Medical - medical information

一、概述

1.1 醫療行業現狀

數字化醫院是我國現代醫療發展的趨勢,隨着IT技術的不斷發展以及人們對醫療事業的要求不斷提高,數字化醫院將先進的網絡及數字技術應用於醫院及醫療工作,實現醫院內部醫療和管理信息的數字化採集、存儲、傳輸及處理,以及各項業務流程數字化動作的醫院信息體系。數字化醫院體現了現代信息技術在醫療衛生領域的充分應用,有助於醫院實現資源整合、流程優化,降低運行成本,提高服務質量、工作效率和管理水平。我國醫療行業的信息化建設也得到了很大的發展,各個醫院根據自己的業務特點建立了一整套的業務信息系統,其中包括了HIS、LIS、PACS等核心應用系統。

HIS(Hospital Information System)醫院管理信息系統,是以財務為中心的,偏重管理。「醫院信息系統」是醫院管理中樞,它包含財務、人事、住院、藥品、門診、醫技、病程、收費等多個子系統,同時承擔著「臨床管理」與「行政管理」的雙重使命;

LIS(Laboratory Information System)實驗室(檢驗科)信息系統,是指實驗室日常工作、科學管理、學科建設、學科發展等方面所產生及所需求的信息,能過計算機收集、處理、存儲、輸送和應用的系統;

PACS(Picture Archiving and Communication Systems)醫學圖象檔案管理和通信系統,是醫院的影像中心,它承擔著從CT、X光機等各類成像檢查設備中採集影像資料、對這些資料加以處理和存儲、並為一線醫師提供查詢服務的使命;

1.2 您所面臨的挑戰

HIS、LIS及PACS系統承擔了患者診療信息、行政管理信息、檢驗信息、醫療影像信息等重要信息的錄入、監控和查詢工作。在這些核心業務系統中,數據是系統的血脈,支撐着系統的正常運行。醫院信息系統正在變成醫療體系結構中不可或缺的基礎架構,該架構的系統和數據安全變的異常重要。任何的系統停機或數據丟失輕則降低患者的滿意度,重則損害醫院信譽。

 

醫院業務系統

1.3 我們能幫助您

針對醫療行業核心業務系統的特點,UIT為用戶的HIS、LIS系統提供了基於雙機高可用、容災、備份技術的數據安全一體化解決方案,為PACS系統提供分級存儲解決方案。為用戶的業務連續性、系統數據安全及系統性能提供了有力的保障。

HIS和LIS系統是目前各個醫院的核心業務系統,承擔了病人診療信息、行政管理信息、檢驗信息的錄入、查詢及監控等工作。因此這兩個系統是否能夠持續、不間斷的正常運行關係著整個醫院是否能夠正常對外提供服務。

醫院PACS系統承擔了對醫療影像和醫學圖片的管理、處理及變換等工作,其數據具有保存時間長、數據量大等特點,系統保存了時期不同、訪問頻率不同及重要程度不同的數據。

二、解決方案

2.1 HIS及LIS系統存儲方案(適用於三甲醫院等大型醫院)

針對HIS和LIS系統的業務特點,UIT提供了雙機高可用、容災及數據集中備份的一體化數據安全解決方案。對用戶業務連續性及系統數據安全提供了保障。

 

UIT HIS及LIS系統數據安全一體化解決方案

系統說明

1、雙機高可用系統

為HIS和LIS業務系統同時配置雙服務器及雙磁盤陣列;

採用相應雙機集群軟件保證系統中的業務數據和應用同步。

2、容災系統

建立容災機房,增加一台容災服務器和一套存儲系統;

配置CDP軟件,使容災中心與主機房的系統數據實時同步。

3、備份系統

配置備份服務器、備份磁盤陣列和相應備份軟件構建LAN架構備份系統;

制定備份策略將系統的重要數據備份到備份磁盤陣列中;

在系統發生數據丟失的情況時,通過備份服務器可將此數據副本直接恢復到主機上。

功能優勢

雙機高可用系統通過配置冗餘設備,規避了單點故障,保證業務系統24小時不停機;

