Get best of the week

كيف ستساعد محفوظات المعلومات الطبية الإلكترونية في تشخيص الأمراض بشكل أكثر فعالية



وفقًا لتوقعات IDC ، بحلول عام 2025 ، ستزيد الكمية الإجمالية للبيانات المخزنة في مؤسسات الرعاية الصحية إلى 2.3 زيتابايت ، وستمثل الصور الطبية المختلفة ما يصل إلى 80-90 ٪ من سعة التخزين المستخدمة. أهمية التخزين الفعال للصور الطبية مهمة من خلال المثال التالي.

في قسم التشخيص في مستشفى في توسون (أريزونا) ، يتم التقاط ما يصل إلى 40 صورة بالأشعة السينية لفحص التصوير الشعاعي للثدي (تشخيص سرطان الثدي الأنثوي بناءً على الأشعة السينية والموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي) ، ويتم التقاط صورتين أو أربع صور باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي بالإضافة إلى من 2 إلى 5 خزعات. في 80 ٪ من الحالات ، يتم استخدام صور المرضى القديمة التي تم التقاطها قبل عامين وما قبلها لتفسير نتائج التصوير الشعاعي للثدي ، وفي الحالات الصعبة ، قد تكون هناك حاجة إلى الصور التي تم التقاطها قبل 10 سنوات. لاسترداد الصور القديمة بسرعة من الأرشيف ، يتم استخدام نظام المستشفيات الرقمي PACS (نظام أرشفة الصور والاتصالات).

يقلل استخدام الصور القديمة المخزنة في PACS بشكل كبير من خطر حدوث أخطاء في تشخيص الأورام الخبيثة ويقي المرضى الذين يعانون من ورم حميد من الاضطرار إلى تصوير الثدي بالأشعة وحتى الخزعة مرة أخرى فقط للتأكد من أن الورم ليس خبيثًا. في الوقت نفسه ، تقلل المقارنة مع الصور القديمة من خطر التفسير الخاطئ لصور الأورام الخبيثة وتسمح لك بتعيين المريض بسرعة العلاج المناسب لعلم الأمراض والتحليلات الإضافية.

ميزات التخزين طويل الأمد لأرشيفات الصور الطبية


ما هو نظام التخزين المثالي المستخدم كنظام تخزين لنظام PACS؟ من الواضح أنه بالنظر إلى الحجم الكبير للصور الطبية ، يجب أن تكون قابلة للتطوير بدرجة كبيرة بحيث يمكنها تخزين نتائج التحليلات لكل مريض ، والتي تراكمت على مدى عدة عقود. الشرط الثاني هو ضمان البحث السريع واسترجاع البيانات من الأرشيف ، والتي بدونها من المستحيل استخدام الصور القديمة لتفسير نتائج الاستطلاعات الجديدة.

أخيرًا ، عند تخزين الصور الطبية ، من الضروري القضاء تمامًا على إمكانية "تسرب البيانات" أو الفقد والحذف أو التلف العرضي أو المتعمد. ميزة تخزين البيانات في PACS هي متطلبات أداء الإدخال / الإخراج المتواضعة نسبيًا: من الواضح أن نتائج التحليل تتم كتابتها إلى الأرشيف مرة واحدة فقط ولا تتغير أبدًا ، ولا يمكن إلا لعدد محدود من المستخدمين إرسال طلبات لاستخراج هذه البيانات من الأرشيف. عادة ما يتم طلب بيانات المرضى أكثر من مرة واحدة في السنة.



أنظمة التخزين التقليدية على مستوى المؤسسة غير مناسبة لنظام PACS في المقام الأول بسبب التكلفة العالية جدًا لتخزين البيانات ، والتي ترجع إلى حد كبير إلى الأداء العالي غير الضروري لأرشيفات الصور الطبية عند خدمة تطبيقات المعاملات ، وأن أنظمة التخزين الأرخص على مستوى الدخول لا تمتلك قابلية التوسع المطلوبة لأرشيفات PACS.

