南華附二醫(yī)院：一次三維CT產(chǎn)生上千小文件，浪潮分布式存儲(chǔ)給3D醫(yī)療影像加速

大部分人都去醫(yī)院拍過(guò)“片子”，但是大家是否想過(guò)，這些影像還能通過(guò)3D的形式展現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)3D醫(yī)療影像，醫(yī)生可以在任意角度、任意大小、任意組合下觀察目標(biāo)的3D結(jié)構(gòu)，診斷也將更加精確。但是，3D醫(yī)療影像對(duì)于數(shù)據(jù)量和性能的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2D影像。南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院(簡(jiǎn)稱南華附二醫(yī)院)采用浪潮分布式存儲(chǔ)AS13000，通過(guò)目錄分片、小文件聚合等技術(shù)提升訪問(wèn)性能，應(yīng)對(duì)3D PACS系統(tǒng)小文件爆炸式增長(zhǎng)帶來(lái)的壓力。

南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院始建于1949年，是湖南省第三家教學(xué)醫(yī)院，是一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研為一體的大型綜合性三級(jí)甲等醫(yī)院，是省、市、縣職工及居民醫(yī)保、工傷保險(xiǎn)、鐵路醫(yī)保、新型農(nóng)村合作醫(yī)療定點(diǎn)醫(yī)院，是全國(guó)百姓放心醫(yī)院。南華附二醫(yī)院分老院和新院，兩院共用同一套PACS(影像歸檔和通信系統(tǒng))，醫(yī)院拍攝3D版的CT、CR等生成的圖片通過(guò) PACS 系統(tǒng)實(shí)時(shí)上傳到服務(wù)端，以備醫(yī)院相關(guān)科室的查閱。

　　南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院

近年來(lái)，南華附二醫(yī)院的數(shù)字化創(chuàng)新進(jìn)程較快，醫(yī)院新上了 3D PACS三維醫(yī)療影像系統(tǒng)，拍攝類型分為CT、CR等，其中CR是普通圖片，CT是普通圖片和3D類型模型圖片，該類型最多拍攝3個(gè)部位，若三個(gè)部位全部拍攝，文件總量在1000~2000范圍內(nèi)波動(dòng)。其中，文件大小200K~300K文件占文件總數(shù)的63%，100K~200K的文件占總數(shù)33%，由此產(chǎn)生了海量的小文件并發(fā)，對(duì)底層存儲(chǔ)的帶寬和IO要求很高，特別是在周一、周二的9:00-16:00等業(yè)務(wù)高峰期，會(huì)出現(xiàn)圖片噴涌式上傳的現(xiàn)象，給存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)很大的壓力。

與二維影像相比，三維影像的文件在容量上要大很多，要滿足這些三維影像存儲(chǔ)的需求，存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量必須足夠大，而且最好還能實(shí)現(xiàn)隨業(yè)務(wù)需求的敏捷擴(kuò)展，避免過(guò)于超前的存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)成本壓力。此外，醫(yī)院影像數(shù)據(jù)的保存和業(yè)務(wù)持續(xù)運(yùn)行對(duì)疾病診療有重要意義，南華附二醫(yī)院應(yīng)用上層對(duì)接VMware虛擬化平臺(tái)，虛機(jī)業(yè)務(wù)不可中斷，要求底層存儲(chǔ)高穩(wěn)定、高可靠，業(yè)務(wù)不中斷、數(shù)據(jù)不丟失。

　　三維影像應(yīng)用提出了海量小文件存儲(chǔ)需求

基于浪潮分布式存儲(chǔ) 實(shí)現(xiàn)小文件性能躍升

為了化解3D PACS系統(tǒng)上線所帶來(lái)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力，南華附二醫(yī)院使用浪潮分布式存儲(chǔ)AS13000，并部署分布式塊存儲(chǔ)集群，滿足醫(yī)院日益增長(zhǎng)的存儲(chǔ)容量需求，靈活擴(kuò)展，性能隨容量擴(kuò)展而線性增加。

針對(duì)3D PACS 小文件并發(fā)性能這個(gè)燃眉之急，浪潮與南華附二醫(yī)院進(jìn)行了聯(lián)合研究。浪潮發(fā)現(xiàn)，3D PACS系統(tǒng)目錄層級(jí)深，單一目錄小文件數(shù)量多，而AS13000可以利用目錄分片功能支持超大目錄，將大目錄切分為若干個(gè)分片，以解決大目錄以及大目錄操作性能問(wèn)題。同時(shí)，浪潮分布式存儲(chǔ)AS13000對(duì)小于一定大小的文件以聚合對(duì)齊(4MB)的方式寫入聚合文件中，從而減少寫入、刪除時(shí)的磁盤壓力，提高小文件場(chǎng)景下的寫、順序讀、刪除、重構(gòu)等性能。

　　浪潮分布式存儲(chǔ)

除了性能問(wèn)題之外，業(yè)務(wù)可靠性也是醫(yī)院所關(guān)心的重要問(wèn)題。南華附二醫(yī)院采用浪潮 AS5300G2 進(jìn)行雙活部署，對(duì)接上層虛擬化業(yè)務(wù)，在單存儲(chǔ)故障后自動(dòng)切換，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不丟失，保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。

訪問(wèn)延遲＜1ms 業(yè)務(wù)流暢運(yùn)行

在部署浪潮分布式存儲(chǔ) AS13000 之后，南華附二醫(yī)院 3D PACS 系統(tǒng)海量小文件的并發(fā)讀寫問(wèn)題得以迎刃而解，實(shí)測(cè)的訪問(wèn)延遲小于1毫秒，即使是在業(yè)務(wù)高峰期，3D PACS影像系統(tǒng)也能夠流暢、穩(wěn)定運(yùn)行。而且，由于浪潮 AS13000 具備線性擴(kuò)展能力，因此醫(yī)院可以在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的過(guò)程中，敏捷地通過(guò)增加存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)容量、性能的擴(kuò)展。

南華附二醫(yī)院還基于浪潮統(tǒng)一存儲(chǔ)AS5300G2部署的雙活存儲(chǔ)上線后，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)零丟失、業(yè)務(wù)零中斷。由于在存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施上打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，南華附二醫(yī)院得以放心推動(dòng)新系統(tǒng)的上線，并承載醫(yī)療新業(yè)務(wù)。

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