CN1849610A - 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 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求了于2003年6月4日提交的名为“NDMASCALABLE ARCHIVE HARDWARE/SOFTWARE ARCHITECTUREFOR LOAD BALANCING，INDEPENDENT PROCESSING，ANDQUERYING OF RECORDS”的美国临时申请60/476,214的优先权，将该篇申请中公开的内容全部引入于此以供参考。在此公开的主题涉及了与此同一日期提交的名为“CROSS-ENTERPRISE WALLPLUGFOR CONNECTING INTERNAL HOSPITAL/CLINIC IMAGINGMEDICAL SYSTEMS TO EXTERNAL STORAGE AND RETRIEVALSYSTEMS”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4380/P3179)中所公开的主题，将该篇申请中公开的内容全部引入于此以供参考。在此所公开的主题还涉及了与此同一日期提交的名为“NDMA SOCKETTRANSPORT PROTOCOL”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4381/P3180)中所公开的主题，将该篇申请中公开的内容全部引入于此以供参考。在此所公开的主题进一步涉及了与此同一日期提交的名为“NDMA DATABASE SCHEMA，DICOM TO RELATIONALSCHEMA TRANSLATION，AND XML TO SQL QUERYTRANSLATION”的美国专利申请序列号(代理案号UPN-4383/P3190)中所公开的主题，将该篇申请中公开的内容全部引入于此以供参考。
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
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。
根据本发明的用于存储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是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明的示例性实施例的可扩展系统的单机实施的方框图；
图5是根据本发明的示例性实施例的可扩展系统的多机实施的方框图；
图6是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明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是根据本发明的示例性实施例的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说明了根据本发明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说明了根据本发明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。
具体实施方式
根据本发明的用于负载平衡、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理和多线程(即，能够同时处理多个记录)。处理从可用的处理器节点的列表确定。可以修改处理器节点的列表(扩展或减少)以满足容量需要。存储集合(已存数据)的子集由各个节点独立管理。在处理步骤之间通过持续的队列移动数据(即，数据是在确认存储结束之前存储在盘上的)。进程之间使用套接字通信以便进程能够在一个节点上同时操作或能够透明地分布在多个节点。这适用于地理上分散的节点或者硬件或操作系统异构的节点。
现在，参照图1，其中示出根据本发明的示例性实施例的存储分层结构层次的例图，所述存储分层结构层次地理上可设置成与可用的网络通信中继带宽特性相匹配，所举例说明的NDMA使用了三级分层结构用于存储。因为来自乳房造影的最终NDMA数据量非常高(如果所有医院都转换成数字存储的话则可能每天为28TB)，所以使用三级分层结构和对于第2级和第3级站点的可扩展体系结构。所述存储分层结构包括三层(或级)：第1层在医院/诊所位置上具有小型连接器，第2层具有管理部分集合的区域档案，第3层具有管理区域集合并利用网络复本以提供大错修复的地区系统。第1级是处于数据集合站点(医院或医院企业)处的最小覆盖区。第2级能够供应50-100家医院的需要并且具有用于高速缓存请求、常用记录以及由于患者预约就诊而将要使用的记录的存储。第3级具有用于所有已连接站点和网络复本在内的大容量存储。
