Saarland-Heilstätten

Ausführliche Referenz

Im Ernstfall können Sekunden entscheidend sein. Erst recht, wenn es um das Leben von Menschen geht. Ärzte sind auf die schnelle Verfügbarkeit der Patienten-Informationen angewiesen, um ohne Zeitverzug mit den geeigneten Behandlungsmaßnahmen beginnen zu können. Einen besonderen Stellenwert bei der Diagnose nehmen die zum Beispiel von Röntgengeräten und Computertomografen generierten Bilddaten ein, zu deren optimaler Auswertung bestenfalls auch die bereits in der Vergangenheit angefertigten Aufnahmen bereitgestellt werden. Das setzt eine besonders schnelle und unter allen Umständen ausfallsichere Technik voraus. Entsprechend hohe Forderungen stellten die Verantwortlichen der Saarland-Heilstätten GmbH bei der Auswahl an ein neues Bildarchivierungs- und -kommunikationssystem. Die im Saarland und Rheinland-Pflaz ansässige SHG-Gruppe gehört mit ihren Krankenhäusern, Reha-Kliniken, Pflegediensten und anderen Einrichtungen zu den führenden medizinischen Versorgern in dieser Region.

Höchste Anforderungen an Soft- und Hardware Die Anforderungen an ein leistungsfähiges Bildarchivierungs- und -kommunikationssystems, kurz PACS genannt, lagen in einer Mischung medizinischer und technischer Kriterien. Das PACS sollte es ermöglichen, die Bilddaten einschließlich aller Patienteninformationen mit einheitlichen Bedienoberflächen über WebViewer und an Befundungsstationen betrachten zu können. Außerdem sollte die Diagnosequalität durch computergestützte Verfahren, wie etwa 3D-Animationen erhöht werden. Dabei sollte das System auch die Arbeitsabläufe zwischen den Abteilungen verbessern. Weitere Entscheidungskriterien waren eine schnelle Verfügbarkeit der Bilddaten und eine effiziente Verwaltung der außergewöhnlich großen Datenmengen auf verschiedenen Speichermedien. Technologische Weiterentwicklungen sollten in der Zukunft einfach integrierbar sein und vorhandene Daten ohne Ausfallzeiten migriert werden können. Von gesetzlicher Seite besteht zudem die Forderung nach höchster Sicherheit in einer Aufbewahrungspflicht der Bilddaten in unveränderbarer Form über einen Zeitraum von 30 Jahren.

„Im Rahmen der Anbieterauswahl haben wir uns etliche Anwendungen in der Praxis angesehen, um in dem komplexen Umfeld die beste Wahl zu treffen. Als die für uns am besten geeignete Lösung erwies sich das PACS von AGFA HealthCare mit dem hierarchischen Speichersystem SAM von Sun Microsystems“, sagt Marc Lux, Leiter IT der Saarland-Heilstätten. Die SHG-Kliniken setzen bereits das Krankenhausinformationssystem ORBIS von AGFA HealthCare ein, deren zentral geführte Oracle Datenbanken auf einem Cluster von Sun Fire V490 Servern mit Sun Solaris in einem SAN betrieben werden. Das Krankenhausinformationssystem sowie das digitale Aktenarchiv der SHG-Gruppe nutzen das SAM ebenfalls als Grundlage für ihre Datensicherung. Lux bestätigt: „Die neue Lösung integriert sich hervorragend in das bestehende Umfeld und vereinfacht den Wechsel unserer Datenbestände auf andere Speichermedien.“ Insbesondere erleichert SAM die Verwaltung umfangreicher Datenmengen, denn es nimmt Speicherprozeduren anhand eines Regelwerks automatisiert vor. Das Reglement enthält die für jede Datei administrativ festgelegten Verweilzeiten sowie die zu verwendenden Speichermedien. Die Parameter ergeben sich aus den medizinischen Notwendigkeiten. „Ein großer Vorteil von SAM ist für uns die flexible Anpassung an unsere Arbeitsabläufe. Und es ist einfach zu handhaben: Anpassungen der Speicherregeln sind ebenso schnell vorgenommen wie Änderungen in der Speicherarchitektur“, beschreibt Lux einen wichtigen Nutzenaspekt.

