用于负载平衡、独立处理和记录查询的NDMA可扩展档案硬件/软件体系结构制造技术

一种用于存储ＮＤＭＡ数据的系统可扩展用于处理非常大量的数据。所述系统允许添加或删除组件以满足当前需要。所述系统以独立的步骤处理数据，为每个子组件提供处理器级独立性。所述系统在将数据通信量指向其它节点的负载平衡器内以及对节点本身的所有处理内，采用并行处理和多线程。所述系统利用主机列表来确定应将数据指向哪里以及确定在每个节点上激活哪些功能。数据存储在各处理步骤持续的队列中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种用于获取、存储和分发大量数据的体系结构和方法，尤其涉及对来自DICOM兼容成像系统和NDMA兼容存储系统的大量数据的获取、存储和分发。
技术介绍
用于存储数字乳房造影数据的现有系统包括产生该数字数据的胶片复本，存储该复本，以及销毁原始数据。信息的分发基本上相当于提供所复制的X光的复本。往往由于难以存储和传输数字数据本身而选择这种方法。数字医学图像源的引入以及在获取这些图像之后处理它们的过程中计算机的使用已经引起对创建用于传输医学图像及其相关信息的标准方法的尝试。所建立的标准被称为医学数字成像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM)标准。与DICOM标准的兼容性对于需要多供应商支持以与其它医院或诊所常驻设备相连的医疗设备而言是关键性的。DICOM标准描述了一些协议，用于允许多供应商环境中的医学图像传递，以及用于简化图像存档和通信系统的开发与扩展并且与医学信息系统进行接口。可以预期的是许多(如果不是所有的话)主要的诊断医学成像供应商将会把DICOM标准结合到它们的产品设计中。还可以预期的是保健行业内使用图像的几乎每个医疗职业都将使用DICOM。实例包括心脏病学、牙科、内窥镜检查、乳房造影、眼科、整形外科、病理学、儿科、放射治疗、放射学、外科和兽医医学成像应用。因此，DICOM标准的使用将简化来自于除乳房造影外的这些领域中的记录的通信和存档。因此，希望有一种用于在医院内部的仪器与通过网络获取的外部服务之间进行连接并提供服务以及信息传递的通用方法。还希望这种方法能够允许以具有对所访问记录的适当追踪的形式对记录进行安全的跨企业访问，以便支持流动人口在不同时间从不同提供者获取医疗护理。为了使成像数据可以为大量用户所获得，最好进行存档。国家数字乳房造影档案(National Digital Mammography Archive，NDMA)是一种用于存储数字乳房造影数据的档案。NDMA作为与患者的健康和医疗记录相联系的图像、报告以及所有其它相关信息的动态资源。同样，NDMA是目前和早先研究的知识库并且为临床使用和研究使用都提供服务和应用。这种NDMA国家胸部成像档案的开发可以很好地彻底改革北美的乳癌筛选程序。患者的隐私是所关注的事情。因此，NDMA保证患者的隐私和保密性，并且遵守所有相关联邦法规。为了简化这种成像数据的分发，NDMA应该与DICOM兼容系统相连。为了到达大量用户，因特网看起来是可取的；然而，因特网并没有被设计成能够处理DICOM中所使用的协议。因此，尽管NDMA支持记录的DICOM格式并且支持医院内的特定DICOM交互，但是NDMA使用它自己的协议和程序来进行文件传递和操作。所产生的数据集合可能是极其巨大的。在已颁布给Jantz(Jantz)的美国专利5,937,428中和已颁布给Fuchs(Fuchs)的美国专利6,418,475中描述了已往对处理大量数据的尝试。Jantz公开了一种用于平衡多个冗余阵列控制器之间的输入/输出工作负载的RAID(redundant array of inexpensive disks，廉价磁盘冗余陈列)存储系统。Jantz尝试通过监控每个处理队列上请求的数目并将新的读请求传送到具有较短队列的控制器来平衡处理负载。Fuchs公开了一种具有多个存储系统和一个控制系统的医学成像系统，所述控制系统控制存储系统中图像数据的存储。将连续的图像数据集存储在分离的存储器系统中，并且所述系统将负载分发到不同的存储系统中以试图避免最大负荷。然而，Jantz和Fuchs两者都没有针对NDMA或与处理大量NDMA兼容数据相关联的特定问题。因此，需要有一种用于将DICOM兼容系统与NDMA相连并为获取、存储和重新分发提供高容量和可扩展性的体系结构，所述高容量和可扩展性的体系结构能够利用适合于与NDMA标准和协议一起使用的大规模处理、存储和检索特性来服务大量有差别的而行政上分离的企业。
技术实现思路
