信息技术发展趋势是怎样的?

信息技术发展趋势是怎样的?,第1张

信息产品技术发展趋势引言当今世界上it产业(信息产业)已成为国民经济的核心产业,资料表明,发达国家的经济增长有65%来自高技术产业,其中主要是it产业的推动(参见图1)。目前在我国,it产业对经济增长的贡献还不到30%,但正在迅速增长之中。例如,在it产业比较发达的北京市高新技术产业区,工业产值仅占整个北京市工业产值的14%,但它对北京市工业产值增长的贡献份额达到了50%,这充分说明了it产业的重要地位。 因特网时期的到来因特网的兴起是世纪之交的一件大事,现在因特网已逐渐渗透到人们生活的每个领域,使人类社会发生、并将继续发生重大的变化。例如电子商务将改变经济领域的格局,网上教育将冲破传统教育的限制,网上娱乐将使人们进入丰富多彩的“数字化生活”,……。围绕着因特网的发展,新技术、新业务、新用户、新环境等等层出不穷,整个it产业都将围绕着因特网向前发展。我国因特网的起步较迟,如图2所示,目前在因特网上使用中文的比例还很少,但目前在我国,因特网的发展速度很快,图3的预测表明,十年内我国将成为世界第一的因特网大国,这正是我国it产业发展的绝好机遇。 什么是“后pc”?时期 以主机为中心 以pc为中心 以网络为中心 人和计算机的关系 许多人用一台计算机 一个人用一台计算机 一个人用许多台计算机 资源、计算能力、软件 集中在主机 集中在本地(pc和局域网) 分布在因特网上 使用方法 人适应计算机 人和计算机彼此适应 计算机适应 表1 计算机发展的三个主要时期 因特网时期是计算机发展过程中的第三个时期,各时期的主要特点如表1所示。在第一个时期,一台大型计算机可以带数以百计的终端给许多人共享,这种方式也被称为分时系统。那时数据信息、软件和计算能力都集中在主机上,而计算机的使用也很繁杂,主要地是作为专家的工具。在第二个时期,一个人用一台pc,数据信息、软件和计算能力集中在本地的pc和局域网上,计算机的使用也比较容易了,出现了更友好的图形界面,人们可以通过指点图标、菜单来进行工作。在第三个时期,一个人将使用许多台计算机,而数据信息、软件和计算能力则分布在因特网上。此外,计算机将变得更聪明、更友好,今后人不必适应计算机的要求而应当由计算机来适应人的要求,计算机将能听、能说、能看、能思考、能和人交流等等。现在我们正处在由第二个时期向第三个时期过渡的阶段,这是一个充满变革和动荡的阶段,有人称之为“后pc时期”。pc在因特网时期的地位那么,pc时代是否已经过去了?对这个问题现在有两种截然不同的看法。不久以前,ibm公司的总裁gerstner先生说,pc时代已经过去了。而微软的盖茨先生则认为,pc前途无量。他们有这两种截然不同的看法恐怕是因为pc给他们带来了两种截然不同的结果:一方面,ibm的pc部门在1998年亏损高达10亿美元;而另一方面,盖茨因pc软件的收益使其个人财富在1998年超越了1000亿美元,所以他们两人对这个问题有不同的见解也是不足为奇的。但即使说pc时代已经过去的人也承认,pc仍然是一个极其巨大的市场,在it领域的产品和服务中,pc仍然处于领导地位。但同样不可否认的是,pc已不再是主宰用户购买意向的主要因素,它也不再是应用发展的主要平台,现在无可争辩的事实是,因特网已经取代了pc的地位,它已经比pc有更大的影响和更快的发展速度了。看来,现在说“pc时代已经过去”或者说“pc前途无量”都有失偏颇,还是上面说的比较客观,即我们正处在由pc时期向因特网时期过渡的阶段,或者说从pc时期进入了后pc这个过渡阶段,并将逐步地过渡到因特网时期。因特网家电应运而生因特网的发展使联网成为人们工作、生活、教育、娱乐等等的必要条件。虽然pc已经把联网作为它的主要应用,但pc不可能是联网的唯一手段,将会有愈来愈多的联网设备涌现出来,人们不认为它们是pc,它们看起来也不象pc,所以人们称之为“因特网家电”或“信息家电”。这类信息家电,将包括电视机顶盒、联网电话(有线和无线)、联网游戏机、掌上计算机、专用联网控制器以及所有能够联网的设备在内,它们将随着因特网的发展和用户的各种联网需求而迅速普及。估计四、五年后,这些信息家电的总数将会超过pc,成为主要的联网手段。在这种情况下pc是否会退出历史舞台?对此我们大可不必担心,pc的强大处理能力和通用性使它仍将是因特网上的主角,尤其是它将是因特网上内容和服务的主要提供者。另外,我们不要小看pc的适应能力,历史证明,它能随着环境的变化而不断进化。例如两年多以前,oracle和sun公司曾经利用因特网的兴起,发动了一场旨在对抗pc的“网络计算机(nc)”运动,但pc业界很快作出反应,吸收了nc的合理思想,使pc适应了nc的要求并最终扼杀了nc。