关于影像科PACS/RIS系统存储空间不足的探讨

郭辉，李昂，尹赛赛，曹新志,2

1.南京军区南京总医院 医学影像科，江苏 南京 210002；2.南京航空航天大学 生物医学工程系，江苏 南京210016

关于影像科PACS/RIS系统存储空间不足的探讨

郭辉1，李昂1，尹赛赛1，曹新志1,2

1.南京军区南京总医院 医学影像科，江苏 南京 210002；2.南京航空航天大学 生物医学工程系，江苏 南京210016

目的 提高医学影像存储与通讯系统（PACS）的传输速度，解决医生调阅影像资料时间延长问题。方法 在不增大PACS服务器存储空间的前提下，设置合理的存储水线阈值和图像自动删除配置参数，实现自动查找PACS服务器中近线存储超过10000幅以上的影像信息的病人资料，然后手动将其删除。结果 通过很长一段时间的后续观察，科室各机房影像资料传输缓慢的现象不再出现，诊断医生调阅影像资料的速度也有所提高，PACS服务器存储空间的水线也维持在一个稳定的范围内。结论 在不增加磁盘扩容成本投入时，本文所采用的解决PACS服务器存储空间不足的方法，值得同行借鉴。

医院信息系统；PACS/RIS；磁盘存储；医生工作站

0 前言

近年来，随着数字成像技术和计算机网络技术的进一步成熟，人们对于医院信息一体化的要求也越来越高，国内很多医院都在打造属于自己的信息化工程，建设数字化医院。在医院信息系统（HIS）建设的基础上，越来越多的医院已经完成了医学影像存储与通讯系统（PACS）和放射学信息系统（RIS）建设[1]。

我院于2009年采购了GE的PACS/RIS。系统自上线以来，运行到现在共5年多时间，整体运行稳定。目前，系统主要分为在线系统和归档系统两部分，在线系统提供应用访问，归档系统负责图像的异地备份，保证数据安全性[2]。其中在线系统在架构上为高性能的负载均衡系统，该系统构成较为复杂，由数据库服务器、应用服务器、存域控服务器、负载均衡交换机构成，其目的是为提高应用访问的性能，并为其内部提供一定的冗余，从而提高可用性。

PACS作为实现静态和动态医学图像获取、显示、传输、存储的综合性能的医学图像管理系统，是HIS的重要组成部分。它能使医院所有的图像资料实现统一集中存储和管理，并且实现网上会诊[3]。由于PACS与电子病历（EHR）、RIS的整合，数据量日益增大，这对系统整体运行的稳定性和安全性的要求就更高。随着新设备的引进和使用，数据存储量逐年上涨，巨大的数据量的管理和数据流量对服务器的负载将面临巨大的考验[4]。在实际使用中，发现系统会经常出现堵塞的情况，病人检查完的影像资料向PACS传输时，速度变得缓慢，并且诊断医生在报告工作站RA600上从PACS服务器调阅影像资料需要等待很长的延迟时间。

1 我科PACS/RIS运行环境

1.1 PACS/RIS系统框架

系统架构采用EA的ASP负载均衡模式，分别为应用服务器和数据库服务器。EA的架构是基于医学数字成像和通信标准DICOM3.0协议的支持，所有的数据，都基于DICOM协议传输、保存和调阅。目前科室所有影像设备均连入PACS网络，包括5台DR、5台CT、5台磁共振仪（MR）、4台数字减影血管造影（DSA）、3台数字胃肠机、1台泌尿机；科里图像报告工作站RA600共36台，专用病人信息登记工作站5台。1台EMC CX4-480 光纤磁盘存储设备用作在线存储；1台EMC CX4-480 SATA 磁盘存储设备用作近线存储；1台DHC（Centricity® Digital Hardcopy，DHC）设备做离线存储；1台实现全院存储共享的NS40网关设备。而RIS服务器、中心交换机各2台构成双机热备，次级交换机若干台[5]。现有PACS/RIS系统拓扑结构，见图1。

图1 现有PACS/R IS系统拓扑图

1.2 GE Centricity RA600影像工作站简介

GE Centricity RA600是基于个人电脑的医学影像查询系统，主要用于影像科诊断医生方便调阅患者检查完的影像资料。该系统可在Microsoft Windows 7和XP下均可兼容运行，用户界面与大多数PC用户熟悉的人机界面相同。RA600允许加载、显示并处理任何医学图像或由单个或一系列数字化图像组成的患者病例报告。使用它可通过数字化输出设备或次级获取方式（如数字化图像或帧接收器截取图像）导入MR、数字X射线（DR）、CT等图像[6]。RA600系统除了用于显示患者的影像资料和撰写报告和诊断外，还可以进行许多其他方面的工作，如存档，图像采集、发送和接收，质量控制和三维成像等功能。

2 基于PACS系统近线存储空间不足问题的探讨

目前，科室平均每天接收普放检查病人约800人次，CT 检查500人次，MRI检查 300人次，DSA检查 40人次，胃肠造影60人次。1天影像数据存储量约为90 G，1年约为32 TB。病人的所有影像资料都传入医院的PACS服务器中，由1台EMC CX4-480 光纤磁盘和1台EMC CX4-480 SATA 磁盘进行近线存储。但是现阶段科室各个影像设备在向PACS服务器中传图时速度缓慢，平均10 s传送1幅（正常情况下是3~5幅/s左右），导致很多病人的影像资料处于排队等待状态，诊断医生也无法及时调阅相应病人的影像资料来完成其报告的书写。

