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Healthcare-IT: Zunehmende Datenmengen und schrumpfende Budgets

Große Datenmengen und größtenteils heterogene IT-Systeme in Krankenhäusern und anderen Einrichtungen des Gesundheitswesens stellen IT-Verantwortliche vor enorme Herausforderungen. Diese sind nur mit beträchtlichen Anstrengungen zu bewältigen. Dass hierfür nicht immer die Anschaffung neuer Hardware erforderlich ist, zeigt dieses Whitepaper, dessen Schwerpunkt auf dem Konsolidieren vorhandener Speichersysteme mithilfe praxistauglicher Software-Lösungen liegt.

Herausforderungen und Lösungen der Healthcare-IT

Die Digitalisierung schreitet auch im Gesundheitswesen voran. Sie ermöglicht neue Behandlungsansätze, unterstützt Ärzte, aber auch Patienten mit neuen digitalen Produkten, medizinischen Verfahren oder Dienstleistungen bei der (Selbst-)Diagnose und verbessert so die Patientenversorgung. In Krankenhäusern und Kliniken sind IT-Systeme längst ein unverzichtbarer Bestandteil der Arbeitsorganisation geworden. Sie helfen bei der medizinischen Diagnostik sowie Dokumentation und unterstützen Mediziner künftig bei der Vorsorge, Therapie und der individuellen Nachsorge ihrer Patienten. Gleichzeitig erhöht der Gesetzgeber auf europäischer und nationaler Ebene die Kennzeichnungs- und Dokumentationspflicht bei Diagnosen, Geräten und Therapien. Dabei bleibt die Kostenkontrolle im Gesundheitswesen weiterhin auf der Tagesordnung – nicht zuletzt, weil die digitale Datenhaltung vermehrt Kosten erzeugt. Der Anteil der Datensicherung am jährlichen Budget eines Krankenhauses liegt mittlerweile bei über 20 Prozent.

Das Szenario: 800.000 Patientenakten und 25.000 Petabyte an Daten

Besonders die Digitalisierung der Patientendaten sorgt für eine enorme Datenflut, die bewältigt werden muss mit entsprechenden Aufgaben an das Management, die Performance und die Sicherheit der Daten und Speichersysteme. Ein Krankenhaus verwaltet im Durchschnitt 800.000 Patientenakten, eine 3D-Computertomografie allein beansprucht im Durchschnitt 1 Gigabyte Speicher. Einen Großteil der Gesundheitsdaten machen die elektronische Gesundheitsakte und gescannte Dokumente aus.

Aktuelle IT-Anforderungen im Gesundheitswesen

WHITEPAPER

INHALT

Healthcare-IT:

• Zunehmende Datenmengen und schrumpfende Budgets

Herausforderungen und Lösungen der Healthcare-IT Permanente Datenverfügbarkeit:

• Redundanz• sekundengenaue

Datenwiederherstellung• Datenverfügbarkeit,

höchste Integrität

Exkurs: Darum kommt es auf das richtige Informationssystem an Fazit: Auf die richtige Mixtur kommt es an Stimmen unsere Kunden

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Daher wachsen die Gesundheitsdaten jährlich um 75 Prozent. Erwartet wird, dass bis zum Jahr 2020, also in weniger als fünf Jahren, die Gesamtmenge der in Krankenhäusern und anderen Einrichtungen des Gesundheitswesen gespeicherten Daten auf 25.000 Petabyte ansteigen wird. Notwendige Folge: Mit den anfallenden Daten muss deutlich intelligenter als bisher umgegangen werden.

Gesetzliche Bestimmungen und skalierbare Systeme bedingen einander

Skalierbare und hochgradig leistungs-fähige Lösungen zur Unterstützung der medizinischen Betreuung im Gesundheitswesen müssen daher einer Reihe kritischer Anforderungen genügen. Zum einen sind die gesetzlichen Bestimmungen zur Gesundheits-datenverwahrung zu berücksichtigen. Zum anderen müssen Speichersysteme entsprechend skalierbar sein. Aber auch die kontinuierliche Verfügbarkeit der Daten ist ein wesentlicher Faktor. Aus diesem Grund sollte ein ununterbrochener Betrieb der IT-Systeme genauso gewährleistet werden wie der jederzeitige Zugriff auf die Patientenakte.

Dabei steht vor allem eines im Vordergrund: das Wohl und Wehe des Patienten. Denn ein Ausfall zentraler Systeme oder der mangelnde Zugriff auf lebenswichtige Informationen ist keine Option. Den Analysten von Gartner zufolge zahlen die Patienten den Preis für die mangelnde Leistung der IT eines Krankenhauses in zweifacher Hinsicht: erstens müssen sie auf die benötigte Behandlung zu lange warten und zweitens verlaufen viele Behandlungen aufgrund vermeidbarer Fehler nicht immer zugunsten des Patienten.