现在,当信息家电萌发生机之时,pc也迅速作出了应变,我们看到pc的价格一降再降,并出现了“免费pc”,例如有些公司宣布,只要签订三年的入网协议,就可以送一台pc(有的是退给用户400美元左右,这也相当于送一台最便宜的pc),这种做法实际上是以收取入网费代替购买pc的价钱,所谓“羊毛出在羊身上”。上述这些措施都将增强pc作为联网设备的竞争力,对信息家电形成挑战。预计今后pc将继续以低价和它的通用性、高性能等等优势来维护其作为联网首选设备的地位。由此可见,我们不能认为比pc便宜是促使信息家电发展的主要动力。在联网作为主要应用的情况下,最重要的已经不是计算机的速度、容量等等技术指标,而是如何使用户更容易获得信息,在这方面目前的pc并不是很理想的。尽管pc的用户界面比过去的主机有了很大的改进,通过引入所谓图形界面后,用户已经可以不记命令,只需要用鼠标器指点图标或菜单就可以进行 *** 作了,但对于大多数普通老百姓来说,pc还是太难用,令人望而生畏。另外,pc的功能也太多、太“通用”了,以致于对于绝大多数人来说,永远只用到它的很小一部分功能。再说,pc的初衷是作为人们的工作工具,在联网应用的情况下,人们需要达到多种多样的目的,包括购物、娱乐、通信、教育、管理家务等等,不同的目的需要不同的专用联网设备,这决不是哪一种“通用”设备能够包打天下的。正是上述这些不同的需求使更便宜、更小巧、更专用的信息家电在很多场合比pc更适合人们的需要,这是信息家电能够挑战pc、迅速发展起来的主要原因。3c——计算机、通信、家电的融合信息家电是是几个领域彼此融合的产物,主要是计算机、通信和消费电子产品三个领域的 融合,鉴于这三个英文词的头一个字母都是“c”,详细请浏览 >现在的机构都在整合数据中心以减少费用、增加效率并提高竞争力。Sun提供的节能服务器,以最小的空间达到最高的性能,使其达到理想化的整合。当整合带来许多好处的同时, 它也使更多服务器挤进更小的空间, 从而使许多IT机构面临被线缆布线淹没的威胁。通过在自身的数据中心设计创新的布线解决方案,Sun与企业应用结构化电缆布线系统的全球领导者美国康普公司合作,开发了一套可以用来解决许多公司所面临的布线噩梦的最佳方法。
数据中心面临的挑战
通过运行数据中心在降低成本包括减少电力消耗和冷却成本、缓解系统管理以及回收数据中心空间的同时,今天的IT主管也面临着提高计算能力和提供更多服务的压力。Sun服务器将处理能力集中在一个更小的覆盖区, 使企业通过在一个单机架上安置更多服务器来节省数据中心的空间。消耗更少的能量并产生更少的热量的设计使这些节能服务器可以在相同的空间提供更大的计算密度,从而有助于降低运行成本并且创造一个更加节省能源的数据中心。
当数据中心管理员在节省运行成本和数据中心空间、将额外的服务器放进同一个覆盖区的时候,同时也会使连接网络、存贮和系统管理以及网络管理的数量增加。结果是导致更加密集的布线, 这给IT人员带来了严重的问题。在许多数据中心,布线可能变得密集并阻拦空气流动, 进而造成大量的储运损耗、更高的冷却成本、和增加充分冷却所需的电力需求。除了在冷却上的负面作用之外, 数据和电线必须坚守分离和间距规则,以保证干扰和其它因素不影响企业中的信息流。
我们对如何在空间内进行网络布局进行了彻底地重新考虑。我们将电缆终端移到机架上以增强集群相互间的灵活性, 并且安装了额外的机架位置以配备局部交换器,从而使我们必须安装的结构化布线减到最少。我们简化了位置、节省了成本、并最终获得了一个易于扩展和管理的系统。”
Serena DeVito
Sun Microsystems全球实验室和数据处理中心设计服务,工程师
集中化自身的问题
传统数据中心的设计运用一个带有网联和系统管理连接的集中化模式,在从一个中间配线架(IDF) 到服务器的星形拓扑结构上运行。每个IDF 必须包含足够多的网络端口以容纳服务器。以今天更高的计算密度,端接网络端口来处理在一个机架上的服务器连接的数量是非常昂贵的。此外, 端接配线架上的大量的布线会给将来增加端口带来数字排序问题。
刀片服务器也具有同样的问题。当限制有些布线时,刀片服务器与InfiniBand、串行连接SCSI存储、10Gb以太网(GbE)、以及其它铜缆和光纤网络的连接,可能产生与一个或者两个机架单位(RU) 服务器一样多的电缆连接。
许多系统要求管理端口譬如控制台、带外端口、甚至互联网协议键盘、视频和切换器(KVM) 的连接,这就给每台服务器增加了更多的布线。在某些条件下, 这些管理端口连接可能包含百分之五十的数据中心电缆。在一个集中化的模式下,距离是一个因素。当从IDF增加新设备时,就需要更长的电缆,这妨碍了某些技术的应用并且限制扩展。这些更长的电缆更加昂贵, 并且需要额外的人力来管理电缆,加上庞大的电缆束工作产生的潜在的储运损耗,这些都使实施和运行成本增加了。图表1显示了当服务器减小时电缆密度是如何增加的。
图表1:每个机架上的布线密度
服务器的大小每个机架上的服务器数量电缆数量
服务器的大小

