医疗系统存储解决方案.doc

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1、前 言对于医疗行业来说，病人的各种数据的长期管理是现在以及未来医疗行业充分服务于病人的基础之一，保护数据并加以合理的利用已成为未来医院发展的关键因素。对已有数据进行集中存储与分析，有助于对竞争对手进行分析，提高病人的满意度并占据更有利的竞争位置。因此, 数据的集中归档管理与备份成为医疗信息管理的关键任务。世界许多成功的医疗机构已经认识到，对各种数据进行集中归档管理与备份，并在此基础上充分利用现有数据，以提高自身竞争力，将是企业进一步稳固发展的重要保证。病案作为一种重要的医学临床资料和社会信息资源，在医学、法律、商业等领域有着重要的利用价值。近年来，国务院和卫生部连续颁布多部涉及医学文档的法律和

2、条例，医院病案资料管理被提到新的高度。 随着病案数字化扫描管理系统和医学影像存档与通信系统（PACS）的应用推广，大量数字图像和影像信息的可靠存储对于整个医院正常运作起着至关重要的作用。同其他行业相比，医疗行业的数据量更大，所需要的可靠性指标也更高。这就意味着，在整个医疗行业的运作中，需要有一套优秀可靠的存储解决方案作为其坚实后盾。 医疗系统存储解决方案行业特点随着经济的改革开放，国民经济水平的不断提高，对医疗事业的要求也不断提高，人们的保健意识不断增强，要求医疗行业在关注于疾病的同时也充分保证对人民的全面关注，防患于未然。同时，随着医疗手段的不断丰富，各种精密医疗仪器的充分应用，都进一步要求

3、与IT设备的紧密结合，以及各种电子化医疗数据的保存，分析应用。于此同时，医疗行业中，对IT技术的性能、可靠性、可用性和整体拥有成本的要求在逐步提高。随着中国医疗业务的高速发展和中国加入WTO，为迎接日益激烈的行业竞争，充分利用先进的信息技术手段把握市场方向，采用先进的管理方法，对客户提供优质的服务，走在行业的前列，是适应市场竞争与人民生活需要的先决条件。对于医疗行业来说，病人的各种数据的长期管理是现在以及未来医疗行业充分服务于病人的基础之一，保护数据并加以合理的利用已成为未来医院发展的关键因素。对已有数据进行集中存储与分析，有助于对竞争对手进行分析，提高病人的满意度并占据更有利的竞争位置。因此

4、, 数据的集中管理与备份成为医疗信息管理的关键任务。需求分析如何对数据进行存储和管理至关重要。有效地存储和管理数据与信息的快速访问和有效利用相结合是医疗行业电子化发展的基本因素。世界许多成功的医疗机构已经认识到，统一访问、共享和管理数据可以转化为一个有利的竞争优势。实现网络化客户支持可提高客户满意度并降低成本。与此同时IT专业人士也认识到，存储设备的采购是一个独立而又极其重要的购买决策。同时，资产保护更具挑战性。直到最近，IT业所关注的重点仍为服务器和网络，但是随着日渐重要的信息在商业中发挥着作用，所关注的焦点将转移到集中数据存储和存储区域网络(SAN&NAS)上。存储体系结构将变得与网络体系

5、结构同等重要，而且根据IDC的统计，存储器正成为独立的购买决策。因此，对医疗行业的各种数据进行集中存储，归档与备份，并在此基础上充分利用现有数据，以适应市场需要，提高自身竞争力，将是我国医疗行业在市场经济中进一步稳固发展的重要保证。医疗系统存储解决方案方案一 病案扫描图像归档存储管理病案扫描图像归档存储管理是“以病人为中心”的医院信息系统的核心组件，也是实施“电子病历”（Electronic Medical Record, EMR）的基石。它以局域网为依托，利用光盘为存储载体，将病案原件通过扫描仪转为二维图像，经过压缩后存入光盘中，并建立多项检索目录，在调阅时能够实现病案的真迹还原，从而达到对

6、病案的高效管理和使用。 病案扫描图像归档存储管理以医院病案室为实施主体，并应用在病案室和阅览室局部范围，用户数不多，对在线检索查询要求不高，其主要目的是对已有病案的数字化处理和归档保存，为今后全面实现病人资料数字化存储管理做准备。因此，宝安医院在控制预算的前提下，采用光盘库进行资料归档存储，系统服务器内置硬盘为资料缓存的存储架构。光盘库作为归档存储设备，主要由光盘驱动器（Drive）、机械手臂（Changer）和槽架（Slot）构成，读写数据时，机械手臂自动把指定盘片装入驱动器，完成读写操作。光盘驱动器是随机存储设备，读出指定数据文件时，没有诸如磁带机那样的倒带操作，因此具有快速检索能力。方案