Aus dieser Motivation heraus hat beispielsweise das Klinikum Schloss Winnenden, das psychisch kranke Erwachsene behandelt, eine neue Speicherlösung eingeführt, da die vorhandenen Backup-Lösung zu langsam war und sich die Datenwiederherstellung zudem sehr kompliziert gestaltete.

Die moderne Healthcare-IT erfordert unterbrechungsfreie, skalierbare und leistungsfähige Speicherlösungen

Eine Speicher-Lösung für das Gesundheitswesen, die die beschriebenen Anforderungen erfüllen soll, muss daher einen unterbrechungsfreien Datenzugriff, eine hochgradig skalierbare Architektur sowie eine starke Anwendungsperformance bieten. SANsymphony-V von DataCore Software orientiert sich an diesen Vorgaben.

Die Lösung bietet eine transparente Virtualisierungsebene über verschiedene Speichersysteme hinweg. Diese Architektur zielt darauf, Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Leistung aller Speicherressourcen bestmöglich zu nutzen.

Permanente Datenverfügbarkeit: Redundanz, sekundengenaue Datenwiederherstellung, Datenverfügbarkeit, höchste Integrität

Für eine optimale Datenverfügbarkeit muss in erster Linie der Datenzugriff jederzeit möglich sein. Notfälle, die durch Hardwarefehler, Standortausfälle oder auch Benutzerfehler hervorgerufen werden, dürfen hierbei kein Hindernis sein. Dafür sorgt eine flexible und durchdachte Architektur, die verschiedene Techniken kombiniert.

If the average MP3 encoding for mobile is around 1MB per minute, and the average song lasts

about

four

min

utes

,

AN AVERAGE 3D CT SCAN CAN USE

1GB OF STORAGE

ONE INDIVIDUAL’S ONLINE MEDICAL RECORD COULD EQUATE TO

12 BILLION NOVELS

ACCORDING TO FROST & SULLIVAN

DATA STORAGE CONSTITUTES MORE THAN

20%OF HEALTHCARE IT BUDGET

THE AVERAGE HOSPITAL GENERATES 800,000 PATIENT RECORDS

IN 2015 IT WILL GENERATE OVER 600 TB+ OF DATA

LEARN MORE AT:datacore.com/healthcare

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Synchrones Spiegeln: höchstmögliche Datenredundanz

Anwendungen wie SANsymphony spiegeln jeden Datenblock synchron auf einen zweiten voll aktiven SANsymphony-V-Knoten. Dieser bewahrt redundante Kopien auf.

Continuous Data Protection: sekundengenaue Datenwiederherstellung

Jedes CDP-fähige Speichervolume lässt sich sekundengenau wiederherstellen dank eines Rollback-Features.

Multipath-Kommunikationskanäle: konfigurierbare Datenverfügbarkeit

Die Software-basierte Speicher-virtualisierung von SANsymphony-V kann die ständige Datenverfügbarkeit über Multipath-Kommunikations-kanäle gewährleisten, wenn ein Kommunikationskanal ausfällt.

Asynchrone Replikation: höchste Datenintegrität

Hier werden die Daten auf Blockebene an einen entfernten Standort kopiert und sind dort unmittelbar verfügbar. Damit wird die höchste Datenintegrität gewährleistet.

Thin Provisioning: effizientes Speichern per dynamischer Speicherplatzzuweisung

Dabei wird benötigter Speicherplatz nur bei Schreibvorgängen dynamisch zugewiesen. Damit kann die vorhandene Kapazität um ein Vielfaches besser genutzt werden.

Scale-Out / Scale-Up: neue Speicherkapazitäten per Knopfdruck

Auch das beliebige Skalieren der Speicherstruktur anhand des veränderten Speicherbedarfs ist ohne Unter-brechungen in der Produktionsumgebung möglich. Dabei sollte das horizontale Skalieren (Scale-Out) dem vertikalen (Scale-Up) vorgezogen werden.

Virtualisierung: optimale Nutzung der vorhandenen Hardware

Einer der größten Vorteile des virtuellen Systems mit Server-, Desktop- und Storage-Virtualisierung ist die durchgängige Hochverfügbarkeit aller Systeme. Innerhalb von Minuten können IT-Mitarbeiter virtuelle Maschinen einrichten und mit hochverfügbarem, virtuellen Speicher ausstatten, der im laufenden Betrieb erweitert werden kann.

