1000幅/秒！分布式存储助力PACS阅片迈入高速时代

11月2日,CHIMA大讲堂以《PACS影像数据智慧存储》为主题,邀请了首都医科大学宣武医院、上海市肺科医院、襄阳市中心医院,以及深信服,围绕如何对医院PACS数据进行智慧管理和分布式存储,进行了热烈的交流探讨。

随着医学影像设备技术的进步和更广泛的使用,以及分辨率不断提高,医院PACS数据量呈加速增长的态势,从而也给医院传统的数据存储和早期PACS系统带来了新的挑战,例如:上传和阅片速度慢,硬件停产换新,数据迁移难,存储扩容贵,多套存储管理难等。本期CHIMA大讲堂的三位分享嘉宾,结合自身实践经验,分享了分布式存储对于PACS影像数据场景的应用所带来的价值,以及相关落地建设经验。

现有的存储系统如SAN和NAS存储在很多方面都开始出现瓶颈,导致数据存储管理难、迁移速度慢、性能突破难,如何实现管理简单,节约运维成本;迁移速度提升,减轻运维压力

存储架构从“绿皮火车”迈向“高铁”时代

上海市肺科医院信息中心主任陈嘉旖,分享了《医疗影像数据智慧存储的探索与实践》的主题演讲。陈主任比喻到,分布式存储架构相较于传统存储架构,就像是高铁与绿皮火车的区别,分布式存储已然将医疗影像数据存储带入了高速、高效的时代。

对于传统存储管理难、迁移速度慢、阅片效率低等问题,陈主任总结了分布式存储能够实现高效管理&存储的几个重要优势:

1.灵活线性扩展:分布式架构可以横向拓展至数千节点,容量可拓展至 EB级别,实现系统性能与容量线性增长。

2.高效的小文件处理能力:通过小文件合并技术提高资源利用率,多活MDS实现元数据并发访问,预读取机制提升医生工作效率。

3.软硬件解耦:分布式存储能够兼容异构不同时期、不同品牌、不同配置的服务器硬件,不强制绑定硬件,避免多套设备,数据迁移,运维投入大。

4.架构精简,数据永久在线:一套分布式存储架构满足在线、近线、归档数据,多协议共存解决多业务访问与协助,实现数据随时调取。

1000幅/秒的阅片速度,诠释效率即生命

深信服医疗行业数据与存储解决方案专家张拥军,在会议中分享了EDS分布式存储解决方案,详细解析了深信服EDS如何助力医院PACS影像打造极致阅片体验。张拥军介绍,为了进一步提升医院PACS场景的阅片效率,深信服做了大量自主技术的创新研发,为医生、病人的阅片诊疗过程争取更多宝贵的时间。

加载速度可达1000幅/秒,打造极致阅片体验

深信服EDS基于巨量元数据能力、全局IO动态整合、自适应三级缓存和协议增强支持等四大自研创新技术,实现了在业务高峰期阅片终端的图像加载速度达到1000幅/s(混闪/3节点/万兆组网实验配置)。对医院来说,即使在业务高峰期,数百位门诊、临床医生同时阅片、对存储系统产生高并发访问,存储性能依然在线,保障医生阅片效率。

实际生产阅片速度512幅/秒,更高性价比

通过在实际生产环境中的多次项目交付,深信服EDS在调阅速度、混闪性能、性价比方面有显著优势。

左图:宁波某院264张影像调阅,深信服EDS与其它品牌耗时对比,EDS仅仅用时2秒。

中间图:西安某医600张照片调阅,深信服EDS与其它品牌耗时对比,EDS仅用时一半。

右图:同环境下EDS与某国际厂商8系列中高NAS对比,EDS的阅片速度达到453张/秒。EDS直接提FTP代替原有文件网关情况下,EDS阅片能高达512张/秒。

在某三甲医院上传影像过程中,EDS混闪性能堪比中高端全闪存储,而且容量更大,性价比超过60%。(请注意:以上测试环境与实验室环境是同样配置,但用户端到端的网络环境与pacs主机运行环境不一样,因此测试出的阅片数量有一定差距。)

值得一提的是,除了优秀的存储性能之外,深信服EDS另外两个亮点优势:一是架构精简,通过数据透明分层,在统一命名的空间前提下,保存路径不变实现,实现数据永久在线。二是针对医疗影像非结构化数据,基于AI智能压缩算法,实现全局字块级压缩而非字节级压缩,所拆分的数据细粒度比当前重复数据删除技术要精细4000-128000倍。

三甲医院PACS存储架构升级思路与实践经验

襄阳市中心医院信息中心主任刘晓东通过《基于分布式存储的影像数据智慧管理与应用实践》主题分享,主要介绍了医院PACS存储架构的升级思路与实践经验。刘主任总结,襄阳市中心在评估医院PACS存储架构的选型时,主要考虑架构需要具备以下几项关键能力:容量/性能平滑扩展能力、架构简单随时可取、可持续低成本扩展、具备高效文件处理能力。

通过对多种存储技术架构的研究,襄阳市中心医院最终选用了EDS分布式存储架构技术进行全面的升级替换。通过5套大规格的分布式存储一体化设备,为全院信息化应用提供2.4PB裸容量的存储资源,主要应用于PACS大容量存储、超融合平台的业务外置备份,以及医院桌面终端的个人盘挂载。

小文件存储性能测试

刘主任指出,传统存储只能存储单一化的数据格式,且在医院多年的应用过程中,大量小文件存储时会出现比较严重的写放大占用存储空间的情况,并且为了保障存储平台的数据可靠及冗余,要考虑完整的双活存储方案才能够实现。所以医院在选择分布式存储架构时,针对这些问题做了严格的功能性测试,确保可以真正解决以上问题。

PACS阅片性能测试

同时,襄阳市中心医院基于存储最主要的PACS阅片性能做了大量对比测试,测试结果证明:在无线接入阅片的场景下测试时,分布式存储架构调阅1000影像样本的速度能达到每18秒1000张,相对于原架构速度提升40%多,科室的使用者也明确表示现在的PACS阅片体验大大提升。

PACS影像阅片对医生和患者来说,是极为关键的诊疗场景。在该场景下,医生更高的阅片效率意味着能给病人争取更多有效治疗的时间。这也是深信服一直在坚持做的,通过一流的IT技术,提高医院各项业务流程的运行效率,从而更大程度地释放健康价值,助力中国医疗的高质量发展!