随着医疗技术的不断进步和医院业务的持续扩展，医院产生的数据量呈现爆炸式增长。特别是医学影像数据，由于其高分辨率和检查频次的增加，数据量更是急剧上升。越来越多的高科技临床医学检查仪器设备用来协助医生进行医疗诊断工作，如：断层扫描（CT）、核磁共振（MRI）、血管造影（DSA）、数字X光机（DR）、超声、内镜、病理切片等。这些医学仪器已经成为医院不可或缺的重要诊断工具。如何用好这些设备产生的医学影像，更高效地协助医生开展临床诊断,目前成为当前医院追求高品质服务的重点指标。

近年来，我国医疗信息化建设快速推进，医学影像信息化技术在医院的应用迅速发展，PACS系统在医院得到广泛应用，支撑了医院医学影像的信息化采集、传输、存储和诊断。PACS系统经过多年在国内的发展，也展现出一些特点。例如，医学影像的数据量巨大，总量大、增速快；在医疗机构中，PACS数据每年都以数TB、数十TB甚至上百TB的规模增长；按照医疗行业法规要求，这些数据至少保存十五年以上；常用医学影像的时效性通常不超过六个月，六个月以后的数据被访问的频率相对较低等。

医院PACS业务，即医学影像存档与通信系统（Picture Archiving and Communication Systems）业务，是现代医疗技术中不可或缺的一部分。PACS系统主要用于医学影像的存储、传输、处理和显示，为医生提供更为便捷、高效的工作方式，同时也提高了医学影像的质量和利用率。

PACS 业务流程图

PACS系统可以将各种医学影像设备（如CT、MRI、X光机等）产生的图像进行数字化存储，长期保存大量影像数据，而不会像胶片那样随时间退化。

系统支持医学影像在网络上的高效、快速传输，使得医生可以在不同地点、不同时间访问患者的影像资料。

PACS系统提供多种影像处理功能，如放大、旋转、对比度调整等，辅助医生进行更准确的诊断。

系统可以将处理后的医学影像清晰地展示给医生，便于医生进行全面的分析和诊断。

医生可以通过PACS系统访问患者的医学图像，进行诊断和治疗规划。

PACS系统支持远程访问，使得医生可以在不同地点查看患者的影像资料，便于远程会诊和提供第二意见。

医学院和医疗机构可以使用PACS系统进行医学教育和培训，帮助学生和实习医生学习影像诊断。

科研人员可以利用PACS系统存储和检索大量的医学图像数据，进行医学研究、学术研究和临床试验。

PACS系统可用于医疗机构的管理，包括图像的存储、备份、检索和报告生成，同时有助于医疗机构实施质量控制措施，确保医学图像的准确性和一致性。

在众多行业中，医疗行业对于影像资料的处理和存储要求尤为严格。PACS系统，即医学影像存储与传输系统，对存储系统提出了独特的要求。威努特经过深入医疗行业数据的研究，总结出以下几个关键点：

（1）PACS系统中的数据与医院其他非PACS系统数据在特性上存在显著差异。这些差异主要体现在数据存储的容量需求、数据访问的响应速度、数据被访问的频率以及存储系统的可扩展性等方面。因此，在进行存储系统设计时，必须对这些差异给予充分考虑，以确保系统能够满足PACS系统的特殊需求；

（2）PACS系统中存储的数据量非常庞大。随着时间的推移，一部分数据会超出其使用期限，成为需要长期归档的数据。这就要求存储系统能够安全地保存这些数据，并且能够支持医生在任何需要的时候，都能够快速便捷地进行数据调阅；

（3）PACS数据的增长速度非常快，这就意味着存储系统经常需要进行扩容。因此，存储架构必须能够支持容量增长的高度可扩展性，以适应数据量的不断增长；

随着医疗信息系统数据互联互通的不断推进，数据在不同业务系统之间的流动性大大增加。加之互联网+、科研及大数据应用在医疗行业的不断深入，影像数据的应用场景变得更加广泛，使用频次也显著增加。这导致了对数据读写性能的要求也随之提高；

（4）影像资料作为科研和教学的重要客观数据，其数据安全性要求非常高。因此，支撑PACS系统的存储架构必须具备全面而可靠的数据保护机制，以确保数据的安全性和完整性；

（5）随着数据量的不断增加，医院在保存数据方面所面临的总成本也在不断增加。因此，在满足技术需求的前提下，PACS存储系统的设计还应兼顾经济性，以降低医院的总体运营成本。

面对医院发展需求，当前医院采用的传统集中式存储架构存在诸多问题，制约医院信息化、智慧化的发展与建设。具体表现在：

《医疗机构管理条例实施细则》第53条要求门诊影像数据保存期不少于15年，住院影像数据保存期不得少于30年。通常情况下，用户不会区分门诊和住院数据，超期的影像数据也大多选择保留，不考虑删除，长期保存占用空间较大。传统存储的硬件兼容性封闭，后期扩容和维保成本高。

