医学核心期刊发表浅析PACS医学影像数据的存储利用及安全管理

　　随着医院影像设备的发展与增多，影像学检查在医院诊疗工作中的应用也越来越普遍。传统的影像存贮介质如胶片、磁带、光盘等随着影像数据量的激增，给存放和查找带来了严重问题，如何更好地存储并保证这些数据的安全，则需要采用先进的数字化影像管理方法来加以解决。

　　关键词：PACS,医学影像数据,医学核心期刊发表

　　摘要：医学影像存储与传输系统(Picture Archiving and CommunicationSystem，PACS)是以数字成像技术、计算机技术和网络技术为基础，旨在全面解决医学影像获取、显示、处理存储、传输和管理为目的的综合系统。Pacs系统是数字化医院建设的重要组成部分，它为医院电子病历、区域协同医疗等提供支撑，所以规划一套符合医院发展，具有性能优越、易于扩展、容错能力强的PACS存储系统，是PACS系统建设的核心。

　　1、系统建设原则：

　　1)稳定可靠原则

　　数据中心建设以稳定可靠为首要原则，从主机服务器和网络系统，到各种协议的存储设备，都应该确保应用系统的业务连续性为首要目标。系统应当支持7*24不间断运行，单台或局部设备发生故障时，仍能保证整个系统正常运行。每一个影像实例需要有多个拷贝，且同时存在于两地，实现院级容灾。

　　2)先进性原则

　　在采用主流成熟技术的同时，需要考虑系统架构的先进性，建立一个灵活高效、功能丰富、持续发展的数据中心基础架构。可以在保证业务连续性的前提下，自由增加磁盘阵列、服务器、带库等设备保证整个系统存储空间和处理能力不断提升，系统应该能支持影像数据有损和无损压缩。

　　3)高效性原则

　　系统应当可以实现高速查询和调阅图像，能够在尽可能短的时间内完成在线调阅。

　　4)易于管理

　　系统是否易于维护，操作是否直观、简单、维护成本如何，掌握的难易程度如何，是否存在对有限资源(如关键人员，设备等)的依赖?能否对分布环境的异构系统统一管理，是否具备完整的日志管理，每一步操作能否全程追踪。

　　2、如何有效的利用和保管影像数据

　　2.1信息互通

　　医学影像系统作为医院信息系统的一部分，应采取模块化设计、尽量采用通用的信息交换标准如DICOM，能够与其他系统相互沟通信息，医生在查看检查图像的同时 ，能够了解检查报告、病人的病历等其他信息，形成一个医院的信息整体。

　　2.2 图像预处理技术

　　医学图像因其数据量大，传输需要占用很宽的网络带宽资源。而医院工作的特点是对图像数据的突发性要求高，例如在病人刚入院时需要调用大量的病历数据，也包括图像数据，而平时则主要局限于使用住院病人的资料。本文由论文联盟http://www.LWlM.Com收集整理在这样的环境下，信息系统网络的平均带宽需求与高峰时的需求差距非常大。要想既满足医疗的需要又降低整个系统的成本，使用图像预取技术是能够充分利用信息系统网络资源的办法。预取技术的核心就是根据病人入出院以及预约的信息，利用网络通讯的低谷时间将

　　所需要的病人图像事先传输到医生所需要的地方，以减少网络高峰时间的压力，同时也提高医生存取图像时的速度。要实现图像预取的基础是PACS必须与医院的其他系统能够很好地进行信息沟通，同时也要研究一个合理的预测算法。

　　2.3医学图像采集。

　　CT、MRI、CR、DSA等数字化影像设备的图像可以直接从机器中采集外，目前大量使用的胶片图像需要使用胶片扫描仪输入到PACS中，由胃镜、肠镜、腹腔镜、宫腔镜、喉镜、纤支镜等内窥镜及显微镜、B 超等检查设备产生的视频模拟影像转换为数字影像。影像数据一旦形成就不会再改变，对影像的标注、解释等可通过另外保存数据实现。

　　2.4、构建PACS存储系统

　　1)估算出医院每天PACS的数据增长量，然后决定是采用什么样的存取方式。一般情况都应采用SAN存储架构，利用专门的存储网络实现主机系统对磁盘的块级存储数据调阅，保证业务网的调用仍通过以太网的方式进行数据传输，而大量的数据存储、备份则通过san网络进行，减少业务网的压力，提高整个PACS系统性能。

