O Primeiro Hospital Afiliado cria uma nuvem de imagens médicas

Visão geral

Desafio

• Manter a qualidade dos dados do hospital em meio a quantidades crescentes de dados e equipamentos.

Solução

• Hitachi Data Ingestor, Hitachi Content Platform.

Resultados

• Melhora na velocidade de leitura diária para imagens por médicos da linha de frente.
• Ganho de armazenamento de dados de imagem suficiente com capacidade de expansão elástica.
• Acesso online aos dados históricos de imagens do hospital.
• Confiabilidade sem backup para proteção de longo prazo dos dados de imagem.

O Primeiro Hospital Afiliado usa dados para assistência médica na Internet e gerencia arquivos de imagens médicas.

O desafio: armazenar, gerenciar e acessar dados e preservá-los sem perdas

O Primeiro Hospital Afiliado, Universidade de Zhejiang, é um grande hospital de grau 3A (os hospitais 3A são os hospitais de primeira linha na China com base em sua capacidade de fornecer cuidados, educação médica e pesquisa médica). À medida que o hospital aumentava seu estoque de equipamentos médicos e multiplicava os pixels de suas imagens médicas, seus dados PACS (sistema de arquivamento e comunicação de imagens) cresciam a uma taxa na faixa de 30% a 40% ao ano. Com base nos dados de imagem de 260 TB existentes em 2018, prevê-se que os dados de imagem PACS do hospital atinjam até 1000 TB até 2023.

Gerenciar esse quase petabyte de dados de imagem tornou-se um dos maiores desafios para o departamento de TI do hospital. O hospital exige que seu departamento de TI retenha permanentemente os dados de imagem para atender a usos futuros de informações do paciente ou para atividades como consulta, pesquisa, estatística, etc. Portanto, ele não tinha a opção de excluir imagens armazenadas para liberar espaço de armazenamento. Outro fator é que os médicos precisam acessar rapidamente as imagens recentes durante as rondas e consultas da enfermaria. E para pacientes crônicos de longo prazo, os médicos precisam acessar rapidamente imagens históricas.

O sistema PACS do hospital também estava com problemas de desempenho. Os médicos disseram que o acesso à imagem era lento durante as rondas nas enfermarias do hospital todas as manhãs. Além disso, o espaço dos PACS nos dispositivos de armazenamento era insuficiente. Para economizar espaço online, o software dos PACS move os dados de uma dúzia de dias antes dos discos rígidos FC para discos rígidos SATA de baixa velocidade todos os dias. Vale ressaltar que o software PACS precisa ler e gravar os discos rígidos offline todos os dias, uma operação gerenciada por especialistas de uma empresa de software PACS. No passado, a mídia de armazenamento offline para dados consistia em discos compactos (4,7 GB), com mais de 10.000 discos em uma sala, muito inconveniente de recuperar. Agora, é muito mais conveniente usar um disco rígido de 2 TB.

Quando a recuperação de dados é necessária, não é fácil usar arquivos de CD-ROM. É muito difícil identificar um CD normal e legível de uma grande pilha de discos em uma sala e, em seguida, ler os dados dele. Embora o arquivamento offline do disco rígido seja um pouco melhor, esse arquivamento pode falhar devido a erros nos formatos de software quando o software PACS ou os módulos do software de arquivamento são atualizados.

O hospital encontrou os seguintes problemas com o software PACS.

• Erros de software PACS podem levar a um arquivamento malsucedido, especialmente durante atualizações de software.
• O software tem uma eficiência relativamente baixa para arquivamento, porque os dados precisam ser lidos no servidor PACS e depois gravados no armazenamento, em vez de gravados diretamente de discos de alta velocidade para discos de baixa velocidade, ou ao mover imagens diretamente para CDs ou discos rígidos offline.
• A recuperação de dados offline tem alto risco de falha.

Muitos grandes hospitais abandonaram gradualmente esse método tradicional de armazenamento porque não é possível resolver completamente suas desvantagens simplesmente expandindo o armazenamento ou substituindo os dispositivos de armazenamento por aqueles que têm maior capacidade. Três grandes desafios continuam a existir: 1) Baixo desempenho do sistema, 2) Desempenho de baixo custo do armazenamento de dados em massa e 3) Proteção maciça de dados. O que o sistema PACS precisa é adotar uma nova arquitetura de armazenamento para lidar com esses três desafios.