容災系統通過對業務系統的實時數據保護,保證即使信息中心遭到災難襲擊,業務系統仍不會停機中斷對外服務。

備份系統則在最大程度上保證用戶數據的安全、可靠,在用戶的各種重要信息被誤刪除或病毒感染等情況下能被及時恢復,使用戶的信息得到保護。

2.2 HIS及LIS系統存儲方案(適用於中小型醫院)

針對中小型醫院數據訪問量不大,但是對於業務支撐性要求較高的單位,UIT採用了雙機一體化解決方案。

方案採用UIT SV1000G2系列應用存儲產品,結合定製化功能,集成醫院的應用軟件和存儲UHA高可用保護功能,形成一套軟、硬件集成的解決方案,集服務器、存儲和高可用數據保護功能一體化的系統。針對縣級醫院IT服務能力和環境條件有限,提供了高性價比的業務保護系統,硬件採用熱插拔、全冗餘架構設計,應用軟件可實現HA自動故障接管,保證了業務的連續性和系統維護的簡單化。

 

UIT 雙機集成系統應用方案

每套系統由兩台UIT SV1000G2應用存儲設備構成,按定製需求集成了windows系統、SQL數據庫以及應用軟件系統。通過配置UIT UHA數據保護軟件實現兩台設備的數據同步鏡像和自動故障接管。

傳統的雙機HA應用方式需採用2台服務器、1台共享磁盤陣列和HA高可用軟件構成,建設成本比較高同時管理維護人員需要了解幾方設備廠商的產品和功能,對於縣級醫院單位技術支持和成本投入是比較大的挑戰。

UIT 應用存儲系統可同時滿足服務器和存儲的功能,並且通過配置UIT UHA高可用軟件,可輕鬆構成一套高可用業務系統同時大大降低了成本。設備數量少、管理簡單、業務不停機,更好的為縣級醫院用戶提供IT服務。

2.3 PACS系統分級存儲方案

針對PACS系統的業務特點,UIT提供了數據分級存儲解決方案。根據數據的產生時間、訪問頻率和重要程度,將其分別保存在不同性能的存儲設備上。

 

UIT PACS系統數據分級存儲解決方案

系統說明

採用全光纖磁盤陣列作為PACS系統的在線存儲設備,用以存放最新的、訪問頻率高的重要數據;

在系統數據量不斷增長的情況下,增加iSCSI磁盤陣列作為近線存儲設備,通過數據遷移軟件將訪問頻率低的、非重要文件從在線FC SAN存儲遷移至IP SAN近線存儲,在線存儲系統只保留這些文件的很小的存根索引;

增加NAS存儲作為歸檔設備,將保存在近級存儲上的長時間無人訪問的文件歸檔到NAS存儲上。

在用戶只有一套存儲系統的情況下可為存儲系統配置SAS和SATA兩種硬盤,SAS硬盤保存重要數據,SATA硬盤保存遷移過來的非重要文件;

系統優勢

文件分級存儲架構。在線存儲只保存最新的、訪問頻率高的重要數據,減輕了在線存儲壓力,使系統性能得到提升,並且節約了存儲系統的投資;

通過NAS存儲的備份可以解決數據量不斷增大對二級存儲系統的壓力。同時,NAS存儲保存使用戶數據得到長時間保存,並且使用戶數據更加安全;

回遷功能保證了各級存儲上的文件可隨時被訪問,便於用戶查找舊數據。

2.4 PACS系統UFS 存儲方案

針對PACS系統對於數據安全性、實時擴容性要求較高的特性,UIT推薦UFS存儲解決方案。使用UFS存儲,不存在分級存儲的概念,UFS屬於縱向擴展(scale-up)架構,具有海量存儲容量和線性擴展的性能,不需要在添置其他存儲和備份方式。

UFS是UIT自主研發的雲存儲系統,採用數據路徑與控制路徑分離的非對稱分佈式架構,結合負載均衡與並發訪問策略,基於普通硬件構建出大規模存儲集群。在統一命名空間下提供大容量存儲及超高聚合帶寬,同時具備高可用、靈活擴展、易管理易使用等特點。

具體的UFS搭建拓撲示意圖如下:

 

