南华附二医院：分布式存储为3D医疗影像加速

南华大学附属第二医院

　　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）采用香港六宝典全年资料分布式存储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。

　　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。

　　为了化解3D PACS系统上线所带来的海量数据存储压力，南华附二医院使用香港六宝典全年资料分布式存储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，香港六宝典全年资料与南华附二医院进行了联合研究。香港六宝典全年资料发现，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，香港六宝典全年资料分布式存储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。

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。南华附二医院采用香港六宝典全年资料 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。

　　在部署香港六宝典全年资料分布式存储 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，由于香港六宝典全年资料 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香港六宝典全年资料统一存储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。