近年來，醫(yī)療體制改革取得了巨大發(fā)展。但隨著人口老齡化加劇，國內醫(yī)療資源總量不足、分布不均等問題日益凸顯，亟需加快推進信息化建設，進一步完善綜合醫(yī)療服務體系。未來幾年，醫(yī)療行業(yè)還將處在發(fā)展變革階段。本文即是對醫(yī)療信息化建設的趨勢和挑戰(zhàn)加以分析，并基于分布式架構探索醫(yī)療私有云、PACS影像存儲解決方案，為醫(yī)療行業(yè)信息化轉型實踐提供更多思路。
一、醫(yī)療 信息系統(tǒng)及信息化趨勢
在醫(yī)療信息化建設過程中，醫(yī)療信息系統(tǒng)作為醫(yī)院必不可少的基礎設施與技術環(huán)境，支撐著醫(yī)院的日常管理運營。結合業(yè)務類型和數據特點，可以將醫(yī)院信息系統(tǒng)分為業(yè)務平臺系統(tǒng)、運營管理系統(tǒng)和區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)這三類。
1. 業(yè)務平臺系統(tǒng)
業(yè)務平臺系統(tǒng)一般包括醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、臨床信息系統(tǒng)（CIS）、放射信息管理系統(tǒng)（RIS）、實驗室信息管理系統(tǒng)（LIS）、影像歸檔和通信系統(tǒng)（PACS）、電子病歷（EMR）、客戶管理系統(tǒng)（CRM）、醫(yī)院運營管理系統(tǒng)（HRP）等，各子系統(tǒng)承擔不同的業(yè)務模塊，共同保障醫(yī)院的正常運營。
醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）是提供病人診療信息和行政管理信息的存儲處理和數據交換等功能需求的平臺，如門診住院收費、電子處方管理等。在HIS的輸出數據中，結構化數據占比在80%左右，非結構化的數據在20%左右。
臨床信息系統(tǒng)（CIS）是負責收集和處理病人的臨床醫(yī)療信息（如醫(yī)囑處理、病人床邊系統(tǒng)、醫(yī)生工作站等）的系統(tǒng)，用于支持醫(yī)院醫(yī)護人員的臨床活動，并提供臨床咨詢、輔助診療等服務。
影像歸檔系統(tǒng)（PACS）是集影像采集傳輸與存儲管理、影像查詢與報告管理等應用于一體的綜合系統(tǒng)，負責將醫(yī)學影像數據以數字化方式保存起來，并支持隨時調用。PACS系統(tǒng)中除了少部分索引、日志數據外，絕大部分是由CT、超聲等設備產生的非結構化數據，占比超過60%。
實驗室信息系統(tǒng)（LIS）負責存儲化驗報告等電子化數據，方便醫(yī)生及時查看檢驗結果，使病人樣品登錄、實驗數據存取、報告審核等過程實現智能化管理。
2. 運營管理系統(tǒng) （ERP）
醫(yī)院的ERP系統(tǒng)主要承載財務管理、人力資源管理等業(yè)務模塊。除自身模塊外，它還會和HIS等系統(tǒng)對接，跨系統(tǒng)整合資源。ERP系統(tǒng)中結構化數據約占70%，另外還有約30%的文檔、圖片等非結構化數據。
3. 區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)
區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)指基于政策和法規(guī)要求和行政區(qū)域衛(wèi)生信息平臺對接的業(yè)務系統(tǒng)，是醫(yī)療機構間數據共享、信息整合的基礎和載體，承載包括醫(yī)保互通、遠程醫(yī)療等交互業(yè)務。
隨著互聯網時代的到來，就診行為發(fā)生改變，網上問診等新渠道異軍突起，業(yè)務系統(tǒng)功能也在發(fā)生變化。由此可見，未來幾年醫(yī)療行業(yè)仍將處在變革階段，主要體現在：一是完善醫(yī)療服務體系，加強基層醫(yī)療建設，發(fā)揮分級診療優(yōu)勢。二是優(yōu)化全局架構設計，深化內部業(yè)務整合，促進醫(yī)院管理現代化。三是優(yōu)先保障自身業(yè)務，加快跨部門系統(tǒng)對接，推進綜合集成建設。四是建立綜合監(jiān)管體系，借力IT強化監(jiān)管措施。不難看出，醫(yī)療機構在信息化進程中必然借力IT實現架構升級，進而提供更優(yōu)質的醫(yī)療服務。
二、 醫(yī)療 信息化 面臨的困難與挑戰(zhàn)
