò)存儲(chǔ)與調(diào)用這些影像資料，可以不間斷地開展業(yè)務(wù)。

關(guān)鍵詞：影像云存儲(chǔ);影像云調(diào)用;容災(zāi)備份;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

Abstract：Because the hospital data storage capacity continues to increase，in order to save the hospital physical storage space，through the creation of external storage，to transform the traditional NAS server storage architecture into a cluster object-based cloud storage architecture. With the help of cloud storage technology，our hospital adjusts the data of PACS system to ensure the integrality，permanence and security of hospital image information. Through the application of the platform，the local two floors of the hospital are mutually standby，and two sets of backup systems with one main and one standby are established. The hospital can continuously carry out business by storing and calling these image data.

Keywords：image cloud storage;image cloud call;disaster recovery backup;data storage

0? 引? 言

當(dāng)前醫(yī)療事業(yè)得到飛速的發(fā)展，醫(yī)療影像設(shè)備持續(xù)更新，且影像數(shù)據(jù)也更加精細(xì)，引起醫(yī)院的圖像數(shù)據(jù)越來(lái)越大，當(dāng)前，本院日產(chǎn)影像信息資料60～90 GB，因醫(yī)療數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生數(shù)量增加快速，傳統(tǒng)的把醫(yī)療信息數(shù)據(jù)存入醫(yī)院數(shù)字設(shè)備內(nèi)的方法，已經(jīng)不能滿足持續(xù)性開展業(yè)務(wù)的需要。為此，采用云存儲(chǔ)上傳信息技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)異地對(duì)病歷信息備份，本院醫(yī)生可隨時(shí)隨地查詢病歷，同時(shí)還節(jié)省了本地物理存儲(chǔ)空間。

通過(guò)應(yīng)用云存儲(chǔ)技術(shù)，醫(yī)生的工作效率得到提升，因查看和下載病歷更方便，節(jié)約了患者的就診時(shí)間。云存儲(chǔ)可在后臺(tái)持續(xù)升級(jí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，還能進(jìn)行異地自動(dòng)保存，縮短加載數(shù)據(jù)的時(shí)間，可安全地管理信息數(shù)據(jù)，當(dāng)前云存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)在本院系統(tǒng)內(nèi)推廣使用。在傳統(tǒng)的PACS系統(tǒng)中，使用定期存儲(chǔ)擴(kuò)容的方法，進(jìn)行醫(yī)療數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)管理，當(dāng)前存儲(chǔ)服務(wù)器已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)高效訪問(wèn)，導(dǎo)致臨床醫(yī)生需消耗更多的時(shí)間查看患者病歷信息數(shù)據(jù)，所以本院使用云存儲(chǔ)的方法[1]。

本院設(shè)有醫(yī)療信息化工作組，負(fù)責(zé)信息化系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)及本系統(tǒng)的推廣使用，對(duì)于當(dāng)前院內(nèi)的PACS系統(tǒng)，把傳統(tǒng)NAS服務(wù)器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)升級(jí)為集群對(duì)象式云存儲(chǔ)架構(gòu)，對(duì)于當(dāng)前TB級(jí)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了信息存儲(chǔ)高可用性與安全性，且擴(kuò)容迅速，把醫(yī)療信息數(shù)據(jù)傳入云端進(jìn)行備份，在實(shí)現(xiàn)信息管理的同時(shí)也減小了機(jī)房壓力。借助1 000 M專線把醫(yī)療影像數(shù)據(jù)傳入公有云的存儲(chǔ)資源池，實(shí)現(xiàn)信息的災(zāi)難恢復(fù)和集中備份，這樣極大地節(jié)省了醫(yī)院的物理存儲(chǔ)空間，還實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院影像存儲(chǔ)空間的快速擴(kuò)容。

近年來(lái)，國(guó)外典型的云產(chǎn)品有iCloud，在國(guó)內(nèi)云存儲(chǔ)也得到了廣泛推廣，騰訊、聯(lián)想、新浪、金山、華為、360等企業(yè)也分別推出了云存儲(chǔ)產(chǎn)品及服務(wù)，清華大學(xué)也推出了云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)產(chǎn)品大部分屬于商業(yè)化產(chǎn)品，這些網(wǎng)絡(luò)公司和機(jī)構(gòu)也紛紛提出了基于云端的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)框架，為我們開展工作提供理論支持[2]。希望通過(guò)本文的闡述，可以為廣大醫(yī)療系統(tǒng)內(nèi)信息工作者，在開展信息化管理工作中提供新思路，以解決醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間不足的問(wèn)題。

