Het VU Medisch Centrum stapte vier jaar geleden van taperobots over naar een dubbel uitgevoerd opslagsysteem. Die diskkabinetten zijn niet alleen sneller en goedkoper. Ook zijn alle digitale scans nu direct vanuit het hele ziekenhuis opvraagbaar.
Als we het datacenter in de kelder van de polikliniek binnenlopen, valt gelijk één ding op: de ruimte is bijna leeg. Het grootste systeem is de NetApp-storage, opgebouwd uit een aantal rekken met alleen maar rijen hot-swappable disks. “Vroeger werd de helft van de server room in beslag genomen door taperobots” vertelt Henk Jan Toorneman, het hoofd van de sectie Ontwikkeling en Implementatie. “Als je bepaalde scans wilde zien, dan moest de tape met de juiste beelden eerst worden geladen. Dat ging langzaam en was storingsgevoelig.”
Toorneman en klinisch fysicus Arjen Becht denken nog met afgrijzen terug aan de zomer van 2002, toen ze beiden net in dienst waren. Toen gebeurde het regelmatig dat het oude tapesysteem alle aanvragen niet aankon. Gedurende de dag komen bij het systeem verzoeken om beeld binnen voor de afspraken van de volgende dag. Deze worden opgespaard tot zes uur ‘s avonds en dan in de nacht verwerkt. Op die manier zijn de scans ‘s ochtends direct voor de specialisten beschikbaar. Die nachtelijke batches duurden echter tot in de ochtend. Waren deze niet klaar voordat de werkdag begon, dan liep alles in het honderd. Dat was de reden dat Toorneman en Becht adviseerden tot de aanschaf van een nas-systeem (network attached storage) van NetApp. Met de komst van deze diskkabinetten is de nachtelijke verwerkingstijd teruggebracht tot een paar uur.
Digitale scanners
De disks bevatten alle digitale scans die ooit in het VUmc zijn gemaakt. “Het ziekenhuis is in 1997 begonnen met de beeldopslag van onze twee digitale MRI-scanners”, vertelt Becht. “Toen is ook besloten om die beelden niet bij de scanners zelf, maar centraal op te slaan. Dat betekende wel dat er ook een infrastructuur voor de opslag en distributie van de scans moest worden opgezet.” In ziekenhuistermen spreekt men dan van een PACS: Picture Archiving and Communications System.
De afdeling Radiologie is de club die de meeste data produceert. “Telkens bij het kopen van nieuwe scanners werden deze direct op het storage-systeem aangesloten. Eind 2003 was de hele afdeling Radiologie digitaal. Toen konden we ook de ontwikkelapparatuur voor röntgenfoto’s opruimen. Daar kun je enorm op besparen. Dat geld is weer geïnvesteerd in opslag, scanners en dergelijke.”
Wanneer op een werkstation beelden uit het PACS-archief worden opgevraagd, duurt dat één tot twee minuten. Nieuw gemaakte onderzoeken worden daarom zowel naar de werkstations als een grote webserver gestuurd. Die zijn dus voor iedereen in het ziekenhuis zonder vertraging beschikbaar. In het ziekenhuis bevinden zich ongeveer zestig werkplekken waar de beelden worden geanalyseerd. De laatste CT-scans worden naar de CT-werkstations gestuurd, de laatste röntgenfoto’s naar de röntgenplekken, enzovoort. Daar worden ze door radiologen bekeken, die tegelijkertijd een verslag inspreken dat weer bij het beeld wordt opgeslagen.
Alle beelden worden in de hoogste resolutie verstuurd. Er vindt geen compressie plaats. “Vroeger werd een röntgenfoto ontwikkeld, en dat was het dan”, vertelt Mijntje van den Oever, radiologe in opleiding. “Op de monitoren is het heel gemakkelijk om in te zoomen en het contrast te veranderen.” Op de verslagstations blijven de beelden over het algemeen maar even staan. Een radioloog maakt zijn verslag meestal binnen één of twee dagen.
De storage op de webserver is één terabyte groot. In de praktijk betekent dat dat de beelden van de laatste drie, vier weken op die manier gecached worden. Daarnaast worden per etmaal nog eens zesduizend oudere onderzoeken uit het archief opgevraagd. Dat gebeurt naar aanleiding van de afspraken op de polikliniek voor de volgende dag. Deze beelden worden ‘s nachts naar de webserver gestuurd, zodat ze de volgende dag, als de patiënt bij de polikliniek of het ziekenhuis op bezoek komt, beschikbaar zijn. Vaak is namelijk niet alleen de meest recente beeldenset interessant om te bekijken, maar ook de beelden die eerder al van deze patiënt zijn gemaakt. “De beelden voor de poli-patiënten doen we ’s nachts”, zegt Becht. “Overdag wil je de radioloog snel toegang geven.”