每个机架上的服务器数量

电缆数量
18RU

2

21
2RU

20

145
1RU

40

285
集中化模式对数据中心的设计参数也有影响。 使用管道布线的传统的活动地板数据中心在地板下的空间有限,限制了可以容纳的布线和服务器的数量。因而, 活动地板数据中心无法扩展来处理由更高计算密度可能带来的更大数量的系统。
传统方法行不通
根据方法的不同,布线设计方法可能在数据中心内部制造出各种各样的问题。简单地通过端接在集中化IDF 和服务器机架之间增加的布线数量来容纳增加的电缆密度,在限制灵活性和扩展性的同时也极大地增加了最初以及将来的成本。
此外, 不考虑标准而将不同供应商的布线部件连接起来,给确定性能问题或者升级到更新、更高速的技术带来了困难。临时的布线方法,加上地板下或天花板内密集的线缆束的影响,会严重影响工作效率并且限制数据中心的敏捷性。
应用标准
基于标准的布线使灵活性达到最大化,允许设备移动和其它的数据中心变动,并使用户可以和多个供应商的设备连接。通过使用基于标准的布线, IT机构可以在相同的网络上安装语音、数据和楼宇自动化系统。通过在数据中心的一个指定区域内安装充足的布线和插座可以达到进一步的灵活性,从而增加网络设备的选择性。
布线新方法
结构化布线运用标准来创造一个可以支持主要专利和非专利标准和协议的布线系统。通过支持语音、图像或数据应用, IT机构可以创造易于扩展或更新的结构化的模块化网络。
美国康普公司的结构化布线提供冗余并且允许数据中心的设备移动和其他改变。快速发展的公司可以运用结构化布线原理来促使平稳可控的扩展并且减少由于增加新设备和电缆运行带来的成本。结构化布线的规范限定了电磁干扰(EMI)的接近度;确定了布线的UTP 、STP和光纤这三种媒介;详细描述了各种媒介可接受的接线距离;并且说明了水平布线的分层星形拓扑结构的运用。
利用分布式的基础设施
最近Sun建立了几个新的节能数据中心,目的是有效地减少电力和冷却成本。通过反复试验, 工作小组设计了一个通过创建服务于一个组或 “集群”的IDF来使通信设备局域化的新方法,以解决由更新、更高密度设备造成的问题。
一个集群是一个独立的设备齐全的使电力、冷却和布线效率优化的机架组合或平台,能促使数据中心快速和简单的复制。在利用模块化网联解决方案时在数据处理中心的集群里分配IDF,可以提供可快速配置的高密度连接,从而使布线基础设施在更多设备或者集群需要增加时进行升级。
在这个数据中心模式中,每个集群都像一个端口倍增器一样运行。每个带有两个交换机和大约20个机架的集群包含电缆配线的一个最佳端口数量。每个集群由10 个GbE 光纤链路接到IDF。通过对连接到集群里的IDF的网联设备局域化,可能将需要的结构化布线削减50%。
例如,一个布满高密度设备的机架,如1-RU Sun FireTM T1000服务器需要160多个数据接口。因为这些连接的运行不再需要从服务器回到一个集中的IDF,所以需要的布线数量就更少。
集群配置可以解决集中化数据中心模式造成的问题。通过支持分布式的交换, 使用集群可以使布线和原材料的成本缩减一半,并且减少生产、运输和安装电缆对能源和环境造成的影响。此外, 分布式的集群可以在数据中心内部提供更强的灵活性和适应性,并且使布线对冷通道的负面影响减到最小。
IT基础设施布线设计的最佳方法