图2是根据本发明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 12实施的方框图。它包括：通过TCPIP兼容网络18耦合到内部医院/诊所14的第一入口(portal)28，通过虚拟专用网20、24耦合到档案16的第二入口30以及通过专用安全网32耦合在一起的两个入口。如图2所示，WallPlug 12是用于装置的第1层连接器，并且具有两个外部的网络连接。一个连接到医院网络18，而第二个连接到加密的外部虚拟专用网(Virtual Private Network，VPN)20。WallPlug 12在医院一侧展现出安全Web用户接口和DICOM医院仪器接口，在VPN一侧展现出到档案16的档案前端22的安全连接。所述系统没有作出关于已连接的医院系统的外部连接性的假设。WallPlug 12具有第二外部连接(到冗余网络24)，以在失败的情况下提供通信冗余和硬件测试和管理。外部VPN还提供网格服务和应用程序访问。网格是用于提供验证的机制的开放标准实施方式，并且通过网络对服务进行访问。开放标准是用于增强各种硬件和软件组件之间的兼容性的公共可用的技术规范。
如图2所示，WallPlug 12的硬件设计包括两个与专用安全网32链接在一起的入口28、30，所述专用安全网32包括单条交叉电缆，在该交叉电缆上所有协议和传输都能得到控制，并且从外界不提供对该交叉电缆的访问(除了通过那些协议之外)。每个入口28、30具有至少两个网络装置。在一种示例性的配置中，分别来自于每个入口28、30的两个接口使用短的交叉电缆连接在一起，并且那个网络上的地址空间是非路由的10.0.0.0/8专用网。这个网络如同RFC1918(TCPIP标准)中定义的专用地址空间。另外，这个独立网络的地址空间是在分离的网络接口上定义的，所述网络接口未被路由到任何其它的网络或接口(称为非路由网络)。这个网络形成入口28、30之间的专用链接32。为了更好地理解WallPlug 12，请参考与此同一日期提交的名为“CROSS-ENTERPRISE WALLPLUG FORCONNECTING INTERNAL HOSPITAL/CLINIC MEDICALIMAGING SYSTEMS TO EXTERNAL STORAGE AND RETRIEVALSYSTEMS”的相关申请，代理案号UPN-4380/P3179，将该篇申请所公开的内容全部引入于此以供参考。
图3是根据本发明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。这个体系结构是用在存储分层结构的第2层和第3层中的。因此，图3描绘了可以用于构建第2层和第3层资源的档案系统的概观。
处理步骤
如图3所示，流经图3中所示的负载平衡器和后端部分软件的数据流包括：前端输入处理机、之后是前端负载平衡器、之后是后端负载平衡器。每个进程都使用接收器和队列处理机。以下是根据本发明的示例性实施例的NDMA档案中所用进程的概要：
·前端I/O接收器：
оMAQRec是来自于广域网(WAN)的运行在端口5007上的多线程初级前端接收器。MAQRec具有带有/MASend/bak(未示出)中的复本(图中未示)的输出队列/MASend。
·前端平衡器和队列移动器：
о MAQ是用于存储的前端平衡器，其将文件发送给列在存储在输入队列MASend中的hostlistMAQ上的节点。
оMAQry是用于对存储在输入队列MAQuery中的查询进行查询处理的负载平衡器。
оMAQReply是处理存储在队列MARecv中的回复的查询回复处理机。
оMAAudit是处理存储在输入队列MAAudit中的审计请求的HIPPA审计存储处理机。
оQRYReplyPusher是提供对出站MAQRec的回复的查询回复处理机。[何处？]
оMAForward：用于处理查询的请求重定向器
·后端接收器
о存储：MAQRec是连接到端口5004的存储装置；队列/mar/MARs。
о查询：qryRec是连接到端口5005的存储装置；队列/qry/QRYq。
о审计：MaARec是连接到端口5006的存储装置；队列/mar/QAudits。
