Клиника The First Affiliated Hospital создает облако для медицинских изображений

Университет города Чжэцзян внедряет объектное хранилище

Задача: сохранение качества больничных данных на фоне роста их объемов и количества оборудования.

Решение: Hitachi Data Ingestor и Hitachi Content Platform.

Результаты

  • Врачи общей практики ежедневно успевают изучить больше изображений.
  • Благодаря возможности гибкого расширения обеспечена достаточная емкость системы хранения изображений.
  • К архивным графическим данным больницы предоставлен доступ в режиме онлайн.
  • Обеспечена надежная долгосрочная защита графических данных без резервного копирования.

Клиника The First Affiliated Hospital использует данные для предоставления медицинских услуг по Интернету и управляет файлами медицинских изображений.

Задача: обеспечить хранение данных, управление ими и доступ к ним, а также сохранение данных без потерь

Клиника The First Affiliated Hospital университета города Чжэцзян — это большая больница категории 3-A (наивысшая категория больниц в Китае, определяемая на основании способности учреждения обеспечивать уход, медицинского образования персонала и проводимых медицинских исследований). В результате того что клиника увеличила количество медицинского оборудования и стала получать намного больше медицинских изображений, объем данных в ее системе архивации и передачи изображений (PACS) растет на 30–40 % в год. В 2018 г. клиника хранила 260 ТБ данных изображений, а к 2023 г. объем данных в PACS, согласно прогнозам, достигнет 1000 ТБ.

The First Affiliated Hospital, университет города Чжэцзян

The First Affiliated Hospital, университет города Чжэцзян

INDUSTRY

Healthcare

SOLUTIONS

Hitachi Data Ingestor

Hitachi Content Platform

Hardware:

Hitachi Data Ingestor

Hitachi Content Platform G10

Hitachi Content Platform S30

Software

Software for Hitachi Data Ingestor and Hitachi Content Platform

Partner

Jiangsu Zhenbang Smart City Information System Co., Ltd.

Управление практически петабайтным массивом графических данных стало одной из наиболее сложных задач для ИТ-отдела больницы. Больница требовала от своих ИТ-специалистов постоянного хранения графических данных для использования их в будущем как части данных пациента либо для других целей и задач, таких как консультации, исследования, ведение статистики и т. д. Таким образом, у них не было возможности удалить часть графических данных, чтобы освободить пространство хранилища. Еще один фактор — необходимость быстрого доступа врачей к недавним изображениям во время врачебных обходов и консультаций. А для работы с хронически больными пациентами врачам требовался быстрый доступ к архивным изображениям.

У клиники также возникли проблемы с производительностью системы PACS. Врачи сообщали о медленном доступе к изображениям во время утренних обходов. Кроме того, не хватало пространства для PACS на устройствах хранения. Для экономии онлайнового пространства программное обеспечение PACS ежедневно перемещает данные, полученные десятью днями ранее, с жестких дисков FC на медленные жесткие диски SATA. Стоит отметить, что программное обеспечение PACS должно ежедневно выполнять чтение и запись на офлайновые жесткие диски. Этими операциями управляют специалисты из компании, поставившей программное обеспечение PACS. Ранее в качестве офлайновых носителей для хранения данных использовались компакт-диски (емкостью 4,7 ГБ). В одной комнате находилось более 10 тыс. компакт-дисков, поэтому извлекать данные было очень неудобно. Теперь, с жесткими дисками на 2 ТБ, эта задача заметно упростилась.

Не так просто получить исторические данные в случае хранения архивов на компакт-дисках. Крайне сложно найти читаемый компакт-диск среди множества других дисков, а затем получить из него данные. Архивы на офлайновых жестких дисках чуть лучше, однако и с ними могут возникнуть затруднения вследствие ошибок в программных форматах при обновлении ПО PACS или модулей ПО для работы с архивами.

Клиника столкнулась со следующими проблемами, связанными с программным обеспечением PACS:

  • Ошибки программного обеспечения PACS могут привести к ошибкам при архивировании, особенно во время обновления ПО.
  • Программное обеспечение обладает относительно низкой эффективностью архивирования, потому что данные требуется считывать на сервер PACS, а затем записывать в хранилище, вместо того чтобы напрямую записывать их с высокоскоростных дисков на более медленные либо перемещать изображения непосредственно на офлайновые компакт-диски или жесткие диски.
  • Извлечение данных из офлайнового архива сопряжено с высоким риском неудачи.

Многие крупные больницы постепенно отказались от этого метода хранения, поскольку невозможно полностью избавиться от его недостатков путем простого расширения хранилища или замены устройств хранения на устройства большей емкости. Три ключевых недостатка системы по-прежнему сохраняются. Это ее низкая производительность, значительные расходы на массовое хранение данных и потребность в масштабной защите. Для системы PACS требовалось внедрить новую архитектуру хранения данных, которая позволила бы справиться с этими проблемами.