An jedem Standort werden die erzeugten Bilddaten zunächst auf einem lokalen Cache vom Typ Sun Fire Server X4200 abgelegt, wo sie unmittelbar zur Nutzung bereit stehen. Kopien der Daten sendet der Cache-Server zur Zwischenspeicherung an ein zwei Terabyte großes Plattensubsystem Sun StorageTek 6140 Array im zentralen Archiv. Dieses Plattensubsystem ist mit sehr schnellen Festplatten ausgestattet. Von diesem Zwischenspeicher verteilt SAM die Daten auf ein zehn Terabyte großes Plattensubsystem Sun StorageTek 6140. Parallel dazu überträgt das System die Daten auf zwei Bandstationen vom Typ Sun StorageTek SL500 mit einer Kapazität von je maximal 500 Bändern. Die Bandstationen verfügen in der Summe über sechs LTO3 Bandlaufwerke. Zur Erfüllung der gesetzlichen Auflagen sind die Bänder nur einmalig beschreibbar (WORM-Tapes). Um darüber hinaus ein Höchstmaß an Sicherheit zu erreichen, sind die Server und die im Speichernetzwerk betriebenen Plattensubsysteme in getrennten Räumlichkeiten redundant ausgelegt.

Neben den Bilddaten speichert die SHG auch die digitalen Patientenakten über SAM. Lux erklärt, warum: „Dadurch erreichen wir auch bei den Patientenakten einen Grad an Datensicherheit, der auf anderem Weg nur mit deutlichem Mehraufwand erzielbar wäre.“ Im Ergebnis stellt Lux resümierend fest: „Das System unter SAM läuft absolut stabil. Wir erfahren bis dato eine nahezu hundertprozentige Verfügbarkeit. Das überzeugende Preis-Leistungsverhältnis und die sehr gute Zusammenarbeit der beteiligten Partner haben uns nachhaltig begeistert. Wir planen deshalb bereits die Integration von Filmsequenzen aus Bereichen wie Sonographie und Endoskopie in das System“.

Das Krankenhaus führte SAM parallel zum Enterprise-PACS der Fa. Visus ein, um die damit verbundene digitale Bilderflut zu bewältigen. Mit PACS läutete es den Abschied von herkömmlichen Röntgenfilmen ein. Das System liefert per Web-Technologie klinikweit Bilder an die Arbeitsplätze der Ärzte und OP-Säle mit Funktionen zur Nachbearbeitung wie Zoom oder Vermessung. Die Bilder sind sofort nach Erstellung im PACS verfügbar, der Befund folgt noch am selben Tag, so dass der Behandlungsprozess spürbar beschleunigt wird. Auch können die Aufnahmen automatisch nach Fachbereichen vorselektiert werden und bilden zudem die Basis für den Ärztlichen Hintergrunddienst: Mediziner können bei Notfällen von Zuhause aus Röntgenbilder begutachten.

SAM sorgt nicht nur für die sichere, automatisierte Ablage und Archivierung der PACS-Daten, sondern unterstützt eine steigende Zahl weiterer Klinikanwendungen. Hierarchisch gespeichert werden beispielsweise auch digitalisierte Krankenblätter, Ultraschall- und Endoskopie-Aufnahmen sowie EEG- und Schlaflabordaten. Das Konzept hat sich bewährt: „Mit SAM können wir unsere Kapazitäten optimal ausnutzen, ohne großen Aufwand auf neue Hardware migrieren und bei Ausfällen alle Daten automatisch wiederherstellen“, berichtet IT-Leiter Reiner Selent.

An der Lösung von Sun schätzt er zudem „ihre Zuverlässigkeit und den Verzicht auf proprietäre Dateiformate“. Die Entscheidung fiel nach Referenzbesuchen in Kliniken, die SAM bereits seit längerem erfolgreich einsetzen und die große Robustheit des Systems bestätigen konnten. Ausschlaggebend war auch die Möglichkeit, PACS und SAM nahtlos zu integrieren.