没有两个数据中心使用相同种类或者相当数量的计算资源, 或者甚至以相同的方法构建。但是, 在设计自己的数据中心时,许多IT配置可以参考Sun的经验优势。根据这些经验, Sun和美国康普公司的工程师总结了以下最佳方法:
l 利用基于铜和光纤的性能的10Gb以太网技术。当这项技术可能导致另外的前期费用时, 实施两个媒介的方法可以使可扩展性和未来的增长最大化。 尽可能保持最短的电缆长度可以将额外的铜和光纤的成本减到最小。
l 穿过交换器和设备之间最短的距离布线。布线越短,消耗的资源和发生的成本就越少。较短的电缆还可以使采用例如在铜缆传输10 GbE这样的技术更加容易实现。
l 电缆和交换机不能安置在集中化网络机架上,而是应该被转移到集群IDF,这样能使灵活性达到最优化并且减少必需的布线数量。每个集群应该被认为是数据中心内部的另外一个空间,这个空间具有独立齐全的基础设施和返回到核心的高速上行链路。
l 配线架应该只安装一半的容量,或者额外的U位置应该预留在集群机架终端位置和IDF的范围内,以支持今后增长和不断变动的标准。这样做系统不需要停机或者电缆不需要改线就可以维护序列命令。
l 将管理系统比如控制台服务器、带外交换机、或与集群IDF连接的互联网协议KVM 连同接入层交换机一起分布,可以减少50%的布线数量。
l 在数据中心布线时推荐采用标准的、行业认可的电缆。使用非标准电缆也许看起来是削减成本一个好方法,但是却可能导致性能问题和储运损耗,从长远来看花费更高。
l 标准的、可升级的布线可以扩展集群的灵活性。布线位置应该独立于机架位置并且能够被串起在设备之上或之下。
l 为了保证数据中心内部最大的灵活性,设备机架配置应该模块化,机架上应该没有端接。
最佳方法支持未来发展趋势
通过采用模块化、可改变的适应性设计,IT机构可以为新技术做好准备并且在新技术可用时更方便地将其整合。在保证一个灵活的数据中心设计和最佳的方法的时候,数据中心的设计师也许希望紧记一些新的发展趋势以备将来采用。
l InfiniBand 是高带宽、交换网络拓扑结构。通过点对点、双向串行链路提供额外的带宽,InfiniBand 可以被用作目前有限的PCI 共享总线互联的替代。当这些电缆能够提供更高的带宽并减少传输延迟时间时, 他们也面临着在大小、弯曲半径和距离限制等方面的布线挑战
l 被宣布作为下一代以太网的标准,100Gb以太网被预计将在不远的将来出现。IEEE 8023 高速研究小组(HSSG)投票决定开发100 Gb以太网标准,因为它能够提供10Gb以太网十倍的速度。
l 目前,作为一项在考虑中的标准, 40 Gb以太网的性能是10 Gb以太网的四倍,但是比100 Gb以太网的成本低廉。在标准确定之前,谨慎的建筑师应该选用在标准确定时两种速度都能运行的设备。
Sun和美国康普
美国康普公司是企业应用结构化布线系统的全球领导者。致力于为通信网络“最后一英里”设计和制造电缆和网联解决方案,美国康普提供企业、宽带、无线和有线载波分配接入的解决方案。以强大的研发为重点,全球有着1300多个专利和专利申请的美国康普公司将专业技术与全球制造能力结合起来,为客户提供高性能的有线和无线布线解决方案。
以多年的行业专业技术为根本,Sun继续提供灵活、可升级、创新并有效降本的IT解决方案基础设施和最佳方法,使企业可以创建更加节能的数据中心。通过在高速互联技术、新一代处理器、改良的可靠性、可管理性和适用性等方面整合最新的趋势,Sun解决方案将推动采用前沿的、高带宽基础设施,以服务为主的结构体系和维护体系。

