近线存储结构:医疗PACS系统

 

 

医疗PACS（PictureArchivingandCommunicationSystem，医疗影像存储与传输系统）本是图像管理系统的一种，与数字图书馆、电视媒体等行业的数据管理应用一样，需要对大量数据进行数字化保存。由于这类应用中很多数据在平时很少访问，因此无需进行在线存储，但如果采用离线存储，又不能实现快速的随机访问，所以此类应用通常采用近线存储结构，将非常用数据采用磁带或光盘作为存储介质，通过完善的联机索引机制以及磁盘缓存机制，使磁带或光盘中的数据在访问时可以获得接近在线数据访问的性能。

近线存储是PACS的首选

与其他图像管理系统稍有不同的是，医疗PACS的文件组织粒度有些特殊。所以医疗PACS系统中的数据保存量大，数据量增长速度快，而且它们在生成之后就作为归档数据，不允许对其进行改动，平时访问的频率又较低。根据这些情况，医疗PACS系统通常采用近线存储结构，即使用分层存储管理（HierarchicalStorageManagement，简称HSM）技术。HSM服务可以自动将不常用的数据从昂贵的磁盘迁移到光盘库或磁带库上，并能根据用户定义的规则实现数据迁移，同时能够提供其他复杂的存储管理功能，如异构存储间的虚拟存储合并等。

一个完整的医疗PACS系统组成

一个完整的医疗PACS系统由硬件、数据库、应用界面等部分组成。其中硬件平台的选择是重头，主要包括硬盘和外部存储设备。

PACS系统中存放元数据的商用数据库是其中最重要的部件之一，它将为每个PACS检索点创建一条相应的记录，以检索到原始数据。

在硬件设备和数据库之间，还有一个关键环节，那就是存储管理软件。该层面的软件主要任务是在大型存储设备上构建虚拟的文件系统，让直接面向用户的应用软件可以在该层面上直接运行，而无需考虑底层硬件设备的配置与控制。

在存储管理软件之上的内容管理软件与数据库并列，只是该内容管理软件其实就是直接面向用户的一个MIS系统，其结构与标准的MIS系统没有什么大的差别。通常这类内容管理软件由系统集成商开发，或者使用第三方内容管理产品，它们将外存设备上的图像文件与元数据建立有机连接，并提供友好易用的用户界面，供用户实现对各类数据的存储操作。

数据迁移软件融会PACS的智能

可以看到，在医疗PACS系统中，分层存储管理软件是连接前端数据采集与后端数据存储的中间环节，它能够把所有的外存和硬盘自动共建为一个完整的虚拟存储设备，使用户能够透明地访问所需数据。

根据美国嘉道系统公司（Legato）技术总监黄云翔的介绍，LegatoXtender系列同时提供主流Unix、NT、Linux平台的版本，尤其在NT平台，Legato更是优势凸显。

对于数据量较少、数据比较集中的中小型PACS用户，可以将LegatoArchiveXtender作为外部存储设备的操作系统，同时提供访问机制；对于数据处理量大、数据比较分散的大型PACS用户，则多数选用Legato存储系列中较为高端的DiskXtender。它们的主要工作都是通过创建虚拟文件系统，将价格较为低廉的外部存储设备的存储空间共享给网络上的用户和应用程序。在实际使用过程中，用户和应用程序对这些存储空间的访问完全透明，系统在服务器的硬盘空间中保留了那些被迁移到外部存储设备上的数据和文件的指针标记，用户和应用程序无需知道这些文件的具体位置，只需跟访问硬盘本地的文件一样访问这些指针，就可以得到原来的文件或数据。由于外部存储设备强大的可扩展性，数据迁移产品为用户提供了一个近似无限容量的在线数据空间。