簡介堆疊技術(shù)在放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用論文

　　現(xiàn)代化放射治療除了醫(yī)療技術(shù)現(xiàn)代化、設(shè)備現(xiàn)代化，信息和管理手段也要現(xiàn)代化。放射治療的信息化程度，標(biāo)志著一個腫瘤醫(yī)院的發(fā)展水平。放射治療信息化發(fā)展的目標(biāo)之一就是整合全醫(yī)院的各種資源，為醫(yī)院的醫(yī)療、科研、教學(xué)搭建一個共享平臺。

　　放療中心是腫瘤醫(yī)院不可缺少的科室，我院放療中心設(shè)有模擬定位室、模型室、后裝治療室、物理室、放療技術(shù)組和熱療室，承擔(dān)全院放射治療方面的臨床、科研、教學(xué)工作。放療中心現(xiàn)有Varian、Mosaiq、Precise,HIS等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。經(jīng)過前期的信息化建設(shè)，建成了基本適應(yīng)放射治療應(yīng)用系統(tǒng)要求的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。隨著近兩年應(yīng)用系統(tǒng)的快速發(fā)展，大型醫(yī)療設(shè)備、治療計劃系統(tǒng)及各用戶終端數(shù)量的不斷增加，醫(yī)療數(shù)據(jù)的急劇膨脹使現(xiàn)有的放療網(wǎng)絡(luò)不能滿足正常工作，放療網(wǎng)絡(luò)的改造和優(yōu)化迫在眉睫。本文主要采用堆疊技術(shù)對放療網(wǎng)絡(luò)進行改造和優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有簡化管理、簡化業(yè)務(wù)、彈性擴展和高性能，以滿足放療中心日益發(fā)展的需要。

　　1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)狀與問題

　　我院放療網(wǎng)絡(luò)是采用簡單的交換機連接組成一個小型的局域網(wǎng)，各醫(yī)療設(shè)備通過單鏈路互聯(lián)接入交換機。全網(wǎng)都采用普通百兆雙絞線直接接入到桌面，實現(xiàn)科室內(nèi)圖像和醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳輸，滿足基本的放療業(yè)務(wù)的需要。隨著科室的醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備的增加、放療技術(shù)不斷發(fā)展以及放療數(shù)據(jù)的不斷增大，原有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足放療中心的應(yīng)用需要，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要存在以下問題:

　　1)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單。改造前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是簡單的二層結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是交換速度快，缺點是容易引起廣播風(fēng)暴，不能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)交換機的性能，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，而且中央節(jié)點的負(fù)擔(dān)較重，形成瓶頸大。由于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在不斷擴大，工作站與服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加大，網(wǎng)絡(luò)性能就會明顯下降，在數(shù)據(jù)傳輸高峰期網(wǎng)絡(luò)整體速度緩慢，導(dǎo)致資源浪費。由于節(jié)點太多容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路致命的錯誤一一網(wǎng)絡(luò)回路現(xiàn)象。

　　2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備老化。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備老化，維修、更換困難，造成維修更換過程耗時過長，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個放療網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

　　3)多種網(wǎng)絡(luò)、不同治療計劃系統(tǒng)的融合。放療網(wǎng)絡(luò)中有多套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和多套治療計劃系統(tǒng)，融合在一個網(wǎng)段中，會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)安全隱患，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定提出了挑戰(zhàn)。為了保證它們之間正常的通信，可見網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管理等問題日趨嚴(yán)峻，醫(yī)院各種信息系統(tǒng)的開展受到了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸平臺的制約。

　　2解決方案

　　網(wǎng)絡(luò)信息化是現(xiàn)代化醫(yī)療發(fā)展的趨勢，能否提供更便捷、更系統(tǒng)的服務(wù)已成為各大醫(yī)院贏得市場的關(guān)鍵。為了提升放射治療整體醫(yī)療服務(wù)水平和醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)效率，我們從以下幾個方面考慮放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺的建設(shè)。

　　1)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定需求。醫(yī)療行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)不僅需要網(wǎng)速快更需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，因為網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性關(guān)系到病人的治療安全，醫(yī)院的各種應(yīng)用系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)備都要依存于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的穩(wěn)定性(穩(wěn)定、可靠、持續(xù)運行)是投入運行的醫(yī)療系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備的生命線。

　　2)網(wǎng)絡(luò)性能需求。目前放療中心的應(yīng)用系統(tǒng)主要是以治療計劃系統(tǒng)(TPS)為主，同時還有醫(yī)院信息(HIS)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、CT模擬定位機、直線加速器等等其他臨床信息系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備，各種系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的性能都有不一樣的需要。這要求有足夠的傳輸帶寬來滿足急劇增長的數(shù)據(jù)流量，滿足網(wǎng)絡(luò)安全、可靠，保證服務(wù)質(zhì)量和高性能，又要同時傳輸圖像和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，并可以彈性擴展。