Um die Daten sauber abzugrenzen, hat das IT-Team bei der Implementierung für jede Anwendung einen eigenen Storage-Pool definiert, wobei die Speicherhierarchie insgesamt vier Ebenen umfasst. Ein Terabyte groß ist der Online-Cache des HSM, der auf dem schnellen Fibre-Channel-Standard basiert. Auf diesem Festplattensystem werden alle Anwendungsdaten gesammelt, von SAM mit den Policies der Klinik vollständig kopiert und im Anschluss für die Löschung freigegeben. Die erste Kopie erzeugt das HSM-System auf dem Inline-Cache, einem preisgünstigeren S-ATA-Festplattensystem im Storage Area Network (SAN) mit derzeit 4,5 Terabyte Kapazität. Alle Daten werden zusätzlich in einer Bandbibliothek abgelegt, dem Nearline-Speicher. Er befindet sich in einem anderen Brandabschnitt und bietet damit eine kostengünstige Alternative zu gespiegelten Festplattensystemen. Revisionssichere Langzeitarchivierung realisiert das Krankenhaus durch einmalig beschreibbare Medien, die anschließend in einem Tresor aufbewahrt werden. Damit trägt sie dem Gesetzgeber Rechnung, der beispielsweise für digitale Krankenblätter 30 Jahre, für Radiologie- und Ultraschallaufnahmen immerhin zehn Jahre vorsieht.

Jedes Bild, das die Radiologen in den letzten drei Jahren aufgenommen haben, muss in maximal einer halben Sekunde von den S-ATA-Platten des Inline-Cache gelesen und webbasiert dargestellt werden können. Weil PACS wesentlich weniger Kosten und Personalaufwand verursacht als die zuvor eingesetzte analoge Filmtechnologie, ist außerdem die Zahl radiologischer Untersuchungen rasant angewachsen. Das Klinikum Altenburger Land optimiert damit den Patientenservice. Hinzu kommen neue, speicherintensive Methoden wie mehrschichtige CT-Aufnahmen. Ursprünglich war das System auf 20 Millionen Dateien ausgelegt und wurde zwischenzeitlich auf 60 Millionen erweitert. Alleine im Radiologie-Bereich kommen täglich 30.000 neue hinzu. „Den Sun Server des HSM hat das Krankenhaus vor einem halben Jahr erneuert und so einen Cold Standby Server gewonnen. Dieser führt den IT-Betrieb weiter, wenn der Hauptrechner nicht zur Verfügung steht. Mit den automatisierten SAM-Routinen hat das IT-Team bereits eine erfolgreiche Medienmigration durchgeführt. Aktuell wird das S-ATA-System gegen eines mit zwölf Terabyte Speicher ausgetauscht“, berichtet Selent. Im hierarchischen Storage-Management weiß die Software bei der technischen Migration, welche Daten auf das neue Medium kopiert werden müssen – ohne das Risiko eines Verlustes und ohne Beeinträchtigung des laufenden IT-Betriebs. Anders bei Lösungen ohne HSM: Manuelles Überspielen nimmt hier häufig mehrere Wochen in Anspruch und birgt gleichzeitig zahlreiche Fehlerquellen. Mit SAM kann das Krankenhaus dagegen die Speicherkapazität ohne Umwege in jedem Medienpool und jedem System beliebig erhöhen. Außerdem unterstützt es die Virtualisierung der Storage-Hardware, die eine noch bessere Auslastung ermöglicht.

SAM verzichtet zudem im Gegensatz zu anderen Lösungen auf eine Middleware-Schicht und proprietäre Formate oder Protokolle. Die Daten werden als standardisierte Unix-Dateien abgelegt und lassen sich mit gängigen Systemwerkzeugen lesen und bearbeiten. Außerdem kann die IT-Abteilung dank einfacher Bedienung ohne externe Hilfe die SAM-Regeln optimieren und neue Anwendungen anbinden. Die Einführung der Lösung nahm zwei Monate in Anspruch. „Bechtle und Sun kennen die Anforderungen im medizinischen Umfeld, so dass wir das Projekt schnell erfolgreich abschließen konnten“, sagt Selent. Und er blickt ruhig in eine Zukunft, in der Kliniken noch stärker als bisher von der IT abhängen werden: „Mit SAM haben wir eine tragfähige Basis für rasantes, schwer vorhersehbares Datenwachstum geschaffen.“ Viel Speicher benötigen beispielsweise Videosequenzen, Herzkatheter-Untersuchungen und geplante Videotürme für die Minimal-Invasive Chirurgie. Das Klinikum Altenburger Land wird nach Bedarf weitere Systeme mit archivierungspflichtigen, digitalen Daten an SAM anbinden.