用于提高醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的性能的方法和系統(tǒng)的制作方法

專利名稱：用于提高醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)的性能的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高用于永久地存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、尤其是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能的方法。在此，這些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)尤其是以文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中并且通常存放在文件系統(tǒng)中。隨后，與處理現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)經(jīng)改變的和/或新的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)并行地， 由醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用程序來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)，和/或通過(guò)應(yīng)用程序從存儲(chǔ)系統(tǒng)刪除醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
盡管在以下描述中參照醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、尤其是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，但是也可在其他應(yīng)用領(lǐng)域使用本發(fā)明。在許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，往往在使用所謂的成像方法的情況下進(jìn)行疾病的診斷。在此， 產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量，例如在諸如計(jì)算機(jī)X射線斷層造影(CT)、核磁共振斷層造影(MRT)或核磁共振光譜法(MR)之類的醫(yī)學(xué)成像方法中那樣。在此類方法中，在檢查范圍中可能產(chǎn)生幾千幅圖像并由此產(chǎn)生越來(lái)越大的數(shù)據(jù)記錄，這些數(shù)據(jù)記錄不僅必須以適當(dāng)?shù)靥幚淼姆绞奖惶峁┯糜谶M(jìn)一步處理，而且必須以合適的形式——例如以文件的形式——存放在相應(yīng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中以用于例如存檔、長(zhǎng)期可用性等。存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的例如來(lái)自醫(yī)學(xué)成像方法的圖像數(shù)據(jù)之類的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)通常作為有用數(shù)據(jù)供應(yīng)用程序使用(例如，為分析目的、診斷等)。為了由用戶進(jìn)行后續(xù)處理，存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的用于各種應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)被加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器中。在此，通常在大多數(shù)情況下，多個(gè)用戶和/或系統(tǒng)進(jìn)程同時(shí)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上工作，其中由這些用戶或系統(tǒng)進(jìn)程并行地將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)系統(tǒng)上和/或改變或刪除存儲(chǔ)系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)。為了能夠用這些應(yīng)用程序以合適的方式訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)量或相應(yīng)地處理這些數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)的附加的預(yù)結(jié)構(gòu)化或組織通常是必要的。此外，例如在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的范圍中，邏輯上以各個(gè)圖像的方式組織，這些圖像隨后能夠被合并成圖像系列并且多個(gè)系列被合并成所謂的研究。醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的這種邏輯的結(jié)構(gòu)化還大多對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)在應(yīng)用程序中的邏輯組織或者應(yīng)用程序?qū)λ鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)的邏輯組織。對(duì)于此類邏輯組織，剛好在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)范圍中，除了作為用于傳輸數(shù)據(jù)的通信協(xié)議的其功能之外，還作為用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式建立了所謂的DICOM標(biāo)準(zhǔn)(醫(yī)學(xué)數(shù)字成像通信標(biāo)準(zhǔn)(Digital Imaging and Communications in Medicine-Standard))。DICOM 是醫(yī)學(xué)、尤其是醫(yī)學(xué)成像方法領(lǐng)域中用于交換信息的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)。在DICOM標(biāo)準(zhǔn)中，以等級(jí)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)記錄的形式來(lái)提供數(shù)據(jù)，其中例如在部分圖像或圖像彼此之間的相關(guān)性中，數(shù)據(jù)內(nèi)容的邏輯組織的等級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于醫(yī)學(xué)配置文件 (Profil)或類似物。