由于不是单一某一台设备出现这种情况，所有机房向PACS的图像传输速度都很缓慢，所以首先考虑整个PACS网络的通讯问题，此时需要联系医院信息科相关人员重启PACS服务器或者通过PACS服务器客户终端远程登录服务器进行重启[7]，但是重启成功后发现影像资料的传输速度仍旧没有改善。这时考虑是不是PACS服务器的近线存储空间不足的问题，通过远程再次登录PACS服务器，双击打开应用程序“Centricity Enterprise Archive”，点击选项“Activity”中的“Status Info”来查看磁盘的存储状态，发现LIB01即EMC CX4-480 光纤磁盘的存储水线已经达到87％，而其设置的上限删除阈值为82％，正常情况下系统应该按照维护计划的设置在水线达到82％的时候自动删除掉5％的数据量；LIB02 备用磁盘的存储水线为76％，查看其设置的上限阈值也为82％，并没有超过设置的水线指标，所以手动将LIB02磁盘的优先级调高，使得各个机房检查完的病人影像资料优先上传至LIB02磁盘里。此后，影像资料的传输问题得到了很大的缓解[8]。但是由于科室每天会产生庞大的影像数据量，每天影像数据存储量约为80 G，考虑到LIB01和LIB02的总容量为90 T，目前已经使用了70％多，剩余的存储空间很快就会达到饱和，这时需要解决磁盘LIB01没有自动删除超过设置水线的数据量的问题。考虑到科室一些大型磁共振设备担负着一些临床科研工作，应用于临床上的很多科研序列会产生多达1万幅以上的图像，于是需要从数据库服务器中索引出图像数超过1万幅以上的病人资料。远程登录数据库服务器，进入系统后，双击打开SQL查询分析器，在左侧的对象浏览器中依次点击DCMGEPACS和用户表，在右侧的索引查询界面里输入相应的SQL语句如：“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]指病人的就诊ID号；[00080020]指病人的检查日期；AggregateCount3_1指病人的图像数量。通过以上命令可以查询出整个PACS服务器中图像数量＞5000幅的所有病人信息[9]。

结果查询到共计405例病人，其中一些病人的图像数目超过了1万幅以上，有些病人的检查时间为2013年，距离现在有将近1年的时间，按照PACS服务器中的维护计划表，200天以前的病人数据都应该删除掉。考虑到可能是一些病人的图像数目太大，服务器在执行维护计划时出现了网络堵塞。当数据存储量超过阈值的时候，任务进程一直停留在某一个病人上，之后待删除的病人影像一直处于排队等待状态，得不到及时有效的删除，现需要手动将以上405例病人的影像资料从LIB01和LIB02磁盘中删除掉。为确保这些病人的影像信息留有备份，方便以后病人随访时可以随时调阅在我科检查的影像信息，需要逐个按ID号到离线磁盘DHC（Centricity® Digital Hardcopy）设备上确认病人资料已经从近线磁盘LIB01和LIB02上备份过去了；经过确认已经有存档的病人资料可以远程登录PACS服务器，在应用程序中手动删除。如果病人的数据量比较大，最好不要批量删除，防止服务器由于超负荷运作而死机。

3 结果

通过手动删除以上405例病人资料后，在PACS服务器的应用程序中实时监测科室各机房的图像传输状态，结果科室每个机房的图像传输速度均恢复正常，平均3~5幅/s左右。诊断医生从PACS服务器中对影像资料的调阅速度得到了提高，不必再等待很长的延迟时间。远程登录PACS服务器，发现磁盘LIB01和LIB02的水线也维持在正常范围内。

4 结论

PACS/RIS系统中的数据主要来源于两大类：一类是医生站、护士站所需的患者基本医疗信息，另一类来源于诊断科室的图像信息和诊断信息，它们以DICOM3.0标准通过网关进行组合并进行存储与传输。随着近年来我科医疗业务的急剧增长及各种大型医疗设备的增加，日益增长的影像数据必将给网络负载、传输速度和服务器吞吐能力提出更高要求。我们在不改变现有存储架构和存储扩容的情况下，及时删除掉导致网络传输堵塞的大数据量的患者影像资料，使磁盘的存储水线维持在一个设定的正常范围内，影像资料的存储效率恢复正常，既节约了维护成本，又解决了实际问题，带来的效益和便利不仅仅是放射科自己，也推动了整个医院的信息数字化建设[10]。

[1]梁志刚,李坤成.医学图像存储与传输系统[J].中国医学影像技术,2003,19(3）：365-366.

[2]郭辉,沈君姝,李昂,等.浅谈医学影像传输归档系统升级方案的设计[J].生物医学工程与临床,2014,18(3）：283-286.

[3]胡元明,魏玮,周洋洋.浅析PACS/R IS实际使用中的若干问题及对策[J].中国医疗设备,2010,25(3）：82-83,72.

[4]金重午,章士正.放射科R IS/PACS构建的技术应用探讨[J].中国医学计算机成像杂志,2006,12(4）：286-288.

[5]曹新志,沈君姝,李昂,等.医院PACS/R IS的架构和实施探讨[J].医疗卫生装备,2014,35(1）：57-59.

[6]郭辉,王锋,沈君姝,等.关于PACS/R IS系统中License权限管理的探讨[J].中国医疗设备,2014,29(8）：43-45.

[7]丁鹏.医院信息系统的数据备份及容灾的设计与实现[J].医学信息,2006,19(3）：379-380.

[8]马文虎,刘友华,翟油华.基于IHE的医学影像信息系统集成研究与实现[J].信息技术与信息化,2011(2）：52-55.

[9]王秋生.基于PL/SQL的O racle数据库性能优化[J].微机发展,2003,13(12）：46-49.

[10]罗敏,彭承琳,王小林,等.医学图像存储与传输系统的初步应用与效益分析[J].中华放射学杂志,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：郭辉，临床助理工程师。

曹新志，生物医学工程博士。通讯作者邮箱：To_cxz@163.com