抗疫背后另一場戰(zhàn)斗,中南醫(yī)院如何化解影像大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

荊楚大地、九省通衢,一片敢為人先、誕生英雄的土地。

年初,一場突如其來的新冠疫情,讓武漢這座城市仿佛按下了“暫停鍵”。當經(jīng)歷了艱苦的疫情阻擊戰(zhàn)之后,隨著武漢在4月8號正式解封,也宣告后疫情時代正式開啟。不忘過去,方知未來,回顧疫情期間的種種考驗,我們努力探尋那些閃耀的瞬間,記錄下來讓后人銘記。

2020年2月3日,武漢大學中南醫(yī)院一線抗疫醫(yī)生張笑春在朋友圈建議將CT影像作為新冠確診依據(jù),從而引來了廣泛關(guān)注。此時正是新冠疫情最猛烈的時候,醫(yī)院發(fā)熱門診人滿為患,肺部CT顯示出嚴重病變的患者因核酸檢測陰性無法確診入院,只能回家自我隔離。

隨后,國家衛(wèi)健委在2月5號公布的第五版新冠肺炎診療方案中,要求湖北省內(nèi)增加“臨床診斷病例”分類,即根據(jù)臨床癥狀和CT影像,把具有肺炎影像特征的疑似病例判定為“臨床診斷病例”,并予以單間隔離治療。此舉讓很多無法確診的新冠患者得到及時救治。

與此同時,隨著方艙、雷神山、火神山等醫(yī)院建立,大量患者對于肺部CT影像的需求驟增,另一場看不見硝煙的戰(zhàn)斗隨即打響:武漢當?shù)蒯t(yī)院的數(shù)字化能力和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能否承受住這次嚴峻考驗?

方艙醫(yī)院背后另一場戰(zhàn)斗

東西湖方艙醫(yī)院是武漢市首批興建的方艙醫(yī)院中規(guī)模最大的一座,由中南醫(yī)院牽頭,設(shè)有A、B、C三個艙,總床位達到了2200張。從2月7日正式開倉收治新冠肺炎病人,到3月8號上午正式休艙,東西湖方艙醫(yī)院累計收治患者1760名,實現(xiàn)了“收治患者零死亡、醫(yī)護人員零感染、安全生產(chǎn)零事故、進駐人員零投訴、治愈人員零復發(fā)”的“五個零”成績,成為疫情高峰期開放床位多、收治患者多、運轉(zhuǎn)效率高的“生命之艙”。

然而,整個方艙醫(yī)院在建立之初,挑戰(zhàn)也是接踵而至。尤其是隨著入住患者越來越多,對于肺部CT需求大幅上升,雖然移動CT等設(shè)備及時進駐,但由于沒有醫(yī)療影像系統(tǒng)接入,CT檢查報告出具的速度遠遠跟不上診療的需求。

方艙醫(yī)院一角

武漢大學中南醫(yī)院信息中心副主任李漢民介紹:“報告數(shù)量需要跟疫情診療相匹配,尤其是疫情早期,通過PACS影像來確診病情是一個非常重要的手段。但方艙醫(yī)院最開始的時候,每天大約只能出幾十分報告。”

此時,時間就是生命!最緊要的任務就是提升CT檢查報告出具的效率,讓一線抗疫醫(yī)生及時了解患者的病情,并根據(jù)病情進行相應的救治。為此,中南醫(yī)院信息中心團隊決定將方艙醫(yī)院CT設(shè)備掃描數(shù)據(jù)接入到中南醫(yī)院的PACS系統(tǒng)?!敖尤胫?,當天報告出具數(shù)量就上升到200份以上?!崩顫h民如是說。

隨著方艙醫(yī)院CT設(shè)備接入,影像報告逐漸增多,另一個挑戰(zhàn)開始出現(xiàn):即中南醫(yī)院的PACS系統(tǒng)以及背后的存儲系統(tǒng)能否扛住這突如其來的爆發(fā)性“需求”。

眾所周知,每一名患者拿到手的片子可能只有兩三張,但其背后的影像數(shù)據(jù)則可能多達幾百甚至上千份切片,而CT設(shè)備成像觀測精度越高,檢測帶來的影像數(shù)據(jù)量也會大幅提升。李漢民介紹:“在疫情期間,CT的數(shù)據(jù)量提升了幾十倍都不夸張?!?/p>

據(jù)悉,中南醫(yī)院采用的浪潮“全閃存+分布式存儲”分級存儲方案很好地承載起PACS系統(tǒng)在整個疫情期間的各種存儲需求?!耙咔槠陂g,我們對于設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性的依賴度是空前高的。如果設(shè)備出現(xiàn)故障,擺在面前的現(xiàn)實是:備件有沒有,工程師有沒有,備件和工程師又如何進來等?!崩顫h民表示。

“當時物流已經(jīng)斷了。浪潮存儲能做的就是及時了解用戶采購設(shè)備的型號、配置,提前做好準備、隨時待命。所幸浪潮存儲扛住了疫情的‘壓測’,在整個疫情期間沒有出現(xiàn)故障或意外?!崩顺贝鎯Ξa(chǎn)品線總經(jīng)理李輝補充道。

分級存儲應對影像大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

事實上,中南醫(yī)院在此次抗疫中成功完成各項艱巨的任務,除了廣大一線醫(yī)護人員奮勇拼搏之外,其強大的數(shù)字化能力與數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施也發(fā)揮了重要的作用。

中南醫(yī)院坐落在武漢十景之一的雙湖橋畔,是國家首批三級甲等醫(yī)院,擁有編制床位3300張,46個臨床醫(yī)技科室,3個國家級機構(gòu)、2個國家級基地、3個省重點實驗室、8個省醫(yī)學臨床研究中心。在疫情之前,中南醫(yī)院已經(jīng)進行了多年數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),來應對因業(yè)務全面數(shù)字化而帶來的各種大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。