Highspeed-Caching: DRAM statt SSD sorgt für noch schnellere Daten

Daher bedienen sich Hardware-unabhängige Software-Lösungen wie SANsymphony-V von DataCore dieser sehr schnellen Speicherkomponenten, um damit in Verbindung mit speziellen Caching-Algorithmen verbesserte Lese- und Schreibzugriffe zu erlangen.

Auto-Tiering: intelligentes Speichern von „kalten“ und „warmen“ Daten

Hierzu gehört das sogenannte Auto-Tiering, das anhand bestimmter Datenzugriffe automatisch ent-scheidet, welche Daten besonders anwendungskritisch sind („hot data“) und welche nicht („cold data“). Die „heißen“ Daten werden auf die schnelleren Speicherkomponenten wie SSD verschoben.

Besseres Ausnutzen vorhandener Hardware: Software-defined Storage

Neue Speicher-Hardware ist vor allem mit enormen Anschaffungskosten verbunden. Wie viel einfacher wäre es, die vorhandene Hardware bestmöglich auszunutzen, und das rein software-basiert. Die zugrunde liegende Technik nennt sich Software-defined Storage (SDS) und bezeichnet das Zusammenfassen der vorhandenen, meist heterogenen Speicherhardware zu einem großen Storage-Pool, der sich anschließend wie eine homogene Storage

Umgebung verhält. Die Vorteile solch einer software-basierten Speicherlösung sind äußerst vielfältig. Ein wichtiger Faktor sind die geringeren Investitionen: die Software muss nur einmal angeschafft werden, wohingegen die Hardware unverändert bleibt. Damit stehen reduzierte Hardware- und Schulungskosten im Einklang. Interessant ist in diesem Zusammenhang für IT-Verantwortliche auch die Investitionssicherheit, die aufgrund des längeren Lebenszyklus’ von Software höher ist als die von Speicherhardware.

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SDS: kostengünstige Hochverfügbarkeitslösung

Darüber hinaus stellt Software-defined Storage kostengünstige Lösungen für eine permanente Hochverfügbarkeit dar. Denn mit SDS lässt sich eine redundante und hochverfügbare Speicherumgebung realisieren, die sich kostentechnisch im kleinen fünfstelligen Budgetumfang bewegt. Im Vergleich dazu bedeutet eine vergleichbare Hardware-Lösung eine Anschaffung im sechsstelligen Bereich. Nichtsdestotrotz bietet solch eine software-basierte Hochverfügbarkeitslösung zuverlässige Mechanismen für Notfallszenarien wie Disaster Recovery, Snapshots, Continuous Data Protection und asynchrone Replikationen.Neben diesen betriebswirtschaftlichen Aspekten kommen technische Argumente für Software-basierte Speicherumgebungen in Betracht. Dazu zählt beispielsweise das zentrale, einheitliche Speicher-management, da die verwendete Software sämtliche Funktionen auf einer gemeinsamen Bedieneroberfläche bietet, und zwar einheitlich über die gesamte Storage-Umgebung hinweg. Das betrifft sowohl das schnelle Bereitstellen neuer Speicherkapazitäten als auch spezielle Funktionen wie das Highspeed-Caching, Auto-Tiering, Thin Provisioning, usw.

Exkurs: Darum kommt es auf das richtige Informationssystem an

Der enorme Zuwachs an zu verarbeitenden Daten macht also auch vor Krankenhäusern und anderen Einrichtungen des Gesundheitswesens nicht Halt. Für die Verwaltung derselben sind daher leistungsfähige Systeme erforderlich, die auf intelligente Art und Weise mit den riesigen Datenmengen umzugehen verstehen. Zu diesem Zweck kommen Krankenhausinformationssysteme (KIS) zum Einsatz, die zahlreiche Aufgaben übernehmen. Dazu gehören unter anderem die Planung, Steuerung und Abrechnung medizinischer Leistungen.

Dem KIS verwandt ist das Radiologie-Informationssystem (RIS), das allerdings vorwiegend innerhalb der Radiologie Verwendung findet. Zudem steuert das KIS das digitale Bilddatenarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS), das sämtliche anfallenden Bilder und Befunde eines Krankenhauses oder einer anderen Einrichtung des Gesundheitswesens verwaltet. Dazu zählt auch die gesetzeskonforme Archivierung sämtlicher Bilddaten.

Ein RIS ist nicht immer die beste Wahl

Bei der Auswahl des passenden Systems sind diverse Aspekte zu berücksichtigen. Hierbei stellt sich vor allem die Frage, inwieweit die vorhandenen Systeme aufeinander abgestimmt sind und wie es um den Integrationsgrad derselben bestellt ist. So ist beispielsweise in kleineren und mittelständischen Klinken ein RIS nicht unbedingt erforderlich, da zahlreiche KIS-Anbieter die entsprechenden RIS-Module in ihr System integrieren. Das reduziert separate Hardware und Datenbanken einerseits und senkt die Anschaffungskosten für ein dediziertes RIS andererseits. Diese Systeme schlagen mit mindestens 150.000 Euro zu Buche, was in Zeiten schrumpfender Budgets ein maßgebliches Argument darstellt.