1? 醫(yī)院影像存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

以醫(yī)院現(xiàn)有的IT架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)運(yùn)用云技術(shù)來(lái)開展醫(yī)院信息化建設(shè)工作，通過(guò)云技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)容量可無(wú)限擴(kuò)展且安全可靠的存儲(chǔ)服務(wù)，特別對(duì)于PACS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了容災(zāi)備份和快速存儲(chǔ)，本院通過(guò)把PACS系統(tǒng)和云技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建了新型PACS存儲(chǔ)云架構(gòu)系統(tǒng)。

1.1? 本地存儲(chǔ)

本院采用千兆點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線，來(lái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)正常業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影像信息資料的存儲(chǔ)和歸檔服務(wù)，結(jié)合日常工作的實(shí)際需求，同時(shí)滿足信息傳輸與存儲(chǔ)的安全性與及時(shí)性，借助電信LSN專線，把本院本地產(chǎn)生的醫(yī)療影像資料傳入上海影像云平臺(tái)中心。

1.2? 本地云平臺(tái)

LNS影像云平臺(tái)位于機(jī)房?jī)?nèi)，云端位于異地災(zāi)備云資源池內(nèi)，PACS服務(wù)器、核心交換機(jī)、接入層交換機(jī)、前置機(jī)、交換機(jī)及光電轉(zhuǎn)換器位于醫(yī)院側(cè)。借助MSTP專線，對(duì)云端和上海影像云平臺(tái)中心進(jìn)行連通，借助異地災(zāi)備云資源池，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連通，業(yè)務(wù)工作流程如圖1所示，其中，專線的異地備份速率大于25 Mb。

采用基于云技術(shù)的平臺(tái)，醫(yī)院創(chuàng)建了外部數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，兩端的用戶側(cè)各設(shè)置2.5G用戶端大光端機(jī)，借助不同光纜采用MSP1+1保護(hù)方法，在電信的局部端接入系統(tǒng)，借助千兆以太網(wǎng)光口（單模），局部設(shè)備和用戶路由器連接，采用千兆以太網(wǎng)光口（單模），具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示，這樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了MSTP和用戶總部節(jié)點(diǎn)的對(duì)接。用戶端設(shè)備與用戶端大光端機(jī)采用GE口連接，用戶端大光端機(jī)和用戶端設(shè)備間采用光纜路由雙線連接。

1.3? 前置機(jī)

在醫(yī)院端的前置機(jī)服務(wù)器上，設(shè)置了院內(nèi)前置系統(tǒng)，其是連接云存儲(chǔ)中心系統(tǒng)與PACS系統(tǒng)的紐帶，接入本系統(tǒng)的影像設(shè)備，都要遵守DICOM3.0協(xié)議。該前置機(jī)設(shè)備具備如下功能：按照DICOM協(xié)議的要求，獲取醫(yī)院PACS系統(tǒng)或放射設(shè)備上產(chǎn)生的影像資料;結(jié)合自定義協(xié)議把影像數(shù)據(jù)資料傳入中心前置機(jī)，建立前置機(jī)和云影像系統(tǒng)中心的業(yè)務(wù)處理聯(lián)系;具備加密、壓縮等功能，對(duì)數(shù)據(jù)影像資料預(yù)處理;對(duì)醫(yī)院內(nèi)外部系統(tǒng)進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)路由網(wǎng)關(guān)的安全管理。

1.4? 信息傳輸

當(dāng)前本院采用DICOM方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的對(duì)接集成，以數(shù)據(jù)信息傳輸及儲(chǔ)存的穩(wěn)定性、安全性及高可用性為基本原則，對(duì)醫(yī)療重要影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸檔，在院內(nèi)PACS系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)如下過(guò)程：（1）本系統(tǒng)使用DICOM存儲(chǔ)確定機(jī)制，DICOM的Storage Commitment可實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠傳輸，醫(yī)院內(nèi)的PACS服務(wù)器，可借助DICOM的C-Store功能，將需要?dú)w檔的影像資料傳入前置服務(wù)器中，然后借助事先定義的歸檔維護(hù)計(jì)劃?rùn)C(jī)制，將這些信息同步傳入影像云端內(nèi);（2）借助PACS服務(wù)器的DICOM C-Find功能，對(duì)云端內(nèi)歸檔的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢，醫(yī)療影像資料及其他醫(yī)療信息還可借助Web Service接口方式，對(duì)其進(jìn)行查詢;（3）借助事先定義的歸檔維護(hù)計(jì)劃?rùn)C(jī)制，采用PACS服務(wù)器中Web Service及FTP接口手段，將非DICOM信息，如膠片打印服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的JPG圖片文件，自動(dòng)同步傳入影像云端內(nèi);（4）通過(guò)PACS服務(wù)器中的DICOM C-Move功能，可隨時(shí)取得影像數(shù)據(jù)，還可借助Web Service/FTP接口方法，對(duì)數(shù)據(jù)影像信息進(jìn)行回傳與獲取，服務(wù)器的Web Service接口收到請(qǐng)求后，云系統(tǒng)借助服務(wù)器的C-Store功能，把需要的數(shù)據(jù)信息傳入院內(nèi)PACS服務(wù)器里面。