部分医院没有规划存储介质分层，将数月内的热数据和一年以上的冷数据都放在同一个高性能存储池内，造成高性能高成本的存储介质存放了冷数据，性价比较低。

影像数据需要长期保存，而存储硬件运行若运行五年以上，故障将升高，需要逐步更换存储硬件。存储硬件更换时，影像这种类似海量小文件的数据，迁移速度慢，通常耗费数月，占用大量人力物力。迁移过程中的数据安全也难以保证，容易造成不必要的数据损失。

进入归档期的影像数据逐年增加，传统集中式存储的扩展能力弱，难以满足随影像归档池同步扩容的需求。

经调研的医院PACS每年增加数百万个小文件，15年后归档池的文件规模过亿，海量的文件导致存储系统数据读写响应变慢，PACS系统调阅归档池中数据时非常卡顿，严重影响医疗业务的顺利开展。

通过威努特分布式存储PACS影像非结构化数据，构建医院分布式存储集群。整个存储系统均采用高性能服务器搭配威努特分布式存储软件，组成分布式统一存储平台，将集群中的存储资源整合为存储池，为医院PACS业务建设提供底层存储支撑，为前端PACS应用提供海量非结构化数据存储服务。

威努特分布式存储系统支持POSIX、CIFS、NFS、FTP、S3、iSCSI等访问协议，可通过在线扩展实现1024个节点的集群规模、192PB的单文件系统容量、百亿级文件管理规模。针对大文件、小文件分别提供性能优化机制、支持以完整文件为单位分布数据，也可以将每个文件拆分打散存放到集群中所有节点。可实现动态的容量性能扩展、卓越的系统性能和极高的可用性。

针对医院PACS业务威努特分布式存储提供多种数据保护方式保障数据可靠性，支持多种冗余机制以满足不同容量、不同应用的性能需求。无论是纠删码还是多副本，都可以保证为数据提供至少一个节点故障不影响使用的冗余保护，从而保证数据的安全和存储平台的可靠性。

在线静默错误检查：威努特分布式存储采用selfheal、recovery、bitrot等机制多方位进行数据一致性检查，一旦发现数据损坏，系统将根据文件/数据块版本，时间戳以及脑裂等信息，判断出非正常数据并自动对其进行静默数据修复。如果在数据在线访问时发现多份副本不一致，则会立即启动修复机制，调用正常数据修复故障数据。

为满足PACS业务在各部门使用的便利性及灵活性，威努特分布式存储系统支持对目录、用户、组设置容量配额，配额对所有存储访问接口有效，并可在线设定、更改和取消，配额实时性为秒级，支持配额嵌套，并提供配额预警功能。可以针对用户/用户组、目录的最大可用容量、最大文件数据做相关限制。如子目录与父目录同时设置了配置功能，将以容量或文件数量的最低阈值为准，一旦到达上限，即可禁止用户或目录的进一步写入，并提前警告用户配额即将用完。

基于后期PACS业务增量的急剧性考虑，威努特分布式存储系统引入了分布式横向扩展技术，可实现不停机的容量扩展、性能扩展，扩展过程对业务系统透明，不影响原有的业务和数据。可按需扩展至数千个节点，192PB存储规模。

为方便医院信息科后期针对PACS业务数据平台的维护，威努特分布式存储系统提供基于网络、硬件节点、磁盘、性能等多种监测手段及可视化管理展示，并通过webGUI管理技术实现集中、按需的调度管理，可通过API接口实现与其他网管平台的对接或整合。

威努特分布式存储系统在保障用户使用的同时，也考虑国产化改造相关进度，目前该系统全面认证国产化CPU及国产化操作系统。

在医疗PACS影像领域，面对海量小文件的存储挑战，许多医院的PACS系统性能逐渐降低，主要由于存储系统难以应对快速增长的文件数量，导致系统卡顿和用户体验下降。传统上，人们通过将存储分为在线和近线两个区域来应对这一问题，其中在线区域使用高速磁盘，保留数据3至6个月（根据数据增长速度和存储空间而定），之后数据会被迁移到近线存储。近线存储虽然容量大，但性能较低。然而，威努特分布式存储系统通过将所有存储资源池化，并利用大量硬盘的并发性能，克服了单个或少数硬盘转速不足的问题，实现了容量越大，性能越高的优势。

威努特存储方案采用高密度存储服务器和大容量HDD（6TB至12TB），其存储密度是传统阵列存储的5倍以上，确保数据在线保存时间超过3年。

与EMC、NETAPP等传统存储相比，后者为专有硬件，对运维人员要求较高，且维保费用昂贵。威努特提供软硬件一体的解决方案以及软硬件分离的方案（客户可自行采购服务器），使得服务器硬件维护变得简单，且存储软件能够兼容多个厂商不同型号的服务器。

威努特支持与公有云、蓝光光盘、第三方NAS等多种冷数据存储系统集成，形成在线数据离线归档方案，满足法规要求，确保医疗影像数据能够被长期保存15年以上。

通过部署威努特分布式存储解决方案，医院PACS业务平台不仅显著提升了数据存储能力，而且在后期数据的管理效率、成本控制、数据安全等方面均获得了显著改善。这套方案的实施，不仅强化了用户机房的现场管理水平，还为用户的业务持续扩张和技术创新提供了坚实的基础支撑，保障了业务安全稳定运行的同时，也展示了现代化、智能化的运维管理水平。