數(shù)據(jù)內(nèi)容的這種結(jié)構(gòu)在此通過(guò)對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄劃分成多個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄來(lái)獲得，所述部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄可分別被劃分成有用數(shù)據(jù)信息(例如，數(shù)字χ射線設(shè)備、 CT、MRT或另一成像方法的圖像數(shù)據(jù)、PDF數(shù)據(jù)或其它的二進(jìn)制數(shù)據(jù))和元信息。元信息在DICOM中被存放在所謂的頭部中并且包括例如識(shí)別名、分配信息、關(guān)于至其他部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄的邏輯連接或者關(guān)于相應(yīng)有用數(shù)據(jù)信息或圖像數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的信息。在分析來(lái)自此類數(shù)據(jù)記錄的信息時(shí)，應(yīng)用程序有針對(duì)性地訪問(wèn)所選擇的有用數(shù)據(jù)(例如，圖像數(shù)據(jù)等)通常是必要的。在此，DICOM數(shù)據(jù)記錄可以文件的形式來(lái)存放。在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，諸如醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)大多以文件的形式來(lái)存儲(chǔ)。在此，DICOM數(shù)據(jù)記錄例如作為所謂的“DIC0M文件”存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中。這些文件隨后在文件系統(tǒng)、即存放組織中被組織在存儲(chǔ)介質(zhì)上。在存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)，首先將諸如硬盤或所謂的 RAID系統(tǒng)(獨(dú)立磁盤冗余陣列(Redundant Array of Independent Disks))之類的永久存儲(chǔ)器用作存儲(chǔ)介質(zhì)，由所述永久存儲(chǔ)器能夠?qū)崿F(xiàn)將計(jì)算機(jī)的多個(gè)物理硬盤組織成邏輯驅(qū)動(dòng)器并由此在單個(gè)硬盤發(fā)生故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)可用性和/或作為單個(gè)物理驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)較大的數(shù)據(jù)吞吐量。這些存儲(chǔ)介質(zhì)通常具有所謂的塊結(jié)構(gòu)，即從操作系統(tǒng)來(lái)看，數(shù)據(jù)僅可作為整個(gè)數(shù)據(jù)塊被讀或?qū)憽Ｈ欢?，在將常?jiàn)的文件系統(tǒng)用于存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、尤其是諸如通常被合并成例如圖像、系列、研究等的邏輯復(fù)合的DICOM文件或數(shù)據(jù)記錄之類的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，尤其通過(guò)這種塊結(jié)構(gòu)不能確保以對(duì)于應(yīng)用程序的訪問(wèn)而言最優(yōu)的次序來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因?yàn)槭紫韧ㄟ^(guò)刪除和/ 或并行的寫操作，例如圖像的部分或者還有系列的圖像等可能廣泛地散布在存儲(chǔ)介質(zhì)的所基于的塊上。尤其在典型地以例如通過(guò)DICOM網(wǎng)絡(luò)通信或DICOM進(jìn)口(Import)從其他介質(zhì)接收DICOM數(shù)據(jù)的次序來(lái)存儲(chǔ)DICOM數(shù)據(jù)時(shí)，由此不能確保以對(duì)于例如調(diào)用應(yīng)用程序而言正確的或最優(yōu)的次序來(lái)將數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中。這——首先在存儲(chǔ)系統(tǒng)的使用持續(xù)時(shí)間升高的情況下——導(dǎo)致速度下降，其中以所述速度能夠由應(yīng)用程序加載和還存儲(chǔ)數(shù)據(jù)， 并且存儲(chǔ)系統(tǒng)的所謂性能(=系統(tǒng)的時(shí)間特性)降低。為了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，在諸如硬盤之類的數(shù)據(jù)載體中，存在所謂的文件的碎片整理的可能性。在此，用特定的程序一所謂的碎片整理工具一來(lái)重新整理存儲(chǔ)介質(zhì)上或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊。在此，文件的在邏輯上關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊如此在存儲(chǔ)器中被重新安排，以使得這些數(shù)據(jù)塊盡可能被存放在連續(xù)的數(shù)據(jù)塊中一即將文件安放在存儲(chǔ)系統(tǒng)的連續(xù)塊中并且由此改善關(guān)于此文件的加載時(shí)間。然而，如果例如在調(diào)用DICOM數(shù)據(jù)時(shí)由應(yīng)用程序依次讀取多個(gè)文件，則盡管如此仍可能因碎片整理而增加加載時(shí)間。因?yàn)樵谒槠頃r(shí)，例如關(guān)聯(lián)的文件(例如，系列的圖像等)有可能彼此遠(yuǎn)離地存放在存儲(chǔ)器中。為了避開(kāi)此問(wèn)題并改善醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的加載時(shí)間，存在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大文件中的可能性。由此，在此大文件被碎片整理的條件下，可以縮短加載時(shí)間。然而，通過(guò)大文件的使用而改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿〈詥蝹€(gè)文件而必須以較大的文件工作。