摘要：

　　本案例描述了濟(jì)南市兒童醫(yī)院醫(yī)院的軟件定義存儲(chǔ)架構(gòu)實(shí)踐，通過采用XSKY星辰天合XEOS分布式對(duì)象存儲(chǔ)解決方案，濟(jì)南市兒童醫(yī)院構(gòu)建了一個(gè)安全可靠、隨需可擴(kuò)可調(diào)、TCO成本更經(jīng)濟(jì)的PACS系統(tǒng)雙活存儲(chǔ)，確保醫(yī)療業(yè)務(wù)的順利開展，讓醫(yī)護(hù)人員可以將關(guān)注放在孩子身上，為兒童提供最佳就醫(yī)體驗(yàn)。

　　關(guān)鍵詞：軟件定義存儲(chǔ)，對(duì)象存儲(chǔ)，對(duì)象雙活

　　正文：

　　隨著各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，大量影像設(shè)備投入醫(yī)院進(jìn)行各種醫(yī)技檢查，診斷效率和精準(zhǔn)度的提高，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)PACS數(shù)據(jù)增長速度越來越快，預(yù)計(jì)每年增長15%，五年翻一番，并且按照醫(yī)療行業(yè)法規(guī)要求，這些數(shù)據(jù)至少保存15年以上。因此，醫(yī)院信息中心在保證PACS影像數(shù)據(jù)的高性能、高可用體驗(yàn)的同時(shí)，還要滿足數(shù)據(jù)安全、持久保存要求，實(shí)現(xiàn)在線、近線和離線的全生命周期存儲(chǔ)和管理。

　　“關(guān)愛兒童，惠潤未來”，是山東大學(xué)齊魯兒童醫(yī)院（濟(jì)南市兒童醫(yī)院）的初心和目標(biāo)。在醫(yī)療信息化建設(shè)上，他們也積極引進(jìn)最先進(jìn)的醫(yī)療和IT技術(shù)，切實(shí)提高醫(yī)療質(zhì)量和技術(shù)支持水平。通過采用XSKY星辰天合XEOS分布式對(duì)象存儲(chǔ)解決方案，醫(yī)院構(gòu)建了一個(gè)安全可靠、隨需可擴(kuò)可調(diào)、TCO成本更經(jīng)濟(jì)的PACS系統(tǒng)雙活存儲(chǔ)，確保醫(yī)療業(yè)務(wù)的順利開展，讓醫(yī)護(hù)人員可以將關(guān)注放在孩子身上，為兒童提供最佳就醫(yī)體驗(yàn)。

　　面臨挑戰(zhàn)：PACS存儲(chǔ)運(yùn)行10年，升級(jí)改造迫在眉睫

　　濟(jì)南市兒童醫(yī)院始創(chuàng)于1957年，是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防、康復(fù)、保健為一體的綜合性三級(jí)甲等兒童醫(yī)院，山東省兒童區(qū)域醫(yī)療中心，山東省首批重點(diǎn)專病?？漆t(yī)院，山東大學(xué)附屬兒童醫(yī)院。編制床位1400張，開放床位1100張，臨床醫(yī)技科室43個(gè)，年門診量110余萬人次，出院病人4.5萬余人次。

　　濟(jì)南市兒童醫(yī)院PACS系統(tǒng)軟件，目前已經(jīng)運(yùn)行近10年，系統(tǒng)應(yīng)用部署在虛擬化VMware中的WINDOWS 2008操作系統(tǒng)之上，數(shù)據(jù)庫版本則是MS SQLServer 2008。其存儲(chǔ)部署在兩臺(tái)實(shí)體陣列柜上，共計(jì)7個(gè)邏輯分區(qū)，總?cè)萘?0T，實(shí)際影像文件占用約30T。

　　隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，運(yùn)行在此架構(gòu)下的PACS系統(tǒng)讀取速度越來越慢，且無法滿足門診數(shù)量增長需求。其痛點(diǎn)具體表現(xiàn)在：