A solução: acesso, backup e proteção aprimorados de dados de imagem

O hospital precisa de 2.000 clientes de leitura de relatórios e quase 100 dispositivos PACS no total, capazes de realizar leitura/gravação online do armazenamento PACS. Ele precisa implantar processadores de arquivos Hitachi Data Ingestor (HDI) de alto desempenho, configurados com capacidade de armazenamento flash de 70 TB para dados de quase um ano. Um sistema de armazenamento online de taxa de transferência de 2000 MB/s pode facilmente atender a 50% dos requisitos simultâneos de leitura/gravação. Além disso, o espaço flash configurado pela Hitachi Vantara fornece a velocidade de resposta de armazenamento mais rápida. Por exemplo, para arquivos menores de 512 KB gerados por CT, o tempo de acesso foi reduzido de um minuto antes para alguns segundos; e para arquivos maiores de 500 MB gerados por radiografia, o tempo de acesso foi reduzido de meia hora para segundos (em uma rede de 10 gigabits), melhorando as velocidades de leitura de imagens para os líderes e médicos do hospital.

Usando a função de replicação de armazenamento subjacente, o sistema pode replicar o armazenamento flash HDI de alto desempenho para a enorme capacidade de armazenamento de imagens da Hitachi Content Platform (HCP) todos os dias. Um conjunto de 12 meses de dados de imagem é armazenado no HDI online e no arquivo online da HCP. A estratégia é que o HDI exclua os originais de imagens com mais de 12 meses, economizando espaço de armazenamento online de alta velocidade. Somente os ponteiros dos arquivos de imagem para a HCP são retidos para retorno de chamada online de imagens arquivadas. Isso permite o arquivamento eficiente e automático de hardware e o acesso online a imagens arquivadas.

A HCP é uma plataforma de armazenamento de objetos personalizada para arquivos de imagem maciços. Essa plataforma pode ser expandida online para quase 800 PB de espaço de armazenamento disponível. As imagens gravadas na HCP são protegidas por WORM, gravação dupla automática de dados de imagem, autocorreção de arquivos e outras funções, evitando danos aos arquivos de imagem causados por exclusões acidentais ou erros de software. A HCP patenteou o EC (código de eliminação) que permite danos simultâneos a seis discos rígidos sem perda de dados, evitando assim a perda de dados causada por falhas físicas. Os recursos ativo-ativo e múltiplo ativo da HCP podem ser facilmente implementados para proteção contra desastres. Assim, dados de imagem maciços podem ser arquivados e armazenados online de maneira econômica, e a proteção de dados sem backup pode ser realizada para todos os cenários de falha física e lógica.

O resultado: acessibilidade aprimorada dos dados, custos reduzidos para retenção de dados

Após a atualização e renovação do sistema PACS, o hospital substituiu sua arquitetura de armazenamento antiquada por uma nova que proporcionou os seguintes benefícios:

• Velocidade de acesso mais rápida: depois de armazenar as imagens mais recentes no armazenamento NAS de alta velocidade, que pode aproveitar o desempenho de processamento de arquivos mais poderoso e ser configurado com uma quantidade adequada de discos rígidos flash, os médicos melhoraram suas velocidades de acesso à imagem.
• Arquivamento online: as imagens geradas a cada dia podem ser replicadas automaticamente para a plataforma de arquivamento de imagens por meio do armazenamento subjacente, sem a necessidade das funções de arquivamento do software PACS, não afetando o desempenho do servidor PACS nem exigindo intervenção manual para arquivamento. Mais importante, agora o arquivamento está operacional 24 horas por dia e pode ser acessado online a qualquer momento. Essa arquitetura de sistema é o que o sistema PACS do hospital precisava.
• Melhor proteção de imagens PACS: as plataformas de arquivamento de imagens não usam armazenamento SAN ou NAS comum, mas usam armazenamento de objetos projetado especificamente para grandes quantidades de dados não estruturados.

Parceiro

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