Na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat rozwój systemów IT oraz technik 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, co znacząco podniosło poziom opieki medycznej.
Rozwiązania bazujące na nowatorskich technikach oraz usługi telemedycyny wymagają do pracy infrastruktury, która umożliwia zintegrowanie systemów obrazowania z innymi urządzeniami cyfrowymi. Dzięki temu mogą funkcjonować w kompleksowym systemie do przechowywania obrazów diagnostycznych (zainstalowanym na specjalistycznych serwerach zlokalizowanych w placówce medycznej lub na platformie chmurowej) oraz udostępniania ich lekarzom dla celów diagnostyki i leczenia – w dowolnym czasie i miejscu.
Placówki opieki zdrowotnej budują sieci wspierające połączone systemy, co przekłada się na tworzenie tzw. cyfrowych szpitali. Obejmują one:
- system archiwizacji obrazu i komunikacji (Picture Archiving and Communication System, PACS) przechowujące wygenerowane obrazy oraz udostępniające je lekarzom w celu diagnozowania i leczenia;
- radiologiczny system informacyjny (Radiological Information System, RIS) i szpitalny system informacyjny (Hospital Information System, 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 klisze rentgenowskie na obrazy cyfrowe;
- radiografię cyfrową, która dostarcza radiologiczny obraz cyfrowy;
- drukarki laserowe i inne urządzenia peryferyjne, umożliwiające w razie potrzeby drukowanie klisz.
Najważniejsze wyzwania, przed którymi stoją cyfrowe szpitale, to cyfrowa transformacja i rosnąca złożoność sieci. Wysoki stopień skomplikowania i integracji systemów szpitalnych powoduje, że działy IT placówek medycznych zmagają się z wieloma istotnymi problemami, które generują dodatkowe wymagania wobec – i tak już przeciążonej – infrastruktury informatycznej:
1) Zapewnienie zgodności sieci i wszystkich jej komponentów z licznymi standardami regulacyjnymi. Wśród nich powinny znaleźć się normy i standardy: dotyczące obrazowania cyfrowego i wymiany obrazów w medycynie (DICOM), elektronicznej wymiany informacji w środowiskach medycznych (HL7), Międzynarodowej Organizacja Normalizacyjnej (ISO), Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC), Organu Europejskich Regulatorów Łączności Elektronicznej (BEREC). Należy też wziąć pod uwagę obowiązujące przepisy krajowe.
2) Konieczność obsługi nieprzerwanie napływających danych medycznych przy jednoczesnym wzroście liczby nowatorskich rozwiązań. Szpitale przechowują miliony coraz bardziej dokładnych, cyfrowych obrazów EKG i tomografii komputerowej. Prawie 90% danych generowanych w placówkach ochrony zdrowia pochodzi z obrazowania medycznego. Taka ilość przekracza ludzkie możliwości przetworzenia ich w użyteczną informację, a ponad 97% z nich nie jest poddawana dalszej analizie ani nie jest wykorzystywana . Dlatego podmioty medyczne zaczynają wdrażać sztuczną inteligencję, która pomaga w identyfikacji zagrożeń i śledzeniu złożonych relacji oraz wzorców na obrazach. Prowadzona w ten sposób analiza wymaga wprowadzenia dużych ilości danych wejściowych, a to owocuje miliardami parametrów, które należy następnie zoptymalizować w fazie uczenia. Wymaga również zwiększenia mocy obliczeniowej serwerów niezbędnej w takim procesie. Te zaś do pracy potrzebują stabilnego i niezawodnego źródła zasilania elektrycznego.
3) Zapewnienie dostępności obrazów diagnostycznych w każdym czasie i miejscu. Lekarze w trakcie leczenia muszą mieć zagwarantowany dostęp do najbardziej aktualnych zdjęć pacjenta przechowywanych w systemie PACS. W tej kwestii nie jest dopuszczalna żadna, nawet krótkotrwała przerwa. Co więcej, wymaga się jeszcze szybszej, sprawniejszej i niezawodnej dystrybucji danych. W tym scenariuszu krytyczną rolę odgrywa IT, a – co za tym idzie – jeszcze ważniejsza jest kwestia 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
Infrastrukturę IT dla systemu PACS stanowią rozwiązania pamięci masowej i serwery montowane w szafach zlokalizowanych w serwerowniach lub centrach danych. Jak wskazują eksperci firmy Vertiv, wymagają one 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.
– Rozwiązania wykorzystywane przez placówki ochrony zdrowia wymagają wyższego poziomu nadmiarowości i dostępności niż inny sprzęt. Współczynnik ten powinien wynosić 99,999%, co odpowiada nieplanowanemu przestojowi o długości 5 minut rocznie lub krótszemu – podkreśla Gerard Dermont, Head of Territory Sales Management w Vertiv Polska. – Aby zapewnić wysoką dostępność i niezawodność sprzętu do obrazowania medycznego i diagnostyki, w tym PACS, RIS, HIS i ich sieci, należy zwrócić szczególną uwagę na fizyczną infrastrukturę – dodaje.
Największymi wyzwaniami są dla niej ciągłość zasilania, chłodzenie, przestrzeń fizyczna, zarządzanie i usługi. Ochrona w postaci zasilania gwarantowanego (UPS) zapobiega awariom oprogramowania urządzeń i znacznie zwiększa ich dostępność. Chłodzenie jest szczególnym problemem dla większych systemów diagnostyki obrazowej montowanych na podłodze, pamięci masowych o wysokiej gęstości i serwerów dla PACS, a także szaf RIS / HIS i szpitalnych szaf sterowniczych. W niektórych przypadkach wystarczający może być system HVAC budynku, wraz z odpowiednim podłączeniem do kanału, wentylacją i przepływem powietrza. Jednak w wielu sytuacjach wymagane jest dodatkowe chłodzenie w postaci klimatyzacji precyzyjnej.
Innowacyjne technologie, takie jak PACS pomagają znacznie podnieść jakość i szybkość diagnostyki. W połączeniu z nowoczesnymi systemami informatycznymi, takimi jak HIS i RIS, dostarczają danych, które ratują życie, eliminują ryzyko popełnienia błędu ludzkiego i ograniczają koszty. Placówki medyczne stawiające na wydajne działanie tych systemów muszą przeorganizować swoją infrastrukturę IT i wdrażać odpowiednie rozwiązania gwarantujące stuprocentową dostępność.