【e医疗原创】医院PACS/RIS改造过程与实施效果
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文/新疆医科大学第一附属医院 韩雷，马瑞，修燕
医院PACS/RIS服务存储架构图。
医学影像存储和传输系统（PictureArchiving and Communication System，PACS）是近年来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的。旨在全面解决医学图像的获取、显示、处理、存贮、传输和管理的综合系统。随着医院信息化水平的不断提高，PACS与放射信息系统（RadiologyInformation System，RIS）的应用，使数字化阅片和影像信息的共享成为可能，与医院其他系统配合，能规范医院工作流程，提高医疗工作效率。目前，从我国大型医院的现状来看，医院新增设备和患者检查量的增加，PACS/RIS面临严峻形势。
－遇到的问题－
1.检查量增加带来数据管理困难
截止2014年，我院共有影像设备28台，其中有12台是2011年之后替换或者增加，影像诊断和浏览站点78个，向超过1000个临床医生工作站提供浏览服务。影像检查人次数由2011年的240882人次，增加至2014年的367827人次，年数据量由2011年的6.6T增长至2014年的8.1T。长期存储容量越来越大，给数据管理和备份造成困难。
2. 存储架构和性能的问题
我院PACS系统始建于2006年，服务器端使用WindowsServer 2003操作系统和SQLAnywhere 10数据库系统，应用西门子软件SyngoXS5.0版本软件，应性能限制高峰期负载高。服务器采用组策略，分别为不同影像科室提供服务，各服务器相对独立，生成报告后组服务器将数据传输至中心服务器，数据传输的路径长，花费时间多。
3. 影像科室管理的要求
影像科室职能的增加和管理的细化对PACS/RIC提出新的要求，如危机值管理、人员权限细化授权、大型设备收益分析、预约绩效统计、排班、教学等功能，需要系统的扩展。
4. 应用的困难
因PACS无法提供后处理图像功能，故使用GE公司4台后处理工作站处理图像不便。虽然，临床端应用Web浏览端能提供常规的二维处理功能，但在实际运行中，临床端的使用效果并不佳，医生更愿意等待胶片继而再做诊断。造成这种现象的原因是临床医生更需要关键图像——基于治疗目的高级三维后处理图像，和治疗方案有关的测量功能。因此，将关键图像、诊断图像、重建级图像分开管理，并采用不同的手段提供给临床是急需解决的问题。
－实施经过－
1. 基础改造
全面改造网络环境，更换交换机，网络部署，提升网络的带宽至千兆，千兆到桌面；购置6台高性能服务器，作为系统升级后的主服务器，应用服务器，双机管理服务器，按需打印服务器；购置存储设备以扩展现有存储空间；服务端部署MicrosoftWindowsServer2008 R2操作系统和MicrosoftSQL Server 2012数据库。
2. 构建高效、稳定的服务存储架构
服务器采用了双主机方式（Active～Active），两台服务器作为一个整体对网络提供服务，且相互监控，提高了系统的可靠性。而双机容错的集群结构，具有容灾和负载均衡功能，将不同的任务分摊到两台服务上运行，也可提高系统效率和整体性能。
将所有的影像设备和终端直接连接到主服务器上，在千兆网络到桌面的情况下数据传输效率显著增加。融合使用光纤存储交换机的存储交换网络（FiberChannel SAN），构成短期存储和长期存储的存储网络，极大地降低了端口需求并提高利用率和性能，数据存入主服务器的短期存储中，每日闲时运行作业向长期存储备份。当短期存储内在线数据超过时间“水线”之后，将删除超时数据。据统计，访问1年内数据占总数据的99%，故“水线”设置阈值为一年。
部署全新PACS/RIS系统，即Syngo.Plaza与Syngo.Ris系统，系统通过与HIS的无缝连接，实现检查科室影像信息及报告信息的全院级共享和有效使用，从系统上实现无纸化、无胶片化，同时采用国际标准DICOM和HL7，实现PACS与医院其他系统的无缝连接。
3. 数据迁移与系统上线
应用西门子公司SmartData Conversion（SDC）数据迁移方案和工具进行历史数据迁移，通过SDC可以简单方便地将原有SyngoXS5.0系统中DICOM数据顺利迁移到新的Plaza系统中。系统上线过程中为保证平稳切换，先上线PACS系统，运行平稳后再进行RIS改造上线。故在上线前对原RIS系统作出调整使其能兼容新PACS系统。试运行前进行了充分的压力测试，测试未发现服务器负载异常后，切入正式环境。
－实施效果－
1. 报告及时率、在线浏览量提高
以往传输模式，从影像科室出报告后到临床浏览所需要传输时间为4～8小时，改变传输架构后时间缩短为1分钟，提高临床的满意度。临床2015年1～3月应用Web在线游览量与2014年同期相比由253201次升高至321029次。使用量明显上升。
2. 系统稳定性提高，宕机故障率显著降低
2011年1月至2014年11月近4年间，医院PACS/RIS系统发生各类大小故障67次，其中4次影响整个影像科室使用和临床浏览，平均每月1.43次，系统上线后2014年12月至今，虽检查人次和数据量明显上升，但未发生故障，服务存储架构的改变使系统运行状态显著改善。
3. 解决应用问题
新PACS系统中带有图像后处理功能，如多平面重建（MPR）等功能可以在任何PACS站点进行处理，给影像科室工作人员带来便利。临床Web浏览中的测量、标注、滤镜、动图等功能增加了Web浏览方式的可用度和利用率。
－讨论－
软件系统的稳定性，主要取决于整体系统架构设计，然而也不可忽略编程细节，正所谓看似无关紧要的代码片段可能会带来整体软件系统的崩溃。医疗软件的稳定性和并发性能尤为重要。为了保证医疗数据安全性，我们在上线前搭建了DICOM压力测试实验室，每个模块的发布和更新都进行大于现实情景的压力测试。通过压力测试实验，能够将软件不稳定的模块和代码暴露出来，用以完善整个软件架构的可靠性和稳定性，对于压力测试所牺牲的上线时间推后，我们认为是值得的。
根据国家的法律规定，患者诊断级影像学资料，门诊需保存15年，住院资料需保存30年。因科研、教学、肿瘤学对比的需要，重建级的资料也需要长期保存，抽查过程中发现此类数据也有被访问记录。故搭建存储架构时，需充分考虑其扩展性，即能支持传统的NAS近线存储架构，也支持云存储。但安全性一直是阻碍云存储发展的重要因素，所以目前系统暂未应用云存储，后期实施策略仍需探讨。PACS/RIS中涉及其他系统的接口均使用HL7标准，为后期集成平台提供统一查询，数据共享等提供基础。但PACS～OpenLine接口服务器将患者检查信息发送至RIS接口服务器时，考虑负荷问题，非实时响应，导致延时约1～2分钟。经过论证采用此方法，对后续流程影响有限。在选择最优策略过程中，往往需要兼顾性能，流程等问题，而我们能做的是尽量平衡利弊。
以上内容来源：e医疗2015年7月刊
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