關于影像科PACS/RIS系統存儲空間不足的探討

郭輝，李昂，尹賽賽，曹新志,2

1.南京軍區南京總醫院 醫學影像科，江蘇 南京 210002；2.南京航空航天大學 生物醫學工程系，江蘇 南京210016

關于影像科PACS/RIS系統存儲空間不足的探討

郭輝1，李昂1，尹賽賽1，曹新志1,2

1.南京軍區南京總醫院 醫學影像科，江蘇 南京 210002；2.南京航空航天大學 生物醫學工程系，江蘇 南京210016

目的 提高醫學影像存儲與通訊系統（PACS）的傳輸速度，解決醫生調閱影像資料時間延長問題。方法 在不增大PACS服務器存儲空間的前提下，設置合理的存儲水線閾值和圖像自動刪除配置參數，實現自動查找PACS服務器中近線存儲超過10000幅以上的影像信息的病人資料，然后手動將其刪除。結果 通過很長一段時間的后續觀察，科室各機房影像資料傳輸緩慢的現象不再出現，診斷醫生調閱影像資料的速度也有所提高，PACS服務器存儲空間的水線也維持在一個穩定的范圍內。結論 在不增加磁盤擴容成本投入時，本文所采用的解決PACS服務器存儲空間不足的方法，值得同行借鑒。

醫院信息系統；PACS/RIS；磁盤存儲；醫生工作站

0 前言

近年來，隨著數字成像技術和計算機網絡技術的進一步成熟，人們對于醫院信息一體化的要求也越來越高，國內很多醫院都在打造屬于自己的信息化工程，建設數字化醫院。在醫院信息系統（HIS）建設的基礎上，越來越多的醫院已經完成了醫學影像存儲與通訊系統（PACS）和放射學信息系統（RIS）建設[1]。

我院于2009年采購了GE的PACS/RIS。系統自上線以來，運行到現在共5年多時間，整體運行穩定。目前，系統主要分為在線系統和歸檔系統兩部分，在線系統提供應用訪問，歸檔系統負責圖像的異地備份，保證數據安全性[2]。其中在線系統在架構上為高性能的負載均衡系統，該系統構成較為復雜，由數據庫服務器、應用服務器、存域控服務器、負載均衡交換機構成，其目的是為提高應用訪問的性能，并為其內部提供一定的冗余，從而提高可用性。

PACS作為實現靜態和動態醫學圖像獲取、顯示、傳輸、存儲的綜合性能的醫學圖像管理系統，是HIS的重要組成部分。它能使醫院所有的圖像資料實現統一集中存儲和管理，并且實現網上會診[3]。由于PACS與電子病歷（EHR）、RIS的整合，數據量日益增大，這對系統整體運行的穩定性和安全性的要求就更高。隨著新設備的引進和使用，數據存儲量逐年上漲，巨大的數據量的管理和數據流量對服務器的負載將面臨巨大的考驗[4]。在實際使用中，發現系統會經常出現堵塞的情況，病人檢查完的影像資料向PACS傳輸時，速度變得緩慢，并且診斷醫生在報告工作站RA600上從PACS服務器調閱影像資料需要等待很長的延遲時間。

1 我科PACS/RIS運行環境

1.1 PACS/RIS系統框架

系統架構采用EA的ASP負載均衡模式，分別為應用服務器和數據庫服務器。EA的架構是基于醫學數字成像和通信標準DICOM3.0協議的支持，所有的數據，都基于DICOM協議傳輸、保存和調閱。目前科室所有影像設備均連入PACS網絡，包括5臺DR、5臺CT、5臺磁共振儀（MR）、4臺數字減影血管造影（DSA）、3臺數字胃腸機、1臺泌尿機；科里圖像報告工作站RA600共36臺，專用病人信息登記工作站5臺。1臺EMC CX4-480 光纖磁盤存儲設備用作在線存儲；1臺EMC CX4-480 SATA 磁盤存儲設備用作近線存儲；1臺DHC（Centricity? Digital Hardcopy，DHC）設備做離線存儲；1臺實現全院存儲共享的NS40網關設備。而RIS服務器、中心交換機各2臺構成雙機熱備，次級交換機若干臺[5]。現有PACS/RIS系統拓撲結構，見圖1。

