Das erste angeschlossene Krankenhaus/First Affiliated Hospital baut eine medizinische Image-Cloud auf

Übersicht

Herausforderung

• Aufrechterhaltung der Datenqualität des Krankenhauses bei steigenden Daten- und Gerätemengen.

Lösung

• Hitachi Data Ingestor, Hitachi Content Platform.

Ergebnisse

• Verbesserung der täglichen Lesegeschwindigkeit bei der Bildgebung durch Ärzte in der ersten Linie.
• Genügend Bilddatenspeicher mit elastischer Entwicklungskapazität erhalten.
• Online-Zugriff auf die historischen Bilddaten des Krankenhauses.
• Backup-freie Zuverlässigkeit für langfristigen Schutz von Bilddaten.

Das First Affiliated Hospital verwendet Daten für die Internet-Gesundheitsversorgung und verwaltet medizinische Bilddateien.

Die Herausforderung: Daten speichern, verwalten und darauf zugreifen und Daten ohne Verlust aufbewahren

Das erste angeschlossene Krankenhaus/First Affiliated Hospital, die Zhejiang-Universität, ist ein großes 3-A-Krankenhaus (3-A-Krankenhäuser sind die Top-Krankenhäuser in China, basierend auf ihrer Fähigkeit, Pflege, medizinische Ausbildung und medizinische Forschung anzubieten). Als das Krankenhaus seinen Bestand an medizinischen Geräten erhöhte und die Pixel seiner medizinischen Bilder vervielfachte, wuchsen seine PACS-Daten (Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem) jährlich um 30 % bis 40 %. Basierend auf den vorhandenen 260 TB Bilddaten im Jahr 2018 wird prognostiziert, dass die PACS-Bilddaten des Krankenhauses bis 2023 bis zu 1000 TB erreichen werden.

Die Verwaltung dieses nahezu Petabytes an Bilddaten war zu einer der größten Herausforderungen für die IT-Abteilung des Krankenhauses geworden. Das Krankenhaus verlangt von seiner IT-Abteilung, dass sie Bilddaten dauerhaft aufbewahrt, um zukünftige Verwendungszwecke für Patienteninformationen oder für Aktivitäten wie Beratung, Forschung, Statistiken usw. zu erfüllen. Daher hatten sie nicht die Möglichkeit, gespeicherte Bilder zu löschen, um Speicherplatz freizugeben. Ein weiterer Faktor ist, dass Ärzte während ihrer Stationsrunden und Konsultationen schnell auf aktuelle Bilder zugreifen müssen. Und für chronisch kranke Langzeitpatienten müssen Ärzte schnell auf historische Bilder zugreifen können.

Auch das PACS-System des Krankenhauses hatte Leistungsprobleme. Die Ärzte sagten, dass der Bildzugang während der Krankenhausrunden jeden Morgen langsam war. Darüber hinaus war der PACS-Speicherplatz auf den Speichergeräten unzureichend. Um Online-Speicherplatz zu sparen, verschiebt die PACS-Software täglich die Daten von einem Dutzend Tage früher von FC-Festplatten auf langsame SATA-Festplatten. Es ist erwähnenswert, dass die PACS-Software die Offline-Festplatten jeden Tag lesen und schreiben muss, ein Vorgang, der von Spezialisten eines PACS-Softwareunternehmens verwaltet wird. In der Vergangenheit bestanden die Offline-Speichermedien für Daten aus Compact Discs (4,7 GB), mit mehr als 10.000 Discs in einem Raum, sehr umständlich abzurufen. Jetzt ist es viel bequemer, eine 2-TB-Festplatte zu verwenden.

Wenn ein Datenabruf erforderlich ist, ist es nicht einfach, CD-ROM-Archive zu verwenden. Es ist sehr schwierig, eine normale und lesbare CD von einem großen Stapel von Discs in einem Raum zu identifizieren und dann Daten daraus zu lesen. Obwohl die Offline-Festplattenarchivierung etwas besser ist, kann eine solche Archivierung aufgrund von Fehlern in den Softwareformaten fehlschlagen, wenn die PACS-Software oder die Module der Archivierungssoftware aktualisiert werden.

Im Krankenhaus traten die folgenden Probleme mit der PACS-Software auf.

• PACS-Softwarefehler können insbesondere bei Software-Upgrades zu einer erfolglosen Archivierung führen.
• Die Software hat eine relativ geringe Effizienz bei der Archivierung, da die Daten in den PACS-Server eingelesen und dann in den Speicher geschrieben werden müssen, anstatt direkt von Hochgeschwindigkeitsdatenträgern auf Niedriggeschwindigkeitsdatenträger oder beim direkten Verschieben von Bildern auf Offline-CDs oder -Festplatten geschrieben zu werden.
• Der Abruf von Offline-Daten birgt ein hohes Ausfallrisiko.

Viele große Krankenhäuser haben diese traditionelle Speichermethode nach und nach aufgegeben, weil es nicht möglich ist, ihre Nachteile vollständig zu lösen, indem sie einfach den Speicher erweitern oder Speichergeräte durch solche mit größerer Kapazität ersetzen. Drei große Herausforderungen bestehen weiterhin: 1) Niedrige Systemleistung, 2) Niedrige Kostenleistung der Massenspeicherung und 3) Massive Datensicherung. Das PACS-System muss eine neue Speicherarchitektur einführen, um diese drei Herausforderungen zu bewältigen.