IDC即是Internet Data Center,是基于INTERNET网络,为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施基地并提供相关的服务。
IDC提供的主要业务包括主机托管(机位、机架、机房出租)、资源出租(如虚拟主机业务、数据存储服务)、系统维护(系统配置、数据备份、故障排除服务)、管理服务(如带宽管理、流量分析、负载均衡、入侵检测、系统漏洞诊断),以及其他支撑、运行服务等,像是天津亿人互联,就是从事IDC行业的,如果有需要,可以了解一下。

行业主要上市公司:易华录(300212)、美亚柏科(300188)、海量数据(603138)、同有科技(300302)、海康威视(002415)、依米康(300249)、常山北明(000158)、思特奇(300608)、科创信息(300730)、神州泰岳(300002)、蓝色光标(300058)等

本文核心数据:大数据、竞争层次、产业结构、应用领域分布、区域集中度、业务竞争力、五力模型分析等

1、中国大数据行业产业链各环节竞争情况

目前,我国的大数据产业尚处于初级建设阶段,从其细分领域来看,大数据产业可划分为大数据基础支撑设施、应用软件以及大数据服务三大子行业。中国大数据代表性企业分布在各个子行业,基础支撑层主要代表厂商有同有科技与欧比特等;专门研发大数据相关软件的代表性企业有常山北明、思特奇与四维图新等;科创信息与神州泰岳等企业则专注于大数据服务。另外,行业的龙头企业如美亚柏科与易华录等,业务布局覆盖整条大数据产业链。

2、中国大数据细分产业结构

根据《IDC全球大数据支出指南》,2020年中国大数据市场最大的构成部分来自于传统硬件部分——服务器和存储,占比超过40%,其次为IT服务和商业服务,两者共占34%的比例,剩余由25%的大数据软件所构成。

3、中国大数据行业应用领域分布情况

从具体行业应用来看,互联网、政府、金融和电信引领大数据融合产业发展,合计规模占比为776%。互联网、金融和电信三个行业由于信息化水平高,研发力量雄厚,在业务数字化转型方面处于领先地位;政府大数据成为近年来政府信息化建设的关键环节,与政府数据整合与开放共享、民生服务、社会治理、市场监管相关的应用需求持续火热。此外,工业大数据和健康医疗大数据作为新兴领域,数据量大、产业链延展性高,未来市场增长潜力大。

4、中国大数据行业区域集中度

根据企查猫数据,截止2021年9月22日,全国大数据产业中“存续”及“在业”的企业共有61799家,多集中分布在东部沿海地区。其中,广东省的大数据企业最多,高达9246家;其次是江苏省,大数据企业数量达到5106家;中部地区的陕西大数据企业数量也较多,为4419家。

从前瞻统计的大数据行业53家上市企业来看,大数据行业的上市公司主要集中在北京、广东、上海与浙江等京津冀与东部沿海地区,其中北京与广东的代表性上市企业数量之和接近30家,占比达到50%以上。因此,从区域分布来看,大数据企业的区域集中度较高。

注:图中数据仅包含前瞻统计的53家上市企业。

5、中国大数据行业企业业务布局及竞争力评价

从大数据业务布局来看,代表性企业的重点布局区域侧重于东部沿海地区或京津冀地区,比如易华录主要布局东部沿海地区,美亚柏科主要布局华东、华南地区等;从产品布局来看,各公司各有侧重点,例欧比特在卫星大数据领域拥有绝对话语权,龙头企业的竞争优势明显。

6、中国大数据行业竞争状态总结

从五力模型角度分析,我国大数据产业链中参与者众多,面向各行各业的应用市场,分别在不同的层级竞争,在各个层级中,都聚集了大量企业,市场化程度高,竞争较为激烈;同时,大数据行业作为数字化发展过程中不可或缺的技术与手段,来源于生活的方方面面,各种大数据收集渠道与分析工具等众多,面临的替代品威胁较大。