2? 安全訪問(wèn)策略設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)信息因直接暴露云存儲(chǔ)空間中，和傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)中心相比，其數(shù)據(jù)信息面臨更大的安全性威脅，為了確?；颊叩碾[私安全及保證數(shù)據(jù)的安全性，為防止醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露，醫(yī)院信息中心采取如下措施。

2.1? 專線鏈路

為確保數(shù)據(jù)傳輸安全，醫(yī)院數(shù)據(jù)機(jī)房和災(zāi)備數(shù)據(jù)中心采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的裸光纖直接專線相連，公網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)采用物理隔離方式，專線采用雙線，通過(guò)一用一備的雙鏈路，當(dāng)正在使用的線路產(chǎn)生故障，備用線路及時(shí)繼續(xù)工作，使傳輸通道不產(chǎn)生中斷，使用雙鏈路24芯裸光纖作為傳輸專線，具備高容錯(cuò)、延時(shí)少、傳輸速率大的特點(diǎn)，因采用專線，所以公網(wǎng)波動(dòng)不會(huì)制約醫(yī)療數(shù)據(jù)信息的備份速率，也不產(chǎn)生帶寬流量費(fèi)，在工作時(shí)間，自由使用還原和備份功能，不必考慮出口帶寬的使用情況，千兆光纖比傳統(tǒng)信息備份效率高2到3倍，其傳輸速率為80～120 MB/s，借助千兆光纖，100 TB數(shù)據(jù)可在15～20 d完成傳輸[3]。

2.2? 數(shù)據(jù)加密

以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20988—2007《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》第3級(jí)的容災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)采用128位SSL傳輸加密技術(shù)，系統(tǒng)借助256位AES最高級(jí)別信息加密技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息的傳輸和存儲(chǔ)中數(shù)據(jù)的安全性，通過(guò)用MD5技術(shù)，對(duì)備份前后的信息進(jìn)行校驗(yàn)，確保信息加密的可靠性，借助信息訪問(wèn)控制策略，對(duì)全部訪問(wèn)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求開展身份驗(yàn)證，防止醫(yī)療患者數(shù)據(jù)信息的暴露，從而保證了患者隱私信息的安全性[3]。

2.3? 物理安全

對(duì)于物理設(shè)施，使用基于有孚網(wǎng)絡(luò)的云存儲(chǔ)平臺(tái)，全部信息中心都采用ISO27001認(rèn)證體系，且在國(guó)內(nèi)存在多個(gè)信息中心，該設(shè)施可確保物理層面與運(yùn)維管理方面的質(zhì)量。為確保信息和網(wǎng)絡(luò)安全，使用多個(gè)云節(jié)點(diǎn)連入云應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)使用了特殊的控制措施，主要包含確保信息在云架構(gòu)中的遷移安全及檢測(cè)技術(shù)，確保數(shù)據(jù)信息的傳輸安全，不同提供者及環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，信息傳入云端時(shí)，保障云內(nèi)信息絕對(duì)安全。信息在傳輸、存儲(chǔ)及使用等一系列過(guò)程中，都要進(jìn)行加密，因系統(tǒng)存在多個(gè)分支節(jié)點(diǎn)，所以需加密的信息數(shù)量也會(huì)劇增。

2.4? 權(quán)限設(shè)置

系統(tǒng)工作過(guò)程中，云應(yīng)用同步進(jìn)行全方位監(jiān)控，此外，用戶通過(guò)身份合法性驗(yàn)證以后，登錄到云存儲(chǔ)以后，系統(tǒng)采用授權(quán)、身份和訪問(wèn)管理方式，可以對(duì)大部分威脅進(jìn)行控制，將用戶分別授權(quán)為不同的角色，使其擁有的權(quán)限也不同，通過(guò)授權(quán)層，對(duì)訪問(wèn)人員實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)管理。

3? 系統(tǒng)傳輸測(cè)試及校驗(yàn)