UFS 雲存儲

UFS 系統優勢

高可用、安全訪問

數據的高可用、高可靠、及安全訪問永遠是存儲系統最核心、最基本的要求。UFS通過全冗餘的系統架構設計,節點、磁盤等多級別的數據保護技術,以及完善的權限管理策略,確保系統高可用、高可靠及數據安全。

便維護、易擴展

區別於傳統的SAN或NAS存儲,UFS的維護和擴展非常便捷,只需要定期的更換故障磁盤或者盤櫃即可實現維護,在線添加新的磁盤或者盤櫃就能自動實現擴容。

易管理、易使用

UFS採用統一的圖形化平台管理,操作簡便易學易懂。

三、雲平台+雲存儲整體解決方案

UIT將醫院的應用系統的架構發展,總結為三個階段:

 

如圖所示:

1、 信息化建設的初期階段:採用雙機環境運行應用系統,基本保障業務連續性;

2、 信息化建設硬件完善期:硬件建設基本完成,具備一定的數據冗餘和災備能力;

3、 雲管理架構階段:業務系統和數據不依賴於某一個硬件運行,採用雲管理價格實現整體數據安全性和業務在線修復及系統擴充。

3.1 UIT 雲管理平台架構

UCP雲平台由資源管理平台、運營管理平台和用戶自服務門戶這三個子系統構成。

 

資源管理平台 Cloud OS 

在雲計算資源池之上部署資源管理平台實現對雲平台資源池下所有資源的管理、調度及監控。資源管理平台實現對物理機、虛擬機、存儲設備、網絡資源等IT資源進行管理,為整個雲平台IAAS層提供資源支持;自動生成整個系統網絡拓撲圖,實現對所有虛擬和物理設備的實時監控和告警信息管理;豐富詳實的統計報表功能;

運營管理平台 Cloud SM

通過對資源管理平台的調用,實現對整個雲平台的用戶、服務、運營及系統等進行維護、管理和監控,是實現雲服務的基礎平台。運營管理平台包含服務管理、服務發佈、用戶管理、訂單管理及統計監控等主要模塊,實現雲主機、雲存儲、物理機及網絡資源等產品和服務的創建及發佈,用戶創建及權限管理,訂單審批及流程管理,以及對用戶資源的監控管理。

自服務門戶

用戶自服務門戶為為整個雲計算平台的自助獲取服務及資源的窗口,可實現用戶對雲主機(虛擬機)、雲存儲、網絡等各種IT資源的自助申請及自動獲取,並可通過服務控制台對已申請的服務進行管理、實時監控、配置升級以及數據備份等操作。同時,由運營管理平台發佈的各項服務均可在此門戶展現。

系統功能特性

靈活簡便設置資源域

根據不同的應用、管理服務要求和安全等級,將IT基礎設施資源劃分為不同的子集合,並在安全、網絡、服務等方面進行必要的物理或邏輯隔離,形成資源域。

異構資源管理

UCP雲平台是一個開放的架構,能夠包容並集成各種異構的硬件和軟件資源,支持不同的應用,支持主流的X86服務器硬件、存儲設備、網絡設備資源的異構管理。兼容多種虛擬化系統(Citrix XenServer, KVM, VMware,OVM等),管理異構的虛擬機資源池。 

全方位的設備管理

UCP雲平台不僅可以管理虛擬機和虛擬化服務器,還可以實現物理服務器、存儲設備及網絡設備的管理。

豐富的網絡功能

UCP雲台提供豐富的網絡功能和網絡虛擬化能力,包括支持負載均衡、NAT轉換、虛擬防火牆等功能。併兼容多種網絡設備,支持集成外部負載均衡設備和防火牆設備。

多數據中心管理

UCP雲平台統一運營、集中部署管理多個數據中心資源池,實現對多數據中心的資源統一監控、管理和運營。雲平台根據請求分配、調度不同資源池的資源。

高效快捷的模板管理與應用交付

在部署過程中減少手動操作。通過使用鏡像模板庫,可以快速提供新的環境,不必再考慮操作系統、中間件、應用程序等一系列環境的安裝和配置問題。消除由於安裝配置過程中的疏漏而影響到整個業務。

