簡(jiǎn)介堆疊技術(shù)在放療網(wǎng)絡(luò )系統中的應用論文
現代化放射治療除了醫療技術(shù)現代化、設備現代化，信息和管理手段也要現代化。放射治療的信息化程度，標志著(zhù)一個(gè)腫瘤醫院的發(fā)展水平。放射治療信息化發(fā)展的目標之一就是整合全醫院的各種資源，為醫院的醫療、科研、教學(xué)搭建一個(gè)共享平臺。
放療中心是腫瘤醫院不可缺少的科室，我院放療中心設有模擬定位室、模型室、后裝治療室、物理室、放療技術(shù)組和熱療室，承擔全院放射治療方面的臨床、科研、教學(xué)工作。放療中心現有Varian、Mosaiq、Precise,HIS等網(wǎng)絡(luò )系統。經(jīng)過(guò)前期的信息化建設，建成了基本適應放射治療應用系統要求的網(wǎng)絡(luò )基礎平臺。隨著(zhù)近兩年應用系統的快速發(fā)展，大型醫療設備、治療計劃系統及各用戶(hù)終端數量的不斷增加，醫療數據的急劇膨脹使現有的放療網(wǎng)絡(luò )不能滿(mǎn)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(jìn)行改造和優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò )系統具有簡(jiǎn)化管理、簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)、彈性擴展和高性能，以滿(mǎn)足放療中心日益發(fā)展的需要。
1網(wǎng)絡(luò )系統現狀與問(wèn)題
我院放療網(wǎng)絡(luò )是采用簡(jiǎn)單的交換機連接組成一個(gè)小型的局域網(wǎng)，各醫療設備通過(guò)單鏈路互聯(lián)接入交換機。全網(wǎng)都采用普通百兆雙絞線(xiàn)直接接入到桌面，實(shí)現科室內圖像和醫療數據的傳輸，滿(mǎn)足基本的放療業(yè)務(wù)的需要。隨著(zhù)科室的醫療應用設備的增加、放療技術(shù)不斷發(fā)展以及放療數據的不斷增大，原有的網(wǎng)絡(luò )系統已經(jīng)不能滿(mǎn)足放療中心的應用需要，網(wǎng)絡(luò )系統主要存在以下問(wèn)題:
1)網(wǎng)絡(luò )架構簡(jiǎn)單。改造前的網(wǎng)絡(luò )架構是簡(jiǎn)單的二層結構，其優(yōu)點(diǎn)是交換速度快，缺點(diǎn)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，甚至導致網(wǎng)絡(luò )癱瘓，而且中央節點(diǎn)的負擔較重，形成瓶頸大。由于網(wǎng)絡(luò )的規模在不斷擴大，工作站與服務(wù)器之間傳輸的數據加大，網(wǎng)絡(luò )性能就會(huì )明顯下降，在數據傳輸高峰期網(wǎng)絡(luò )整體速度緩慢，導致資源浪費。由于節點(diǎn)太多容易出現網(wǎng)絡(luò )鏈路致命的錯誤一一網(wǎng)絡(luò )回路現象。
2)網(wǎng)絡(luò )設備老化。網(wǎng)絡(luò )設備老化，維修、更換困難，造成維修更換過(guò)程耗時(shí)過(guò)長(cháng)，網(wǎng)絡(luò )設備一旦出現問(wèn)題，導致整個(gè)放療網(wǎng)絡(luò )的癱瘓。
3)多種網(wǎng)絡(luò )、不同治療計劃系統的融合。放療網(wǎng)絡(luò )中有多套網(wǎng)絡(luò )系統和多套治療計劃系統，融合在一個(gè)網(wǎng)段中，會(huì )產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò )安全隱患，對網(wǎng)絡(luò )的穩定提出了挑戰。為了保證它們之間正常的通信，可見(jiàn)網(wǎng)絡(luò )穩定性、網(wǎng)絡(luò )傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò )安全、網(wǎng)絡(luò )管理等問(wèn)題日趨嚴峻，醫院各種信息系統的開(kāi)展受到了現有網(wǎng)絡(luò )系統傳輸平臺的制約。
2解決方案
網(wǎng)絡(luò )信息化是現代化醫療發(fā)展的趨勢，能否提供更便捷、更系統的服務(wù)已成為各大醫院贏(yíng)得市場(chǎng)的關(guān)鍵。為了提升放射治療整體醫療服務(wù)水平和醫療應用系統的服務(wù)效率，我們從以下幾個(gè)方面考慮放療網(wǎng)絡(luò )系統平臺的建設。
1)網(wǎng)絡(luò )穩定需求。醫療行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )不僅需要網(wǎng)速快更需要穩定的網(wǎng)絡(luò )性能，因為網(wǎng)絡(luò )穩定性關(guān)系到病人的治療安全，醫院的各種應用系統和基礎設備都要依存于網(wǎng)絡(luò )的穩定性。系統的穩定性(穩定、可靠、持續運行)是投入運行的醫療系統和醫療設備的生命線(xiàn)。
2)網(wǎng)絡(luò )性能需求。目前放療中心的應用系統主要是以治療計劃系統(TPS)為主，同時(shí)還有醫院信息(HIS)、網(wǎng)絡(luò )傳輸系統、CT模擬定位機、直線(xiàn)加速器等等其他臨床信息系統和醫療設備，各種系統對網(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(lái)滿(mǎn)足急劇增長(cháng)的數據流量，滿(mǎn)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(shí)傳輸圖像和數據等多種業(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、存儲以及數據安全等方面分析。