7、二 数字化病案网络存储管理病案数字化的目的除了长期可靠地保存病案资料外，还要为全院医务工作服务，使医生能方便快捷地检索病人资料，确诊患者的病情。要实现全院网络病案信息的共享，要求快速存取大量的扫描图像文件，为此需要系统具备高性能、高可靠、大容量的共享存储设备。 方案三 海量数字化病人资料存储管理医院最终要实现所有病人信息的数字化存储管理，这些病人信息包括病案图像、医疗影像、电子病历、就诊费用等。要实现这个目标，需要对医院的信息管理系统（HIS）、医疗影像系统（PACS）、数字化病案系统等信息系统进行系统集成，集中管理各应用系统的数据存储，形成一个海量数据的存储管理中心。 一个海量数据的存储管理

8、中心，不仅要求具有海量数据的存储能力，做到数据在线存储的安全、可靠和可用，还应具备动态的扩容能力和灾难恢复能力，真正做到关键数据的万无一失。方案说明1. 部门级在应用时所承担的应用领域比较小，功能单一。 2. Mini-院级系统，在技术上是将医院信息科与放射科的部门级系统（如病案管理，PACS等）整合在一起，在一定范围内实现院级资源共享。 3. 完整的院级系统，是将医院的HIS、RIS、PACS等系统统一整合，构架出一个统一完整的公共存储池，此时的各个软件专业性强，功能完善。方案的设备配置在NETZON 光盘存储产品系列中，光盘的近线-离线无缝管理是最具具创新特色的，也是最适合上述医院信息系统

9、的应用的。其中NETZON HMS 8x 离线柜可以方便地管理多达 3360张光盘。根据医院规模的不同，可配合使用不同大小的光盘库，配以管理软件，形成对大量光盘的近线-离线长期管理无缝管理。这种配置具有非常好的性价比和其它存储方案无法比拟的超低长期拥有成本。这种配置同时保障了大量医疗数据的长期安全性。方案特点分析本方案适用对象和适用范围非常明确，亮点主要体现在以下三个方面： 1. 利用蓝光BD光盘存储介质的一次性刻录和长期稳定存储的特性，归档存储数字化病案信息，满足医院对病案资料长期可靠保存的迫切要求。 2. 针对以后病人就诊信息存储检索的发展需要，增添磁盘阵列存储设备，满足网络大数据量共享存

10、储和检索，并使得存储系统的安全性、可靠性和可用性得到加强。 3. 根据数据存储向网络集中存储发展的趋势，采用灵活、易扩展、易管理的NAS存储架构，平稳解决了系统管理中的不足，将管理变得更为集中和有效，使得业务效率可以得到明显提高，从而适应效率更高的要求。新一代蓝光光盘存储媒介与光盘库分析介绍背景蓝光光存储技术是新一代数据存储的核心。由于市场巨大，跨国公司分为两个阵营，在技术标准和产业化方面展开了数年的激烈争夺。这种争夺一方面刺激着技术的竞争性发展，另一方面也开始严重影响着蓝光光盘存储的产业进程。由于零售业巨头沃尔玛和好莱坞电影发行商的倒戈，以东芝为首的HD-DVD阵营宣布停止这方面的业务，以索

11、尼为首的Blu-Ray（BD）阵营胜出。标准的统一将大力推动蓝光光盘的普及应用。DVD光盘的特点DVD光盘是数字化档案和图书资料唯一理想的数据最终载体，它有以下显著的优点：1. 适合长期保存。妥善的保管，如放在光盘片匣中，数据的保存期将大于50年。磁盘和磁带都远达不到这样的数据保存寿命；2. 尺寸的标准化。尽管单张光盘的存储容量成倍地逐年向上增长，其120mm直径的物理尺寸将永远保持不变。这样利用永久保存;3. 设备的兼容性。新一代光驱总是保留之向下的兼容性，不会出现像磁带那样，过若干年，带子尚完好，但能读它的磁带机早已不生产了；4. 随机存储的速度快。由于光盘的读写是2维的，所以找到任何历史

