华海医信PACS影像处理H2O系统硬件配置综述
1.1 PACS应用特点分析
PACS应用核心是医疗影像管理和处理，其应用范围除了主要在放射科及其他影像学科室之外，还为临床和门诊提供影像学资料和诊断报告信息。从处理流程来看，其主要的技术处理环节为：影像采集和转换->影像集中管理->诊断工作站调阅->诊断信息描述->报告归档->影像查阅及打印服务。
作为影像处理的核心系统PACS具有数据量大、并发操作集中、可靠性要求高、处理量分布不均、安全性要求高等特点。同时随着信息量增加和信息化应用的深入和扩展(如多维分析和远程医疗等)，面向诊断的信息量将会得到极大的提升和扩展，同时应该考虑到医疗业务的扩展性和突发性，这些都说明了在硬件平台时必需经过慎重、全方位地考虑。
根据医疗影像诊断业务的特点，正常的业务处理时间主要集中在每日的上午9:00-10:00，下午3:00-4:00，上下午各一个小时。对于某种特定时间或突发事件情况下，系统平台的处理负荷可能在此期间将急剧增加，应该考虑达到平时的2倍以上。
另外需要考虑的是，在医疗影像数字化集中管理和处理以后，硬件平台的可靠性变得比任何时候都重要，如果说业务应用在分布模式下运行时硬件平台的可靠性问题影响面还相对较小，那么全院集中以后硬件平台的可靠性发生问题将使全院的诊断业务陷于半瘫痪状态，后果不堪设想。
通过以上分析不难看出，PACS系统核心硬件平台：核心服务器、Web服务器、存储设备的设计应当首先完成对业务量的精确估算，只有这样才不至于错误的选择了太小、太大或技术特性不符的硬件平台，使应用系统在业务高峰期无法正常工作或整个系统平台没有达到有效的使用效率。
1.2 硬件配置考虑要点
PACS 与HIS 相比，具有数据量巨大的特点，如果没有合理的服务器、存储系统、数据分布、访问策略规划，整个医院的网络系统都会承受巨大的压力，甚至会引起系统阻塞瘫痪，因此需要充分考虑机构内部现有网络和PACS系统网络需求的有效结合。
PACS的中心服务器存储和处理PACS系统中的所有影像，完成在线影像的管理和过期影像的归档; 响应医生在诊断工作站、临床工作站上提出的对各类病患检查影像的调阅请求; 对于影像存取规则的执行，由图像管理数据库服务器完成。作为系统核心的中心服务器面临着大量的数据处理和请求响应工作，因此需要考虑设备的高可靠、高可用和高性价比，同时需要保证具有足够的系统升级能力。PACS 核心服务器选择应着重考虑以下问题：
● 如何既满足现在，又满足发展，满足未来的要求？
● 服务器的升级能力是否高于业务量的增长速度？
● 是否选择无止境的硬件升级？
● 如果架构不合理，是否能够迅速重新部署？
● 如何控制管理维护成本，复杂度？
华海MedPACS系统支持B/S结构，因此Web服务器是系统中支撑临床和门诊或外部机构基于浏览器调阅方式的服务核心，其采用HTTP协议进行数据传输并组成全院的影像Intranet网络，为将来接入Internet做好准备。网络中的任何站点都可以浏览授权的影像资料，也可以查阅或编辑诊断报告(受权限保护)。远程的用户可以登入该服务器，如同在局域网中，进行阅片及诊断工作，缩短距离，实现远程会诊。对于大中型医疗机构建设全院级PACS的情况下，可能会提供此类便利的调阅服务，而WEB服务器将面临更多的工作前端甚至远程前端的访问，因此需要考虑Web服务器设备的高可用部署和高可服务性性能，同时保证Web服务器的横向扩展能力。Web服务器选择应着重考虑以下问题：
● 如何既满足现在，又满足发展，满足未来的要求？
● 服务器的部署方式能否满足前端不可知调阅量的增长速度？
● 如果架构不合理，是否能够迅速重新部署？
● 如何控制整体成本和管理复杂度？