根據(jù)所使用的應(yīng)用程序和/或諸如DICOM之類的標(biāo)準(zhǔn)，這可能是不可能的，因?yàn)橛捎谳^大文件的新的或經(jīng)改變的結(jié)構(gòu)而不再提供在醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)領(lǐng)域中使用的不同系統(tǒng)(例如，放射學(xué)信息系統(tǒng)、圖片存檔和通信系統(tǒng)等)的互操作性。為了進(jìn)一步能夠?qū)崿F(xiàn)這些系統(tǒng)的互操作性并且盡管如此仍加快加載，可將此類大文件存放為關(guān)于原始數(shù)據(jù)的附加信息。然而，此類處理方式具有如下缺點(diǎn)由此顯著提高對(duì)數(shù)據(jù)、尤其是圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間需求。因?yàn)槌嗽嫉目赡軜?biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)之外，還在存儲(chǔ)系統(tǒng)中存放用于分別關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的大文件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，說(shuō)明一種用于提高在存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、尤其是圖像數(shù)據(jù)時(shí)的性能的方法和系統(tǒng)，其中以簡(jiǎn)單的方式在沒(méi)有附加的存儲(chǔ)空間需求并在互操作性得以保證的情況下在長(zhǎng)期使用時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)盡可能短的對(duì)數(shù)據(jù)的加載或訪問(wèn)時(shí)間。該任務(wù)是通過(guò)開(kāi)頭部分所說(shuō)明的類型的方法來(lái)解決的，其中在碎片整理時(shí)以由相應(yīng)的應(yīng)用程序調(diào)用存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的次序來(lái)存放這些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明建議的解決方案的主要方面在于，通過(guò)在碎片整理時(shí)以對(duì)于相應(yīng)的應(yīng)用程序而言最優(yōu)的次序來(lái)存放醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，使存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能在較長(zhǎng)時(shí)間上得以保持。此外， 諸如在較大的結(jié)構(gòu)或文件中存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之類的附加應(yīng)用是不必要的，并且根據(jù)本發(fā)明的方法的存儲(chǔ)空間需求因此不提高。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法的對(duì)存儲(chǔ)在文件中的關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的碎片整理和聚集，通過(guò)相應(yīng)的應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的加載時(shí)間不經(jīng)受文件系統(tǒng)的所謂的老化過(guò)程。即，加載時(shí)間在較長(zhǎng)時(shí)段上保持不變或者是類似的，因?yàn)殛P(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)或由這些關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)形成的文件被存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)的連續(xù)的或鄰近的塊中。尤其是在DICOM圖像數(shù)據(jù)情況下，可以在碎片整理時(shí)借助根據(jù)本發(fā)明的方法注意到，這些DICOM圖像數(shù)據(jù)例如保持以層位置的次序或者是以接收日期的次序存儲(chǔ)的。因此， DICOM圖像數(shù)據(jù)能以簡(jiǎn)單的方式編組成所謂的DICOM系列或者此類編組即使在碎片整理之后也保持。DICOM圖像數(shù)據(jù)的如此分類的加載次序因此是有利的，因?yàn)閿?shù)據(jù)大多是順序地讀取的并且隨后能例如作為卷來(lái)加載或者作為影片來(lái)播放。有利地，通過(guò)接口能夠預(yù)先規(guī)定對(duì)存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序特定的訪問(wèn)次序并且因此預(yù)先規(guī)定在碎片整理時(shí)用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中組織醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的次序。以這種有利的方式，可以例如由應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者預(yù)先規(guī)定與此應(yīng)用程序相關(guān)的加載次序并且因此還預(yù)先規(guī)定在存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)(例如，系列的圖像等)組織的次序。隨后在碎片整理時(shí)， 該次序是已知的，并且數(shù)據(jù)能夠相應(yīng)地在存儲(chǔ)系統(tǒng)中被組織。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案還規(guī)定，觀察應(yīng)用程序?qū)Υ鎯?chǔ)系統(tǒng)中的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)并隨后基于所述訪問(wèn)來(lái)推導(dǎo)和獲悉對(duì)關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)次序。于是， 由此確定用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中組織醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的理想次序。