杉岩PACS影像系统分布式存储架构

该医院创建于1999年，是深圳市政府投资建成的集医疗、教学、科研和预防为一体的现代化三级综合性医院。2017年通过三级甲等医院复审。2018年，医院年门急诊总量约292万人次，年出院病人近7.4万人次，年手术量4.9万台次。该院在深圳有较高的知名度和认可度。
行业挑战
随着该医院门诊量的爆发式增长，放射科等科室新增了大量影像采集设备，PACS存储了大量的非结构化数据，原有的存储系统面临如下挑战：
 访问性能不足
大批影像采集设备产生的海量影像图片需要经过PACS的并发处理与存储，会导致现有存储面临较大的性能压力，并影响临床科医生调阅影像速度。
 数据增长快，数据量大
影像文件每月新增数量接近1千万，每年增长量达到上亿，存储空间高达PB级，且文件保存时间要求不低于15年，传统存储无法满足需求。
 数据无分级和归档
此前PACS系统设置的归档存储设备品牌种类多，无统一的数据生命周期管理，需要存储系统根据性能和容量的不同进行合理分级和归档，满足法规遵从要求。
 影像文件无法实时调阅
此前影像存储系统支持6个月内的影像数据调阅，如超出6个月，临床科医生无法及时甚至不能调阅历史影像文件，进而影响看诊效率，急需高效、智能的存储系统满足业务需求。
 信息需集中管理和共享
此前PACS只能把处理好的影像手工复制到影像发布系统，并提供给临床科医生进行调阅诊断，其他科室的数据存储在各科室工作站，信息无法集中管理和共享。

解决方案
基于此，医疗单位必须通过升级传统存储架构及数据调用模式，才能应对当下对于快速扩张的存储的需求。经过多次的行业调研及产品对比测试，该院最终采用杉岩数据分布式对象存储解决方案，架构如下图所示：

底层存储改造成云存储池架构，并异构原有的传统存储，进行统一管理。影像发布系统直接读取热存储池近一年的影像数据，并且无需生产PACS进行影像复制，节省存储资源，并加快了PACS系统和发布系统的运行效率。其他科室（皮肤科等）的文档统一采用seafile文档管理系统进行集中管理和共享，数据集中存储在温存储池。云存储池可以直接设置归档策略，无需上层系统进行数据分级归档。
相关容量方案设计：
此前该三甲医院PACS系统一天产生30万张影像，每张CT图像大小为500K，每张DR、胸片大小为12M。一天增长近200G的数据量，一年增长高达72T。

生产PACS系统历史归档数据总量为150T，其他科室（皮肤科、妇产科、神经内外科等）需要30T存储空间进行集中存储和管理。云存储裸空间需求为500T （热存储池裸容量200T, 温存储池250T,光存储池50T），底层数据采用副本或纠删的保护机制保障数据的安全。

最新设计的分布式存储方案中，热池和温池分别按照存放1年和2年的数据进行容量设计，即19年数据直接写入热池， 17年到18年两年的数据直接迁移至温池，17年以前的数据直接归档迁移到光存储。数据在磁盘存储停留3年之后，离线归档到冷存储（光存）。按照目前的统计，该院每年新增约80TB影像数据，按照存放时间，热池和温池分别设计100TB和200TB的可用空间，后续业务增长，只需扩容光存储即可。如果因业务增长，每年数据增速提高，则按需求和比例对热、温、冷进行扩容。

存储设备的最终裸容量P的计算应该综合考虑业务可用容量需求p，硬盘折损率r,以及副本或纠删码（4+1）的可用空间率s，其中，硬盘折损率r的计算公式为：r=(1000/1024)4 = 0.91
两副本的可用空间率s1：s1=1/2=0.5；纠删码的可用空间率s1：s2=4/5=0.8
裸容量P和可用容量p，以及硬盘折损率r，纠删码可用空间率s之间的关系是：p=Prs
因此裸容量（按硬盘厂商的规格计算）可用通过如下公式进行计算：P=p/(r*s)