隨著信息化建設不斷深入，醫(yī)院內部業(yè)務系統(tǒng)相互融合，統(tǒng)一共享平臺以及應用深度交互成為剛需，這對存儲架構提出了更高要求，以醫(yī)院為代表的醫(yī)療機構在信息化轉型實踐中仍然面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。
1. 數據存儲挑戰(zhàn)
隨著醫(yī)療機構的整體規(guī)模不斷擴大，其每天所產生的數據總量呈現海量增長態(tài)勢，這給后端存儲系統(tǒng)帶來了極大的挑戰(zhàn)。
一是“合規(guī)性要求”使存儲更加嚴格，部分數據要求長期保存15-30年，對存儲的安全性、成本要求更高，現有存儲缺乏持久性、大容量、易維護的介質。
二是醫(yī)療數據增長快、體量大，單是CT、DR、超聲等設備每天就會產生幾十萬個文件，年增量多達億級，傳統(tǒng)存儲在支撐海量規(guī)模方面力不從心。
三是傳統(tǒng)備份方式效率低、成本高，既影響業(yè)務連續(xù)性，運維成本也很高。
四是整體架構擴展性差、代價大，醫(yī)院每年會更新和增加十幾個系統(tǒng)，傳統(tǒng)架構下規(guī)劃難度高、空間利用率低、成本耗費大。
2. 數據訪問風暴
人口老齡化趨勢使醫(yī)院接診數量持續(xù)攀升，隨之而來的除了存儲容量的擴張，如何保證高效的數據訪問是醫(yī)療機構面臨的又一難題。
一是傳統(tǒng)存儲在海量文件規(guī)模下訪問效率低，無法滿足準實時需求，降低了就診效率。二是影像數據訪問需求更加多元，比如快速查看影像結果、移動查看患者影像等，需要高效訪問作支撐。三是區(qū)域醫(yī)共體、遠程會診等新場景對數據訪問的路徑、帶寬、性能提出了更高要求。
3. 數據價值利用
數據作為重要資產，如何深化價值利用也是醫(yī)療機構關注的問題。當前在移動閱片、病情預測、智能輔助分析等方面都需要基于存儲平臺進行大數據分析和價值挖掘。而傳統(tǒng)存儲缺乏對數據內容的感知能力，無法與上層應用緊密配合實現高效的價值利用。
面對這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)架構已經難以滿足需求，隨著軟件定義存儲廣泛應用，醫(yī)療信息化建設必將迎來又一次存儲架構升級。在后面的章節(jié)中，我們將結合杉巖的具體實踐，針對醫(yī)療機構在數據存儲、管理、利用等方面的難題，探討基于分布式架構的存儲解決方案。
三、 基于分布式 架構 的PACS影像存儲方案
醫(yī)院業(yè)務量的增加使PACS數據快速增長，醫(yī)學影像技術的進步推動二維PACS向三維升級轉變，加之醫(yī)療行業(yè)法規(guī)的數據保存要求，如何高效存儲海量PACS數據是亟需解決的問題。
部分醫(yī)療機構仍采用傳統(tǒng)NAS設備來存儲和管理PACS數據，隨著文件數量的增長，NAS存儲受限于性能瓶頸，無法滿足當前海量非結構化數據的存儲需求，急需一種新的存儲方案來滿足應用和發(fā)展。
杉巖PACS影像存儲解決方案采用全分布式、去中心化的軟件定義存儲架構基于海量對象存儲系統(tǒng)（SandStone MOS），集成豐富的生命周期自動化管理功能，打造一站式、高性能、智能化的存儲解決方案。統(tǒng)一共享的資源池，便于影像數據的聯通共享；彈性擴展，輕松支撐百億級文件存儲；按需部署，節(jié)省基礎設施投入；解決性能瓶頸，高效應對多并發(fā)訪問，提高診療效率；生命周期自動化管理，實現PACS數據分級存儲和自動遷移、歸檔，簡化運維；集成AI后處理框架，結合大數據分析、AI工具挖掘數據價值；幫助用戶實現一站式、智能化、價值化的PACS管理與應用。
圖1：杉巖PACS影像存儲解決方案架構圖
四、 基于 分布式架構 的醫(yī)療私有云方案
醫(yī)療行業(yè)軟件系統(tǒng)較多且分散，在數據量上非結構化數據占大多數，計算和存儲資源的運維管理工作量較大，對計算和存儲資源進行虛擬化并整合可以簡化管理、節(jié)省IT資源、減少機房空間占用，便于向集成信息平臺的發(fā)展，以及未來跨業(yè)務系統(tǒng)的數據關聯分析和大數據智能分析。
