影像數據激增，醫院應如何搭建存儲架構來保證業務連續性？（附視頻）

來源：HIT專家網??????作者：姜浩

近年來，在公立醫院績效考核、高質量發展，以及醫保支付改革等政策背景下，醫療數據、運營數據的應用需求激增。與此同時，影像數據在醫院的占比越來越高，拉動了醫院數據量的快速上升，對計算資源和存儲資源容量提出了更高的要求。作為醫院信息基礎設施的重要組成部分，醫院數據管理系統及數據存儲策略，關乎業務生產系統的連續性、安全性，已成為醫院信息化建設的重中之重。

2022年9月15日，由HIT專家網主辦、日立數據（Hitachi Vantara）協辦的《業務連續性+影像數據湖：醫療數據管理熱點》在線研討會成功召開，多位醫院CIO與日立數據的技術專家共同交流、分享了與醫院業務連續性及影像數據湖建設相關的實踐經驗。

要點一：確保關鍵業務連續性

“傳統數據中心容災、備份建設面臨諸多問題?！?strong>臺州恩澤醫療中心（集團）（以下簡稱臺州恩澤醫療集團）信息中心主任馬宗慶將問題歸納為五類：

（1）ROI低，備份容災分批建設、重復投資，災備利用率低；（2）缺日常合規演練，災備可用性難驗證；（3）切換難，災難切換復雜，手工切換風險大，RTO不可控；（4）管控復雜，災備資產散雜多亂，缺少統一的監管平臺；（5）第二生產中心數據與主數據具備同等價值，但災備數據安全容易被忽視。

馬宗慶介紹說，臺州恩澤醫療集團是一家區域綜合性公立醫療集團，目前擁有五個院區。集團在關鍵業務連續性方面進行了多項實踐與探索，包括：規劃建設了“兩地三中心”，以下屬的臺州醫院東院區為生產中心，以臺州醫院本部為容災中心，以路橋恩澤醫院為備份中心；利用SDN（軟件定義網絡）技術實現了醫院多數據中心網絡擴展；搭建DNS服務架構，為醫院業務系統提供IT基礎架構高可用；采用雙活的硬件底層架構，部署了高可用的數據庫集群；采用多層級、多副本的集中備份體系，對于核心業務數據采用秒級保護，對于副本數據采用分鐘級保護，對于定時備份數據次采用小時級保護；部署了數據可容災系統全局監控，對數據庫容災預案進行了靈活編排，實現了對所有故障場景的全面覆蓋監測與及時應對。

與臺州恩澤醫療集團不同的是，復旦大學附屬腫瘤醫院是一家單體、?？漆t院，兩家醫院在業務連續性實踐方面的著眼點也有所不同。

“醫院數字化轉型加深了醫院業務對ICT的依賴，業務連續性已成為醫療業務的生命線?！?strong>復旦大學附屬腫瘤醫院信息中心主任王奕介紹說，與許多醫院一樣，復旦大學附屬腫瘤醫院在十多年前采用的是雙機熱備的災備方案，解決核心業務應用系統的高可用。然而，該方案僅解決了服務器和存儲的容災，并未真正實現應用級容災，當應用與數據庫出現故障時，業務仍存在停滯風險。另外，這一方案較為依賴底層存儲復制或集群軟件，成本較高且不太穩定。

2019年，復旦大學附屬腫瘤醫院構建了基于超融合的私有云平臺，結合應用容災、數據庫容災等技術實現真正意義上的應用級實時容災。同時采用兩地多中心的數據中心建設方案，新老院區間互聯光纖采用三路由環路，每路4×10G通道業務，形成主備保護模式，發生故障可自動切換，保證99.9%的鏈路可用性。在虛擬化容災方面，復旦大學附屬腫瘤醫院采用了vSAN延伸集群技術，無縫打通新、老院區業務應用，實現了跨院區提供醫療服務。

“未來，醫院的數據量增長會越來越快，醫療業務對業務連續性的要求也會越來越高?！蓖蹀冉ㄗh，醫院可以考慮利用混合云的方式或引入分布式架構等手段，提升業務系統的高可用性和容災能力。