12、数据的时间都几乎相同;5. 不怕电磁干扰。由于是塑料，所以对任何电磁干扰都不敏感。由于放在片匣内，所以也没有光照射和机械损伤；6. 无须保养。放入片匣就一劳永逸，无须任何更新和维护；7. 便于复制和发放。 可方便地复制所需的数据并即时按需发放；8. 媒体便于交换。BD播放设备到处都能找到。9. 成本极低。随着产量的增加，BD盘片价格总是迅速下降；10. 充满发展的活力。到2009年，单片蓝光BD的容量将达到100GB。这意味着，一个35张的可交换片匣，可以存放3.5TB数据，这在长期性价比方面是无以匹敌的。BD蓝光光盘主要特征BD光盘格式用于高密度数据存储和高清视频物理尺寸和操作方式与CD/D

13、VD光盘一致超硬涂层保护由潮湿、刮碰、指印和灰尘引起的损伤Blu-Ray使用PC光驱读/写兼容CD/DVD技术高读写速度格式：BD-R（一次可写），BD-RE（多次可擦写），BD-ROM（只读）标准化的，与操作系统平台无关的UDF文件系统损伤管理和先进的纠错技术通过主流硬件厂商的长期技术支持BD与DVD的技术参数比较见下表参数Blu-ray （BD）DVD存储容量 25GB (single-layer)50GB (dual-layer)4.7GB (single-layer)8.5GB (dual-layer)激光波长 405nm (blue laser) 650nm (red laser)

14、数值孔径(NA) 0.85 0.60 光盘直径光盘厚度120mm1.2mm120mm1.2mm保护层超硬涂层0.1mmYes0.6mmNo光轨0.32m0.74m数据传输率 (data)数据传输率(video/audio)36.0Mbps (1x)54.0Mbps (1.5x)11.08Mbps (1x)10.08Mbps (1x)视频分辨率 (max)视频码流 (max)19201080 (1080p)40.0Mbps720480/720576 (480i/576i)9.8Mbps视频编码 MPEG-2MPEG-4 AVCSMPTE VC-1MPEG-2-音频编码 Linear PCMDol

15、by DigitalDolby Digital PlusDolby TrueHDDTS Digital SurroundDTS-HDLinear PCMDolby DigitalDTS Digital Surround-交互性BD-JDVD-Video发展前景DB蓝光光盘将成为数据长期归档存储的主流媒介。BD的容量可逐步发展到8层 200GB。速度最终达到288Mbit/s。蓝光光盘的产业化推动力来自于PC工业和高清节目源的普及。价格走向根据Blu-ray Disc Association给出的预测，BD光盘最终的生产费用不会明显高于现在DVD光盘。随着生产数量的增加，BD的生产成本会逐渐接近

16、DVD。根据大型光盘生产上给出的非正式预测，2008年4月份第一轮的市场推介行动后，光驱的价格将下来50%，盘片也有类似的价格走向。蓝光光盘库NETZON光盘库已经发表了支持BD光驱的产品，使得产品的容量增加到原来的5到10倍。同时其可靠性和数据安全性得到大幅度的提高。现在 单位 TB的价格已经明显低于原DVD系统。光盘库通常由机械手、片匣、光驱组、弹出屉和伺服部分组成。数据和控制信号通过高速SCSI或局网接口与计算机系统相连接。通过光盘库管理软件，光盘库可对光盘进行读写，复制等操作，并且是多个进程同时进行的。通过光盘库可对大量光盘数据资源进行高效率、高可靠性的管理和操作。为了便于专业化的光盘

17、复制与发表，有些光盘库还配有内置的盘片打印机，可以打出各种高质量的盘标。专业的盘片打印机采用热传递或热再传递工作原理，前者可以大量低成本地打印单一色调的盘标，而后者可以在盘片上打出逼真的照片。现代化的DVD光盘库早已不是一种简单的盘片自动切换装置了。通过高智能的光电一体化设备和现代化的管理软件，光盘库系统已成为高度虚拟化的海量存储子系统。它与半导体和磁盘存储器相互弥补，构成了高效率，高可靠性的现代数据存储体系。市场上现有的光盘库产品，通常容量为几十到数百片光盘。国内常见的提供商有 PLASMON， JVC和NETZON系列。NETZON光盘库主要性能指标NETZON光盘库系列技术参数规格HMS

18、 1035aHMS 2105HMS 3350HMS3560性能参数光盘容量35105350560光盘匣数量(35 槽)131016存储容量(4.7GB）164.5GB493.5GB1.6TB2.6TB存储容量(25GB)1.75TB5.24TB8.7TB14TB存储容量(50GB)3.5TB10.2TB17,5TB28TB驱动器数量(最多)2444弹出屉有有有有状态显示屏有有有有盘片打印机-可选可选驱动器配置CD、DVD、BD11-41-41-4(支持光驱混装，且光驱技术随时更新)速度平均介质装载时间 3.5秒 5秒 6秒100.000POH100.000POH100.000POH100.00