大数据行业的上游为基础支撑设施生产企业,包括硬件与软件设备,由于目前我国硬件与软件企业较多,且国产化越来越高,企业间竞争激烈,因此上游议价能力较弱;下游消费市场主要是各应用领域终端客户,由于行业现有竞争者较多,大数据产品与服务多样,客户的选择性较大,因此下游客户的议价能力较高。

此外,大数据产业的中上游即硬件与软件等基础支撑的核心技术要求相对较高,但大数据行业的产品、服务与应用市场都极为广泛,各种技术的更新迭代较快,因此行业新进入者威胁相对较高。

总体来看,中国大数据行业的竞争程度相对较为激烈。

更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国大数据产业发展前景与投资战略规划分析报告》。

医学影像信息系统最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。医学影像信息系统的前身是医学影像存档与通信系统(PACS,Picture Archiving & Communication System),最先推动PACS发展的动力来自于传统的相机厂家。这是因为当数字化浪潮到来的时候,他们首先就意识到这对他们的产品是一个不可逆转的巨大的冲击。 他们对各个厂家的设备连接能力有着最为清楚的了解;但作为传统的机械制造商,他们的计算机技术不够充足,对图像设备及图像处理也不够了解。
最初,许多设备制造商对开放的网络连接时有很大的抵触情绪。因为他们认为这是意义不大,并且对他们的利益有冲突,更深层的原因在于他们没有意识到,已经落在了信息技术发展的后面;更不了解,信息技术会给医疗影像行业带来什么。
随着计算机软硬件技术、多媒体技术和通信技术的高速发展以及医学发展需求的不断增长,PACS 标准化进程不断推进,尤其是ACR-NEMA(American College of Radiology & National Electrical Manufactures ′ Association,美国放射学会和美国电器制造商学会)DICOM(digital imaging and communications in medicine ,医学数字成像和通信标准)30标准的普遍接受,目前的PACS已扩展到所有的医学图像领域,如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学、核医学、超声学以及牙科学等。PACS所包含的内容和能力已超越这一名词原来的含义,现在一般提到的PACS普遍是指包含了放射科信息系统(RIS,Radiology Information System)和医学影像存档与通信系统(PACS,Picture Archiving & Communication System)的医学影像信息系统。 PACS医学影像信息系统的技术发展主要体现在下列几方面:
1、 内部存储格式标准化为DICOM30
目前几乎所有欧美先进PACS厂家都用正式DICOM30文件格式来储存图像。设计旧一点的PACS还用ACR-NEMA20或SPI,只有很老的PACS才用到厂家自己定义的格式。用DICOM30格式有许多好处,其中一条是今后要更换PACS时不必找旧PACS厂家来转换数据。更重要的是用DICOM30文件格式可以随时加影像模式、加减和更改图像文件的内容。而传统的固定字段长度图像格式要添些东西就要全盘改动。
2、 采纳标准压缩算法来压缩图像文件。
新一代的PACS大多采用DICOM支持的标准压缩算法,如JPEG、JPEGLossless、JPEG2000、JPEG-LS和Deflate等。厂家用自定义算法来压缩图像的现象越来越少。
3、三级储存模式(在线、近线和离线)转变成两级(在线和备份)
目前欧美先进PACS厂家都在推行在线和备份两级储存。备份只是为了防意外,如火灾、地震等。在线用的是硬盘,用RAID(冗余存储磁盘阵列)加NAS(NetworkAttachedStorage)或SAN(StorageAreaNetwork)。而前几年PACS界最常见的是用三级图像储存模式:在线(online)、近线(near-line)和离线(off-line)。新的图像在线存在硬盘上、老一点的图像近线存在网路服务机里、再老一点的图像离线存在MOD或磁带里。
4、智能化医学影像平台
