上云,医疗大数据应用的基础
汕头大学医学院位于汕头市,汕头是潮汕文化的发源地之一,也是潮汕人的聚集地。潮汕人口起源于中原的河南和山西,是上千年前的迁移形成的。它具有遗传背景较为均一,居民稳定,多子女,国内(2500多万)与海外(3500多万)人口众多的特点,是研究汉族人健康(遗传和环境因素)的理想场所。
早前,汕头大学医学院联合五所附属医院:第一附属医院(含托管),第二附属医院,附属肿瘤医院,精神卫生中心以及国际眼科中心成为潮汕地区最大的医联体,附属医院拥有将近5000 - 6000张病床,为本地人提供了50 - 70%的医疗服务。
近年来,依托信息平台的建设,汕头大学医学院汇集了海量的临床诊疗数据,这为医院和医生开展针对患者就诊的大数据科学研究提供了基础,对这些数据的进一步挖掘,有助于为医院构建一套从表单制作到统计分析报告的科研分析平台,更有助于促进转化医学的发展。但受限于软硬件等条件,医院科研平台发展参差不齐,科研资源无法与附属医院共享。
为了建立以区域医疗数据中心为依托的应用服务平台,为科研,医疗,管理和教学,公共服务提供服务,汕头大学医学院搭建了“互联网+医教研”融合转化云平台,该平台承载了高性能计算,大数据,临床医疗和科教四大应用场景,需要较强的计算,存储,敏捷反应等能力。
汕头大学医学院在科研过程中累积了大量的基因组数据和影像数据,附属医院在医疗活动中也累积了CT、核磁共振,X光,超声波等各种医学影像数据,这些数据需要保存很长时间,这将考验云平台的存储能力。
融合转化云平台承载了科研教学场景,以口腔门诊部为例,医生用仪器扫描病人的牙齿情况,并将收集到的图像数据上传至云平台,通过云平台的计算引擎进行3 d建模,把建模后的参数传递到后端虚拟仿真教学课堂里,让学生体验诊疗的全部过程。这对信息传递的及时性,计算速度,建模的精准度的要求非常高。
融合转化云平台需要承载临床医疗业务,将口腔门诊部的信息系统部署在云平台上,临床医疗场景服务的高可用性和及时性对云平台的综合基础能力又提出了更高的要求。
如何设计一个可落地的“医疗云”
汕头大学医学院与九州云达成合作,共同搭建“互联网+医教研”融合转化云平台。利用九州云OpenStack开源解决方案,实现虚拟化和物理环境的混合架构,利用虚拟化技术,分布式存储及融合架构,实现具备统一,共享,高利用率和统一管理的特性,可以承载各类医疗业务应用。
企业云计算的实施是一个复杂的系统化工程,规划设计和实施过程相比传统基础架构项目复杂很多。九州云团队经过多年的云化数据中心实践,总结提炼了一套行之有效的规划设计和实施方法,具体如下图所示:
根据以上方法,在大数据平台的顶层设计上,将使用OpenStack的开源解决方案来进行整体设计和规划。利用OpenStack的开源特性,实现云平台的无厂商绑定,架构标准化,以及强大的可扩展性及定制化能力。
云基础架构设计将根据《整体设计方案》进行细化落地,主要考虑如下的业务需求的具体实现:
▌计算资源池设计→
计算资源池考虑到医疗业务系统的复杂性,需要能够兼容传统业务的上云实现,所以在计算层面,能够提供虚拟机,物理机以及将来面向于互联网场景的容器。
对于虚拟化场景,OpenStack能够兼容主流的虚拟化技术,本期项目使用KVM作为虚拟化实现技术,同时能够纳管VMware和hyper - v等技术,同时提供裸机管理能力。从而实现,核心业务的高并发,密集计算要求。同时能够兼容纳管老旧系统的上云需求。
同时支撑互联网场景下的敏态业务,实现这双态的架构支撑。从基础架构的管理角度,将利用X86服务器,融合架构服务器等标准化硬件消除硬件层面的异构问题。简化运维管理和硬件选型。便于将来平台扩展和维护。
▌存储资源池设计→
对于医疗业务系统及数据,考虑到医疗业务数据:结构化数据(EMR,,, RIS, pac等)的高并发和数据整合,以及非机构化数据(主要是pac及相关影像类数据)的统一长期保存,需要提供不同类型的存储资源池。