　　首先，用戶設(shè)備硬件老化，故障率增加。隨著使用年限的增加，設(shè)備老化，穩(wěn)定可靠性下降，數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)大增，維護(hù)成本也極高；

　　其次，集中式存儲(chǔ)性能無法滿足應(yīng)用需求。超過50%的PACS文件都是小文件，如CT、MR，小文件讀寫性能會(huì)隨著存儲(chǔ)量增多不斷下降，業(yè)務(wù)高峰期的高并發(fā)，使閱片等待時(shí)間長，嚴(yán)重影響醫(yī)療業(yè)務(wù)的順利開展；

　　第三，擴(kuò)容困難。進(jìn)入歸檔期的影像數(shù)據(jù)逐年增加，傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)的擴(kuò)展能力弱，且擴(kuò)展容量時(shí)性能無法線性擴(kuò)展；

　　第四，數(shù)據(jù)安全無法全面保證。整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)缺乏關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)，無備份方案，沒容災(zāi)體系，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單點(diǎn)故障問題發(fā)生時(shí)，業(yè)務(wù)連續(xù)性無法保障。

　　方案引入：XEOS搭建雙活存儲(chǔ)，容量、性能雙達(dá)標(biāo)

　　本次存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)，不僅需要能解決濟(jì)南市兒童醫(yī)院PACS存儲(chǔ)容量、性能問題，更需要具備一定的技術(shù)前瞻性，滿足未來發(fā)展，確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。

　　基于以上要求，濟(jì)南市兒童醫(yī)院在項(xiàng)目前期進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研，測試了不同存儲(chǔ)產(chǎn)品在硬件平臺(tái)的異構(gòu)性、可靠性、性能、與PACS應(yīng)用對(duì)接等。經(jīng)過多維度選型比較后，最終選擇了XSKY XEOS方案，通過軟件定義分布式存儲(chǔ)集群，新建存儲(chǔ)池與廣州藍(lán)網(wǎng)PACS系統(tǒng)對(duì)接。并通過存儲(chǔ)方案配置，實(shí)現(xiàn)院區(qū)2機(jī)房之間數(shù)據(jù)雙活。PACS數(shù)據(jù)采用對(duì)象存儲(chǔ)，其IO路徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于文件存儲(chǔ)、塊存儲(chǔ)，配合SSD等固態(tài)加速盤，讀寫性能上遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)。

　　本次非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)遷移采用X3DS工具進(jìn)行遷移，支持多目錄并發(fā)，性能高、可靠性高。而XSKY星辰天合獨(dú)有的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)內(nèi)容管理平臺(tái)XSKY S3 Console 軟件，讓對(duì)象存儲(chǔ)也能開箱即用，降低客戶使用對(duì)象產(chǎn)品的門檻。

　　這一方案的優(yōu)勢主要集中在以下幾方面：首先，解決了PACS影像數(shù)據(jù)讀寫速度慢問題。XEOS海量級(jí)小文件管理功能，能夠針對(duì)小文件實(shí)現(xiàn)歸并功能，解決隨機(jī)讀寫造成的性能影響，大文件直接bypass存放HDD。

　　其次，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)安全保護(hù)，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。XEOS支持雙活架構(gòu)部署，保障PACS業(yè)務(wù)連續(xù)性，為解決前期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單點(diǎn)故障問題，在同院區(qū)兩個(gè)機(jī)房分別部署分布對(duì)象存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，通過延展集群功能，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間雙活部署，多副本技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全性和應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

　　第三，滿足了PACS系統(tǒng)隨需擴(kuò)容。XEOS采用橫向擴(kuò)展方式，分布式架構(gòu)支持性能和容量線性擴(kuò)展，解決了集中式存儲(chǔ)只擴(kuò)展容量、性能無法線性擴(kuò)展問題。并且，分布式方式能夠在未來性能不夠的場景下，可持續(xù)投入服務(wù)器數(shù)量從而提升性能。