19、0POH平均无故障间隔时间（机械部分）2.000.000次2.000.000次2.000.000次2.000.000次平均修复时间0.5h0.5h0.5h0.5h使用条件外界温度10-3510-3510-3510-35温度变化最大5/小时最大5/小时最大5/小时最大5/小时相对湿度20%-80% 无冷凝20%-80%无冷凝20%-80% 无冷凝20%-80%无冷凝连接接口 USB 2.0SATA/SASSATA/SASSATA/SAS额定电压100-240v100-240v100-240v100-240v电源频率50-60Hz50-60Hz50-60Hz50-60Hz平均能耗50W70W70W

20、70W最大能耗110W140W140W140W光盘库规格外形尺寸(宽 x 高 x 深 mm)240x388x520240x595x650550x1580x700550x1890x700最大总重量12kg26kg99kg120kg安全认证CECECECE磁带库与光盘库的存储性能比较磁带是传统的数据存储媒质，具有存储容量大的特点，但是随着对数据管理的即时性要求和数据安全性的要求，磁带已经不能再适应对海量信息数据的存储和管理。 对保存环境的要求高，增加企业成本。 目前，绝大多数磁带的带基和黏合剂都是高分子化合物，在强光（特别是紫外线）的长时间照射下，这些高分子化合物会发生降解而失去原有的性质，加速了

21、磁带的老化。 尘土会使记录有信息的磁层磨损，重放时出现信号跌落、噪音增大。 过高的温湿度和不正确的摆放方法会使磁带变形、变脆或发生复印效应及生霉，从而造成重放信号的丢失或失真。 激烈的碰击和外强磁场都会使磁带中的磁性分子的排列发生变化，从而影响记录在磁带上的信号。据一些文献资料介绍2387.34安培/米（30奥斯特）的磁场强度会使磁带发生磁化效应，3980.894777.70安培/米（5060奥斯特）的磁场强度就会使磁带明显退磁。如发生上述问题，轻者会使磁带的噪声增大信号减弱、图像出现雪花及色彩失真等，重者会使声音和图像全无。 对保存环境的要求高。库房温湿度变化范围应在温度15-27、相对湿度

22、40-60%范围内选定一组值，一旦选定，在24小时内温度变化不得超过3、相对湿度变化不得超过5%。最佳环境温度是18、相对湿度是40%。同时对防磁、防火、放置、保养及维护等方面都提出了具体要求。 在正常保存环境中（温度为181、相对湿度为40%）每间隔3.5年倒带一次。 访问速度慢。 由于只能对磁带内容进行顺序查询，大大降低了数据检索的速度。 磁带格式不兼容。此外，磁带在长时间的保存过程中，极容易出现磁粉胶落、噪声加重、且容易发生复印效应而破坏信息质量。为了防止上述情况的出现，人们往往采取定期倒带或重新复录的方法以延长其寿命。这样做，对录音信号影响不明显，但对录像信号影响很大，一般每翻录一次都

23、会使图像信号损失20%左右，造成画面清晰度变差等后果。 磁带记录不符合内容可以被删改和破坏。与磁带相比，光盘是数字化信息存储的理想载体，其优点在于： 记录密度高、存储容量大，有海量存储器之称。（NETZON光盘库存储容量）DVD-RAMDVD R DLBDBD DLBD QL标准盘片4.7GB8.5GB25GB50GB100GBHMS1035164.5GB297.5GB875GB1.75TB3.5TBHMS2105493.5GB892.5GB2.62TB5.14TB10.28TBHMS33501.64TB2.97TB8.75TB17.5TB33.5TBHMS35602.63TB4.76TB14

24、TB28TB56TB注：按照厂商路线图，BD 盘片的容量每2年增加1倍。 非接触式的写入和读取信息，不会损坏光盘，故使用寿命较长。 通过高精密机械手抓取盘片，绝不伤盘。 光盘在光驱内进行的是非接触式写入和读取，更加有效地保证了光盘寿命。数据传输率高，网上传输速度快。 快速的SCSI-2接口能够将光盘内的数据资料通过互联网或局域网进行快速传输。 对保存环境要求不高，相对容易保存、存储费用低。 比磁带复制速度快，且不损失信息，故清晰度高。 高性能的CD/DVD刻录机能够快速复制数据。 数据安全性高、离线和在线管理方便。 所有光盘可以保存在密封式的光盘匣里，便于离线和在线管理。 通过先进的管理软件可