Решение: улучшение доступа, резервного копирования и защиты графических данных

Клинике требуется 2000 клиентов для чтения отчетов и почти 100 устройств PACS, способных в режиме онлайн выполнять операции чтения и записи в хранилище PACS. Ей необходимо развернуть высокопроизводительные обработчики файлов Hitachi Data Ingestor (HDI) с настроенной емкостью 70 ТБ (это почти годовой объем данных) в системе хранения на основе флэш-накопителей. Онлайновая система хранения с пропускной способностью 2000 МБ/с легко справится с 50 % одновременно выполняемых операций чтения и записи. Кроме того, пространство на флэш-накопителях, настроенное Hitachi Vantara, обеспечивает наименьшее время отклика среди систем хранения. Например, для небольших файлов размером 512 КБ, которые генерирует КТ, время доступа сокращено с одной минуты до нескольких секунд, а для больших файлов рентгеновских снимков размером 500 МБ — с получаса до считанных секунд (в 10-гигабитной сети), что в конечном итоге ускоряет чтение снимков врачами и руководителями клиники.

Используя базовую функцию репликации хранилища, система может ежедневно реплицировать высокопроизводительное хранилище HDI на основе флэш-накопителей в большое хранилище для изображений Hitachi Content Platform (HCP). Набор данных изображений за 12 месяцев хранится в онлайновом хранилище HDI и онлайновом архиве HCP. Стратегия состоит в том, что HDI будет удалять оригиналы изображений старше 12 месяцев для экономии пространства в онлайновом высокоскоростном хранилище. Будут сохраняться только указатели на файлы изображений в HCP, по которым можно вызывать заархивированные изображения в онлайн-режиме. Это позволит выполнять эффективную аппаратную архивацию и получать доступ к заархивированным изображениям в режиме онлайн.

HCP представляет собой настраиваемую платформу хранения объектов для работы с большими графическими файлами. Емкость платформы можно расширить в режиме онлайн примерно до 800 ПБ. Изображения, которые хранятся в HCP, защищены такими функциями, как WORM, автоматическая двойная запись графических данных, самовосстановление файла и т. п., что позволяет избежать повреждения файлов в случае случайного удаления или программных ошибок. В HCP используется запатентованный помехоустойчивый код, благодаря чему можно избежать потери данных при одновременном повреждении (в том числе физическом) до шести жестких дисков. Технологии HCP «активный/активный» и «множество активных» также можно легко внедрить для защиты на случай аварии. Все это позволяет экономично архивировать и хранить большие объемы графических данных в режиме онлайн. При этом можно реализовать защиту данных без резервного копирования для всех сценариев физических и логических отказов.

Результат: улучшена доступность данных, сокращены расходы на сохранение данных

После обновления и модернизации системы PACS клиника заменила свою устаревшую архитектуру хранения данных на новую, обеспечивающую описанные далее преимущества.

  • Увеличение скорости доступа. Последние изображения сохраняются в высокоскоростном хранилище NAS, которое отличается более эффективными средствами обработки файлов и состоит из оптимального числа жестких дисков на базе флэш-накопителей. Благодаря этому врачи могут быстрее получать доступ к своим изображениям.
  • Архивирование в режиме онлайн. Изображения, которые создаются каждый день, можно автоматически реплицировать на платформу архивации через базовое хранилище. При этом не требуется использовать функции архивирования программного обеспечения PACS. В результате снижается нагрузка на сервер PACS и исчезает потребность в ручном вмешательстве в процесс архивирования. Еще важнее то, что теперь процесс архивирования функционирует круглосуточно и доступен в любое время в режиме онлайн. Такая архитектура системы — именно то, чего не хватало системе PACS больницы.
  • Улучшенная защита изображений PACS. В качестве платформы архивации изображений используется не распространенная система SAN или NAS, а объектное хранилище, специально разработанное для больших объемов неструктурированных данных.

Партнер

Компания Jiangsu Zhenbang Smart City Information System Co., Ltd. занимается управлением информацией в отрасли медицины и здравоохранения Китая. Полностью принадлежащая Huanya Medical Technology Group, компания имеет центры исследований и разработок в Чанчжоу, Пекине, Гуанчжоу и Нинбо. Она предоставляет расширенные консультации по управлению, а также решения, информационное программное обеспечение и услуги для клиентов в области медицины и здравоохранения. Компания занимается общим планированием, исследованиями и разработками в области программного обеспечения, интеграцией систем, предоставлением услуг управления и технической поддержки, а также установкой стандартных систем, уделяя основное внимание созданию интеллектуальных региональных медицинских информационных систем и информационных систем цифровых больниц. Она стала ведущим поставщиком комплексных интеллектуальных решений в области здравоохранения в Китае.