済南小児病院：XEOS は分散オブジェクト アクティブ アクティブ ストレージを構築し、容量とパフォーマンスの両方を実現

各レベルの医療機関における事業の継続的な発展に伴い、さまざまな健康診断のために多数の画像診断装置が病院に導入されるようになりました。診断の効率と精度の向上により、医療画像情報システムにおける PACS データは急速に増加しています。毎年15％成長し、5年後には倍増すると予想されています。さらに、医療業界の規制により、これらのデータは少なくとも 15 年間保存する必要があります。したがって、病院情報センターは、PACS 画像データへの高性能かつ高可用性のアクセスを確保すると同時に、オンライン、ニアライン、オフラインでの完全なライフサイクルのストレージと管理を実現するために、データ セキュリティと永続的なストレージの要件も満たす必要があります。

「子どもを大切にし、未来に役立てる」は、山東大学斉魯小児病院（済南小児病院）の本来の意図と目標です。医療情報化の構築においては、最先端の医療・IT技術を積極的に導入し、医療の質と技術サポートのレベルを効果的に向上させています。 XSKY の XEOS 分散オブジェクト ストレージ ソリューションを採用することで、病院はより経済的な TCO コストで、安全で信頼性が高く、拡張性と調整性に優れた PACS システムを構築しました。このデュアルアクティブストレージにより、医療サービスの円滑な展開が保証され、医療スタッフは子供たちにさらに注意を払い、最高の医療体験を提供できるようになります。

課題

PACSストレージは10年間稼働しており、アップグレードと変革が差し迫っています

済南小児病院は1957年に設立され、医療、教育、科学研究、予防、リハビリテーション、医療を統合した総合A級三次小児病院です。山東省初の重点専門病院の一つである山東省児童地域医療センターであり、山東大学付属児童病院でもあります。認可ベッド数は 1,400 床、空きベッド数は 1,100 床、臨床医療技術部門は 43 部門あり、年間の外来患者数は 110 万人を超え、退院患者数は 45,000 人を超えています。

済南小児病院のPACSシステムソフトウェアは、ほぼ10年間運用されています。システムアプリケーションは、仮想化された VMware 内の WINDOWS 2008 オペレーティングシステム上に展開され、データベースのバージョンは MS SQLServer 2008 です。ストレージは 2 つの物理アレイキャビネット上に展開され、合計 7 つの論理パーティションと 60T の総容量を持ち、実際のイメージファイルは約 30T を占めます。

事業が拡大するにつれ、このアーキテクチャで稼働する PACS システムの読み取り速度は次第に遅くなり、外来診療の需要の増加に対応できなくなりました。問題点は具体的には次のような場合に現れます。

ユーザー機器のハードウェアは老朽化し、故障率が上昇しています。使用年数が長くなるにつれて、機器は老朽化し、安定性と信頼性が低下し、データ損失のリスクが高まり、メンテナンスコストも非常に高くなります。

集中型ストレージのパフォーマンスではアプリケーション要件を満たすことができません。PACS ファイルの 50% 以上は CT や MR などの小さなファイルです。ストレージ容量が増加するにつれて、小さなファイルの読み取りおよび書き込みパフォーマンスは低下し続けます。業務ピーク時の同時アクセスが多発すると、フィルム読影の待ち時間が増加し、医療サービスの円滑な展開に重大な影響を及ぼします。

容量拡張の難しさ：アーカイブ期間に入る画像データの量は年々増加しています。従来の集中型ストレージは拡張機能が弱く、容量を拡張してもパフォーマンスを直線的に拡張することはできません。

データ セキュリティは完全には保証されません。ストレージ システム全体で重要なデータが保護されておらず、バックアップ プランや災害復旧システムもありません。データ ストレージの単一点障害が発生すると、ビジネスの継続性が保証されません。

ソリューション紹介

XEOSは、容量とパフォーマンスの両方の基準を満たすアクティブ/アクティブストレージを構築します。

このストレージ ソリューションの設計では、済南小児病院の PACS ストレージ容量とパフォーマンスの問題を解決するだけでなく、将来の発展に対応し、ビジネスの継続性を確保するために、ある程度の技術的先見性も必要です。

上記の要件に基づいて、済南小児病院はプロジェクトの初期段階で詳細な調査を実施し、ハードウェア プラットフォーム上のさまざまなストレージ製品の異種性、信頼性、パフォーマンス、および PACS アプリケーションとの接続をテストしました。多面的な選択と比較を経て、最終的に XSKY XEOS ソリューションが選択されました。ソフトウェア定義の分散ストレージ クラスターを通じて、広州 BlueNet PACS システムに接続するための新しいストレージ プールが作成されました。また、ストレージ ソリューションの構成により、病院エリア内の 2 つのコンピューター ルーム間でデータの二重アクティビティが実現されます。 PACS データはオブジェクト ストレージを使用し、その IO パスはファイル ストレージやブロック ストレージよりもはるかに優れています。 SSD などのソリッド ステート アクセラレーション ディスクと組み合わせると、読み取りおよび書き込みのパフォーマンスが従来の集中型ストレージをはるかに上回ります。

