Daoentropy 分散ストレージが PACS ストレージとしてより適している理由は何ですか?

序文

Daoentropy 分散ストレージは、無人自動運用・保守とデータの自己修復を実現する業界初の分散ストレージです。デュアル RAID データ保護メカニズムを採用し、高いフォールトトレランスを備えた Fail-in-Place 機能を備えています。 PACS 医療画像ストレージには最適な選択肢です。

1. 医療用PACS画像保存の現状

病院に保存されるデータの 80%～85% は画像データです。医療用画像撮影機器の急増、画像撮影機器で一度に撮影されるフィルム枚数の増加、画像撮影機器の解像度の継続的な向上により、病院内の医療用PACSデータ量は毎年15％増加し、5年後には倍増すると予想されており、加速的な成長傾向を示しています。 PACS システムによって収集される超音波、X 線、CT、MRI などの画像データの量は急増しています。三次総合病院や胸部、呼吸器、整形外科などの三次専門病院で年間に撮影される新規フィルムの量は50TB～60TBです。さらに、電子医療記録の保存に関する国の関連規制により、医療機関は医療画像データを15年以上保存することが義務付けられています。ビジネス開発の観点から見ても、コンプライアンス要件の観点から見ても、医療画像データの保存にはストレージ システムに対する要求が高くなります。

現在、病院の医療 PACS データは、一般的に従来のアレイ ストレージ FC SAN または NAS を使用しており、オンライン、ニアライン、オフラインの 3 レベルのストレージ アーキテクチャを採用しています。この PACS ストレージ アーキテクチャは、通常、次の問題に直面します。

1. パフォーマンス/容量拡張の難しさ

PACS 画像の典型的な特徴は、ほとんどのファイルが小さいファイルであり、その中で MR ファイルの平均サイズは約 60 KB であることです。 CT ファイルの平均サイズは約 300 KB で、これも小さいファイルです。小さなファイルの保存は長い間、ストレージ システムにとっての課題でした。小さなファイルは読み取りと書き込みのパフォーマンスが低く、保存されるファイルの数が増えるにつれてパフォーマンスは低下し続けます。

現在、従来のアレイ ストレージ システムをオンライン ストレージに使用する場合、最速の PACS 画像アクセス速度は 1 秒あたり約 80 枚にすぎません。一般的な MR 検査では、1 回の検査につき平均 3,000 ～ 5,000 枚の小さな画像が生成され、画像の確認には数十秒以上かかります。大規模病院の営業時間のピーク時には、数百人の外来医師と臨床医が同時に画像を確認するため、ストレージ システムへの同時アクセスが増加し、待ち時間がさらに長くなります。

2. 複雑なシステムアーキテクチャと不便なデータアクセス

3 レベル ストレージ アーキテクチャでは、PACS 画像データは 3 つの異なるストレージ システムに保存されます。これにより、次のような問題が発生します。

患者がフォローアップ検査を受ける場合、医師は6か月または1年前の検査画像を確認する必要があります。これらの画像はニアライン ストレージに保存されており、確認する前にオンライン ストレージに移行する必要があります。この操作は面倒であり、医師がすぐに確認するのは困難です。

3 レベル アーキテクチャによって生じるデータの分離により、蓄積された大量の PACS データを AI 支援診断および治療、画像データ解析、画像インテリジェント診断などの科学研究活動に使用することが困難になり、データの価値を十分に実現することが困難になります。

異なるストレージ システム間でデータを統一的に管理することは難しく、データの移行は困難です。

3. 総所有コストが高い

従来の中高級ディスクアレイストレージデバイスの購入コストは高く、特にその後の拡張コストを制御することは困難です。さらに、階層化ストレージによってもたらされるデータ移行の作業負荷は膨大であり、3セットのストレージの運用・保守によって病院情報センターの運用・保守コストも増大します。

2. 医療PACSにおけるDaoentropy分散ストレージの利点

Daoentropy 分散ストレージは、Fail-in-Place の高いフォールト トレランス特性を備えたアレイ ベースの分散ストレージです。各ストレージ ノードは RAID アレイです。分散テクノロジーにより、複数の RAID アレイが統合ストレージ プラットフォームに統合されます。ディスクアレイの高性能と高安定性、分散ストレージの高スケーラビリティと容易な管理という特徴を備えています。

従来のアレイ ストレージと比較して、Daoentropy 分散ストレージは、大規模なオンライン拡張、数百億の小さなファイルの管理、高性能なデータ スループット、俊敏な運用および保守管理、TCO コストの最適化において明らかな技術的利点を備えています。医療用 PACS のストレージで発生するパフォーマンスのボトルネック、データ サイロ、運用と保守の難しさ、高コストを効果的に解決できるため、医療機関のストレージ アーキテクチャにとってより優れた選択肢となります。

データセキュリティ

Daoentropy 分散ストレージは、ノード内 RAID 保護とノード間レプリカの二重保護メカニズムを備えたデュアル RAID アーキテクチャを採用しています。従来のディスク アレイと 3 コピー分散ストレージはどちらもデータ保護のレイヤーが 1 つしかないため、データ セキュリティは同様の製品よりも 1 データ レベル高くなります。