杉巖醫(yī)療私有云解決方案結合了分布式存儲和超融合兩大技術優(yōu)勢，幫助醫(yī)療機構實現架構革新和管理賦能。分布式存儲非常適合醫(yī)療機構PACS影像等非結構化數據占多數的行業(yè)特征，以低成本實現高性能存儲、備份和歸檔需求；支持大規(guī)模集群統(tǒng)一管理，降低運維人員的壓力；統(tǒng)一存儲方案支持集成信息平臺的建設，通過集成AI后處理框架挖掘數據價值。此外，超融合架構在同一設備中集合了計算、網絡、存儲資源，以及虛擬化技術、備份等功能特性，實現智能化、易用化管理；多套設備線性疊加實現無縫擴展，輕松應對日益增長的數據規(guī)模和訪問壓力；軟件預集成，開箱即用，部署簡單，縮短業(yè)務上線時間，保障業(yè)務連續(xù)性。該方案幫助客戶在經濟高效的前提下構建未來就緒的存儲基礎架構，向彈性、敏捷的新IT架構轉型升級。
圖2：杉巖醫(yī)療私有云解決方案架構圖
五、 杉巖醫(yī)療解決方案為客戶 提升效益
基于軟件定義存儲的解決方案，無疑給醫(yī)療信息化建設帶來了更佳選擇，幫助客戶提升整體效益。其價值主要體現在如下幾個方面。
1. 安全可靠的海量存儲
基于分布式架構，輕松支撐百億級文件存儲；彈性擴展，存儲容量和性能線性增長；通過副本、糾刪等策略提高數據可靠性；支持海量小文件內置備份功能，備份效率高且成本低。
2. 高效敏捷的數據訪問
每個節(jié)點同時提供計算和存儲資源，滿足海量文件訪問的毫秒級響應；采用一致性動態(tài)哈希算法，支撐億級影像文件規(guī)模下穩(wěn)定運行。
3. 功能完善的自動化 管理
1) 生命周期管理，自動完成數據歸檔
提供面向數據全生命周期管理的在線、近線和離線的分級存儲策略，需要長期保存的數據自動歸檔到藍光存儲或云平臺，降低整體建設成本。
2) 影像智能標簽檢索及管理
PACS影像智能檢索，能自動解析并存儲影像中的病人信息，為專家會診、病案研究等業(yè)務創(chuàng)新提供支持，提高檢索和共享效率，為精準診療提供有力支撐。
3) 精簡IT系統(tǒng)，讓業(yè)務更敏捷
通過跨系統(tǒng)資源整合提高空間利用率，實現架構清晰的自動化數據中心；構建多應用共享的統(tǒng)一管理平臺，避免重復建設，降低運維成本，實現高效管理。
六、杉巖助推信息化變革 ，幫助客戶成功
近幾年，杉巖在醫(yī)療行業(yè)持續(xù)深耕和探索，依托自主研發(fā)的軟件定義存儲產品，不斷完善場景化解決方案，贏得了更多客戶的信賴。越來越多的醫(yī)療機構選擇杉巖的產品作為底層存儲支撐，以實現信息化建設和敏捷化轉型。
海量PACS數據的存儲一直醫(yī)療機構面臨的難題。隨著門診量的激增，北大深圳醫(yī)院的PACS 系統(tǒng)存儲了海量非結構化數據，原有存儲性能差、文件無法實時調閱。通過采用杉巖海量對象存儲（SandStone MOS）替代原有存儲，提升了PACS系統(tǒng)運行效率，實現生命周期自動化管理，滿足了法規(guī)遵從要求，推動智慧醫(yī)療加速建設。
南方醫(yī)科大學深圳醫(yī)院在信息化建設方面也有著多年實踐，為了整合醫(yī)院現有的業(yè)務系統(tǒng)，需要搭建統(tǒng)一的醫(yī)療私有云平臺。通過采用杉巖醫(yī)療解決方案，不僅解決了原有存儲利用率低、容量不足、擴容難的問題，而且通過統(tǒng)一管理平臺消除了數據孤島，增強了集約化管理運維能力，醫(yī)療服務水平得到顯著提升。
此外，杉巖基于分布式架構幫助成都市第八人民醫(yī)院搭建HIS醫(yī)院信息系統(tǒng)，實現業(yè)務快速對接上線；基于統(tǒng)一存儲平臺（SandStone USP）幫助內江市第六人民醫(yī)院搭建PACS影像平臺，高效存儲和管理海量影像數據；基于超融合系統(tǒng)（SandStone HyperCube）幫助綿陽市中心醫(yī)院、武漢大學人民醫(yī)院搭建統(tǒng)一共享的存儲平臺，幫助提升診療服務能力。通過在醫(yī)療行業(yè)的深入實踐，杉巖醫(yī)療解決方案不斷完善并具備成熟的可復制性，隨著越來越多的項目成功落地，幫助醫(yī)療客戶借力IT實現架構升級，提升綜合效益，打造高效的智慧醫(yī)療。
總結
對于醫(yī)療行業(yè)用戶來說，信息化建設和敏捷化轉型固然重要，但更加關鍵的是，如何能夠根據自身業(yè)務規(guī)模和整體預算投入，在解決方案設計上“量體裁衣”，在保證經濟性、易用性、便捷性的同時實現IT敏捷化轉型。
杉巖醫(yī)療解決方案很好地滿足了醫(yī)療客戶在影像存儲和私有云建設方面的需求，兼顧存儲的容量、性能和成本，在應對海量數據、高并發(fā)訪問、敏捷響應等方面無疑是極佳選擇，幫助醫(yī)療機構實現IT敏捷化轉型，為數字化診療服務搭建智能存儲基石。
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