Auf die erforderlichen Schnittstellen achten

Allerdings gilt es bei der Frage „RIS: ja oder nein?“ neben den betriebswirtschaftlichen Betrachtungen auch technische Aspekte zu berücksichtigen. So haben sich zwei Schnittstellen etabliert, die sich DICOM und HL7 nennen. DICOM stellt die Kommunikation zwischen dem Software-System und den medizinischen Geräten her, wie das beispielsweise bei der Computertomographie (CT) und der Magnetresonanztomographie (MRT) der Fall ist. HL7 hingegen ist für die Datenübertragung zwischen RIS und KIS zuständig. Daher ist unbedingt darauf zu achten, dass das geplante KIS beide Standards beherrscht. Andernfalls ist der Verzicht auf ein RIS keine Option, da die störungsfreie Kommunikation zwischen dem KIS und dem PACS nicht gewährleistet ist.

Fazit: Auf die richtige Mixtur kommt es an

Mit der richtigen Mischung aus Hard- und Software lässt sich die moderne Healthcare-IT auch ohne sechsstellige Anschaffungen bestmöglich konsolidieren. Moderne Techniken wie Software-defined Storage und die passende Software-Lösung helfen Krankenhäusern und anderen Einrichtungen des Gesundheitswesen, dem enormen Zuwachs an Daten gezielt begegnen zu können.

Weitere Informationen finden Sie im Internet unter www.datacore.de oder wenden Sie sich per E-Mail an: infoGermany@datacore.com© 2015 DataCore Software Corporation. Alle Rechte vorbehalten. DataCore, das DataCore Logo und SANsymphony sind Marken oder eingetragene Marken von DataCore Software Corporation. Alle anderen hierin erwähnten Produkte, Dienstleistungen oder Firmennamen sind ggf. Warenzeichen ihrer jeweiligen Eigentümer.

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„ Die Virtualisierung mit DataCore und Citrix reduziert Hard- und Software-Kosten, vereinfacht die Administration und gibt uns die Flexibilität, um auf Anforderungen schnell und effizient reagieren zu können. […] DataCore gewährleistet dabei den unterbrechungsfreien Betrieb und ist deshalb aus unserem Klinik-Betrieb nicht mehr wegzudenken.”

- Thomas Enderlein, EDV-Leiter, Muldentalkliniken GmbH (2009)

„ DataCore bringt uns die notwendige Flexibilität und macht uns frei von Performance- und Kapazitätseinschränkungen. Zudem können wir durch die Virtualisierung der Server und des Speichers enorme Synergieeffekte nutzen.“

- Bernd Burkhart, IT-Leiter, Kliniken an der Paar (2015)

„ SANsymphony unterstützt heterogene Anwendungs- und SAN-Umgebungen, ermöglicht die Einbindung vorhandener Plattensubsysteme und bietet bei Speichererweiterungen nachhaltige Kostenvorteile, da wir jetzt hardware-unabhängig sind.”

- Kosmas Schütz, Direktor des Dienstleistungszentrums Informationssysteme, Krankenhaus München-Schwabing (2005)

„ Die Lösung mit DataCore-Software, Standard-Komponenten und Fusion-IO-Karten liegt preislich deutlich unter den Kosten eines Enterprise Storage und bietet dennoch mindestens die gleiche Funktionalität und Performance.“

- Klaus Stärk, Leiter des Bereichs Systeme im Servicezentrum Medizin-Informatik, Universitätsklinikum Würzburg (2012)

Stimmen unserer Kunden

„ Mit der Kombination aus Storage- und Servervirtualisierung haben wir den Grundstein für eine zukunftssichere IT-Umgebung gelegt. Mehr Flexibilität, mehr Funktionalität und Leistung mit weniger Hardware. DataCore ist dabei ein flexibles, hochfunktionales und ausfallsicheres Storage-System, das unsere Erwartungen voll und ganz erfüllt…”

- Dr. Dietmar Bräuer, Leiter Informationstechnologie, Klinikum St. Marien Amberg (2010)

„ Mit SANsymphony-V konnten wir Kosteneinsparungen von rund 300.000 Euro erzielen, haben die Performance erhöht und die verlangte 99,9%-ige Ausfallsicherheit erzielt.“

- Peter Schmitz, IT-Verant- wortlicher Netzwerk/Server Lungenklinik Hemer (2011)