　　2)对存储介质容量进行需求分析并合理规划

　　临床上对病人影像的回溯按照访问量可以分成3类：第一是短期数据的回溯，无论影像科室自己还是临床方面最关心当前病人的影像，短期数据的标志为3个月内的数据，这些数据的回访占总访问量的90%;第二是对当前病人的前期存档图像的回访，病人又来医院看病了，临床医生需要翻阅他以前的影像资料，这种回访大约占9%;第三是个别的影像查询，占回访的不足1%。另外系统必须具备必要的响应速度，高响应速度是PACS系统是否具有生命力最为重要的因素之一。从点击病人姓名到显示出第一幅图像的时间，这段时间越短越好，应限制在10秒以内。对此我们可以进行影像的分级存储，保留近三个月的数据，作为热点数据，存储在存取速度最快的FC或高性能SAS 盘上，而对三个月以上的影像数据，相对阅读频率较低，可以存储在多套相对廉价的SATA盘中。为了节省空间，针对医学图像中含有的无用信息，需采用有效的图像无损压缩再进行存储。

　　3) 面对未来大数据，我们可以从数据中心的角度去设计，而不是单纯的从购买一两套存储角度去设计，将数据中心从传统的SAN孤岛向虚拟化统一平台过渡，构建虚拟化云存储架构。

　　2.5 构建不间断的服务器群

　　PACS 服务器控制着放射科工作流程和医院整个图像数据流程。它负责接收图

　　像采集设备送来的图像，并把它们存储到存储设备中;对于临床用户，PACS 服务器还提供病人图像查询提取服务。不同功能模块不同的服务器单独运行在不同的服务器或刀片机上，通过SAN 网络交换机相互连接，这样就形成了均衡负载、互为镜像和备份、容错功能强大的服务器群，从而保证了PACS数据中心能够不间断地稳定工作。

　　3、安全措施

　　3.1影像数据获取后先存放在高性能的主存储中 ，同时按照一定的策略，将数据分别复制到两个物理位置不同的归档备份存储中，保证一个影像至少有三个拷贝同时存在，并且保证两套归档备份存储，分别存在于两地，存储间互相冗余，互为备份构成院级容灾备份。当在线存储出现故障时，可以启用第一套或第二套归档存储替代。

　　3.2 硬件冗余

　　利用多台光纤交换机形成冗余结构，防止SAN网络中的单点故障。存储设备本身应该具有良好的性能，主要部件应做到冗余，同时为了应对由于磁盘阵列中磁盘故障问题而引发的数据丢失，还应该购置一定数量的备用磁盘作为备用，一旦阵列中有磁盘报警或故障，就可以及时更换，然后再向厂家保修，避免数据丢失。

　　3.3 其他安全措施及制度上的强化。

　　所有影像设备应由服务器统一管理，防止非授权设备接入;所有浏览站点也由服务器统一影像数据和权限控制，预防用户私自修改或删除数据;影像设备网段和医院其他业务网段分开，避免业务网段的工作站直接访问影像设备。

　　建立健全配套的日常维护制度：比如设备巡检，非法软件删除，定期杀毒，更换密码，查看后台日志和空间使用情况，系统压缩归档备份是否正常等等。

　　5、结论

　　随着数字化医院的建设，建设一套符合医院发展，整体性能优越、容错能力强的先进的PACS系统，不但可以有效的提高PACS系统使用效率和经济利益，更可为区域医疗提供可靠的基础。

　　《中华核医学与分子影像杂志》为中华医学会主办的核医学与分子影像专业学术期刊，由中国科学技术协会主管，中华医学会主办，由江苏省原子医学研究所编辑出版。本刊1981年创刊时刊名为《中华核医学杂志》，季刊，2000年起改为双月刊，2012年更名为《中华核医学与分子影像杂志》，国内外公开发行。 本刊已被数种知名数据库，如美国化学文摘(CA)、中国期刊全文数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国科学引文数据库、中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)、中文核心期刊要目总览等收录，并与20余种国外有影响的期刊建立定期交换关系。

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