Na atual conjuntura do setor de saúde, os computadores e as tecnologias da informação tornaram-se fatores essenciais para reduzir custos, melhorar a eficiência e oferecer melhores cuidados aos pacientes. No campo da radiologia, as inovações em imagem digital facilitaram o desenvolvimento dos PACS (Sistemas de Arquivamento e Comunicação de Imagens). Atualmente, os PACS tornaram-se uma tecnologia e infraestrutura críticas nas práticas modernas de radiologia médica, desempenhando um papel extremamente importante no diagnóstico clínico, na pesquisa médica e em outras áreas.
O que é PACS?
O PACS (Picture Archiving and Communication System) é um sistema dedicado utilizado na indústria de saúde para armazenar, gerenciar e transmitir imagens médicas (como CT, MRI, raios X, entre outros). Ele substitui o filme tradicional por imagens digitais, permitindo a recuperação rápida, o compartilhamento e o arquivamento de longo prazo das imagens, integrando-se ainda aos sistemas de informação hospitalar (HIS), sistemas de informação radiológica (RIS) e outros. O padrão central do PACS é o DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), que garante a compatibilidade entre imagens de diferentes dispositivos.
O sistema de informação de imagens médicas PACS é uma ferramenta diagnóstica objetiva muito importante no diagnóstico clínico hospitalar e nas consultas de casos difíceis, destacando-se por volumes de dados elevados e crescimento rápido. Nas instituições médicas, o volume dos dados das imagens PACS cresce anualmente dezenas ou mesmo centenas de terabytes. De acordo com as regulamentações do setor, esses dados devem ser mantidos por pelo menos 15 anos, mas a relevância das imagens médicas geralmente não vai além de 6 meses. Após 6 meses, a frequência de acesso aos dados é relativamente baixa. Assim, os centros de dados hospitalares devem garantir um acesso de alto desempenho e alta disponibilidade aos dados das imagens PACS, ao mesmo tempo em que atendem aos requisitos de retenção de dados, implementando armazenamento e gestão do ciclo de vida dos dados online, nearline e offline.
Requisitos de Armazenamento e Segurança do PACS
Com base na análise acima, a infraestrutura de TI do setor de saúde tem os seguintes requisitos de armazenamento de dados e segurança:
1. As imagens médicas primárias no sistema PACS são documentos de imagem, com acesso concorrente relativamente baixo, mas de tamanho grande. De acordo com pesquisas, hospitais de alta categoria adicionam cerca de 7,5 milhões de arquivos anualmente ao PACS. Após 15 anos, espera-se que o repositório de arquivos ultrapasse 100 milhões de arquivos. A enorme quantidade de arquivos resulta em tempos mais lentos de resposta na leitura/escrita do sistema de armazenamento, causando atrasos significativos ao recuperar dados do repositório, o que afeta gravemente as operações dos serviços médicos.
2. O PACS armazena um grande volume de dados, que cresce rapidamente. Após 6-12 meses, a maioria dos dados será arquivada e precisará ser armazenada com segurança e acessada convenientemente a qualquer momento. Os dados devem ser armazenados por meio de uma estratégia em camadas. Algumas regulamentações legais exigem que os dados de imagens ambulatoriais sejam armazenados por não menos de 15 anos e os dados de imagens hospitalizados por não menos de 30 anos. Os hospitais geralmente não distinguem entre dados ambulatoriais e hospitalizados e não consideram a exclusão após o período de retenção, resultando em uso significativo de espaço para armazenamento de longo prazo. O hardware de armazenamento tradicional possui compatibilidade fechada, com altos custos de expansão e manutenção. Os hospitais necessitam urgentemente de uma solução eficaz em termos de custo para armazenamento e gerenciamento geral dos dados, garantindo acesso rápido nas fases iniciais e armazenamento de baixo custo nas fases posteriores.
3. À medida que o volume de dados aumenta, os postos de trabalho de diagnóstico e navegação exigem velocidades mais rápidas de recuperação de imagens online, idealmente na ordem dos segundos.
4. Alguns dados de imagem são utilizados para pesquisa e ensino, e sua importância requer uma solução de proteção de dados de recuperação após desastres confiável e eficaz.
5. A migração de dados é difícil. Como os dados de imagem são armazenados por longos períodos, a taxa de falha do hardware aumenta após cinco anos de operação, e a migração de grandes quantidades de arquivos pequenos ao substituir o armazenamento leva meses, ocupando muita mão de obra e recursos.
Métodos Comuns de Armazenamento para Dados do PACS
Para os dados de imagens, suas três características principais apresentam desafios para o armazenamento e backup:
1. Dados Massivos: Sem otimização de algoritmos, o número de arquivos pode atingir centenas de milhões, dificultando a melhoria da eficiência de leitura.
2. Arquivos Fragmentados: Os dados de imagem do mesmo paciente normalmente são salvos em vários arquivos independentes. Durante o armazenamento, a integridade e a consistência dos arquivos devem ser garantidas.
3. Relações Hierárquicas Complexas: A estrutura de diretórios dos arquivos está interrelacionada com os índices no banco de dados RIS. Quando as relações hierárquicas originais são perturbadas, a recuperação de informações pelos usuários tende a apresentar erros.
Na fase inicial da informatização hospitalar, dispositivos de armazenamento locais ou de armazenamento compartilhado NAS eram frequentemente utilizados. Com o crescimento explosivo dos dados hospitalares, sistemas de armazenamento baseados em arquitetura de armazenamento em camadas gradualmente evoluíram para estruturas de armazenamento online, near-line e offline. No entanto, muitos hospitais ainda utilizam bibliotecas de discos ópticos ou bibliotecas de fitas magnéticas para armazenamento offline, o que reduz significativamente a conveniência e eficiência na recuperação de dados pelos profissionais médicos no futuro.