圖1 現有PACS/R IS系統拓撲圖

1.2 GE Centricity RA600影像工作站簡介

GE Centricity RA600是基于個人電腦的醫學影像查詢系統，主要用于影像科診斷醫生方便調閱患者檢查完的影像資料。該系統可在Microsoft Windows 7和XP下均可兼容運行，用戶界面與大多數PC用戶熟悉的人機界面相同。RA600允許加載、顯示并處理任何醫學圖像或由單個或一系列數字化圖像組成的患者病例報告。使用它可通過數字化輸出設備或次級獲取方式（如數字化圖像或幀接收器截取圖像）導入MR、數字X射線（DR）、CT等圖像[6]。RA600系統除了用于顯示患者的影像資料和撰寫報告和診斷外，還可以進行許多其他方面的工作，如存檔，圖像采集、發送和接收，質量控制和三維成像等功能。

2 基于PACS系統近線存儲空間不足問題的探討

目前，科室平均每天接收普放檢查病人約800人次，CT 檢查500人次，MRI檢查 300人次，DSA檢查 40人次，胃腸造影60人次。1天影像數據存儲量約為90 G，1年約為32 TB。病人的所有影像資料都傳入醫院的PACS服務器中，由1臺EMC CX4-480 光纖磁盤和1臺EMC CX4-480 SATA 磁盤進行近線存儲。但是現階段科室各個影像設備在向PACS服務器中傳圖時速度緩慢，平均10 s傳送1幅（正常情況下是3~5幅/s左右），導致很多病人的影像資料處于排隊等待狀態，診斷醫生也無法及時調閱相應病人的影像資料來完成其報告的書寫。

由于不是單一某一臺設備出現這種情況，所有機房向PACS的圖像傳輸速度都很緩慢，所以首先考慮整個PACS網絡的通訊問題，此時需要聯系醫院信息科相關人員重啟PACS服務器或者通過PACS服務器客戶終端遠程登錄服務器進行重啟[7]，但是重啟成功后發現影像資料的傳輸速度仍舊沒有改善。這時考慮是不是PACS服務器的近線存儲空間不足的問題，通過遠程再次登錄PACS服務器，雙擊打開應用程序“Centricity Enterprise Archive”，點擊選項“Activity”中的“Status Info”來查看磁盤的存儲狀態，發現LIB01即EMC CX4-480 光纖磁盤的存儲水線已經達到87％，而其設置的上限刪除閾值為82％，正常情況下系統應該按照維護計劃的設置在水線達到82％的時候自動刪除掉5％的數據量；LIB02 備用磁盤的存儲水線為76％，查看其設置的上限閾值也為82％，并沒有超過設置的水線指標，所以手動將LIB02磁盤的優先級調高，使得各個機房檢查完的病人影像資料優先上傳至LIB02磁盤里。此后，影像資料的傳輸問題得到了很大的緩解[8]。但是由于科室每天會產生龐大的影像數據量，每天影像數據存儲量約為80 G，考慮到LIB01和LIB02的總容量為90 T，目前已經使用了70％多，剩余的存儲空間很快就會達到飽和，這時需要解決磁盤LIB01沒有自動刪除超過設置水線的數據量的問題。考慮到科室一些大型磁共振設備擔負著一些臨床科研工作，應用于臨床上的很多科研序列會產生多達1萬幅以上的圖像，于是需要從數據庫服務器中索引出圖像數超過1萬幅以上的病人資料。遠程登錄數據庫服務器，進入系統后，雙擊打開SQL查詢分析器，在左側的對象瀏覽器中依次點擊DCMGEPACS和用戶表，在右側的索引查詢界面里輸入相應的SQL語句如：“select [00100010],[00100020],[00080020],AggregateCou nt3_1 from tblDicomStudy where AggregateCount3_1 ＞5000 order by [00080020],AggregateCount3_1”。其中，[00100010]指病人的姓名；[00100020]指病人的就診ID號；[00080020]指病人的檢查日期；AggregateCount3_1指病人的圖像數量。通過以上命令可以查詢出整個PACS服務器中圖像數量＞5000幅的所有病人信息[9]。

結果查詢到共計405例病人，其中一些病人的圖像數目超過了1萬幅以上，有些病人的檢查時間為2013年，距離現在有將近1年的時間，按照PACS服務器中的維護計劃表，200天以前的病人數據都應該刪除掉。考慮到可能是一些病人的圖像數目太大，服務器在執行維護計劃時出現了網絡堵塞。當數據存儲量超過閾值的時候，任務進程一直停留在某一個病人上，之后待刪除的病人影像一直處于排隊等待狀態，得不到及時有效的刪除，現需要手動將以上405例病人的影像資料從LIB01和LIB02磁盤中刪除掉。為確保這些病人的影像信息留有備份，方便以后病人隨訪時可以隨時調閱在我科檢查的影像信息，需要逐個按ID號到離線磁盤DHC（Centricity? Digital Hardcopy）設備上確認病人資料已經從近線磁盤LIB01和LIB02上備份過去了；經過確認已經有存檔的病人資料可以遠程登錄PACS服務器，在應用程序中手動刪除。如果病人的數據量比較大，最好不要批量刪除，防止服務器由于超負荷運作而死機。