因此，可以按簡(jiǎn)單的方式獲悉以對(duì)于相應(yīng)的應(yīng)用程序的理想次序?qū)?shù)據(jù)的最優(yōu)組織。獲悉的順序于是再次在碎片整理時(shí)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中更好的數(shù)據(jù)組織。有益地，建立關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的布置的置換(Permutation)并且隨后在通過(guò)相應(yīng)的應(yīng)用程序來(lái)加載這些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)監(jiān)視加載時(shí)的速度。于是，由此可以按簡(jiǎn)單的方式來(lái)推導(dǎo)最優(yōu)的訪問(wèn)次序并且確定用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中組織相應(yīng)的關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的理想次序。通過(guò)置換——即通過(guò)以該次序交換相應(yīng)的塊(例如，系列的文件、文件的單個(gè)部分等)的方式來(lái)改變分別關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的布置，可以按簡(jiǎn)單的方式確定用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中優(yōu)化地布置數(shù)據(jù)的次序或結(jié)構(gòu)。通過(guò)監(jiān)視和比較訪問(wèn)速度，可以非常簡(jiǎn)單地基于存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)際特性來(lái)確定或匹配用于存放數(shù)據(jù)的理想次序。理想情況下，基于推導(dǎo)出的和獲悉的由應(yīng)用程序的訪問(wèn)次序，同樣以所確定的用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中組織醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的理想次序來(lái)存放要新存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。在此情況下合適的是，以所確定的理想次序通過(guò)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中連續(xù)地執(zhí)行寫訪問(wèn)來(lái)存放要新存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。替換地，同樣可以有利的是，為了以所確定的理想次序來(lái)將醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)中而預(yù)先規(guī)定初始的存儲(chǔ)地址。以此方式，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)在首次存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中時(shí)就已經(jīng)以理想的次序被存放。尤其如果不能最優(yōu)地或無(wú)差錯(cuò)地以理想的次序執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)的初始寫，則可以通過(guò)碎片整理來(lái)附加地且最優(yōu)地布置這些數(shù)據(jù)。如果緊接著存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)之后再次對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行讀訪問(wèn)， 則通過(guò)初始的理想的存儲(chǔ)來(lái)存放數(shù)據(jù)是特別有利的。所列舉的任務(wù)還通過(guò)一種系統(tǒng)來(lái)解決，該系統(tǒng)被設(shè)置成用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的提高用于永久地存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能的方法。在此，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)介質(zhì)(例如， 硬盤、RAID系統(tǒng)等)，在所述存儲(chǔ)介質(zhì)上醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)例如以文件的形式被存放在文件系統(tǒng)中； 以及用于對(duì)所存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行碎片整理的裝置以及用于控制在碎片整理時(shí)組織和存放醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的次序的裝置。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的主要方面在于，以簡(jiǎn)單的方式減小加載性能的波動(dòng)寬度，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和碎片整理時(shí)控制次序改善醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)在由應(yīng)用程序訪問(wèn)時(shí)的加載時(shí)間。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，以簡(jiǎn)單的方式還減小通過(guò)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問(wèn)的性能與數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的初始存儲(chǔ)的依賴性，由此可以例如根據(jù)相應(yīng)的調(diào)用應(yīng)用程序來(lái)預(yù)先規(guī)定碎片整理和在碎片整理時(shí)存放數(shù)據(jù)的次序(始終是理想的次序)的控制。此外，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，理想地設(shè)置接口，通過(guò)該接口可預(yù)先規(guī)定應(yīng)用程序特定的訪問(wèn)次序和/或用于將醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)介質(zhì)上的應(yīng)用程序特定的次序。