01  PACS调图卡顿成为常态

医疗影像检查技术发展日新月异，设备分辨率越来越高。CT检查设备从早期的64排已经发展到256排；人工智能图像识别广泛使用，扫描切层厚度从5mm减小到1mm。为了给患者提供更好的服务，医院不断引入新的检查设备。这些因素使得PACS影像数据量急速增加。

10年前，一位患者检查产生的CT图像大约几百张，数据量不到100M，调图时间只需要2~5秒。

10年过去了，患者一次检查产生的图像数量增长到3000幅以上，数据量达到1G。数据量增长了10倍，调图时间长达2~3分钟！

PACS影像数据在飞速增长，但是存储设备的性能并没有提高；不仅没有提高，还在下降！存储设备中的数据越多，读取的速度越慢。

为了解决PACS影像调图性能的问题，医院、PACS厂商、存储设备厂商十八般武艺轮番上阵，但基本思路都是把存储分为在线、近线、离线三层。最近几个月的热数据保存到在线存储，通常为FC-SAN存储，硬件配置高，数据量少，保证设备性能达到最优；近线存储用中低端NAS存储，离线存储使用磁盘库……

但是，由于PACS数据量的增长，性能问题越来越严重，图片调阅卡顿成为常态；数据要不断迁移；调取历史影像极为不便……

02  PACS影像调阅进入“高铁”时代

在过去的10年里，存储技术发展获得突破，分布式存储技术日渐成熟，为PACS影像存储提供了革新的方案。

霄云科技研发的碧海分布式存储系统，采用一系列创新技术，突破了传统集中式存储的性能和容量瓶颈；针对PACS影像的海量小文件特征进行深度优化，彻底解决PACS影像数据存储的挑战：

1、PACS影像调图速度提高到300幅/秒！提升3~10倍！

2、1000幅的CT图像，只需要3秒就可以调取完成！调图再也不卡顿！

3、只需一套存储，数据全部在线高速调取，再也不要做数据迁移了！

4、很多医生电脑同时访问时会不会变慢？

碧海存储可以支持高达10000个并发连接，小文件读取总吞吐率超过1GB/s，可以保证医院工作高峰期间几百台电脑同时高速调阅；

5、以后数据量增多时会不会变慢？

大型3甲医院每年生产的PACS文件数为2亿左右。碧海存储写入100亿文件，读写性能衰减小于10%！

03  与其他存储对比

对比传统存储和开源软件类存储，碧海分布式存储有以下核心优势：

可扩展性不同

传统存储的性能随容量增加而下降；碧海分布式存储的性能随容量增加而提升。

▲可扩展性

性能变化趋势不同

传统存储随着文件数量的增长性能下降，可管理文件数在亿级；

Ceph在文件数量达到10亿时性能下降75%；

碧海存储在文件数量达到100亿级时性能下降小于10%。

▲文件数量与性能

04  技术秘笈

碧海分布式存储系统的IO路径做了全面优化，才获得优异的性能。最重要的技术点包括：

1、分布式架构，将数据管理的负载均衡分布到很多个存储节点上，存储节点之间松耦合。增加存储节点，容量和性能同步提升；

2、采用分布式方式管理元数据；

3、针对PACS影像的小文件特征进行深度优化，实时聚合后写入磁盘，减少了元数据管理负载，也减少了磁盘寻道次数；

4、取消传统RAID，磁盘独立并发访问，释放磁盘IOPS性能；

5、使用性能最高的异步编程模型，支持更高的并发连接数和并发IO，而且连接数增多时性能不下降；

6、自主研发，不基于开源软件，掌握核心技术，产品稳定有保障。

05  成功案例

上海市胸科医院是国内最大的胸外科医院，每年手术量达到18000例。每天CT检查量超过1000例，核磁MRI检查超过100例。由于所有患者都需要定期做CT检查，因此PACS数据量很大，每年达到80TB，对阅片调阅性能要求很高。

为了更好地支持一线医生的工作，上海市胸科医院信息科不断探索引进新的先进技术。2019年对碧海分布式存储进行了1年性能和可靠性测试，2020年正式上线，2021年初扩容，目前在线数据量达到400T，文件数量接近9亿。

2021年4月，上海市软件测评中心在医院现场对PACS影像调图性能进行了评测，结果如下：

霄云科技

上海霄云信息科技有限公司专注于分布式存储领域，是业界领先的、具有自主知识产权的高新科技企业。为业界提供先进的海量数据存储解决方案，获得国内著名投资机构元禾重元、思科瑞新、紫竹小苗等基金的投资。

霄云科技研制的碧海分布式存储系统，不基于开源软件、完全自主研发，IOPS性能达到国际开源软件和传统高端存储的2倍以上，具有存储百亿级文件性能不衰减、支持文件和对象互通访问且性能无损耗等特点。依靠领先的技术优势，霄云科技获得2020年度“中国存储峰会软件定义存储产品金奖”、2020年度“上海软件核心竞争力企业”、2020年度金科杯“金融科技创新产品”等荣誉称号。

霄云科技研制的碧海分布式存储系统，已经广泛应用于医疗、金融、电信、教育等领域的核心生产系统，深受用户好评。