智能影像IT平台是医院信息系统的主要发展方向。能否最快获得全部诊断信息是评价影像工作站优劣的唯一标准。syngo via是全球首个“会思考”的影像工作平台,它改变了传统的影像后处理理念,摒弃以软件为导向的传统CT工作站工作方式,开启以解剖或疾病诊断为导向的全新工作视角,突破性的成为直接服务疾病诊断的影像工作平台。让医生从繁琐的影像后处理中解脱出来,专注于医学诊断。
西门子syngovia影像IT平台具有图像预处理功能,影像处理与扫描序列无缝链接,自动进行,无需任何人工干预;它有以疾病为导向的工作流程,自动进入按照疾病或解剖部位定制的工作模块;为每位医生量身定制其所需的诊断工作模块,任意顺序集成相关影像处理软件;带有诊断书签功能,能自动记录医生的每次病变测量、病变标记,方便跨科室医生间的交流和上级医生复核报告。
由于我国开发和引进PACS系统较晚,目前已经建立并有效运行的PACS系统并不多见(特别是内陆省市)。究其原因主要是标准化程度低、兼容性差,一般为封闭式的专用系统,既不经济、价格也昂贵,配置的硬件不够合理,对工作量大的医院缺乏强大的存储子系统,无法支持数据量巨大的常规放射影像,因此不能真正实现“无片化”管理。多数PACS系统也没有其有效的工作流程和自动化管理功能,也不能向临床诊断提供所需的全部,表现在在线信息少,响应速度慢。对网络安全、保密和符合法律要求方面还不可靠。现有的PACS系统设计大多数没有考虑技术发展和扩展需要的可能,难于与现有的HIS/RIS整合为一个系统。 各国的PACS系统研究和发展各具特点:美国PACS系统的研究和开发是在政府和厂商的资助下来进行的;欧洲的PACS系统由跨国财团、国家或地区的基金来支持,研究小组倾向于与某个主要厂商合作,着重于PACS建模和仿真及图像处理部件的研究;日本将PACS系统研究和开发列为国家计划,由厂商和大学医院来共同完成,厂商负责PACS系统集成和医院安装,医院负责系统临床评测,而且系统技术指标固定,没给医院研究人员留有多少修改的空间;韩国的PACS系统是在大型私营企业资助下所完成的。
PACS在国内发展方向重点在:应严格遵守国际技术标准的系统设计和完全开放式的体系结构,基于IHE、DICOM30和 HL-7(医疗保健)等国际标准;浏览器/服务器结构,应具有良好的兼容性;基于Internet/Intranet技术的网络结构,需支持局域网(LAN)、广域网(WAN),可远程会诊;采用TB级甚至PB级存储子系统,提高响应能力;提供容错、纠错能力及更好的数据安全性和灾难恢复能力,有高性能数据压缩技术;系统界面友好,有强大的中文支持能力,易学易用;有语音、图像和数据的传输等多种技术的无缝整合;有完整的系统解决方案,系统利于维护和技术支持。 上世纪,伴随着科技的发展,医疗水平不断提高,各种新的医疗影像设备不断涌现。50年代超声技术运用于医学领域;70年代CT和80年代MRI先后应用于临床。此后基本上每隔两三年就有新种类的医疗影像设备被发明。越来越多的医疗影像设备一方面提高了诊断的准确程度,另一方面带来了新的问题。那就是如何管理这些医疗影像设备产生的数据,为了在一定范围内获得医疗影像设备产生的数据,保证不同厂家的影像设备的数据能够互连。1982年美国放射学会(ACR)和电器制造协会(NEMA)联合组织了一个研究组(ACR-NEMA数字成像及通信标准委员会),研究如何制定一套统一的通讯标准来保证不同厂家的影像设备能够信息互连。经协商一致后,制定出了一套数字化医学影像的格式标准,即ACR-NEMA 10标准,随后在1988年完成了ACR-NEMA 20,1993年发布30版本正式命名为DICOM30(Digital Imaging and Communications in Medicine:医疗数字成像和通信)。但是由于各种原因,此标准直到1997年才慢慢被各医疗影像设备厂商接受。此后标准每年都有大变动,涉及到医学影像的每一个角落,特别是最近刚加入标准的SR(结构化报告)涉及了其他标准不敢涉及的领域。同时,标准还在安全性(隐私和授权)方面下了很大的功夫,添加了TSL/SSL,数字签名,数字授权,数据加密支持。为了支持不同领域的数据交换,还增加了XML支持。总之,DICOM标准日新月异不断向前发展。
目前,DICOM30已为国际医疗影像设备厂商普遍遵循,各大厂商所生产的影像设备均提供DICOM30标准通讯协议。
在系统的输出和输入上必须支持DICOM30标准,已成为PACS的国际规范。只有在DICOM30标准下建立的PACS才能为用户提供最好的系统连接和扩展功能。
(一) DICOM30