　　此外，該方案在滿足本次PACS存儲(chǔ)的同時(shí)，也可以滿足醫(yī)院未來其他對(duì)象存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，不需要再獨(dú)立購買設(shè)備，容量不足情況下通過橫向擴(kuò)容節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不停業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。

　　獲得價(jià)值：守護(hù)TB級(jí)影像數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)速度更快

　　通過全流程測試，目前濟(jì)南市兒童醫(yī)院CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入速度比原來提升了5至10倍。部署對(duì)象存儲(chǔ)XEOS方案，為濟(jì)南市兒童醫(yī)院創(chuàng)造了多重價(jià)值：

　　大型互聯(lián)網(wǎng)證明的分布式架構(gòu)，采用去中心化的全分布式架構(gòu)，通過橫向擴(kuò)展能線性增加整個(gè)系統(tǒng)的容量和性能，系統(tǒng)可以輕松擴(kuò)展至PB級(jí)，滿足醫(yī)院業(yè)務(wù)擴(kuò)張需求；

　　由于硬件的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)多份副本、分布存取。數(shù)據(jù)與存放它的硬件解耦合，可以獨(dú)立的升級(jí)和擴(kuò)展底層硬件而不影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為數(shù)據(jù)提供了更高的安全性；

　　硬件無關(guān)設(shè)計(jì)，按需選擇，支持x86通用平臺(tái)，不依賴于服務(wù)器及部件品牌，異構(gòu)服務(wù)器，當(dāng)設(shè)備達(dá)到生命周期僅淘汰硬件，最大限度享受硬件持續(xù)革新帶來的增值收益，降低了成本；

　　以業(yè)務(wù)需求彈性擴(kuò)縮存儲(chǔ)容量和性能，一套存儲(chǔ)系統(tǒng)為上層應(yīng)用提供塊、文件和對(duì)象三種數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足醫(yī)院未來對(duì)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存放需求，簡化醫(yī)院信息科的運(yùn)維工作量；

　　對(duì)象存儲(chǔ)采用延展集群方式部署，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性，同時(shí)支持多站點(diǎn)，為未來兩地三中心架構(gòu)部署打下基礎(chǔ)；

　　可計(jì)劃性升級(jí)或淘汰底層硬件，上層業(yè)務(wù)無感知，底層數(shù)據(jù)內(nèi)部均衡（流動(dòng)）到新增硬件，無需人工干預(yù)，提升數(shù)據(jù)管理效率和存儲(chǔ)使用效能，數(shù)據(jù)長期保留無需遷移。

　　XSKY星辰天合認(rèn)為，采用軟件定義分布式存儲(chǔ)，將幫助PACS系統(tǒng)為醫(yī)院臨床、教學(xué)、科研等提供更為及時(shí)、準(zhǔn)確、完整的醫(yī)療影像信息，從而更好地提升醫(yī)療體驗(yàn)滿意度。而此案例也是XSKY星辰天合醫(yī)療行業(yè)分布式對(duì)象雙活存儲(chǔ)應(yīng)用，該系統(tǒng)的建設(shè)模式，對(duì)于未來醫(yī)療機(jī)構(gòu)的信息化應(yīng)用存儲(chǔ)建設(shè)具有借鑒和推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　案例評(píng)點(diǎn)：

　　我中心攜手XSKY星辰天合，基于軟件定義信息化基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)構(gòu)建了靈活擴(kuò)展的PACS存儲(chǔ)雙活平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)全生命周期存儲(chǔ)和管理，在保證醫(yī)學(xué)影像寫入和調(diào)閱的高性能、高可用的同時(shí)，達(dá)成數(shù)據(jù)安全與7X24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。

　　——濟(jì)南市兒童醫(yī)院信息中心主任 曲元一

發(fā)布者：愛游戲的王老五