·后端处理机
оMAR处理存储请求；
оQRY处理查询；以及
оQAudit处理查询审计。
参照上述概要和图3，前端I/O接收器部分包括MAQRec和MASend进程。所述MAQRec进程是来自广域网的多线程初级前端接收器。所述MAQRec进程向输出队列MASend提供带有MASend/bak(在图3中未示出)中的复本的数据。
前端平衡器和队列移动器包括以下进程：MAQ、MAQry、MAQReply、MAAudit、QRYReplyPusher、MAQBak(在图3中未示出)和MAForward(在图3中未示出)。所述MAQ进程是用于存储的前端平衡器。它将文件发送给列在hostlistMAQ中的节点。所述MAQry进程是用于查询处理的平衡器。所述MAQReply进程是查询回复处理机。所述MAAudit进程是HIPPA审计存储处理机。所述QRYReplyPusher进程是到出站MAQRec进程的回复处理机。所述MAQBak进程是用于网络复本的发送器。所述MAForward进程是用于处理查询的请求重定向器。
所述后端接收器部分使用：带有队列MAR和/mar/MARs的MAQRec进程，使用进程MAR来发送用于数据存储的数据；带有队列/qry和/QRYq的MAQRec进程用于通过进程QRY来执行查询功能；以及带有队列/mar和/QAudits的MAQRec进程用于执行审计功能。/mar和/qry内的中间队列在图3的后端例图中未示出。它们与前端节点中的对应队列MASend、MAQuery、MAAudit起同样的作用。
后端处理机部分使用用于执行存储功能的MAR进程、用于执行查询功能的QRY进程和用于执行查询审计的QAudit进程。
所有进程都落入三个类中的一个：发送器、接收器和处理器。发送器和接收器使用套接字协议进行通信以便能够在本地或在远程节点上处理数据项，或者不管节点是位于内部或外部网络上都处理数据项。为了更好地理解这个协议，请参考与此同一日期提交的名为“NDMA SOCKET TRANSPORT PROTOCOL”的相关申请，代理案号UPN-4381/P3180，将该篇申请所公开的全部内容引入于此以供参考。处理器独自处理掉输入和输出持续队列，以确保系统能在系统断电之后自动重启。
单机示例
图4是根据本发明的示例性实施例的可扩展系统的单机实施方式的方框图，其中可扩展体系结构是与单机节点上所示例的所有进程、队列和处理机一起使用的。为了在单机上实施所有处理，所有控制的主机列表都包含指向本地机的指针。该处理流程则看起来如图4所示。
多节点布局
图5举例说明了根据本发明的示例性实施例的多节点布局，其中可扩展系统的多机实施方式的多个平衡器、队列处理机和数据处理机在多机上得以实例化。由于任何机器的分配都受主机列表的控制，并且由于通信是通过套接字进行的，因而有可能具有多个输入机，每一个输入机都发送给多个队列平衡器，每一个队列平衡器都管理机器池。各个机器能够同时作为输入处理器、队列平衡器或后端处理器来操作，或者它们能够专用于这些功能中的一个或多个。这提供了定义拓扑结构的能力，在该拓扑结构中额外的节点能够根据需要而被添加到任何基本的功能上。反过来这些节点又可以是本地的、远程的、地理上分散的或异构的节点。
可扩展高容量系统
图6是根据本发明的示例性实施例的显示输入网络层36、数据库(DB)层38和处理层40以及负载平衡层42的可扩展系统的方框图，其中所有功能能够被分配给分布式的和/或集群的机器。可以预见：NDMA档案在存储分层结构的第3地区层中将成为有PB(petabyte)存储能力的系统。因此，在一个实施例中，所述系统包括下列体系结构：输入网络层36、DB层38和处理层40。DB层内的存储能够以任何适当的存储机制实施；例如，连接到存储区域网(SAN)或连接到附有存储器或磁盘阵列的网络，所述磁盘阵列是以独立磁盘冗余阵列(RAID)或“简单磁盘捆绑”(JBOD)来实现的。层之间的通信采用如上所述的队列和发送/接收对，所以布局可以是灵活的。输入网络层36具有多个运行MAQRec和连接到外部WAN的节点。具有多个通过开关或其它网络硬件和NDMA套接字互连的节点的数据库层38运行并行IBM数据库(DB2)或等效物。这使得负载平衡层42和DB层38成为用于文件服务和DB功能的虚拟单机。这个虚拟单机的前端是多节点平衡器42，其中每个节点都能够单独管理很大的后端存储区域网或附有存储器的网络集合。
保持机器独立性