ربما يكون أفضل حل لتخزين الصور الطبية


الحل الرئيسي لتخزين الصور الطبية وغيرها من المحتويات غير المهيكلة في مؤسسات الرعاية الصحية هو استخدام أنظمة تخزين الملفات والأشياء ذات قابلية عالية للتكلفة وانخفاض تكلفة التخزين لكل غيغابايت. واحدة من الشركات الرائدة في قطاع التخزين هذا هي Scality ، التي تروج لتخزينها المحدد بالبرامج ، Scality RING. تم إصدار الإصدار الأول من Scality RING في عام 2010. هذا حل قابل للتوسيع يستخدم اتصالات نظير إلى نظير وبنية موزعة مشتركة لا شيء يتم نشرها على خوادم x86 القياسية. يدعم Scality RING بروتوكولات الوصول إلى بيانات كائن S3 و Swift وواجهة برمجة تطبيقات HTTP البسيطة والوصول إلى الملفات. في العام الماضي ، تمكنت Scality من مضاعفة عدد تركيبات أنظمتها في مجال الرعاية الصحية.

يتم نشر برنامج Scality RING على مجموعة تتكون من الحد الأدنى من التكوين لثلاث عقد تخزين ، وتنفذ مجموعة من خدمات الوصول إلى البيانات الذكية ، بالإضافة إلى حماية البيانات وإدارة النظام. في المستوى العلوي توجد خدمات الوصول إلى البيانات القابلة للتطوير (الموصلات) ، والتي توفر توفير البيانات للتطبيقات عبر بروتوكولات SMB و NFS و S3 ، بالإضافة إلى مشرف للإدارة المركزية ومراقبة حالة النظام. عادة ما يتم تثبيت الموصلات مباشرة على عقد التخزين ، ولكن يمكن أيضًا نشرها على خوادم مخصصة.

المستوى الأوسط لتخزين Scality RING هو نظام ملفات افتراضي موزع مع العديد من آليات حماية البيانات وعمليات الشفاء الذاتي للنظام وإدارة النظام وخدمات المراقبة. المستوى السفلي من المكدس هو مستوى التخزين الموزع الذي تشكله عُقد التخزين الافتراضية و daemons I / O ، والتي تجرد خوادم التخزين الفعلية وواجهات القرص.

إن قلب طبقة التخزين هو تخزين كائن موزع بقيمة مفتاحية قابلة للتطوير بناءً على بروتوكول التوجيه من نظير إلى نظير من الجيل الثاني. يوفر التوجيه تحجيمًا أفقيًا للتخزين والبحث عبر عدد كبير جدًا من العقد. يتم نشر برنامج خدمات التخزين هذه على جميع الخوادم مع القدرة الحاسوبية اللازمة وقدرة النظام الفرعي للقرص. يتم توصيل الخوادم (العُقد) التي يتم نشر برنامج Scality RING عليها بمصنع شبكة قياسي قائم على IP ، على سبيل المثال ، باستخدام 10/25/40/100 Gigabit Ethernet.

يتضمن Scality RING مكونات البرامج التالية: خوادم الموصلات ، و MESA DBMS الموزعة لتخزين البيانات الوصفية ، وعقد التخزين ، وشبكات الإدخال / الإخراج ، وبوابة الإدارة المستندة إلى الويب. توفر MESA فهرسة الكائن وإدارة البيانات الوصفية المستخدمة على مستوى تجريد نظام ملفات Scale Scale-out (SOFS).

توفر موصلات Scality RING وصول التطبيق إلى البيانات المخزنة على الخوادم. وهي تدعم العديد من بروتوكولات الوصول إلى البيانات ، بما في ذلك كائن Amazon Web Services (AWS) S3 استنادًا إلى معيار نقل الحالة التمثيلية (REST) ​​، بالإضافة إلى بروتوكولات ملفات NFS و SMB و FUSE. يمكن لتطبيق واحد استخدام عدة موصلات RING في نفس الوقت للوصول إلى البيانات إذا كنت بحاجة إلى قياس I / O أفقيًا أو خدمة العديد من المستخدمين بالتوازي.

عقدة التخزين هي عملية افتراضية مسؤولة عن الكائنات المرتبطة بالجزء المخصص من تجزئة المفتاح الموزع لمفتاح (مسافة مفتاح) RING. تضمن شياطين عقد التخزين (ما يسمى ببيزوويد) ثبات البيانات المخزنة على القرص في نظام ملفات محلي منخفض المستوى. يتم نشر ست عقد تخزين افتراضية على خادم فعلي (مضيف). كل بيزيود عبارة عن مثيل لعملية منخفضة المستوى تتحكم في عمليات الإدخال / الإخراج على قرص فعلي محدد وتحافظ على مراسلات مفاتيح الكائنات لعناوين كائنات محددة على هذا القرص.

