Na przestrzeni ostatnich lat rozwój IT i technologii obrazowania medycznego umożliwił powstanie nowych urządzeń stosowanych w diagnostyce i radiologii zabiegowej. Informacje gromadzone przez ten sprzęt pomagają we wczesnym rozpoznawaniu i leczeniu wielu schorzeń, takich jak choroby serca i neurologiczne, a także w diagnostyce ortopedycznej i raka, podnosząc znacząco poziom opieki medycznej.
Nowe technologie i narodziny telemedycyny wymagają zbudowania architektury, która zintegruje systemy obrazowania z innymi urządzeniami i stworzy kompleksowy system archiwizacji obrazu i komunikacji (PACS), umożliwiający przechowywanie wykonanych obrazów na —dedykowanych serwerach lokalnych lub na platformie chmurowej— oraz udostępnianie ich lekarzom dla celów diagnostyki i leczenia w dowolnym czasie i miejscu. Obecnie organizacje opieki zdrowotnej budują niezawodne sieci wspierające połączone systemy tworząc tzw. cyfrowe szpitale, obejmujące:
- Systemy archiwizacji obrazu i komunikacji (PACS) przechowujące wygenerowane obrazy oraz udostępniające je lekarzom w celu diagnozowania i leczenia.
- Systemy informacji radiologicznych (RIS) i Szpitalne systemy informatyczne (HIS), które nie tylko monitorują i zarządzają przepływem prac oddziałów radiologicznych, ale także całych szpitali: —przyjęciami pacjentów, tworzeniem harmonogramów, rozliczaniem i generowaniem elektronicznej dokumentacji medycznej oraz sprawozdawczości zarządczej.
- Radiografię komputerową, która konwertuje analogowe błony rentgenowskie na obrazy cyfrowe.
- Radiografię cyfrową, która dostarcza obraz cyfrowy.
- Drukarki laserowe i inne urządzenia peryferyjne, umożliwiające w razie potrzeby drukowanie klisz.
Na poniższej ilustracji przedstawiono typową sieć sprzętu do obrazowania i diagnostyki medycznej, pracującą w sieci lokalnej LAN, sieciach bezprzewodowych lub sieciach WAN:
Najważniejsze wyzwania to cyfrowa transformacja i rosnąca złożoność sieci.
Wzrasta stopień skomplikowania i integracji systemów szpitalnych, dlatego działy IT służby zdrowia zmagają się z wieloma istotnymi problemami, które stawiają dodatkowe wymagania wobec, i tak już przeciążonej, infrastruktury informatycznej. Do wymagań tych należy:
- Zapewnienie zgodności sieci i wszystkich jej podzespołów z licznymi standardami regulacyjnymi. Dla przykładu wymieniamy kilka z nich: normy dotyczące obrazowania cyfrowego i wymiany obrazów w medycynie (DCIM), HL7, Międzynarodowej Organizacja Normalizacyjnej (ISO), Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC), Organu Europejskich Regulatorów Łączności Elektronicznej (BEREC). Należy też wziąć pod uwagę obowiązujące przepisy krajowe.
- Obsługa napływu dodatkowych danych przy jednoczesnej konieczności obsługi coraz większej liczby nowych technologii. Lekarze, zależnie od schorzenia pacjenta, stosują różne metody diagnostyki i leczenia. Na przykład w ortopedii stosuje się rentgenografię lub tomografię komputerową, a elektrokardiografię lub rezonans magnetyczny w leczeniu chorób kardiologicznych. Wykonany obraz można z łatwością przesłać do lekarza specjalisty i uzyskać wyczerpującą ocenę oraz diagnozę.
