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南华附二医院:一次三维CT产生上千小文件,浪潮分布式存储给3D医疗影像加速

  大部分人都去医院拍过“片子”,但是大家是否想过,这些影像还能通过3D的形式展现出来。通过3D医疗影像,医生可以在任意角度、任意大小、任意组合下观察目标的3D结构,诊断也将更加精确。但是,3D医疗影像对于数据量和性能的要求远远超过2D影像。南华大学附属第二医院(简称南华附二医院)采用浪潮分布式存储AS13000,通过目录分片、小文件聚合等技术提升访问性能,应对3D PACS系统小文件爆炸式增长带来的压力。

  

  南华大学附属第二医院始建于1949年,是湖南省第三家教学医院,是一所集医疗、教学、科研为一体的大型综合性三级甲等医院,是省、市、县职工及居民医保、工伤保险、铁路医保、新型农村合作医疗定点医院,是全国百姓放心医院。南华附二医院分老院和新院,两院共用同一套PACS(影像归档和通信系统),医院拍摄3D版的CT、CR等生成的图片通过 PACS 系统实时上传到服务端,以备医院相关科室的查阅。

  

  南华大学附属第二医院

  近年来,南华附二医院的数字化创新进程较快,医院新上了 3D PACS三维医疗影像系统,拍摄类型分为CT、CR等,其中CR是普通图片,CT是普通图片和3D类型模型图片,该类型最多拍摄3个部位,若三个部位全部拍摄,文件总量在1000~2000范围内波动。其中,文件大小200K~300K文件占文件总数的63%,100K~200K的文件占总数33%,由此产生了海量的小文件并发,对底层存储的带宽和IO要求很高,特别是在周一、周二的9:00-16:00等业务高峰期,会出现图片喷涌式上传的现象,给存储系统带来很大的压力。

  与二维影像相比,三维影像的文件在容量上要大很多,要满足这些三维影像存储的需求,存储系统的容量必须足够大,而且最好还能实现随业务需求的敏捷扩展,避免过于超前的存储系统建设带来成本压力。此外,医院影像数据的保存和业务持续运行对疾病诊疗有重要意义,南华附二医院应用上层对接VMware虚拟化平台,虚机业务不可中断,要求底层存储高稳定、高可靠,业务不中断、数据不丢失。

  

  三维影像应用提出了海量小文件存储需求

  基于浪潮分布式存储 实现小文件性能跃升

  为了化解3D PACS系统上线所带来的海量数据存储压力,南华附二医院使用浪潮分布式存储AS13000,并部署分布式块存储集群,满足医院日益增长的存储容量需求,灵活扩展,性能随容量扩展而线性增加。

  针对3D PACS 小文件并发性能这个燃眉之急,浪潮与南华附二医院进行了联合研究。浪潮发现,3D PACS系统目录层级深,单一目录小文件数量多,而AS13000可以利用目录分片功能支持超大目录,将大目录切分为若干个分片,以解决大目录以及大目录操作性能问题。同时,浪潮分布式存储AS13000对小于一定大小的文件以聚合对齐(4MB)的方式写入聚合文件中,从而减少写入、删除时的磁盘压力,提高小文件场景下的写、顺序读、删除、重构等性能。

  

  浪潮分布式存储

  除了性能问题之外,业务可靠性也是医院所关心的重要问题。南华附二医院采用浪潮 AS5300G2 进行双活部署,对接上层虚拟化业务,在单存储故障后自动切换,保证业务数据不丢失,保障业务稳定运行。

  访问延迟<1ms 业务流畅运行

  在部署浪潮分布式存储 AS13000 之后,南华附二医院 3D PACS 系统海量小文件的并发读写问题得以迎刃而解,实测的访问延迟小于1毫秒,即使是在业务高峰期,3D PACS影像系统也能够流畅、稳定运行。而且,由于浪潮 AS13000 具备线性扩展能力,因此医院可以在业务数据增长的过程中,敏捷地通过增加存储节点,来实现容量、性能的扩展。

  南华附二医院还基于浪潮统一存储AS5300G2部署的双活存储上线后,实现数据零丢失、业务零中断。由于在存储基础设施上打下了坚实的基础,南华附二医院得以放心推动新系统的上线,并承载医疗新业务。

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