لضمان توافر عالٍ لتخزين الكائن (حتى 14 تسعًا) ، بدلاً من تقنية RAID الكلاسيكية ، تستخدم Scality RING آليات حماية البيانات المتنوعة المحسنة للأنظمة الموزعة ، بما في ذلك النسخ المتماثل محليًا وجغرافيًا وتشفير المحو ، والتي يمكن دمجها مع النسخ المتماثل محو التشفير في موصل واحد. عند تخزين كائنات صغيرة (حتى 60 كيلوبايت في الحجم) ، يعد النسخ المتماثل حل أمان أكثر فعالية من حيث التكلفة ، ويمحو التشفير للأشياء الكبيرة ، حيث لا تحتاج مجموعات البيانات الكبيرة إلى تكرارها. أثناء النسخ المتماثل ، يتم استخدام ستة مستويات من فئة خدمة فئة الخدمة (CoS) من 0 إلى 5 ، وهو ما يتوافق مع حفظ 3-5 نسخ متماثلة لكائن ، ويتم تخزين كافة النسخ المتماثلة على أقراص مختلفة.

في حالة استخدام تشفير المحو ، يتم استخدام آلية تصحيح الخطأ Reed-Solomon ، والتي بدلاً من تخزين العديد من النسخ المتماثلة لكائن ، يتم تقسيمها إلى "قطع البيانات" التي يتم كتابتها مع قطع التكافؤ. يتم توزيع هذه القطع بين عقد RING ، ويمكنك استعادة البيانات منها عند فشل عقد أو أكثر. أيضا ، يتم ضمان التسامح مع خطأ RING العالي من خلال بنية المشاركة لا شيء ، حيث لا توجد عقدة رئيسية ("رئيسية") ، يمكن أن يؤدي فشلها إلى فشل النظام بأكمله.

Scality RING Ecosystem


على الرغم من إمكانية نشر Scality RING على أي بنية خادم قياسية x86 ، تشير Gartner ، في Magic Quadrant الخاص بها لأنظمة الملفات الموزعة وتخزين الكائنات ، إلى أن تنفيذها يتطلب تحديدًا دقيقًا للمعدات وتصميمًا تفصيليًا للمشروع ، فضلاً عن الانغماس العميق في تكنولوجيا المعلومات - متخصصون العملاء في تقنية Scality.

منذ عام 2014 ، تقدم شركة Hewlett Packard Enterprise ، الشريك الاستراتيجي لـ Scality ، نموذجين للخادم من سلسلة HPE Apollo 4000 Gen10 ، والتي تم تطويرها خصيصًا لتحليلات البيانات الضخمة ، كنظام أساسي للحل المشترك لتخزين الكائن المحدد بواسطة برنامج Scality RING. وتخزين الأشياء: HPE Apollo 4200توفير كثافة تخزين عالية جدًا (تصل إلى 392 تيرابايت في حاوية بارتفاع 2U تستوعب 28 قرص LFF كامل الحجم أو 54 محرك أقراص SFF مقاس 2.5 بوصة) ومصممة لتوسيع سعة HPE Apollo 4510 بشكل كبير بناءً على هيكل 4U (68 قرصًا بالحجم الكامل لكل هيكل ، والمزيد 9 بيتابايت في رف خادم قياسي 42U).

يسمح لك طرازا HPE Apollo 4000 Gen10 بتهيئة النظام الفرعي للقرص بمرونة لتلبية متطلبات وعقد سعة التخزين المحددة ودعم أدوات الإدارة عن بُعد لخادم HPE iLO 5 المألوف لمستخدمي خوادم HPE ProLiant التي تساعدك على نشر عدد كبير من عقد تخزين Scality RING بسرعة إدارتها بشكل فعال.

يتم وضع الحل المشترك لـ HPE و Scality كمخزن عالمي للبيانات غير المهيكلة (بما في ذلك المحفوظات) ، عندما يكون عرض النطاق الترددي الكبير والقدرة أكبر بكثير من الحد الأدنى من التأخير في الوصول إلى البيانات المخزنة. يتم قياسه إلى عدة آلاف من عقد تخزين البيانات والوصول إليها ، مما يوفر تخزينًا لمئات البيتابايت من البيانات وتريليونات من الكائنات في مساحة اسم واحدة.