一种用于存储诸如图像数据之类的NDMA兼容数据的系统可扩展以处理极其大量的数据。这是通过利用耦合于处理集合的负载平衡前端和耦合于存储管理器的数据库节点的组合，以及通过保持在单独的记录级上的处理和检索的独立性而在NDMA体系结构中实现的。所述系统允许添加或删除组件以满足当前需求并且在独立的步骤处理数据，从而为每个子组件提供处理器级独立性。所述系统在将数据通信量指向其它节点的负载平衡器内以及在对节点本身的所有处理内采用并行处理和多线程。使用主机列表来确定数据应该被指向哪里以及确定在每个节点上哪些功能被激活。数据存储在持续在每个处理步骤的队列中。根据本专利技术的用于存储NDMA相关数据的可扩展系统包括前端接收器部分、前端平衡器部分、至少一个后端接收器部分和至少一个后端处理机部分。前端接收器部分包括若干个主处理器(主机)。主机接收NDMA相关数据并将该NDMA相关数据格式化成数据队列。前端平衡器部分也包括若干个主机。这些主机从前端接收器部分接收数据队列，平衡数据队列的处理负载，并且将所述数据队列发送到由至少一个主机列表指定的多个主机。后端接收器部分从前端平衡器部分中接收数据队列，并且根据主机列表将所述数据队列提供给多个后端处理机的所选部分。后端处理机部分存储、执行查询以及审计NDMA相关数据。附图说明图1是根据本专利技术的示例性实施例的存储分层结构层次的说明，所述存储分层结构层次可设置成地理上与可用的网络通信中继带宽特性相匹配；图2是根据本专利技术的示例性实施例的存储分层结构中的第1级的存储和检索的WallPlug实施的方框图；图3是根据本专利技术的示例性实施例的用于向NDMA传送数据和从NDMA传送数据的NDMA的负载平衡器和后端部分中的软件组件的方框图；图4是根据本专利技术的示例性实施例的可扩展系统的单机实施的方框图；图5是根据本专利技术的示例性实施例的可扩展系统的多机实施的方框图；图6是根据本专利技术的示例性实施例的显示网络I/O层、负载平衡输入层、核心数据库层以及处理应用层的可扩展系统的方框图；图7是根据本专利技术的示例性实施例的用于在NDMA档案系统中存储数据的软件组件的方框图；图8是根据本专利技术的示例性实施例的用于在NDMA档案系统中审计数据及跟踪记录的使用和移动的软件组件的方框图；图9是根据本专利技术的示例性实施例的用于在NDMA档案系统中执行查询以及检索记录的软件组件的方框图；图10是根据本专利技术的示例性实施例的NDMA系统的图，其说明了多存储和查询配置中的数据的流程；图11说明了根据本专利技术的示例性实施例的系统的可扩展特性以及存储分层结构的容量目标；以及图12说明了根据本专利技术的示例性实施例的连接于带有地区档案上的网络复本的区域档案的两个医院装置之间的示例性连接。具体实施例方式根据本专利技术的用于负载平衡、独立处理和记录查询的NDMA可扩展档案系统，包括前端接收器部分、前端平衡器部分、至少一个后端接收器部分和至少一个后端处理机部分。所述系统将处理划分成许多独立的步骤。所述系统为处理需要的每一个子组件提供处理器级独立性。例如，节点能够彼此独立地处理记录。所述系统在将通信量指向其它节点的负载平衡器内和节点自身上的所有进程内都利用并行处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储国家数字乳房造影档案（ＮＤＭＡ）相关数据的可扩展系统，所述系统包括：包括多个主机处理器的前端接收器部分，所述多个主机处理器接收所述ＮＤＭＡ相关数据并将所述ＮＤＭＡ相关数据格式化成数据队列；包括多个主机处理器的前端 平衡器部分，所述多个主机处理器从所述前端接收器部分接收所述数据队列，平衡所述数据队列的处理负载，并根据主机列表将所述数据队列传输到所述多个主机处理器的各自相应的主机处理器上；后端接收器部分，其从所述前端平衡器部分接收所述数据队列并根 据所述主机列表将所述数据队列提供给多个后端处理机的所选部分；以及所述多个后端处理机存储所述ＮＤＭＡ相关数据，执行对所述ＮＤＭＡ相关数据的查询，并且审计所述ＮＤＭＡ相关数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-6-4 60/476,2141.一种用于存储国家数字乳房造影档案(NDMA)相关数据的可扩展系统，所述系统包括包括多个主机处理器的前端接收器部分，所述多个主机处理器接收所述NDMA相关数据并将所述NDMA相关数据格式化成数据队列；包括多个主机处理器的前端平衡器部分，所述多个主机处理器从所述前端接收器部分接收所述数据队列，平衡所述数据队列的处理负载，并根据主机列表将所述数据队列传输到所述多个主机处理器的各自相应的主机处理器上；后端接收器部分，其从所述前端平衡器部分接收所述数据队列并根据所述主机列表将所述数据队列提供给多个后端处理机的所选部分；以及所述多个后端处理机存储所述NDMA相关数据，执行对所述NDMA相关数据的查询，并且审计所述NDMA相关数据。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述前端接收器部分包括多个前端接收器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述前端平衡器部分包括多个前端平衡器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述后端接收器部分包括多个后端接收器。5.根据权利要求1所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J霍勒贝克，
申请(专利权)人：宾夕法尼亚大学理事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]