DICOM 标准的全称是“医学数字成像与通讯”(digital imaging and communication in medicine)标准,是按照NEMA的程序制订和发展的。它实际上是ACR-NEMA的第三个版 本。之所以不叫 ACR-NEMA30 而改称 DICOM30 是因为:①该标准并不单单是由ACR-NEM的联合委员会制订的,世界上其它一些标准化组织也共同参与了它的制订与发展。这些标准化组织包括欧洲标准化委员会251技术委员会(即 CENTC251),该委员会早已以DICOM为基础,制订出一项与DICOM完全兼容的标准--MEDICOM;还有日本的JIRA(japanese industry radiology Apparatus)和医学信息系统发展中心(medical informationsy stem development center)。这两个组织对DICOM的主要贡献在于提出了利用可移动的媒质(光 盘等)来存贮、交换医学图像的标准。在制订标准过程中,也参考了其它的一些组织,包括IEEE、HL7和ANSI等有关标准。②标准不仅支持医疗放射图像,它是可扩展的,面向所有医学图像,只要简单地增加相应的服务对象类(SOP)即可。扩展到心电图(cardiology、内窥镜(endoscopy)、牙医(dentistry)、病理学(pathology)和其它等类型图像的工作目前正在进行之中。与其前面的10和20版本一样,DICOM在制订工作一开始就考虑到一些相关标准化组织的研究成果,这不仅仅是为了避免重复性的工作,更重要的是为DICOM提供了重要的背景和技术。由于是面向网络环境的通讯标准,故对 DICOM 影响最大的是国际标准化组织的开放系统互联参考模型(ISO-OSI)。
(二) HL7
HL7 是在医疗环境中(尤其是在院病人治疗)交换电子数据的标准。1987年5月,在Pennsylvania 大学医院,成立了一个由医疗单位(和用户)、厂家和医疗顾问(consultants)组成的委员会,这个委员会主要负责HL7的工作,目的就是简化不同厂商(尤其包括竞争的厂商)在医疗领域中的计算应用的接口实现。其主要应用领域就是HIS/RIS。
HL7目前主要是规范在HIS/RIS系统及其设备之间通讯如下信息:病人入院/挂号、出院或转院数据(统称ADT-admissions/registration、discharge、transfer)和查询、病人安排、预订、财务、临床观察、医疗记录、病人的治疗、主文件更新信息等。
功能规范
随着信息技术的发展及医院运行机制的转变,医院信息系统已成为现代化医院必不可少的重要基础设施与支撑环境。卫生部为了积极推进信息网络基础设施的发展,加快医院信息化建设和管理,制定了《医院信息系统基本功能规范》。其中,对医学影像信息系统功能设置了以下规范。
(一) 影像处理
1.数据接收功能:接收、获取影像设备的DICOM30和非DICOM30格式的影像数据,支持非DICOM影像设备的影像转化为DICOM30标准的数据。
2.图像处理功能:自定义显示图像的相关信息,如姓名、年龄、设备型号等参数。提供缩放、移动、镜像、反相、旋转、滤波、锐化、伪彩、播放、窗宽窗位调节等功能。
3.测量功能:提供ROI值、长度、角度、面积等数据的测量;以及标注、注释功能。
4.保存功能:支持JPG、BMP等多种格式存储,以及转化成DIDICOM30格式功能。
5.管理功能:支持设备间影像的传递,提供同时调阅病人不同时期、不同影像设备的影像及报告功能。支持DICOM30的打印输出,支持海量数据存储、迁移管理。
6.远程医疗功能:支持影像数据的远程发送和接收。
7.系统参数设置功能:支持用户自定义窗宽窗位值、放大镜的放大比例等参数。
(二) 报告管理
1.预约登记功能。
2.分诊功能:病人的基本信息、检查设备、检查部位、检查方法、划价收费。
3.诊断报告功能:生成检查报告,支持二级医生审核。支持典型病例管理。
4.模板功能;用户可以方便灵活的定义模板,提高报告生成速度。
5.查询功能:支持姓名、影像号等多种形式的组合查询。
6.统计功能:可以统计用户工作量、门诊量、胶片量以及费用信息。
(三) 运行要求
1.共享医院信息系统中患者信息。
2.网络运行:数据和信息准确可靠,速度快。
3.安全管理:设置访问权限,保证数据的安全性。
4.建立可靠的存储体系及备份方案,实现病人信息的长期保存。
5.报告系统支持国内外通用医学术语集。


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