للحصول على حماية إضافية للمعلومات المخزنة ، يمكنك استخدام حزم برامج النسخ الاحتياطي المختلفة ، حيث أن Scality تصادق على التخزين السحابي للتوافق مع منتجات VEEAM و Commvault و Microfocus Data Protector و Cloudera و MAPR و WEKA.IO ، واستخدام Scality RING في الرعاية الصحية كأرشيف للصور الطبية توفر شهادة التوافق مع أنظمة PACS Fujifilm و GE Healthcare و Philips والعديد من البائعين الآخرين.

دراسات حالة حلقة الرعاية الصحية


حاليًا ، في فرنسا وحدها ، يستخدم أكثر من اثني عشر من أكبر المستشفيات تخزين Scality Ring من 400 تيرابايت إلى 6 بيتابايت لتخزين أرشيفات الصور الطبية. على سبيل المثال ، يتم تنفيذ تثبيت مشترك كبير لـ HPE و Scality في Assistance Publique Hôpitaux de Marseille (AP-HM) ، الذي يجمع بين أربعة مستشفيات مرسيليا مع 3400 سرير وثالث أكبر في فرنسا. في مستشفيات AP-HM ، يعمل 2000 طبيب و 8.500 من الطاقم الطبي الآخر.

حتى عام 2011 ، كانت AP-HM تستخدم EMC Centera لتخزين صور PACS. وبحلول هذا الوقت ، كان الحجم الإجمالي للصور الطبية 60 تيرابايت ، ولكن تم نسخها لحماية البيانات ، لذلك استهلكت 120 تيرابايت من السعة. في كل عام ، أنتجت PACS في المستشفى 20 تيرابايتًا آخر من الصور الجديدة. في عام 2011 ، استبدل AP-HM Centera بنظام NAS وبحلول عام 2017 زاد حجم الصور إلى 320 تيرابايت ، وزاد معدل النمو إلى 40 تيرابايت سنويًا. نظرًا لأن NAS كان ينفد من الضمان ، ولم تعد سعة التخزين لهذا التخزين كافية بسبب النمو السريع لأحجام البيانات ، قررت إدارة مستشفيات AP-HM استبدالها مرة أخرى.

عند اختيار نظام تخزين جديد ، كان من الضروري ضمان التوافق مع جميع التطبيقات المستخدمة في المستشفيات ، بما في ذلك دعم بروتوكولات ملفات CIFS و NFS ، والتوسع عبر عدة بيتابايت ، وحماية موثوقة وأمان البيانات. اختارت AP-HM HPE و Scality RING وبنيت مجموعة RING موزعة عبر ثلاثة مراكز بيانات من ستة خوادم تخزين HPE Apollo 4510 ، بالإضافة إلى خادمي HPE ProLiant DL360 اللذين يخزنان قواعد بيانات بيانات التعريف META. التطبيقات الرئيسية هي نظام Carestream PACS من GE Healthcare ، الذي يسجل الصور التي تم الحصول عليها نتيجة الدراسات الإشعاعية وأرشيف الجينوم. يتم نسخ الصور الطبية والبيانات الأخرى احتياطيًا باستخدام برنامج Commvault.

توفر خاتم Scality في روسيا


اكتسبت HPE و Scality خبرة واسعة في المشاريع التعاونية. مع تطبيق Scality RING في المؤسسات الطبية في روسيا ، فإن المهندسين المعتمدين من مكتب HPE في موسكو مستعدون لمساعدة العميل.

ضمن Factory Express ، توفر HPE Apollo 4000 Gen10 المكوّن مسبقًا لمتطلبات العملاء للنشر السريع لمجموعة Scality RING ، كما تقدم البنية المرجعية لأنظمة الخادم هذه لمجموعة RING. منذ مايو من العام الماضي ، تقدم HPE حزمة بداية Base Bundle لخوادم Apollo 4200 Gen10 بسعة أولية تبلغ 240 تيرابايت وبرنامج Scality RING المثبت مسبقًا. لنشر الحزمة الأساسية ، ما عليك سوى ضبط سرعة الشبكة وسعة التخزين المطلوبة.

يمكنك الحصول على معلومات إضافية حول Scality Ring ، بالإضافة إلى التعرف على الواجهة وأمثلة على التكامل مع برنامج النسخ الاحتياطي في الندوة الفنية HPE ، التي ستعقد في 17 يونيو. التسجيل متاح على: bit.ly/3bA9HP7

More articles:


All Articles