Dzisiaj szpitale przechowują miliony coraz bardziej dokładnych, cyfrowych obrazów EKG i tomografii komputerowej - generowana ilość danych wynosi 50 petabajtów rocznie. Prawie 90% danych generowanych w służbie zdrowia pochodzi z obrazowania medycznego. Taka ilość danych przekracza ludzkie możliwości przetworzenia ich w użyteczną informację, a ponad 97% z nich nie jest poddawana dalszej analizie, ani nie jest wykorzystywana. Dlatego placówki opieki medycznej zaczynają wdrażać sztuczną inteligencję, która pomaga w identyfikacji zagrożeń i śledzeniu złożonych relacji oraz wzorców na obrazach. Analiza za pomocą sztucznej inteligencji wymaga wprowadzenia dużych ilości danych, a to owocuje miliardami parametrów, które należy następnie zoptymalizować w fazie uczenia. Wymaga również zwiększenia mocy obliczeniowej niezbędnej w takim procesie. A to ze swej strony wymaga zapewnienia stabilnego i niezawodnego źródła zasilania elektrycznego. - Zapewnienie dostępności obrazów diagnostycznych w każdym czasie i miejscu. Lekarze w trakcie leczenia muszą mieć zapewnioną dostępność w każdym czasie do najbardziej aktualnych zdjęć pacjenta przechowywanych w systemie PACS. W tej kwestii nie jest dopuszczalna żadna, nawet krótkotrwała, przerwa w dostępie do usług. Co więcej wymaga się jeszcze szybszej, sprawniejszej i niezawodnej dystrybucji danych, gwarantującej opiekę medyczną na najwyższym możliwie poziomie. W tym scenariuszu krytyczną rolę odgrywa IT, a co za tym idzie, wzrasta istotność kwestii ciągłości zasilania. Architektura fizyczna obsługująca systemy HIS, RIS, PACS i inne sieci musi być niezawodna, skalowalna, wysoce dostępna i zarządzalna.
Budowa solidnej infrastruktury wspierającej cyfrowe systemy i sieci.
Rdzeniem sieci PACS są dyski magazynujące i serwery montowane w szafach serwerowych, komputerach lub centrach danych. Typowy system PACS wymaga jednofazowego zasilania prądem przemiennym o napięciu 120/208 lub 230 V i mocy 10 kVA. A ponieważ serwery pracują w obudowach typu rack, to wyzwaniem staje się odpowiednie odprowadzanie ciepła z szaf.
Zasilanie:
System PACS i współpracujące z nim systemy HIS i RIS powinny zostać zabezpieczone redundantnym zasilaczem UPS w konfiguracji N+1 z podtrzymaniem akumulatorowym oraz obejściem automatycznym i ręcznym. Platformy służby zdrowia wymagają wyższego poziomu nadmiarowości i dostępności niż inny sprzęt. Powinien on wynosić 99,999%, co odpowiada nieplanowanemu przestojowi o długości 5 minut rocznie lub krócej. Rozwiązania z zakresu zasilania, które obejmują również listwy zasilające oraz transformatory izolujące i generatory rezerwowe, zapewniają bezprzerwowe, czyste zasilanie krytycznych odbiorów i chronią sprzęt oraz oprogramowanie przed uszkodzeniami, a jednocześnie zapewniają nienadzorowane wyłączanie oraz restart, zapobiegając awarii systemów.
Dodatkowe elementy infrastruktury:
Niezawodna infrastruktura, oprócz systemu zasilania elektrycznego, składa się z:
- Systemów klimatyzacji precyzyjnej, które zapewniają odpowiednie warunki środowiskowe regulując i monitorując temperaturę oraz wilgotność. Nadmiarowość stosowaną do jednostek UPS można zastosować również do systemów klimatyzacyjnych w celu zapewnienia najwyższych poziomów dostępności.
- Szafy serwerowe, w których montowane są istotne urządzenia sieciowe, jak serwery, przełączniki i routery obsługujące krytyczne aplikacje szpitalne.
- Systemy bezpieczeństwa fizycznego i przeciwpożarowe
- Okablowanie połączonego sprzętu
- Systemy zarządzania do lokalnego i zdalnego monitorowania oraz zarządzania infrastrukturą, gwarantujące ciągłość działania
- Usługi techniczne polegające na instalacji, rozruchu i przekazaniu do eksploatacji oraz utrzymywaniu systemów
Dowiedz się więcej, jak zapewnić niezawodne funkcjonowanie „cyfrowego szpitala”
Innowacyjne technologie, takie jak PACS pomagają znacznie podnieść jakość i szybkość diagnostyki. W połączeniu z innymi platformami informacyjnymi, takimi jak HIS i RIS, dostarczają danych, które ratując życie, eliminują błąd ludzki i ograniczają koszty. Placówki służby zdrowia stawiające na wydajne działanie tych systemów, muszą przeorganizować swoje infrastruktury IT i wdrażać odpowiednie rozwiązania gwarantujące stuprocentową dostępność.
Pobierz nowy raport White Paper Vertiv „Niewodne cyfrowe szpitale” i poznaj nowe systemy w nowoczesnej służbie zdrowia. Raport zawiera również szczegółowe zalecenia techniczne sprzyjające podniesieniu ogólnej niezawodności i dostępności systemów przy jednoczesnej minimalizacji całkowitego kosztu posiadania.
[1] Badania i analizy autorstwa IDC.