25、以设定各种数据管理和使用权限，最大限度地保证数据的安全性。DVD光盘是数字化档案和图书资料唯一理想的数据最终载体，它具有以下优点：符合法规遵从性。数据在物理层上可确保不能被修改。目前西方国家都已有相应的立法来约束数据的真实和安全性；适合长期保存。妥善的保管，如放在光盘片匣中，数据的保存期将大于50年。磁盘和磁带都远达不到这样的数据保存寿命；尺寸的标准化。尽管单张光盘的存储容量成倍地逐年向上增长，其120mm直径的物理尺寸将永远保持不变。这样利用永久保存;设备的兼容性。新一代光驱总是保留之向下的兼容性，不会出现像磁带那样，过若干年，带子尚完好，但能读它的磁带机早已不生产了。光盘永无设备兼容性之忧

26、；随机存储的速度快。由于光盘的读写是2维的，所以找到任何历史数据的时间都几乎相同;不怕电磁干扰。由于是塑料，所以对任何电磁干扰都不敏感。由于放在片匣内，所以也没有光照射和机械损伤；无须保养。放入片匣就一劳永逸，无须任何更新和维护；便于复制和发放。 可方便地复制所需的数据并即时按需发放；媒体便于交换。DVD播放设备到处都能找到。成本极低。随着产量的增加，DVD盘片价格总是迅速下降；充满发展的活力。到2007年，单片蓝光DVD的容量将达到200GB。这意味着，一个35张的可交换片匣，可以存放7TB数据，这在长期性价比方面是无以匹敌的。现代化的DVD光盘库早已不是一种简单的盘片自动切换装置了。 通过

27、高智能的光电一体化设备和现代化的管理软件，光盘库系统已成为高度虚拟化的海量存储子系统。它与半导体和磁盘存储器相互弥补，构成了高效率，高可靠性的现代数据存储体系。 (光盘库与磁带库性能比较表)比较项目光 盘 库磁 带 库单个介质存储容量4.7GB/片，8.5 GB/片25 GB-100GB/片5100GB盘设备存储容量可达TB级可达TB级存储容量的扩展性成本低，易扩展不易扩展数据查询速度快慢存储设备的价格低较 高存储介质是否符合法规遵从性是否存储介质的寿命50100年38年数据长期存储的安全性高低介质的通用性和互换性好差信息管理的复杂程度低较 高设备故障造成数据损失低较 高数据恢复所需时间短较

28、长系统管理成本低较 高存储介质成本低较 高NETZON光盘库由机械手、片匣、弹出屉和光驱组等部件构成。机械手是光盘库的核心部件之一，它负责盘片在光驱、片匣、弹出屉和盘片打印机之间的运载工作。它的稳定性直接影响光盘库的机械性能。NETZON系列光盘库的机械手承袭了原GRUNDIG和ZEISS的设计，经过数十年的不断改进和长时间的实践考验，已发展成一种简捷、超常可靠和超常寿命的成熟部件。经对GMS2105进行的长时间加载测试，机械部分的无故障时间大于600万次。一般的光盘库无故障时间平均在200万次左右。正因为有了这样的高可靠性机械手，才使构建巨型光盘库成为可能。与市场上常见的光盘库产品不同，这类

29、产品通常只有一个机械手。而为国家图书馆设计的巨型光盘库将采用模块化设计，这意味着整个系统将有许多局部机械手同时工作。在保证稳定性的前提下，这种多机械手的设计将极大地提高这个系统的工作效率。在保证了局部稳定性的基础上，这种设计甚至可以提高整体结构的可靠性。NETZON的片匣是全封闭式的，可以容纳35张光盘。所有NETZON系列的产品都采用这种片匣。这种片匣有鲜明的特点：对光盘提供了理想的保护；片匣避光，防尘，适用于光盘的永久保存；符合人体工程学的设计，可以单手操作，自由插拔，开启和锁定；便于离线保存，片匣可以智能标识；便于运输和媒介交换；易于行业的管理标准化。基于NETZON系列产品特有的抓盘技术，光盘库的光驱不必进行特殊改造。这使得该系列产品的弹出屉结构简单，成为不用额外付费的标准配置。使用标准光驱可以明显降低产品成本，更重要的是，在光驱发展日新月异的今天，这种结构可以保证产品使用最新的光驱。在DVD正向新一代蓝光产品发展的今天，这种结构在升级和更新换代方面将显现出巨大的优势。