通過(guò)此類接口，可以以簡(jiǎn)單的方式例如由應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者向系統(tǒng)通知與此應(yīng)用程序相關(guān)的加載次序并因此還有數(shù)據(jù)(例如，系列的圖像等)的組織的理想次序。在碎片整理時(shí)，于是所述次序?qū)τ谙到y(tǒng)中的控制裝置是已知的，并且數(shù)據(jù)可以相應(yīng)地組織在存儲(chǔ)介質(zhì)中。還有利地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)附加地包括用于觀察和推導(dǎo)不同的應(yīng)用程序?qū)︶t(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)次序的裝置，用于建立醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的不同布置(所謂的置換)和用于分析并推導(dǎo)所屬的加載速度的裝置，以及用于確定用于在存儲(chǔ)系統(tǒng)中組織醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的理想次序的裝置。 因此，可以按簡(jiǎn)單的方式為相應(yīng)的應(yīng)用程序獲悉或者為分別所使用的存儲(chǔ)介質(zhì)確定數(shù)據(jù)的分別最優(yōu)的次序。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以由此非常簡(jiǎn)單且快速地匹配于相應(yīng)的情況(例如， 存儲(chǔ)介質(zhì)的特性等)。在根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化中，在考慮應(yīng)用程序特定的或理想的次序的情況下還向醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的碎片整理添加對(duì)所使用的存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)系統(tǒng)的自由存儲(chǔ)空間的碎片整理。由此，可以按簡(jiǎn)單的方式確保一方面，理想的初始的存儲(chǔ)是可能的，并且另一方面，足夠關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)空間可用于稍后的碎片整理。


以下示例性地根據(jù)附圖1來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，其中
附圖1示例性地且示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的提高用于永久地存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能的系統(tǒng)以及所屬方法的流程。
具體實(shí)施例方式在圖1中示意性地且示例性地示出了存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS，在該存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS中永久地存放醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)Dl到Dx、尤其是例如DICOM數(shù)據(jù)之類的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS包括用于
6永久地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)Dl到Dx的存儲(chǔ)介質(zhì)SP。存儲(chǔ)介質(zhì)SP可以例如被實(shí)施為硬盤或硬盤系統(tǒng) (所謂的RAID系統(tǒng))，其中在RAID系統(tǒng)中，多個(gè)物理硬盤被組織成邏輯驅(qū)動(dòng)器以在單個(gè)硬盤發(fā)生故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)可用性和/或作為單個(gè)物理驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)
吞吐量。在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中，數(shù)據(jù)Dl到Dx以文件Dl到Dx的形式被存放并被組織在文件系統(tǒng)中。在此，存儲(chǔ)介質(zhì)SP通常具有所謂的塊結(jié)構(gòu)一即，從操作系統(tǒng)來(lái)看或者從訪問(wèn)應(yīng)用程序APl到AP4來(lái)看，數(shù)據(jù)Dl到Dx僅可作為整個(gè)數(shù)據(jù)塊來(lái)讀、寫、改變和/或刪除。在圖1中還示意性地示出了示例性的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理裝置DV (例如，圖像處理系統(tǒng)等)。根據(jù)圖1，在該數(shù)據(jù)處理裝置DV中設(shè)置多個(gè)應(yīng)用程序APl到AP4由數(shù)據(jù)處理裝置DV 的操作系統(tǒng)例如作為系統(tǒng)進(jìn)程或者通過(guò)用戶來(lái)調(diào)用并執(zhí)行。應(yīng)用程序APl到AP4需要來(lái)自系統(tǒng)SYS的存儲(chǔ)介質(zhì)SP的數(shù)據(jù)Dl到Dx以執(zhí)行其任務(wù)。因此，可以例如設(shè)置用于分析和/ 或存放根據(jù)DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)成像方法(例如，CT、MRT等)的數(shù)據(jù)Dl到Dx的示例性應(yīng)用程序 API。于是，由應(yīng)用程序APl到AP4例如通過(guò)也可并行進(jìn)行的訪問(wèn)1來(lái)處理存放在存儲(chǔ)介質(zhì)SP上的數(shù)據(jù)Dl到Dx。在此，例如新的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)為文件Dl到Dx和/或現(xiàn)有的數(shù)據(jù)或文件Dl到Dx被改變和/或被刪除。然而，不同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DV的應(yīng)用程序APl到 AP4也可并行地和連續(xù)地通過(guò)訪問(wèn)1來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)SP或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)SYS并處理數(shù)據(jù)Dl到Dx0圖1中所示的存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS還包括用于對(duì)所存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)Dl到Dx進(jìn)行碎片整理的裝置MD以及用于控制在碎片整理時(shí)存放數(shù)據(jù)Dl到Dx的次序RF的裝置MR。