3 結果

通過手動刪除以上405例病人資料后，在PACS服務器的應用程序中實時監測科室各機房的圖像傳輸狀態，結果科室每個機房的圖像傳輸速度均恢復正常，平均3~5幅/s左右。診斷醫生從PACS服務器中對影像資料的調閱速度得到了提高，不必再等待很長的延遲時間。遠程登錄PACS服務器，發現磁盤LIB01和LIB02的水線也維持在正常范圍內。

4 結論

PACS/RIS系統中的數據主要來源于兩大類：一類是醫生站、護士站所需的患者基本醫療信息，另一類來源于診斷科室的圖像信息和診斷信息，它們以DICOM3.0標準通過網關進行組合并進行存儲與傳輸。隨著近年來我科醫療業務的急劇增長及各種大型醫療設備的增加，日益增長的影像數據必將給網絡負載、傳輸速度和服務器吞吐能力提出更高要求。我們在不改變現有存儲架構和存儲擴容的情況下，及時刪除掉導致網絡傳輸堵塞的大數據量的患者影像資料，使磁盤的存儲水線維持在一個設定的正常范圍內，影像資料的存儲效率恢復正常，既節約了維護成本，又解決了實際問題，帶來的效益和便利不僅僅是放射科自己，也推動了整個醫院的信息數字化建設[10]。

[1]梁志剛,李坤成.醫學圖像存儲與傳輸系統[J].中國醫學影像技術,2003,19(3）：365-366.

[2]郭輝,沈君姝,李昂,等.淺談醫學影像傳輸歸檔系統升級方案的設計[J].生物醫學工程與臨床,2014,18(3）：283-286.

[3]胡元明,魏瑋,周洋洋.淺析PACS/R IS實際使用中的若干問題及對策[J].中國醫療設備,2010,25(3）：82-83,72.

[4]金重午,章士正.放射科R IS/PACS構建的技術應用探討[J].中國醫學計算機成像雜志,2006,12(4）：286-288.

[5]曹新志,沈君姝,李昂,等.醫院PACS/R IS的架構和實施探討[J].醫療衛生裝備,2014,35(1）：57-59.

[6]郭輝,王鋒,沈君姝,等.關于PACS/R IS系統中License權限管理的探討[J].中國醫療設備,2014,29(8）：43-45.

[7]丁鵬.醫院信息系統的數據備份及容災的設計與實現[J].醫學信息,2006,19(3）：379-380.

[8]馬文虎,劉友華,翟油華.基于IHE的醫學影像信息系統集成研究與實現[J].信息技術與信息化,2011(2）：52-55.

[9]王秋生.基于PL/SQL的O racle數據庫性能優化[J].微機發展,2003,13(12）：46-49.

[10]羅敏,彭承琳,王小林,等.醫學圖像存儲與傳輸系統的初步應用與效益分析[J].中華放射學雜志,2003,37(2）：150-155.

Discussion on the Lack of Storage Space in PACS/RIS

GUO Hui1, LI Ang1, YIN Sai-sai1, CAO Xin-zhi1,2
1.Department of Medical Imaging, Nanjing General Hospital of Nanjing M ilitary Command, Nanjing Jiangsu 210002, China；2.Department of Biom edical Engineering, Nanjing University o f Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 210016, China

Objective To increase the transm ission speed of PACS (Picture Archiving and Communication Systems）so as to solve the problem in doctor’s latency access to the image information. Methods Without increasing the storage space, a reasonable allocation of storage waterline threshold and images were automatically deleted by setting the con fi guration parameters. Automatic search of the patients’ data from over ten thousand frames in near-line storage of PACS was realized and then manually deleted in the database server. Results Through follow-up observations for a long period of time, the phenomenon of slow transm ission of the image data in each room hardly occurred. The waterline in PACS server storage space was maintained within a stable range. Diagnostician’s access to the image data from the PACS server also had sped up. Conclusion The practice successfully solved the shortage of server disk storage space w ithout increasing the storage space and relevant costs, which provided references for other hospitals.

hospital information systems；picture archiving and communication system /radiology information system；disk storage；doctors’ workstation

TP333

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.09.028

1674-1633(2015）09-0093-03

2015-01-20

本文作者：郭輝，臨床助理工程師。

曹新志，生物醫學工程博士。通訊作者郵箱：To_cxz@163.com