PACS調(diào)圖卡頓成為常態(tài)

醫(yī)療影像檢查技術(shù)發(fā)展日新月異，設(shè)備分辨率越來越高。CT檢查設(shè)備從早期的64排已經(jīng)發(fā)展到256排；人工智能圖像識別廣泛使用，掃描切層厚度從5mm 減小到1mm。為了給患者提供更好的服務(wù)，醫(yī)院不斷引入新的檢查設(shè)備。這些因素使得PACS影像數(shù)據(jù)量急速增加。

• 10年前，一位患者檢查產(chǎn)生的CT圖像大約幾百張，數(shù)據(jù)量不到100M， 調(diào)圖時間只需要2~5秒。
• 10年過去了，患者一次檢查產(chǎn)生的圖像數(shù)量增長到3000幅以上，數(shù)據(jù)量達到1G。數(shù)據(jù)量增長了10倍，調(diào)圖時間長達2~3分鐘！

PACS影像數(shù)據(jù)在飛速增長，但是存儲設(shè)備的性能并沒有提高；不僅沒有提高，還在下降！存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)越多，讀取的速度越慢。

為了解決PACS影像調(diào)圖性能的問題，醫(yī)院、PACS廠商、存儲設(shè)備廠商十八般武藝輪番上陣，但基本思路都是把存儲分為在線、近線、離線三層。最近幾個月的熱數(shù)據(jù)保存到在線存儲，通常為FC-SAN存儲，硬件配置高，數(shù)據(jù)量少，保證設(shè)備性能達到良好；近線存儲用中低端NAS存儲，離線存儲使用磁盤庫……

但是，由于PACS數(shù)據(jù)量的增長，性能問題越來越嚴(yán)重，圖片調(diào)閱卡頓成為常態(tài)；數(shù)據(jù)要不斷遷移；調(diào)取歷史影像極為不便……

PACS影像調(diào)閱進入“高鐵”時代

在過去的10年里，存儲技術(shù)發(fā)展獲得突破，分布式存儲技術(shù)日漸成熟，為PACS影像存儲提供了革新的方案。

霄云科技研發(fā)的碧海分布式存儲系統(tǒng)，采用一系列創(chuàng)新技術(shù)，突破了傳統(tǒng)集中式存儲的性能和容量瓶頸；針對PACS影像的海量小文件特征進行深度優(yōu)化，徹底解決PACS影像數(shù)據(jù)存儲的挑戰(zhàn)：

1、PACS影像調(diào)圖速度提高到300幅/秒！提升3~10倍！

2、1000幅的CT圖像，只需要3秒就可以調(diào)取完成！調(diào)圖再也不卡頓！

3、只需一套存儲，數(shù)據(jù)全部在線高速調(diào)取，再也不要做數(shù)據(jù)遷移了！

4、很多醫(yī)生電腦同時訪問時會不會變慢？

碧海存儲可以支持高達10000個并發(fā)連接，小文件讀取總吞吐率超過1GB/s，可以保證醫(yī)院工作高峰期間幾百臺電腦同時高速調(diào)閱；

5、以后數(shù)據(jù)量增多時會不會變慢？

大型3甲醫(yī)院每年生產(chǎn)的PACS文件數(shù)為2億左右。碧海存儲寫入100億文件，讀寫性能衰減小于10%！

與其他存儲對比

對比傳統(tǒng)存儲和開源軟件類存儲，碧海分布式存儲有以下核心優(yōu)勢：

可擴展性不同

傳統(tǒng)存儲的性能隨容量增加而下降；碧海分布式存儲的性能隨容量增加而提升。

▲可擴展性

性能變化趨勢不同

傳統(tǒng)存儲隨著文件數(shù)量的增長性能下降，可管理文件數(shù)在億級；

Ceph在文件數(shù)量達到10億時性能下降75%；

碧海存儲在文件數(shù)量達到100億級時性能下降小于10%。

▲文件數(shù)量與性能

技術(shù)秘笈

碧海分布式存儲系統(tǒng)的IO路徑做了全面優(yōu)化，才獲得良好的性能。最重要的技術(shù)點包括：

1、分布式架構(gòu)， 將數(shù)據(jù)管理的負(fù)載均衡分布到很多個存儲節(jié)點上，存儲節(jié)點之間松耦合。增加存儲節(jié)點，容量和性能同步提升；

2、采用分布式方式管理元數(shù)據(jù)；

3、針對PACS影像的小文件特征進行深度優(yōu)化，實時聚合后寫入磁盤，減少了元數(shù)據(jù)管理負(fù)載，也減少了磁盤尋道次數(shù)；

4、取消傳統(tǒng)RAID，磁盤獨立并發(fā)訪問，釋放磁盤IOPS性能；

5、使用異步編程模型，支持更高的并發(fā)連接數(shù)和并發(fā)IO，而且連接數(shù)增多時性能不下降；

6、自主研發(fā)，不基于開源軟件，掌握核心技術(shù)，產(chǎn)品穩(wěn)定有保障。

上海市胸科醫(yī)院是國內(nèi)胸外科醫(yī)院，每年手術(shù)量達到18000例。每天CT檢查量超過1000例，核磁MRI檢查超過100例。由于所有患者都需要定期做CT檢查，因此PACS數(shù)據(jù)量很大，每年達到80TB，對閱片調(diào)閱性能要求很高。

為了更好地支持一線醫(yī)生的工作，上海市胸科醫(yī)院信息科不斷探索引進新的先進技術(shù)。2019年對碧海分布式存儲進行了1年性能和可靠性測試，2020年正式上線，2021年初擴容，目前在線數(shù)據(jù)量達到400T，文件數(shù)量接近9億。

2021年4月，上海市軟件測評中心在醫(yī)院現(xiàn)場對PACS影像調(diào)圖性能進行了評測，結(jié)果如下：