在建设了PACS系统之后，大量医疗影像转化为数字方式存放，美国1996年颁布HIPPA(健康保险便利及责任法案)要求所有病人资料保存长达7年之久，因而对MRI、PET、CT扫描的存储量将是巨大的。一个病人做一次MRI图像可以多达千幅，按一幅500KB计算，一次检查可以达到500MB，存储管理和海量存储系统就更成为必须解决的问题，因此存储系统需要考虑的设备的高可靠、大容量及足够的系统升级能力等方面的指标。同时需要一起考虑的是应将海量存储、数据迁移等PACS问题，与数据库服务器的数据备份/恢复统一考虑，以降低系统的复杂度。PACS 核心存储平台选择应着重考虑以下问题： #p#page_title#e#
● 如何既满足现在，又满足发展，满足未来的要求？
● 存储设备的升级能力是否高于业务量的增长速度？
● 是否选择无止境的硬件升级？
● 如果架构不合理，是否能够迅速重新部署？
● 如何控制管理维护成本，复杂度？
综上所述，PACS的系统硬件平台选择时应着重考虑以下几个方面：
1. 高性价比的服务器平台，在要有很强的联机事务处理OLTP处理能力
2. 高可靠的系统硬件设施，将系统单机故障降到最低水平
3. 高可用性的设备部署形式，适应典型的7天/24小时不间断服务
4. 高容量的存储备份系统，适应不断增长的存储空间需求
5. 高可扩展的机内升级扩容能力，适应短期内适当的性能扩展
6. 可剪裁、可伸缩和可调配的灵活计算环境，适应业务发展需求并灵活调配资源
1.3 目标市场的定位
1.3.1 目标市场的分类
由于PACS的部署方式存在着多样性，同时每个机构对PACS的要求甚至同个机构不同时期对PACS系统的要求是有很大差异的。因此有必要在此对目标环境进行一些原则性的分类和定义，有利于针对不同的环境和要求提供更有针对性的解决方案。
从实际实施经验来看,PACS部署环境的规模主要由几个关键因素决定：日病例数量-决定了每日PACS系统的处理总容量和总性能要求；工作站数量-决定了最大的并发应用数量；机构属性-决定了PACS的总体部署要求级别；部署模式-决定了具体的软硬件部署环境的差异。同时根据这些指标，我们可以将医疗机构的规模大致划分为小、中、大、超大和院际五个级别(根据以往经验估算，具体定位还要视实际情况，这里只是作为指导性的指标)：
小型机构用户 中型机构用户 大型机构用户 超大型机构用户 院际机构用户
日病例数量 <150 150～300 300～600 600～900 >900
工作站数量 <30 30~50 50~100 100~300 >300
机构属性 科室级 多科室/二级医院 二、三级医院 三级医院 区域跨机构
部署模式 部门集中 多部门集中 全院集中/分布 全院集中/分布 广域分布
通过对目标市场的分类，我们可以提供对应五个等级PACS系统建设的整体解决方案，并给出相应的针对性的指标和配置。
1.3.2 各类机构业务量估算
通过对医疗机构的简单的分类，我们在定义了五个级别的应用环境的基础上根据实施经验，大致对各类机构的业务量进行了估算(这只能作为系统配置的简单依据，具体还是需要跟各医疗机构自身的业务统计做出测算)。
根据以往实际案例的测算统计，医疗机构的各类影像业务的比例大致如下(仅供参考)：
PACS影像信息量占全院数据总量 > 90%
X光：70%
CT：20%
MRI：5%
DSA：1%
ECT&PET：3%
*US：<1%
*内窥镜：<1%
同时，业务量统计的测算公式如下：
影像数字化存储量的估算依据以下估算公式：
影像宽度×影像高度×位数/8/1024/1024=影像大小(MB)
日存储数据量的估算依据以下估算公式：
影像大小(Mbyte)×病例数×平均图像数=每天原始存储数据量(MB)
日无损压缩数据量的估算依据以下估算公式： #p#page_title#e#
每天原始存储数据量(MB)×平均压缩率(40%)=每天无损压缩存储数据量(MB)
每年的数据量依据以下计算公式：
每天原始存储数据量(MB)×365天/1024=每年原始存储数据量(GB)
每天无损压缩存储数据量(MB)×365天/1024=每年无损压缩存储数据量(GB)
现代医疗影像的保存年限在各个机构有不同的要求，如美国要求医疗影像必需保存7年以上，我国的医疗影像保存年限以五年为限，并假设每年的递增率为20%。