用于碎片整理的裝置MD或用于控制次序RF的裝置MR可在此例如被實(shí)施為存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS的模塊或組件。用于碎片整理的裝置MD可以例如是包括用于對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)SP或所屬文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)Dl到Dx進(jìn)行碎片整理的算法的模塊或組件。理想地，可以在夜間或者在系統(tǒng)負(fù)載小的時(shí)間執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)SP的碎片整理。如果現(xiàn)在執(zhí)行對(duì)存放在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的數(shù)據(jù)Dl到Dx的碎片整理，那么由用于碎片整理的裝置MD例如通過(guò)連接或者訪問(wèn)2來(lái)訪問(wèn)存放在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的數(shù)據(jù)Dl到Dx。 此外，由用于控制數(shù)據(jù)Dl到Dx的存放的次序RF的裝置MR通過(guò)例如連接3來(lái)提供在碎片整理時(shí)用于對(duì)數(shù)據(jù)Dl到Dx重新組織的次序RF。該次序RF可例如遵循由相應(yīng)的應(yīng)用程序APl到AP4調(diào)用或讀數(shù)據(jù)Dl到Dx的次序RF。這意味著，在碎片整理時(shí)基于預(yù)先規(guī)定的次序RF來(lái)將關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Dl到Dx (例如， 圖像、系列的圖像用的文件等)存放在文件系統(tǒng)或存儲(chǔ)介質(zhì)SP的鄰近的或相鄰的數(shù)據(jù)塊中。
由此，通過(guò)此類碎片整理，數(shù)據(jù)或文件Dl到Dx到應(yīng)用程序API.....AP4的加載時(shí)間不經(jīng)
受文件系統(tǒng)的所謂的老化過(guò)程，在該老化過(guò)程中，隨著存儲(chǔ)介質(zhì)SP的使用的時(shí)間持續(xù)，關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Dl到Dx位于彼此越來(lái)越遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)塊中。因此，加載時(shí)間在較長(zhǎng)時(shí)段上是類似的 (vergleichbar)且僅非常輕微地波動(dòng)。因此，DICOM數(shù)據(jù)例如典型地以其被接收的次序RF存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中。在此不能確保對(duì)于訪問(wèn)1以對(duì)于應(yīng)用程序APl到AP4而言合適的或最優(yōu)的次序RF來(lái)存儲(chǔ)DICOM 數(shù)據(jù)或文件。通過(guò)用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)SYS中的用于碎片整理的裝置MD碎片整理，可以使 DICOM數(shù)據(jù)例如置于層位置的次序或者接收日期的次序，由此可以簡(jiǎn)單地例如將調(diào)用應(yīng)用程序APl用的DICOM數(shù)據(jù)編組并且可以例如作為卷來(lái)加載或者作為影片由該應(yīng)用程序APl 來(lái)播放。存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS還具有接口 ST，通過(guò)該接口可預(yù)先規(guī)定數(shù)據(jù)Dl到Dx的加載的應(yīng)用
程序特定的次序RF。應(yīng)用程序API.....AP4的開(kāi)發(fā)者可通過(guò)該接口 ST來(lái)向系統(tǒng)SYS通知
例如與常用的次序RF (例如，根據(jù)接收日期或?qū)游恢玫鹊拇涡?不同的加載次序并且因此通知用于在存儲(chǔ)介質(zhì)中組織數(shù)據(jù)Dl到Dx的最優(yōu)次序RF。隨后，由接口 ST將所述應(yīng)用程序特定的次序RF傳送給用于控制次序RF的裝置MR并且因此在碎片整理時(shí)可供用于對(duì)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行碎片整理的裝置MD使用。因此例如在DICOM數(shù)據(jù)情況下，可通過(guò)接口 ST來(lái)說(shuō)明系列的各個(gè)圖像等在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的最優(yōu)組織并負(fù)責(zé)最優(yōu)的加載時(shí)間。為了在碎片整理時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化存放在存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)Dl到Dx，在存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS 中設(shè)置用于觀察和推導(dǎo)應(yīng)用程序APl到AP4的訪問(wèn)次序RF的裝置MB。該用于觀察和推導(dǎo)訪問(wèn)次序RF的裝置MB同樣可被實(shí)施為系統(tǒng)SYS的模塊或組件。由用于觀察和推導(dǎo)的裝置 MB來(lái)觀察相應(yīng)的應(yīng)用程序APl到AP4對(duì)數(shù)據(jù)Dl到Dx的所有訪問(wèn)或訪問(wèn)的次序。隨后，由此由該裝置MB來(lái)確定并獲悉對(duì)例如系列的邏輯關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Dl到Dx或者文件的相應(yīng)實(shí)際的訪問(wèn)次序RF。該所確定的次序RF隨后被轉(zhuǎn)發(fā)給用于在碎片整理時(shí)控制次序RF的裝置 MR并由此提供關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Dl到Dx的理想的次序RF的基礎(chǔ)，于是在碎片整理時(shí)在存儲(chǔ)介質(zhì) SP中以所述理想的次序RF來(lái)重新組織數(shù)據(jù)Dl到Dx。存儲(chǔ)系統(tǒng)SP還可包括用于建立數(shù)據(jù)布置的置換的裝置MP,由該裝置MP于是附加