當前,中南醫(yī)院是醫(yī)療行業(yè)在數(shù)字化時代下一個典型縮影:其一,業(yè)務系統(tǒng)日趨豐富,帶來了結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化等各種類型數(shù)據(jù)的大量增加;其二,在數(shù)字化時代下,各種醫(yī)學檢測設(shè)備的精度不斷提升產(chǎn)生了指數(shù)級的數(shù)據(jù)增長,并且檢測數(shù)據(jù)在醫(yī)療過程中起到越來越重要的作用;其三,醫(yī)學數(shù)據(jù)在日??蒲兄性絹碓奖恢匾暎t(yī)院開始注意收集、存儲日常積累的各種數(shù)據(jù)。

李漢民介紹抗疫情況

“過去會區(qū)分核心數(shù)據(jù)和非核心數(shù)據(jù)?,F(xiàn)在是所有的數(shù)據(jù)都重要,所有的數(shù)據(jù)都不能丟失。”李漢民直言道:“結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的量較小,但對于存儲的高并發(fā)、讀寫均衡要求很高;非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則呈現(xiàn)出單個文件小、目錄深、數(shù)據(jù)量大等特征,對于存儲在性能、容量、管理等要求很高?!?/p>

近年來,以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的醫(yī)學影像大數(shù)據(jù)在存儲層面帶來的挑戰(zhàn)更加明顯。以PACS系統(tǒng)對接的各種影像設(shè)備為例,都在朝著超高速、高精度方向發(fā)展。

最典型的就是CT成像技術(shù),320排探測器、動態(tài)640層帶來了比以往大得多的數(shù)據(jù)量。另外,PACS系統(tǒng)對接多臺醫(yī)療設(shè)備經(jīng)常是多臺設(shè)備同時連續(xù)寫入,而醫(yī)生在閱片時又是序列讀取,這就要求PACS系統(tǒng)具有連續(xù)寫、序列讀的技術(shù)特征。

為了解決醫(yī)療影像大數(shù)據(jù)快速增長帶來的挑戰(zhàn),中南醫(yī)院采用了浪潮存儲提供的“全閃存+分布式存儲”的分級影像存儲解決方案。李漢民表示:“針對影像數(shù)據(jù),中南醫(yī)院采用了分級存儲策略。一級存儲針對在院數(shù)據(jù),病人做檢查時候需要迅速把數(shù)據(jù)存儲下來,同時為了支撐治療,還要支持閱片、發(fā)報告、對比分析等;二級存儲主要是歸檔數(shù)據(jù)和一些科研數(shù)據(jù)?!?/p>

在浪潮存儲“全閃存+分布式存儲”的分級影像存儲解決方案中,在一級存儲采用全閃存存儲來構(gòu)建雙活方案,確保高并發(fā)寫入和業(yè)務安全;在二級存儲中則采用浪潮存儲AS 13000分布式存儲集群,實現(xiàn)性能、容量的線下擴容。

與此同時,針對同一集群目錄下的文件大小可能相差很大,為了充分保障大小文件的讀寫性能要求,浪潮分布式存儲提供了大文件拆分、小文件聚合等多種性能優(yōu)化方式。此外,為適配前端多個業(yè)務系統(tǒng),該集群專門滿足1MB左右PACS小文件讀寫性能,讓醫(yī)生在調(diào)用、讀取各種影像數(shù)據(jù)時不再受限于系統(tǒng)速度的困擾。

“中南醫(yī)院影像數(shù)據(jù)每月增長規(guī)模大概是10-15TB。因此,我們最為看重存儲產(chǎn)品三個特征:第一,容量和性能等擴容要容易;第二,產(chǎn)品生命力要長;第三,由于醫(yī)療數(shù)據(jù)使用周期長,存儲一定需要具備高的可靠性和安全性。”李漢民如是說:“中南醫(yī)院在PACS一級存儲采用全閃存存儲,在全省范圍都是領(lǐng)先的?!?/p>

智慧醫(yī)院建設(shè):平地起高樓

在整個疫情期間,存儲、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)院抗疫一線中發(fā)揮了重要的作用。隨著后疫情時代的開啟,醫(yī)院也必然會加速數(shù)字化、智能化的建設(shè)步伐。

李漢民也談到了對未來智慧醫(yī)院建設(shè)的思考。首先,智慧醫(yī)院的建設(shè)是一個需要廣泛參與、平地起高樓的長期過程,智慧醫(yī)院一定是建立在多個系統(tǒng)之上,對系統(tǒng)、體系、數(shù)據(jù)量和質(zhì)量有一定積累之后,才能逐漸走到智慧?!袄纾悄苄≤嚭苈斆?,會讓路、會送藥等;但是如果不能與其他系統(tǒng)流程進行梳理和配合,智能小車就不能適應醫(yī)院場景。”

其次,智慧醫(yī)院建設(shè)與臨床業(yè)務溝通非常重要。智慧醫(yī)院建設(shè)者與臨床一線人員是供給關(guān)系,二者之間永遠存在著高度差,需要通過溝通、傾聽來降低這種高度差,這樣才能讓各種智慧應用在臨床業(yè)務中發(fā)揮作用。

總體來看, 以存儲為代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施在本次抗疫中起到重要的支撐作用。疫情之后,醫(yī)院加速走向數(shù)字化、智能化已成必然。未來,隨著新基建的穩(wěn)步推進,無論是日常的醫(yī)學應用還是醫(yī)療科研,存儲這個數(shù)字底座將會在智慧醫(yī)院的建設(shè)中發(fā)揮更大作用。

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2020-12-05
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