图7是根据本发明的示例性实施例的在NDMA档案系统中用于存储数据的软件组件的方框图。如在图7中描绘出的那样，NDMA档案将病历存为单独的文件。为使可扩展方案起作用，节点最好能够每一个都与其他节点具有最小交互并且不与其他请求进行交互地独立处理请求。这是用下列方式的存储请求来完成的。运行MAQRec的平衡器节点44从它的进入队列46中删除存储请求并且能够使用发送器MAQ 48独立地将它们发送到存储节点50。每一个存储节点独立地接收文件52，从队列54中删除它们，处理文件56，并且存储它的文件58。它更新公共数据库60并且还能够利用所述的QRYReplyPusher将数据库条目的复本发送到另一个位置(DB)。在分布式实施例中，将数据库信息提取成XML NDMA结构并且转发到DB节点用于数据库更新。可以将XML的第二复本发送给备份数据库或副本数据库用于编目。在这种配置中，所有记录都能在无存储节点之间的交互的情况下被存储。这种使用记录级处理独立性的可扩展方法确保了系统容量是可扩展的。
图8是根据本发明的示例性实施例的用于在NDMA档案系统中审计数据和跟踪记录的使用及移动的软件组件的方框图。在图8中描绘的审计处理路径基本上类似于上述的存储处理路径，除了审计数据是存储在数据库中而不是存储在实际文件中之外。
图9是根据本发明的示例性实施例的用于执行查询以及检索记录的软件组件的方框图。独立的查询处理设置起来更加复杂并且仍旧保持记录级处理的独立性。通过调整查询处理以保持这种独立性，保持了可扩展性能。进入的查询是由平衡器64(其可能有多个实例)通过队列66和发送器68发送到查询处理节点70，该查询处理节点70可能有许多实例。查询处理节点向数据库发送查询以确定需要响应该查询的文件的位置。所述节点根据NDMA协议和套接字的需要为所有响应准备XML头部，然后将回复划分成其对所需记录具有直接访问的回复以及记录驻留在某个其它节点或在某个其它位置上的回复。对于前者，所述节点将响应记录附加到头部并且将完成的记录发送到查询响应节点74。对于后者，所述头部通过平衡器64被转发到具有所需内容的特定节点。这是通过将其通过MAForward进程76发送来完成的。响应转发请求的节点不必查询数据库。它们只须将所请求的记录附加到头部XML上即可，其中头部XML是它们在转发队列中接收的。即使对于需要来自多个节点的响应的查询来说，这种有些更加复杂的配置也能去除节点间的依赖性。全部通信都是在平衡器节点64与子节点70之间进行的。后者还使得布局硬件体系结构更加容易，因为它不需要从一个节点到所有其它节点的高速通信，而只需要从一个节点到平衡器节点的高速通信。
示例
图10说明了多个存储与查询配置中的数据流程。(为简明起见，在图10中没有说明转发功能)。
进入的存储请求由MAQRec接收器层80进行处理，所述接收器层80可能有一个或几个分布在一个或多个机器上的实例。MAQ发送器82可能有许多个，其利用任何适当的负载平衡技术将进入的存储请求推送到存储节点84。存储节点在它们的被管理的文件空间88中存储文件并且在数据库86中存储索引。在成功存储结束时，产生回复消息并且将其放入回复队列(未示出)。如下所述，这个回复由下面讨论的回复推送器98自动路由。
进入的查询请求由MAQRec接收器层90进行处理，所述接收器层90可能有一个或几个分布在一个或多个机器上的与处理存储请求的机器相同或不同的实例。MAQ发送器92可能有许多个，其利用任何适当的负载平衡技术将进入的查询请求推送到请求节点94。请求节点查询索引86并且定位满足所述请求所必需的所有文件。在文件被本地管理的情况下，所述文件根据NDMA协议由回复管理器96取出并且格式化。完成的回复被发送给回复推送器98，其将它们路由回请求位置。对于不是本地的文件，回复管理器96将协议元素发送回负载平衡器92，其将所述请求指向控制数据的节点上的回复管理器。这个节点接着通过取出所请求的文件、附加协议元素以及将该文件发送到回复推送器来结束处理。后者的更加复杂的程序用于保持记录级独立性并且避免跨请求节点之间的直接网络通信。
已经在几个“区域”档案和两个“地区”档案中实现了NDMA档案的实施例以说明这种配置的灵活性。处理器的数目从一个到多至32个变化，并且节点位于地理上分散的位置上。该设计允许系统容量几乎无限制地扩展，同时也能被调节到容量需求只在需要附加容量的那些功能上扩展。
三级存储分层结构