地也分析由相應(yīng)的應(yīng)用程序API.....AP4在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的相應(yīng)數(shù)據(jù)置換的加載速度或
加載時(shí)間。根據(jù)所確定的加載速度，于是由同樣可被設(shè)計(jì)為系統(tǒng)SYS的模塊或組件的該裝置MP來(lái)推導(dǎo)最優(yōu)的訪問(wèn)次序RF并由此推導(dǎo)相應(yīng)的數(shù)據(jù)Dl到Dx在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的理想組織。該理想的次序RF隨后被轉(zhuǎn)發(fā)給用于在碎片整理時(shí)控制次序RF的裝置MR并可隨后由用于碎片整理的裝置MD在重新組織存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的數(shù)據(jù)Dl到Dx時(shí)相應(yīng)地加以考慮。 因此例如，可以為文件的單個(gè)部分或者系列的文件(例如，用于圖像攝影、圖像系列的DICOM 文件)尋找最優(yōu)的數(shù)據(jù)組織或理想的次序，以便保持加載時(shí)間小。為了存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS的進(jìn)一步優(yōu)化，可以附加地設(shè)置用于確定用以在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中組織數(shù)據(jù)Dl到Dx的理想次序RF的裝置M0。例如，已確定或已獲悉的次序模式可由用于控制次序RF的裝置MR提供給用于確定理想次序RF的裝置M0?；诖艘淹茖?dǎo)出和/或獲悉的應(yīng)用程序APl到AP4的訪問(wèn)模式，然后以對(duì)于相應(yīng)的應(yīng)用程序APl到AP4而言作為理想的所確定的次序RF來(lái)將要新存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)Dl到Dx在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中組織并存放。這可例如通過(guò)連續(xù)執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)SP的寫訪問(wèn)來(lái)獲得。但是，對(duì)于新數(shù)據(jù)Dl到Dx的存儲(chǔ)，也可確定存儲(chǔ)介質(zhì)SP中的初始的起始地址，在該起始地址處開(kāi)始以相應(yīng)的次序RF來(lái)存放數(shù)據(jù)Dl 到Dx。因此，數(shù)據(jù)Dl到Dx已從開(kāi)始——即已在首次存儲(chǔ)時(shí)——就可以以理想的次序被組織在存儲(chǔ)介質(zhì)SP中。于是通過(guò)用用于碎片整理的裝置MD和用于控制次序RF的裝置MR進(jìn)行碎片整理，可以附加地負(fù)責(zé)，如果例如以數(shù)據(jù)Dl到Dx的附加的分類次序或訪問(wèn)次序工作或者不是無(wú)干擾地或理想地進(jìn)行數(shù)據(jù)Dl到Dx的初始寫/存儲(chǔ)，則保持或建立存儲(chǔ)介質(zhì)SP 中的數(shù)據(jù)組織的理想次序RF。附加地，在根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)系統(tǒng)SYS中，也可通過(guò)相應(yīng)的裝置MD、MR等或模塊來(lái)相應(yīng)地組織存儲(chǔ)介質(zhì)SP上的自由的存儲(chǔ)空間。以此方式，一方面實(shí)現(xiàn)以理想次序來(lái)首次存儲(chǔ)數(shù)據(jù)Dl到Dx的前提條件，并且另一方面由此在考慮理想次序RF的情況下實(shí)現(xiàn)用于稍后的碎片整理的足夠關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)空間。
權(quán)利要求
1.提高用于永久地存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)、尤其是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)的性能的方法，與處理現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)、存儲(chǔ)經(jīng)改變的和/或新的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)以及刪除醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)并行地，由醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(DV)的應(yīng)用程序(AP1-AP4)訪問(wèn)所述存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，在碎片整理時(shí)以由相應(yīng)的應(yīng)用程序(AP1-AP4)調(diào)用存放在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的次序(RF)來(lái)存放所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)與所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)的接口(ST)來(lái)預(yù)先規(guī)定對(duì)所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的應(yīng)用程序特定的訪問(wèn)次序(RF)并且由此預(yù)先規(guī)定用于在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中組織所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的次序(RF)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，觀察所述應(yīng)用程序(AP1-AP4)對(duì)所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中的所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