3.1? 系統(tǒng)傳輸測(cè)試

為了驗(yàn)證云平臺(tái)工作系統(tǒng)的可靠性及安全性，并分析系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，全部通信設(shè)備設(shè)施及數(shù)據(jù)交換過(guò)程都依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)DICOM開展測(cè)試工作，當(dāng)前使用getDicomImages ShTjYy1610232152軟件為測(cè)試工具，采用的服務(wù)器寬帶為中國(guó)電信上下對(duì)等100 M寬帶，客戶端使用Windows Server 2012企業(yè)版軟件，服務(wù)器端使用Windows Server 2008 R2企業(yè)版的軟件，軟件測(cè)試顯示：借助DICOM Sender測(cè)試工具，可以查閱到17 s可上傳328 MB信息，DICOM文件1 000個(gè)，借助C-Find功能，可從云存儲(chǔ)內(nèi)讀到醫(yī)療數(shù)據(jù)信息資料。

3.2? 數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)的校驗(yàn)

當(dāng)前本院已經(jīng)借助云平臺(tái)，近2年的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)信息資料自動(dòng)遷移至云端，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療數(shù)據(jù)信息的云存儲(chǔ)功能，同時(shí)，也對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)信息展開校驗(yàn)工作。在校驗(yàn)過(guò)程中，使用機(jī)器校驗(yàn)和人工校驗(yàn)相結(jié)合的方法：（1）MD5機(jī)器校驗(yàn)方式：為確保備份信息的安全可靠性，借助MD5技術(shù)開展信息校驗(yàn)工作;（2）人工校驗(yàn)方式：使用隨機(jī)抽樣篩查的方法，校驗(yàn)醫(yī)療影像資料的遷移信息質(zhì)量，每天隨機(jī)選取20～30人的信息，開展影像信息的比對(duì)校驗(yàn)。

3.3? 直接訪問(wèn)云端影像信息

對(duì)儲(chǔ)存于云端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行校驗(yàn)完畢后，確認(rèn)無(wú)誤后，刪除本地?cái)?shù)據(jù)信息，同時(shí)把訪問(wèn)鏈接設(shè)置到云端，以此實(shí)現(xiàn)PACS服務(wù)器針對(duì)近2年的醫(yī)療影像信息資料的云端訪問(wèn)。

3.4? 雙活保護(hù)

為對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)保護(hù)，系統(tǒng)使用雙活方式，對(duì)2年內(nèi)導(dǎo)入云端的醫(yī)療影像資料開展保護(hù)，對(duì)于2年之前的本地?cái)?shù)據(jù)信息，可使用自動(dòng)遷移的方式儲(chǔ)存至云端。

4? 結(jié)? 論

云存儲(chǔ)技術(shù)帶有信息加密、自動(dòng)異地冗余、信息安全、良好擴(kuò)展性及異地存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)云存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院本地兩樓互備，異地與本地二套信息災(zāi)備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的“永保存、全信息”;對(duì)本院內(nèi)產(chǎn)生的醫(yī)療數(shù)據(jù)資料進(jìn)行歸檔與存儲(chǔ)，同時(shí)將其傳入云平臺(tái)內(nèi)，采用分布式架構(gòu)的存儲(chǔ)模式，可實(shí)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，根據(jù)需要容量情況繳費(fèi)，減少了建設(shè)投資;醫(yī)療影像信息存儲(chǔ)中心以云平臺(tái)作為核心技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)域及單體醫(yī)院的“集中+分布”的存儲(chǔ)模式，醫(yī)院對(duì)于當(dāng)日產(chǎn)生的醫(yī)療診斷信息采取分布式存儲(chǔ)模式，這些信息傳入云平臺(tái)以后，實(shí)現(xiàn)共享與歸檔存儲(chǔ)的集中管理模式;通過(guò)云技術(shù)的應(yīng)用，極大地節(jié)省了本院的物理存儲(chǔ)空間，本院的醫(yī)療影像資料的存儲(chǔ)架構(gòu)因此發(fā)生了改變，醫(yī)療業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)云化，業(yè)務(wù)系統(tǒng)是本院的核心，確保醫(yī)療數(shù)據(jù)的高可用性，提高了就診業(yè)務(wù)的效率，運(yùn)用云存儲(chǔ)技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)“零丟失”，本地服務(wù)器若產(chǎn)生故障，系統(tǒng)將直接切換至云端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的災(zāi)備，保障數(shù)據(jù)信息的安全性。通過(guò)把本地的醫(yī)療信息自動(dòng)遷出至云端，實(shí)現(xiàn)云容災(zāi)備份，緩解了醫(yī)院的硬件運(yùn)維壓力，以較小的成本，實(shí)現(xiàn)更高效率的運(yùn)營(yíng)。

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作者簡(jiǎn)介：楊靜（1978.04—），男，漢族，上海人，工程師，本科，研究方向：醫(yī)療信息化。