图11说明了根据本发明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。NDMA使用三级分层结构用于存储病历，如图1和11中所示。按照与通过利用发送/接收对的可扩展方案来简化NDMA档案系统的内部操作相同的方式，较大的组件，即区域档案和地区档案，从更大的尺度来看也可以看作是处理器节点和平衡器。NDMA发送/接收套接字层用区域存储节点和地区存储节点之间的WAN连接实现。分层结构中记录的网络复本是通过使用带有指向另一个档案的主机列表的MAQBak进程来实现的。区域和地区(即，地理上分离的位置)之间的内部通信是用于在单个节点或多个节点上实施NDMA服务的相同准则的更大的实例。
区域到地区通信的示例性实施方式
图12示出了分别连接到两个区域档案即AREA 03和AREA 06的两个医院企业即多伦多市的SB(例如，Sunnybrook and WomensCollege Health System)与HUP(宾夕法尼亚州的Hospital University ofPennsylvania)之间的连接的示例性实施方式，所述两个区域又连接到地区机器Regional 01。在这种情况下，地区机器Regional 01通过MAQBak进程从区域档案中接收复制的通信量。在这个示例中的地区机器平衡器显示为仅仅运行后端进程MAQRec、MARRec中的一个。这个例子说明了一种灵活的方法，即使地理上或行政上分离的机器也能被链接在一起形成处理结构。
根据本发明的用于负载平衡、独立处理和查询记录的NDMA可扩展档案系统能够处理极其大量的数据。为了实现此目的，NDMA体系结构使用了三级分层结构；医院系统(第1级)、多个医院企业收集器(第2级)和收集器的收集器(第3级)。用于存储、查询、审计或索引的所有处理需要都被分解成独立的步骤在独立的节点上执行。所有节点独立地处理请求并且所有进程都是多线程的。可以执行进程的多个实例。处理器功能由主机列表来控制。每个功能都有一个这样的列表并且处理器能够执行一个以上的功能。处理只从要处理的记录和请求的持续队列开始工作。处理器可以是地理上分散的、本地驻留在单个计算机上或驻留在多个计算机上的。档案系统使用一组处理器用于到核心的输入和输出以及用于负载平衡输入和输出需求。档案系统使用节点的核心集合用于处理，该节点的核心集合中每个节点的功能由该节点在其中出现的处理主机列表来控制。对于其中独立节点仍然处理请求的查询而言，可以将所请求的数据跨许多节点传播。节点能够使用“转发”请求通过平衡器来指示另一个处理器完成记录的发送。即使是节点不具有对所请求文件的直接访问时，这也保持了可扩展节点独立性。这里所述的档案系统还可以具有专用于图像处理和计算机辅助检测(Computer Assisted Detection，CAD)算法的处理器集合。这样，通过这种机制可以集中地将CAD算法提供给多个企业。
尽管在此参照某些特定的实施例进行了说明和描述，但是本发明并不局限于所示的细节。而是，在权利要求的等效范围内以及在不脱离本发明的情况下可以对细节作出各种修改。
Claims (11)
1.一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，其中所述后端处理机包括至少一个存储装置、至少一个查询处理器和至少一个审计处理器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述NDMA相关数据被格式化成记录，并且各个记录被独立地进行处理。
7.根据权利要求1所述的系统，其中多个所述数据队列被并发处理。
8.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述前端接收器部分形成输入层；
所述前端平衡器部分指向核心数据库层；
所述后端处理机部分形成应用程序层；以及
所述NDMA相关数据在所述层之间通过数据队列和发送/接收对进行传递。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述前端接收器部分、所述前端平衡器部分、所述后端接收器部分和所述后端处理机中的至少两个是地理上分散的。
10.根据权利要求1所述的系统，其中：
与其它存储NDMA相关数据的请求相独立地来处理每个存储NDMA数据的请求；以及
与其它查询NDMA相关数据的请求相独立地来处理每个查询NDMA数据的请求。
11.根据权利要求1所述的系统，其中根据NDMA协议和套接字为所有对查询的响应创建可扩展标记语言(XML)头部，并且所述响应被分为两种响应：可直接访问可用响应记录的响应和不可直接访问可用响应记录的响应。
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