As arquiteturas tradicionais de armazenamento centralizadas que utilizam SAN+NAS para gerenciar arquivos não estruturados em larga escala e arquivamento possuem desvantagens significativas em termos de desempenho de consulta e escalabilidade. Por outro lado, o armazenamento em objetos, empregando novas tecnologias de armazenamento, apresenta vantagens claras em termos de confiabilidade, desempenho de acesso e conveniência na gestão do arquivamento de imagens PACS, tornando-se assim uma solução eficaz para o gerenciamento de arquivos em larga escala.
Como resultado, soluções de armazenamento de objetos baseadas em nuvens privadas ou em implantações de hardware local estão se tornando cada vez mais populares. Isso traz o desafio de como migrar rapidamente e de forma eficaz grandes volumes de dados para o armazenamento de objetos, tornando-se um grande desafio para a construção digital da indústria de saúde.
Agora, com o aprofundamento da informatização na saúde, cada vez mais instituições médicas estão migrando os dados de imagens para a nuvem, visando armazenamento centralizado, gestão e compartilhamento. Essa mudança não apenas melhora a eficiência dos serviços médicos, mas também facilita significativamente o cuidado com os pacientes.
Benefícios da nuvem para imagens médicas
A abordagem de colocar imagens médicas na nuvem realmente merece reconhecimento e incentivo, pois traz benefícios significativos aos pacientes, instituições médicas e a toda a indústria de saúde em múltiplos níveis:
1. Redução do Fardo para o Paciente: Por meio da criação de plataformas em nuvem, os pacientes podem evitar exames repetidos em diferentes hospitais, reduzindo despesas econômicas e o risco de danos corporais, além de economizar tempo e energia.
2. Viabilidade da Implementação Tecnológica: Tecnologicamente, já não é mais difícil para hospitais estabelecerem seus próprios bancos de dados de imagens médicas. Ao construir plataformas unificadas e mecanismos de coordenação, é possível alcançar compartilhamento de dados e interoperabilidade, eliminando barreiras informacionais. Casos de sucesso já foram observados em outros campos.
3. Valor dos Dados e Inovação Tecnológica: O acúmulo maciço de dados de imagens médicas fornece recursos valiosos para análise de big data, exploração dos mecanismos das doenças, pesquisa de novas estratégias de tratamento e treinamento de inteligência artificial, contribuindo para impulsionar a inovação tecnológica na indústria de saúde.
4. Melhoria na Eficiência dos Serviços Médicos: O estabelecimento de plataformas em nuvem permite que os dados "se movam mais" enquanto os pacientes "se movem menos", reduzindo custos de saúde e melhorando a eficiência e qualidade dos serviços médicos.
5. Promovendo a Distribuição Equilibrada dos Recursos Médicos: Por meio de plataformas em nuvem, instituições médicas locais podem acessar facilmente dados de imagem provenientes de grandes hospitais, contribuindo para melhorar o nível dos serviços de saúde local e promover a distribuição equilibrada de recursos médicos.
Como migrar dados do PACS para armazenamento em objeto ou plataforma na nuvem?
Como fornecedor profissional de backup de máquinas virtuais, a Vinchin Backup & Recovery tem atuado profundamente na indústria de recuperação de desastres há vários anos, otimizando arquiteturas de plataformas para inúmeros estabelecimentos médicos e oferecendo suporte à informatização de nova geração.
Vinchin Backup & Recovery oferece soluções eficientes e seguras de migração de dados para instituições médicas, garantindo conformidade com regulamentações do setor, como HIPAA. Com recursos robustos de backup e migração entre plataformas, ele simplifica a transferência de dados para o S3 e outras plataformas em nuvem, como Microsoft Azure, Wasabi, etc. Também oferece backup e recuperação NAS de nível empresarial.
O seu manuseio otimizado de cópias de segurança em massa de pequenos arquivos melhora a eficiência e reduz custos, especialmente para dados de imagens médicas. Recursos avançados, como cópias de segurança incrementais, deduplicação e recuperação de desastres integrada, melhoram a otimização do armazenamento e a disponibilidade do sistema.
Para criar um backup para o S3 com o Vinchin Backup & Recovery, basta seguir as etapas abaixo:
1. Selecione o armazenamento de objeto de origem do backup.
2. Selecione o destino do backup.
3. Configure estratégias de backup.
4. Revise e envie o trabalho.
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Perguntas Frequentes sobre Migração do PACS
Quais são os 4 componentes do PACS?
Os quatro componentes principais de um PACS são modalidades de imagem, sistemas de armazenamento (servidores de arquivamento), estações de trabalho e redes de comunicação. As modalidades de imagem incluem dispositivos como máquinas de raios X e aparelhos de ressonância magnética (MRI) que capturam imagens médicas. Os sistemas de armazenamento mantêm essas imagens e os dados associados de forma segura, geralmente em formatos digitais como DICOM. As estações de trabalho permitem que profissionais de saúde visualizem e analisem as imagens, enquanto as redes de comunicação facilitam a transferência de dados entre as modalidades, o armazenamento e as estações de trabalho, garantindo acesso eficiente e rápido às imagens.
Conclusão
Em conclusão, a integração de soluções baseadas em nuvem ao armazenamento e gerenciamento do PACS representa uma oportunidade transformadora para o setor de saúde. Ao migrar os dados de imagens médicas para a nuvem, hospitais podem superar os desafios relacionados aos grandes volumes de dados, melhorar a velocidade de acesso e garantir a segurança dos dados a longo prazo. Essa mudança não apenas aumenta a eficiência operacional, mas também contribui para uma melhor assistência ao paciente, compartilhamento de dados e inovação tecnológica, beneficiando tanto as instituições médicas quanto os pacientes.