按一年的数据增长量为72T-80T，并且考虑到未来影像数据的增加和影像清晰度的要求，影像需调阅原图。 PACS系统规划的热存储池可用容量100T（保存一年的数据），由于读写性能要求比较高，建议采用两副本存储方案。而且主要是小文件频繁读写，为了综合考虑成本，存储主要采用SATA机械盘，利用两块SATA SSD做一些关键元数据存储加速。
热存储池的可用容量计算公式如下：200T0.910.5=91T
温存储池由于读写性能要求没有热存储池高，采用EC纠删码存储方案，另外其他科室（皮肤科等）的数据统一存储在温存储池，存储服务器可以考虑多盘位的服务器，降低存储硬件成本。
可用空间计算公式：250T0.910.8=182T（保存两年数据），冷存储池（光存储）的可用空间为50T。

方案价值
通过此次方案改造，借助杉岩数据的海量对象存储（SandStone MOS）解决方案，充分利用原有存储设备，将PACS影像系统的文件存储替换成SandStone MOS，生产系统将文件存储在一个易扩展、容量大的存储池，简化架构，便于统一管理和运维监控。将1年的数据转移到更低成本的硬件上；2年以上的数据归档到蓝光存储上永久保存，满足法规15年以上保留要求。通过纳管原有存储系统，实现数据集中管理和无缝迁移。系统采用哈希计算替代索引查找访问文件，在数据存储方面采用创新性的文件合并方式，优化了小文件的访问性能。SandStone MOS内置检索引擎，打破数据孤岛，实现数据共享，大大提升了PACS的运行效率。

杉岩PACS影像系统分布式存储架构相关推荐

医院的PACS影像系统搭建.
医院影像系统(PACS)服务器搭建. 最近项目用到PACS影像系统搭建,找到部分资料,用作记录: 1. NodeJS 和 JX 安装: a. 将jx压缩包.文件夹fakekeys和webPACS.jx ...
数字化医院PACS影像系统三维影像后处理技术应用
PACS影像存取与传输系统以实现医学影像数字化存储.诊断为核心任务,从医学影像设备(如CT.CR.DR.MR.DSA.RF等)获取影像,集中存储.综合管理医学影像及病人相关信息,建立数字化工作流程. ...
中联医疗系统服务器,中联医学影像系统(PACS)
● PACS即影像存档与传输系统(Picture Archiving and Communication System),是医学影像.数字化图像技术.计算机技术和网络通讯技术相结合的产物. ● ZLP ...
PACS医学影像系统（完整版）
一.PACS影像存取与传输系统以实现医学影像数字化存储.诊断为核心任务,从医学影像设备(如CT.CR.DR.MR.DSA.RF等)获取影像,集中存储.综合管理医学影像及病人相关信息,建立数字化工作流程 ...
医学影像系统源码，三维后处理和重建 PACS源码
医学影像系统源码,三维后处理和重建 PACS源码医学影像系统由PACS系统.RIS系统组成,提供与HIS的接口(HL7或其他类型). 主要功能介绍信息预约登记支持对患者.检查项目.申请医生.申请 ...
对象存储使用案例_杉岩MOS海量对象存储中标福建移动
近日,杉岩数据成功中标中国移动福建公司(以下简称福建移动)企业级IT云四期对象存储采购项目,将对接福建移动IT云资源池,对外提供对象存储服务.作为领先的综合智能信息服务运营商,近年来,中国移动福建公司 ...
杉岩数据对象存储替换IBM FileNet，突破性能瓶颈
近年来随着非结构化数据的爆发性增长,由于IBM FileNet系统架构问题出现了明显性能瓶颈,杉岩海量对象存储系统(SandStone MOS)采用全分布式架构,针对海量文件场景提供可线性扩展的持续快 ...
杉岩数据：5种常见容灾复制技术图解
杉岩数据:5种常见容灾复制技术图解 https://www.sohu.com/a/455336483_777975 常见的五种复制技术随着数据持久化能力的提高,单套集群面对服务器宕机等常见硬件故障基 ...
安超云生态 | 安超云与杉岩数据完成产品互兼容认证携手打造协同生态
近日,安超云软件有限公司(以下简称:安超云)旗下安超云操作系统软件.安超桌面云软件与杉岩数据明星产品杉岩分布式存储系统完成兼容性互认证.测试结果表明,双方产品在兼容性.稳定性.安全性等方面表现优异, ...

杉岩PACS影像系统分布式存储架构

杉岩PACS影像系统分布式存储架构相关推荐

最新文章

热门文章