100%數(shù)字化，中南醫(yī)院聯(lián)合浪潮存儲應對影像大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

北京2020年11月26日 /美通社/ -- 倫琴一定不會想到，125年后，自己會與這家“給疫情踩了一腳剎車”的醫(yī)院產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

1895年，德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，醫(yī)學成像技術(shù)由此孕育而生。

時間來到2020年初，“強烈推薦CT影像作為診斷新冠肺炎主要依據(jù)”的觀點，一度讓武漢大學中南醫(yī)院醫(yī)學影像科副主任張笑春站在風口浪尖。

但一天之后的2月4日，《新型冠狀病毒感染的肺炎的診療方案（試行第五版）》進行調(diào)整，將“疑似病例具有肺炎影像學特征者”作為湖北省臨床診斷病例標準。

隨著臨床診斷數(shù)據(jù)的快速積累，新冠肺炎的影像學大數(shù)據(jù)特征逐漸清晰，CT影像結(jié)果對疫情診斷變得愈發(fā)重要。而CT正是基于X射線的醫(yī)學影像檢查手段。

醫(yī)學影像技術(shù)憑借非侵入方式取得人體內(nèi)部組織影像，成為醫(yī)生診斷治療各種疾病的得力助手。除了我們常聽說的X光、CT、核磁，還有診斷和指導腫瘤治療的PET、讓在血管里放支架成為可能的血管造影。

隨著醫(yī)學技術(shù)的進化，醫(yī)療影像的清晰度和精細度大幅提升，醫(yī)療影像存儲成為了巨大的挑戰(zhàn)。但同時，海量影像數(shù)據(jù)的“存”和“用”就像是中藥配伍，也給醫(yī)療數(shù)字化帶來一片新藍海。

方艙里的數(shù)據(jù)大爆炸

3月7日下午，武漢市東西湖方艙醫(yī)院門口，隨著兩輛載有59名新冠肺炎患者的大巴緩緩啟動，武漢首批最大規(guī)模方艙醫(yī)院收治“清零”。

東西湖方艙由中南醫(yī)院牽頭，是武漢市最早征用改建的方艙醫(yī)院之一，在疫情爆發(fā)期有效解決了社區(qū)傳播問題。東西湖方艙1.6萬平方米的空曠展廳，3天時間變成了收治2000名患者的大型醫(yī)院。

“最開始有幾臺移動CT機運過去了，沒有影像系統(tǒng)接入，大約每天只能出幾十份報告，報告速度遠遠跟不上診療的需求?！敝心厢t(yī)院信息中心副主任李漢民回憶道。

擺在李漢民面前亟待解決的問題，是如何提高CT檢查報告出具的效率，讓患者根據(jù)病情的嚴重程度盡快得到合理的救治。

真正的改變來自于把CT機掃描的數(shù)據(jù)接入中南醫(yī)院的PACS系統(tǒng)，“接入當天，報告數(shù)量就飆升到了200份以上?！崩顫h民說。

雖然患者拿到手的只有兩三張片子，而實際上，一位肺炎患者的二維CT影像大概在300張左右，如果做一次三維CT檢測則會產(chǎn)生數(shù)千幅原始小文件。據(jù)此計算，患者拍一次10mm普通CT影像，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量會在10-32MB；一次1mm的高精度CT檢測會有1000多張片子，數(shù)據(jù)量能達到10GB。

PACS系統(tǒng)具有連續(xù)寫、序列讀的技術(shù)特征。在中南醫(yī)院，PACS“寫”的過程經(jīng)常是多臺設備同時、連續(xù)在工作，為了解決PACS系統(tǒng)并發(fā)寫入問題，中南醫(yī)院采用兩臺浪潮全閃存儲搭建雙活架構(gòu)作為PACS一級存儲，向下可以快速存入不同檢測設備的影像數(shù)據(jù)，向上可以提供統(tǒng)一虛擬化平臺，為中南醫(yī)院各個科室影像數(shù)據(jù)實時查詢和讀取提供支撐和保障。