Die Lösung: Verbesserter Zugriff, Sicherung und Schutz von Bilddaten

Das Krankenhaus benötigt 2.000 Clients zum Lesen von Berichten und insgesamt fast 100 PACS-Geräte, die in der Lage sind, den PACS-Speicher online zu lesen und zu schreiben. Es müssen leistungsstarke Hitachi Data Ingestor (HDI) -Dateiprozessoren bereitgestellt werden, die mit 70 TB Flash-Speicherkapazität für fast einjährige Daten konfiguriert sind. Ein Online-Speichersystem mit einem Durchsatz von 2000 MB/s kann problemlos 50 % der gleichzeitigen Lese-/Schreibanforderungen erfüllen. Darüber hinaus bietet der von Hitachi Vantara konfigurierte Flash-Raum die schnellste Speicherreaktionsgeschwindigkeit. Zum Beispiel wurde bei kleineren CT-generierten 512 KB-Dateien die Zugriffszeit von einer Minute auf einige Sekunden verkürzt; und bei größeren Röntgen-generierten 500 MB-Dateien wurde die Zugriffszeit von einer halben Stunde auf Sekunden verkürzt (in einem 10-Gigabit-Netzwerk), was letztendlich die Bildlesegeschwindigkeit für die Leiter und Ärzte des Krankenhauses verbessert.

Durch die Verwendung der zugrunde liegenden Speicherreplikationsfunktion kann das System den leistungsstarken HDI-Flash-Speicher jeden Tag auf die massive Bildspeicherkapazität der Hitachi Content Platform (HCP) replizieren. Im Online-HDI und im Online-Archiv HCP wird ein Satz von 12 Monaten Bilddaten gespeichert. Die Strategie besteht darin, dass HDI die Originale von Bildern löscht, die älter als 12 Monate sind, wodurch der Online-Hochgeschwindigkeitsspeicherplatz gespart wird. Für den Online-Rückruf archivierter Bilder werden nur die Zeiger der Bilddateien auf HCP aufbewahrt. Dies ermöglicht eine effiziente und automatische Hardware-Archivierung und den Online-Zugriff auf archivierte Bilder.

HCP ist eine angepasste Objektspeicherplattform für massive Bilddateien. Diese Plattform kann online auf fast 800 PB verfügbaren Speicherplatz erweitert werden. Die an HCP geschriebenen Bilder sind durch WORM, automatisches Doppelschreiben von Bilddaten, Datei-Selbstheilung und andere Funktionen geschützt, um Schäden an Bilddateien durch versehentliches Löschen oder Softwarefehler zu vermeiden. HCP hat einen patentierten EC (Erasure Code), der die gleichzeitige Beschädigung von sechs Festplatten ermöglicht, ohne Daten zu verlieren, wodurch Datenverlust durch physische Fehler vermieden wird. Die aktiv-aktiven und mehrfach-aktiven Funktionen von HCP können für den Katastrophenschutz einfach implementiert werden. Massive Bilddaten können so kostengünstig online archiviert und gespeichert werden und ein sicherungsfreier Datenschutz für alle physikalischen und logischen Ausfallszenarien realisiert werden.

Das Ergebnis: Verbesserte Datenzugänglichkeit, reduzierte Kosten für die Datenaufbewahrung

Nach dem Upgrade und der Renovierung des PACS-Systems ersetzte das Krankenhaus seine altmodische Lagerarchitektur durch eine neue, die die folgenden Vorteile bot:

• Schnellere Zugriffsgeschwindigkeit: Nach dem Speichern der neuesten Bilder  im Hochgeschwindigkeits-NAS-Speicher, der die leistungsfähigere Dateiverarbeitungsleistung nutzen und mit einer angemessenen Anzahl von Flash-Festplatten konfiguriert werden kann, verbesserten Ärzte ihre Bildzugriffsgeschwindigkeiten.
• Online-Archivierung:  Die täglich erzeugten Bilder können über den zugrunde liegenden Speicher automatisch auf die Bildarchivierungsplattform repliziert werden, ohne dass die Archivierungsfunktionen der PACS-Software benötigt werden. Dadurch wird weder die Leistung des PACS-Servers beeinträchtigt, noch sind manuelle Eingriffe zur Archivierung erforderlich. Noch wichtiger ist, dass die Archivierung jetzt rund um die Uhr einsatzbereit ist und jederzeit online abgerufen werden kann. Diese Systemarchitektur ist das, was das PACS-System des Krankenhauses benötigte.
• Besserer Schutz von PACS-Images: Die Bildarchivierungsplattformen verwenden keinen gemeinsamen SAN- oder NAS-Speicher, sondern Objektspeicher, der speziell für große Mengen unstrukturierter Daten entwickelt wurde.

Partner

Jiangsu Zhenbang Smart City Information System Co., Ltd. setzt sich für das Informationsmanagement der chinesischen Medizin- und Gesundheitsbranche ein. Das Unternehmen befindet sich vollständig im Besitz der Huanya Medical Technology Group und verfügt über F&E-Zentren in Changzhou, Peking, Guangzhou und Ningbo. Das Unternehmen bietet fortschrittliche Managementberatung, Lösungen, Informationssoftware und Dienstleistungen für Kunden im medizinischen und gesundheitlichen Bereich. In den Bereichen Gesamtplanung, Software-F&E, Systemintegration, Betriebs-/Wartungsdienstleistungen und Standardsystemaufbau konzentriert sich das Unternehmen auf den Aufbau intelligenter regionaler medizinischer und digitaler Krankenhausinformationssysteme und ist Chinas führender Anbieter umfassender intelligenter Gesundheitslösungen geworden.