由以上的需求分析，此次對網(wǎng)絡(luò )系統改造采用疊加技術(shù)實(shí)現。堆疊就是用專(zhuān)門(mén)的堆疊線(xiàn)將交換機的背板連接到一起，這種連接方式更加穩定，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(gè)治療計劃系統和網(wǎng)絡(luò )系統能夠快速的傳輸數據，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 )設備及物理鏈路擴容和改造，對放療中心主要的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)增加或更換高性能的交換設備，并敷設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據傳輸數據，以及網(wǎng)絡(luò )的穩定性。
其次，依照“核心一核心”的二層對等網(wǎng)絡(luò )架構模型，對目前放療中心的邏輯結構進(jìn)行調整和優(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(guò)交換機級聯(lián)技術(shù)進(jìn)行互相通信。
第三，通過(guò)交換機堆疊，將品牌型號相同的交換機堆疊在一起，以實(shí)現不同治療計劃網(wǎng)絡(luò )系統的融合。實(shí)現每個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統和放療計劃系統之間的工作站都在同一個(gè)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(shí)問(wèn)、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據交換速度等。
3改造實(shí)施過(guò)程
3.1前期準備
改造實(shí)施前先對放療中心的網(wǎng)絡(luò )信息進(jìn)行收集。收集的信息包括:①網(wǎng)絡(luò )拓撲結構;②網(wǎng)絡(luò )IP地址使用信息;③網(wǎng)絡(luò )設備信息;④基于網(wǎng)絡(luò )的醫療設備。其中，網(wǎng)絡(luò )設備信息主要包括網(wǎng)絡(luò )設備品牌、型號、端口數、管理IP地址等;基于網(wǎng)絡(luò )的醫療設備主要包括設備品牌、網(wǎng)絡(luò )數據傳輸協(xié)議、配用的網(wǎng)絡(luò )管理系統等。
3.2實(shí)施方案
根據前期的需求分析和收集的信息，進(jìn)行實(shí)施方案的撰寫(xiě)和確定。實(shí)施方案內容包括室外光纜敷設、設備安裝上架、IP地址及VLAN的規劃、二層交換規劃、堆疊連接和設置、安全規劃等。
3.3模擬測試
通過(guò)搭建試驗環(huán)境和模擬軟件，對改造和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行模擬測試，確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò )結構改造后的結果符合預期目標。
3.4具體實(shí)施
網(wǎng)絡(luò )系統設計，采用H3C的千兆光纖交換機為主交換機，實(shí)現4號樓與5號樓之間全網(wǎng)的數據轉發(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(mǎn)足醫療設備的需要。各治療計劃系統的終端都接入在同一個(gè)交換機上;直線(xiàn)加速器等醫療設備與相應的網(wǎng)絡(luò )管理系統接入同一個(gè)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(shí)現如下:
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據交換的速度;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(jìn)行級聯(lián)，將直線(xiàn)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據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(gè)千兆的H 3C S5048交換機，這樣可以保證各治療計劃系統的工作站之間的通信數據可以直接在本交換機上完成，而不需要經(jīng)過(guò)主交換機從而保證了數據的安全、穩定和速度等。
4結束語(yǔ)
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(diǎn)故障，提高了設備和鏈路的穩定性，使放療網(wǎng)絡(luò )成為更加穩定、安全、高性能的網(wǎng)絡(luò )，保障了放療業(yè)務(wù)的可持續運行，并為我院數字化網(wǎng)絡(luò )和醫療業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開(kāi)展奠定了更加堅實(shí)的基礎。放療網(wǎng)絡(luò )采用堆疊技術(shù)，具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單，管理便捷，業(yè)務(wù)簡(jiǎn)化，可彈性擴展和高性能等優(yōu)點(diǎn)，適合在放療網(wǎng)絡(luò )中廣泛應用。
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