100%數(shù)字化背后的實力

幾年前，醫(yī)院傳統(tǒng)HIS、LIS業(yè)務，主要產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，一家醫(yī)院一年的數(shù)據(jù)量大約幾十TB。如今，影像設備不斷向超高速、精細化、動態(tài)化方向發(fā)展，如320排探測器、動態(tài)640層CT成像新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在獲得更加精準的診斷效果的同時，爆發(fā)式增長的影像大數(shù)據(jù)也給后端數(shù)據(jù)存儲帶來了挑戰(zhàn)，一家大型三級醫(yī)院每年僅PACS影像數(shù)據(jù)就可達到PB級。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、冷數(shù)據(jù)與熱數(shù)據(jù)的“存”和“用”成為限制醫(yī)療基礎設施平臺的主要性能瓶頸。

“我們的業(yè)務在不斷增長，科技發(fā)展帶來更高精度的檢驗檢查設備，它們共同作用下帶來的數(shù)據(jù)量是不可預估的。”李漢民說，他首先要考慮容量能否滿足需求，在摩爾定律依舊有效的年代，IT產(chǎn)品的采購又不能太超前，所以，同時還要考慮系統(tǒng)擴容是否容易，產(chǎn)品生命力是否足夠長，是否可靠和安全。

隨著人工智能技術(shù)的應用，數(shù)據(jù)處理的方式也在發(fā)生改變。一次CT檢查幾千張的切片，通過人工智能技術(shù)可以實現(xiàn)影像的三維重建，病患部位的情況一目了然。而且，人工智能的數(shù)據(jù)讀取和處理能力遠超人類，對數(shù)據(jù)細節(jié)的要求自然多多益善。

針對影像數(shù)據(jù)的快速增長，中南醫(yī)院采用了浪潮存儲提供的“全閃存儲+分布式存儲”的分級影像存儲解決方案。一級存儲是在院數(shù)據(jù)，在病人做檢查時要迅速地儲存下來，同時，為了支撐治療，還要能支持閱片、發(fā)報告、對比分析；二級存儲主要是歸檔數(shù)據(jù)和一些科研數(shù)據(jù)。查看遠期數(shù)據(jù)時，二級存儲數(shù)據(jù)可以直接讀取；當一級存儲數(shù)據(jù)達到設定上限時，以隊列方式優(yōu)先刪除舊數(shù)據(jù)，直至設定下限。

浪潮全閃存儲產(chǎn)品憑借高性能優(yōu)勢，為中南醫(yī)院各個科室提供了高效的影像查詢服務；分布式存儲則具有擴展性能強的優(yōu)勢，能夠隨節(jié)點增加實現(xiàn)容量和性能的線性擴展，滿足中南醫(yī)院影像大數(shù)據(jù)的長期存儲需求。

目前，中南醫(yī)院采用6節(jié)點的分布式存儲構(gòu)成了二級存儲池。由于同一集群目錄下的文件大小可能相差很大，為了充分保障大小文件的讀寫性能要求，浪潮分布式存儲提供了大文件拆分、小文件聚合等多種性能優(yōu)化方式。此外，存儲集群還提供分布式塊服務來適配前端多個業(yè)務系統(tǒng)，專門滿足1MB左右PACS小文件讀寫性能，讓醫(yī)生在調(diào)用、讀取各種影像數(shù)據(jù)時不再受系統(tǒng)速度慢的困擾。

作為二級存儲，浪潮分布式存儲可以對文件、塊、對象、大數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)提供接口服務，不僅可以支持當前聲波、圖片、視頻等多種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲的需求，也為未來的醫(yī)療云、健康大數(shù)據(jù)等業(yè)務發(fā)展未雨綢繆。

IT基礎設施是遏制傳染病爆發(fā)的一道防線。新冠疫情加快了醫(yī)學技術(shù)、醫(yī)療數(shù)字化的深層次轉(zhuǎn)型?？梢灶A見，在醫(yī)療領域，數(shù)據(jù)連接將成為數(shù)字醫(yī)療的重點投資方向，因為它是建立和完善流行病學監(jiān)測與預警系統(tǒng)、對醫(yī)療數(shù)據(jù)進行實時可視化處理的基石。