要點二：建立“冷-熱”兩級的影像數據存儲體系

“在醫院的全部數據中，影像數據占比一般都超過90%?！?strong>解放軍總醫院醫學大數據研究中心原主任薛萬國說，因此，如何有針對性地開展影像數據存儲管理是醫院完善醫療數據管理策略的關鍵。醫院可通過建設影像數據中心的方式，實現影像數據的存儲和全生命周期管理，為分散的影像數據建立統一的存儲、訪問和備份機制。

與20年前相比較，醫院的數據存儲空間可能增長了50倍，但影像體量的增長可能也超過了50倍。影像體量快速增長與有限的存儲容量的矛盾一直是影像管理的難點，醫院亟待解決影像存儲體系容量的可持續擴展問題。

對此，薛萬國提出建議：醫院可建立“冷-熱”兩級的影像數據存儲體系。對于熱數據，醫院可采用橫向可擴展的分布式存儲技術，結合使用SSD與磁盤；對于冷數據，醫院可考慮采用藍光靜態存儲技術，實現綠色可持續發展。另外，對于歷史數據，醫院也可考慮在無感知差異或診斷差異情況下采用有損壓縮存儲方式（如1：10壓縮）。

“如果醫院采用了上述分級存儲體系，那么勢必要面對數據遷移管理問題，即如何將冷數據從高級別存儲向低級別存儲轉移?！毖θf國認為，這一過程涉及數據遷移策略的制定、影像物理位置轉移、數據索引修改等問題，是一項較為復雜的任務。

薛萬國進一步講解，醫院影像數據遷移可通過三種方法實現：第一，依靠存儲硬件實現數據遷移，影像中心系統對遷移過程無感知，但無法獲取數據存儲位置，不建議采用此方案；第二，通過影像中心管理軟件實現遷移，影像中心系統可感知數據存儲位置，但遷移時機和管理較為復雜；第三，影像中心同時在冷、熱存儲上保存兩個副本，當熱存儲數據滿時自動刪除熱數據，此方案實現機制較簡單。

“影像數據中心是PACS數據的聚合，本質上也是一套PACS系統。但由于應用定位的不同，其軟硬件配置、功能的側重點有所不同?！毖θf國認為，影像數據中心更加注重影像數據容量大導致的相關問題，更加注重影像數據的全生命周期管理，更加注重系統的開放性，這些也是影像數據中心建設的要點。

要點三：以OBS應對海量的非結構化數據

存儲架構通?？煞譃榧惺酱鎯軜嫼头植际酱鎯軜?，那么哪種架構更能確保業務連續？日立數據( Hitachi Vantara）資深技術顧問姜凡認為，對于結構化數據，從保障業務連續性的角度出發，醫院應選擇集中式存儲架構構建核心數據庫。集中式存儲架構的可靠性更高，響應速度更快。對于虛機群而言，如果考慮業務連續性、可靠性及響應時延，醫院同樣可以選擇集中式存儲架構；如果考慮管理及運維要求，醫院可以嘗試使用超融合架構（分布式架構的一種實現方式）。

“存儲架構同樣是制約影像數據中心的關鍵要素之一。醫院在搭建影像數據中心時往往糾結于如何選擇存儲方式?！苯舱J為，OBS（Object Storage Service，對象存儲服務）在管理海量的非結構化數據及跨互聯網訪問數據等方面均存在優勢。

姜凡分別從三方面進行說明：首先，在應對海量文件存儲挑戰方面，大多數OBS都是采用鍵值對的方式，也即通過唯一的鍵找到值。OBS可通過扁平化數據結構，直接通過ID獲取對象，針對海量文件的查詢效率更高。

其次，在應對勒索病毒的挑戰方面，OBS可通過自身的多版本、自校驗等功能，無需搭配任何軟件即可防御勒索病毒。

最后，在B/S架構下，與NAS相比，OBS在滿足云影像、影像后處理等需求方面更勝一籌。后者無需搭建Web服務器，醫院影像相關應用可直接從OBS中調閱影像數據。

另外，在兼容性方面，OBS的要求相對較高，醫院需要將OBS與PACS進行對接。目前，日立數據( Hitachi Vantara）的OBS HCP已兼容業界絕大部分PACS和影像AI應用。姜凡說：“面對持續增長的海量影像文件，醫院在規劃建設影像數據中心的過程中，可以根據自身需求多做比較，選擇適合醫院實際的存儲方式?！?/p>

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【責任編輯：秦勉】