非構造化データの移行は、複数のディレクトリを同時にサポートし、高いパフォーマンスと信頼性を備えた X3DS ツールを使用して実行されました。 XSKY 独自の非構造化データ コンテンツ管理プラットフォームである XSKY S3 コンソール ソフトウェアを使用すると、オブジェクト ストレージをすぐに使用できるため、顧客がオブジェクト製品を使用するハードルが低くなります。

山東大学斉魯小児病院のPACSシステムトポロジ

ソリューションの利点:

PACS 画像データの読み取りおよび書き込み速度が遅い問題を解決: XEOS には大規模な小さなファイル管理機能があり、小さなファイルのマージ機能を実現し、ランダムな読み取りと書き込みによるパフォーマンスへの影響を解決し、大きなファイルについては HDD を直接バイパスできます。

データ セキュリティ保護を実現し、ビジネス継続性を確保: XEOS は、PACS ビジネス継続性を確保するためにアクティブ/アクティブ アーキテクチャの展開をサポートします。データストレージの単一障害点問題を早期に解決するために、同じ病院エリア内の 2 つのコンピューター室に分散オブジェクト ストレージ ノードが配備されています。クラスタ機能を拡張することで、2つのデータセンター間のアクティブ-アクティブ展開を実現します。マルチコピー技術により、データセキュリティとアプリケーション システムのリアルタイム パフォーマンスが保証されます。

PACS システムのオンデマンド拡張要件を満たす: XEOS は水平拡張を採用し、分散アーキテクチャはパフォーマンスと容量の線形拡張をサポートし、集中型ストレージでは容量のみを拡張でき、パフォーマンスを線形に拡張できないという問題を解決します。さらに、分散アプローチでは、将来的にパフォーマンスが不十分になった場合にサーバーの数を継続的に増やしてパフォーマンスを向上させることができます。

将来に対応: 現在の PACS ストレージ ニーズを満たすと同時に、将来的には病院内の他のオブジェクト ストレージ ビジネスのデータ ストレージ ニーズも満たすことができます。別途機器を購入する必要はありません。容量が不足する場合は、ノードを水平に拡張することでビジネスを拡大できます。

利益を得る

より高速なストレージ速度でテラバイトレベルの画像データを保護

全プロセステストを経て、済南小児病院での CT データのインポート速度は以前に比べて 5 ～ 10 倍向上しました。 XEOS オブジェクト ストレージ ソリューションを導入したことで、済南小児病院には次のようなさまざまな価値がもたらされました。

高度な分散アーキテクチャ: 大規模なインターネットで実証された分散アーキテクチャは、分散型の完全分散アーキテクチャを使用して、水平拡張を通じてシステム全体の容量とパフォーマンスを直線的に向上できます。病院の事業拡大のニーズに合わせて、システムを PB レベルまで簡単に拡張できます。

より高いデータ セキュリティ: ハードウェアの標準化により、データには複数のコピーがあり、アクセスが分散されます。データはそれを保存するハードウェアから分離されており、基盤となるハードウェアはデータ サービスに影響を与えることなく独立してアップグレードおよび拡張できます。

ハードウェアの分離とコスト削減: ハードウェアに依存しない設計、オンデマンドの選択、x86 汎用プラットフォームのサポート、サーバーおよびコンポーネントのブランドに依存しない、異機種サーバー、機器のライフサイクルの終わりに達した場合にのみハードウェアを排除することで、継続的なハードウェア革新によってもたらされる付加価値のメリットを最大化します。

将来の発展に対応するストレージ アーキテクチャ: ビジネス ニーズに基づいてストレージ容量とパフォーマンスを柔軟に拡張および縮小します。ストレージ システムは、上位層アプリケーションにブロック、ファイル、オブジェクトの 3 種類のデータ サービスを提供することにより、病院の将来の構造化データと非構造化データのストレージ ニーズを満たし、病院の情報部門の運用と保守の作業負荷を簡素化します。

オブジェクト ストレージは、アクティブ/アクティブ アーキテクチャで展開されます。オブジェクト ストレージは、ビジネスの継続性を確保し、複数のサイトをサポートするために拡張クラスター モードで展開され、将来的に 2 サイト 3 センター アーキテクチャを展開するための基盤が築かれます。

データは移行の必要がなく長期間保持されます。基盤となるハードウェアは、上位層のビジネスに知られることなく、計画的にアップグレードまたは削除できます。基盤となるデータは、手動による介入を必要とせずに、新しく追加されたハードウェアに内部的にバランス調整（フロー）されるため、データ管理の効率とストレージ利用の有効性が向上します。

XSKY は、ソフトウェア定義の分散ストレージの使用により、PACS システムが病院の臨床、教育、科学研究などに、よりタイムリーで正確かつ完全な医療画像情報を提供できるようになり、医療体験の満足度が向上すると考えています。このケースも、XSKY Xingchen Tianhe 医療業界の分散オブジェクト アクティブ/アクティブ ストレージ アプリケーションです。このシステムの構築モデルは、今後の医療機関の情報アプリケーションストレージ構築にとって参考価値と推進価値を持っています。