ストレージ ハードウェア エラーには、ディスク上の不良セクタ、ファームウェアのバグ、時間内に発見できないデータ破損の原因となるサイレント エラー、データが書き込まれないが正常に返される原因となる不安定な電圧、データ損失の原因となる長期にわたる SSD オフライン、データがネットワーク カードを通過した後にビットが反転する原因となるネットワーク転送エラーなど、さまざまな種類があります。

Dao Entropy 分散ストレージは、データ ブロックごとに 256 ビットのチェック コードを生成し、それをデータ ブロックのメタデータとして個別に保存し、データの読み取り時に検証し、RAID 機能を使用してデータを自己修復します。デュアル RAID メカニズムとデータ自己修復機能を組み合わせることで、医療画像データが破損することなく少なくとも 15 年間保存されることが保証されます。

パフォーマンスの改善

Daoentropy 分散ストレージは、PACS アプリケーション シナリオ向けに最適化されています。PACS 画像ファイルのサイズは 32 KB 以上に集中しているため、Daoentropy はワークフローに合わせて最下層のストレージ レイヤーで 32 KB のブロック サイズを使用します。各小さなファイルの読み取りと書き込みには 1 ～ 2 回の読み取りおよび書き込み操作しか消費されないため、従来のストレージや同様の分散ストレージよりもパフォーマンスが大幅に向上します。

PACS 画像データには、典型的なデュアルモード ワークフロー特性があります。つまり、データは生成後一定期間はホット データであり、迅速な読み取りが必要ですが、ホット データがクールダウンすると、ほとんどアクセスされなくなり、長期間保存する必要があります。 Daoentropy 分散ストレージは、高速ソリッド ステート ドライブ (SSD) を使用してホット データを保存し、大容量の機械式ハード ドライブ (HDD) を使用してコールド データを保存し、インテリジェントなキャッシュ アルゴリズムによってホット データを自動的に識別して管理します。各ストレージ ノードは、SSD バッファ容量をオンラインで増やしてパフォーマンスを向上させることができます。

統合ストレージプラットフォーム

Daoentropy 分散ストレージは、ブロック ストレージ、オブジェクト ストレージ、POSIX ファイル システム、ビッグ データ分析ストレージを同時に提供し、さまざまなデータ ストレージの統合管理を実現します。 FC、iSCSI、NFS、Samba、FTP、SFTP、S3、HDFS、Openstack Cinder/Nova/Glance、VMware VAAIなど、複数のストレージプロトコルをサポートしています。PACS医療画像システムのサポートに加えて、病院情報システムHIS、検査情報システムLIS、電子カルテEMR、臨床情報システムCISなど、さまざまな病院業務システムもサポートできます。

オンデマンドの拡張と継続的な進化

Daoentropy 分散ストレージは分散メタデータ管理を使用しているため、容量の拡張が非常に簡単です。新しいハードディスクやサーバーを追加するだけで容量を拡張できます。デバイスに任意の数のハードディスクを追加することができ、ストレージノードの数に応じてパフォーマンスが直線的に向上します。データ移行はクラスター内で効率的に完了し、最小限の操作手順でビジネスへの影響を最小限に抑えます。

Daoentropy 分散ストレージを使用すると、元のオンライン、ニアライン、オフラインの 3 層アーキテクチャが 1 つのストレージ セットに簡素化されます。すべての PACS 画像にオンラインでアクセスでき、アクセス パフォーマンスに違いはありません。これにより、PACS データ サイロが排除され、画像ビッグ データ分析や AI 支援による診断や治療などの科学研究や新たなビジネス ニーズを効果的にサポートできます。

Daoentropy 分散ストレージは、継続的なハードウェア ライフサイクル管理をサポートし、ビジネスの継続性に影響を与えることなく、古いディスク、古いサーバー、その他のハードウェアをオンラインで置き換えることができます。新しく追加されるサーバーは、さまざまなブランドやタイプにすることができ、異機種拡張をサポートします。ストレージ ハードウェアのアップグレードは、新しいノードをオンラインにし、古いノードをオフラインにし、データを自動的に移行するだけで実行でき、手動でデータを移行する必要はありません。

操作とメンテナンスの簡素化、コスト削減

Daoentropy 分散ストレージは、自動アラーム、自動障害診断、非常に強力な自己修復機能を備え、無人の自動操作とメンテナンスを実現します。スムーズなオンライン容量拡張をサポートし、オンデマンドの容量拡張を可能にします。

PACS 画像データの量が急速に増加し、コンプライアンス要件に従って PACS 画像を長期間保存する必要があるため、PACS 画像データの保存コストの問題が徐々に浮上してきました。より高いパフォーマンス、スケーラビリティ、より経済的な TCO コストを備えた分散ストレージの採用は、ますます多くの医療連合や大規模医療機関にとっての検討事項になるでしょう。