的訪問(wèn)(1)，然后基于所述訪問(wèn)來(lái)推導(dǎo)并獲悉對(duì)關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的訪問(wèn)次序(RF)，和由此確定用于在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中組織所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的理想次序(RF)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，建立關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中的布置的置換，然后監(jiān)視通過(guò)相應(yīng)的應(yīng)用程序(AP1-AP4)加載所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)時(shí)的速度，由此推導(dǎo)最優(yōu)的訪問(wèn)次序(RF)，并且然后確定用于在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中組織相應(yīng)關(guān)聯(lián)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的所述理想次序(RF)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基于應(yīng)用程序(AP1-AP4) 的推導(dǎo)出的和獲悉的訪問(wèn)次序(RF)，以用于在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中組織所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù) (Dl.....Dx)的所確定的理想次序(RF)存放要新存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)的寫訪問(wèn)的連續(xù)執(zhí)行來(lái)以所確定的理想次序(RF)存放要新存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，確定初始的起始地址用于以所確定的理想次序(RF)將要新存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)存放在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)中。
8.存儲(chǔ)系統(tǒng)(SYS)，其被設(shè)置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到7的方法，其特征在于，設(shè)置用于存放醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的存儲(chǔ)介質(zhì)(SP)，用于對(duì)所存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)進(jìn)行碎片整理的裝置(MD)，以及用于控制所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的存放的次序(RF)的裝置(MR)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(SYS)，其特征在于，附加地設(shè)置接口(ST)以預(yù)先規(guī)定應(yīng)用程序特定的訪問(wèn)次序(RF)和/或預(yù)先規(guī)定所述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的存放用的應(yīng)用程序特定的次序(RF)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(SYS)，其特征在于，附加地設(shè)置用于觀察和推導(dǎo)應(yīng)用程序(AP1-AP4)的訪問(wèn)次序(RF)的裝置(MB)，用于建立數(shù)據(jù)布置的置換和用于分析并推導(dǎo)加載速度以及最優(yōu)的訪問(wèn)次序(RF)的裝置(MP)，以及用于確定用于組織醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(Dl.....Dx)的理想次序(RF)的裝置(M0)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高用于持久地存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、尤其是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能的方法。在此，這些數(shù)據(jù)例如以文件的形式存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)上和/或存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中。與處理現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)經(jīng)改變的和/或新的數(shù)據(jù)并行地，由醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用程序來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)，和刪除數(shù)據(jù)。為了提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能或者為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的加載時(shí)間小，在碎片整理時(shí)以由相應(yīng)的應(yīng)用程序調(diào)用在存儲(chǔ)系統(tǒng)中所存放的數(shù)據(jù)的次序來(lái)存放數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在此至少包括用于存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)，用于對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行碎片整理的裝置和用于控制數(shù)據(jù)的存放的次序的裝置。
文檔編號(hào)G06F3/06GK102419696SQ20111029883
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者于施克 A., 弗里澤 T. 申請(qǐng)人:西門子公司