大規模自動部署能力

快速搭建用戶所需的IT環境,簡化安裝部署過程,避免人為誤操作,省時、省力,大幅度提高工作效率,從繁瑣事務中解脫,關注服務,提高運維質量

業務連續性和數據安全性

支持實時監控資源池中各資源的使用情況和健康狀態,通過靈活調度策略來保障應用的連續性和可靠性。通過數據加密、定時快照、自動備份等多種方式來保證數據的安全。

資源統計報表

雲平台提供資源使用情況統計報表。包括虛擬機報表、物理機報表、計算服務可用性報表、存儲資源可用性報表、資源使用TOP10報表等。

按需自助服務,多級審批

Cloud SM運營管理平台的自服務流程為用戶提供了完整的按需自助式服務體驗,整個自服務流程包括服務申請、訂單審批與管理、服務交付、服務實例使用與回收等步驟與功能。支持訂單的審批流程。

界面友好,基於角色的門戶系統

對不同角色的用戶呈現不同功能的門戶界面,權限控制明確,操作簡單易用。

3.2 UIT 雲存儲平台架構

UFS是UIT自主研發的雲存儲系統,採用數據路徑與控制路徑分離的非對稱分佈式架構,結合負載均衡與並發訪問策略,基於普通硬件構建出大規模存儲集群。在統一命名空間下提供大容量存儲及超高聚合帶寬,同時具備高可用、靈活擴展、易管理易使用等特點。

UFS 雲存儲架構

UFS 特性

高可用、安全訪問

數據的高可用、高可靠、及安全訪問永遠是存儲系統最核心、最基本的要求。UFS通過全冗餘的系統架構設計,節點、磁盤等多級別的數據保護技術,以及完善的權限管理策略,確保系統高可用、高可靠及數據安全。

便維護、易擴展

區別於傳統的SAN或NAS存儲,UFS的維護和擴展非常便捷,只需要定期的更換故障磁盤或者盤櫃即可實現維護,在線添加新的磁盤或者盤櫃就能自動實現擴容。

              易管理、易使用

UFS採用統一的圖形化平台管理,操作簡便易學易懂。

3.3 UIT 醫療雲整體解決方案

根據上面的產品介紹,形成的UIT針對醫療行業的整體雲解決方案,拓撲如下:


如圖所示,這個拓撲是由前端的雲管理平台做統一的管理調配,說明如下:

前端的應用系統由雲平台軟件統一建立,所有的系統安全由雲平台統一設置策略,以保障業務系統的正常運行;

硬件由雲平台統一調配和管理,方便維護和節約系統資源;

存儲分為兩個區域:高性能區域和UFS雲存儲區域,高性能區域主要用於當前在在線應用系統的數據庫運行,以保障數據實時性;UFS雲存儲區域負責保存文本文檔如EMR,以及PACS的圖片等數據,通過UFS的高安全性,保障數據的可靠保存,同時

足PASC系統的容量在線擴充需求。

數據備份是通過備份軟件將數據庫數據備份至UFS雲存儲系統的存儲空間中,通過UFS的複製因子設置,保障數據安全性。

方案優勢及收益

UCP雲平台採用模塊化設計,各模塊可靈活組合,可根據業務需求不同,部署成專屬的私有雲或對外部開放的公有雲,也可以同時提供公有雲和私有雲服務。

通過虛擬化技術,有效提高服務器資源的利用率,減少後期服務器的投入,實現了綠色節能減排的目標。

通過異構虛擬化技術,降低單一虛擬化技術帶來的風險,強化高可用性,滿足業務連續性的要求。

通過對異構資源的統一管理,實現計算資源、存儲資源以及網絡資源的集中統一管理,簡化管理複雜度,減少維護人員的數量及技術難度。

具備按業務匹配的模型交付能力,滿足業務新系統彈性(快速的性能擴展性)、敏捷(高效的部署新業務)需求,以加快新業務部署速度,並減少新上線業務的部署難度。

對各項資源進行生命周期管理,用戶申請後自動分配資源,到期後自動回收。自動化管理既可以大幅度減少管理員日常維護工作,還可以實時監控各項資源的使用率,避免系統長期運行後出現大量資源被無效佔用。

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