　　3)網(wǎng)絡(luò)安全需求。放療網(wǎng)絡(luò)的安全性主要從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、傳輸安全、存儲以及數(shù)據(jù)安全等方面分析。

　　由以上的需求分析，此次對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造采用疊加技術(shù)實現(xiàn)。堆疊就是用專門的堆疊線將交換機的背板連接到一起，這種連接方式更加穩(wěn)定，傳輸性能也有所保證。因為背板速率要比普通端口高得多，從而保證了各個治療計劃系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠快速的傳輸數(shù)據(jù)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　首先，對放療中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及物理鏈路擴容和改造，對放療中心主要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點增加或更換高性能的交換設(shè)備，并敷設(shè)新的光纖鏈路連接新放療樓(5號樓)和老放療樓(4號樓)之間的主交換機，這樣可以加快兩座樓之間的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

　　其次，依照“核心一核心”的二層對等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，對目前放療中心的邏輯結(jié)構(gòu)進行調(diào)整和優(yōu)化。將4號樓與5號樓使用同品牌同型號的高速網(wǎng)絡(luò)交換機劃分對等的虛擬局域網(wǎng)(VLAN)，通過交換機級聯(lián)技術(shù)進行互相通信。

　　第三，通過交換機堆疊，將品牌型號相同的交換機堆疊在一起，以實現(xiàn)不同治療計劃網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的融合。實現(xiàn)每個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和放療計劃系統(tǒng)之間的工作站都在同一個交換機上通信。這樣可以減少工作站與服務(wù)器之間的查找時問、減小廣播風(fēng)險，加快工作站與服務(wù)器之間通信速度和數(shù)據(jù)交換速度等。

　　3改造實施過程

　　3.1前期準(zhǔn)備

　　改造實施前先對放療中心的網(wǎng)絡(luò)信息進行收集。收集的信息包括:①網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);②網(wǎng)絡(luò)IP地址使用信息;③網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息;④基于網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療設(shè)備。其中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備品牌、型號、端口數(shù)、管理IP地址等;基于網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療設(shè)備主要包括設(shè)備品牌、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、配用的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。

　　3.2實施方案

　　根據(jù)前期的需求分析和收集的信息，進行實施方案的撰寫和確定。實施方案內(nèi)容包括室外光纜敷設(shè)、設(shè)備安裝上架、IP地址及VLAN的規(guī)劃、二層交換規(guī)劃、堆疊連接和設(shè)置、安全規(guī)劃等。

　　3.3模擬測試

　　通過搭建試驗環(huán)境和模擬軟件，對改造和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行模擬測試，確保整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造后的結(jié)果符合預(yù)期目標(biāo)。

　　3.4具體實施

　　網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計，采用H3C的千兆光纖交換機為主交換機，實現(xiàn)4號樓與5號樓之間全網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制，以2臺S5120核心交換機與S5048千兆交換機堆疊，使4號樓和5號樓都能滿足醫(yī)療設(shè)備的需要。各治療計劃系統(tǒng)的終端都接入在同一個交換機上;直線加速器等醫(yī)療設(shè)備與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)接入同一個交換機上。

　　在上述的網(wǎng)絡(luò)改造和優(yōu)化的后，放療網(wǎng)絡(luò)具體實現(xiàn)如下:

　　1)在兩棟樓各配置1臺H3C S5120千兆光纖交換機并劃分3段VLAN，目前只啟用VLAN1，其余兩段備用，以提升兩棟樓之間數(shù)據(jù)交換的速度;4號樓主交換機中的VLAN1與5號樓主交換機中的VLAN1之間采用光纖進行級聯(lián)，將直線加速器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、TPS服務(wù)器等掛載在VLAN1的端口上，因為他們之間的通信數(shù)據(jù)量最大可達到幾百兆的流量。

　　2)在4, 5號樓的主交換機上再堆疊一個千兆的H 3C S5048交換機，這樣可以保證各治療計劃系統(tǒng)的工作站之間的通信數(shù)據(jù)可以直接在本交換機上完成，而不需要經(jīng)過主交換機從而保證了數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定和速度等。

　　4結(jié)束語

　　在放療網(wǎng)絡(luò)改造與優(yōu)化中使用堆疊技術(shù)，消除了單點故障，提高了設(shè)備和鏈路的穩(wěn)定性，使放療網(wǎng)絡(luò)成為更加穩(wěn)定、安全、高性能的網(wǎng)絡(luò)，保障了放療業(yè)務(wù)的可持續(xù)運行，并為我院數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)和醫(yī)療業(yè)務(wù)的進一步開展奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。放療網(wǎng)絡(luò)采用堆疊技術(shù)，具有組網(wǎng)簡單，管理便捷，業(yè)務(wù)簡化，可彈性擴展和高性能等優(yōu)點，適合在放療網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。

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