Geen back-up
Het VUmc heeft sinds de invoering van het NetApp-systeem geen traditionele back-up naar tape meer. Alle beelden die ooit met de digitale scanners zijn gemaakt, staan op disk en zijn via het PACS direct beschikbaar.
Dat er niet meer wordt gewerkt met een klassieke storage en back-uphiërarchie, wil echter niet zeggen dat er geen beveiligingsmaatregelen zijn getroffen. Aan de overkant van de polikliniek, in het ziekenhuis zelf, staat nog eens precies zo’n zelfde configuratie opgesteld. De twee storage-systemen zijn replica’s van elkaar. Dat betekent dat wijzigingen op de een via een speciale glasvezelverbinding altijd direct overgenomen worden door de ander. Daarvoor wordt gebruik gemaakt van de standaardtools van NetApp. Op die manier zijn de gegevens op de twee storage-systemen altijd gelijk. Bovendien worden binnen elk archief ook nog de afzonderlijke wijzigingen bijgehouden.
Deze mirroring-aanpak sluit aan op de disk-to-disk trend die we de laatste jaren in back-upland hebben kunnen zien. Harde schijven zijn inmiddels zo goedkoop geworden, en magneetbanden zijn altijd zo langzaam en onbetrouwbaar gebleven, dat het back-upsysteem niet langer uit tape libraries bestaat, maar uit kabinetten met goedkope ATA-schijven. Om deze met de bestaande back-upsoftware te kunnen gebruiken, worden deze binnen de hiërarchie meestal gepresenteerd als een Virtual Tape Library (VTL). De disks worden dan op precies dezelfde manier benaderd en beheerd als de oude tapes.
Bij het VUmc gaat het echter niet om een disk-to-disk back-uphiërarchie, maar om twee volledige replica’s met precies dezelfde specificaties. Sterker nog, het tweede opslagsysteem fungeert niet alleen als fail-over, maar kan ook worden ingezet voor load-sharing. Mocht de belasting op het ene systeem te groot worden, dan kan die over de twee storage farms verdeeld worden.
File servers
Hoewel de radiologische scans de meeste ruimte op het storage-systeem beslaan, zijn dat niet de enige data. Ook andere beelden, bijvoorbeeld het resultaat van endoscopie en medische fotografie, en ECG en EEG’s staan er op. Maar behalve voor deze medische data wordt het systeem ook voor hele andere gegevens gebruikt.
“Toen we het nas gingen kopen, dachten we: laten we dat ook gebruiken voor alle andere toepassingen”, vertelt Toorneman. “Vroeger moest men een bonnetje voor een file server regelen, en plaatsten wij hier vervolgens een nieuw systeem in het rek. Al die servers worden nu op het nas gespoold. We zijn die oude systemen nu applicatie voor applicatie aan het opruimen. Vier jaar geleden waren we daar de eerste mee. Destijds gebruikte niemand in Nederland zijn storage voor zowel beelden als de kantoorautomatisering. We zijn daarom eerst bij het Universitair Ziekenhuis in Leuven gaan kijken, waar men dat wel al op deze manier deed, en toen overstag gegaan. Nu sturen we de afdelingen elke maand een afrekening voor de door hun gebruikte diskruimte.”
“Toen men in Leuven zei dat ze maar twee uurtjes per week kwijt waren aan het beheer van hun storage-systeem, geloofden we dat niet”, zegt Toorneman. “Nu doen we dat hier ook. Dit systeem heeft tonnen gekost, maar in vergelijking met de extra beheerlast van de taperobots hebben we dat in vijf jaar terugverdiend. De opbrengst zit echter vooral in de betere dienstverlening, en in de flexibiliteit op langere termijn.” Becht, die als intermediair fungeert tussen de specialisten en ‘de technische jongens’ is vooral blij met de korte toegangstijden. “Daar heb ik vrienden mee gemaakt.”
Infrastructuur
Sinds de ingebruikname van het archief is 22 terabyte aan data opgeslagen. In totaal gaat het om 41 miljoen beelden van 213 duizend patiënten. Deze zijn allemaal online beschikbaar. Per jaar worden 144 duizend nieuwe onderzoeken, bestaande uit meerdere beelden, op het PACS van het VUmc opgeslagen. Het merendeel daarvan is afkomstig van de afdeling Radiologie. Met name de nieuwe generatie multi-slice CT-scanners genereren veel data. Jaarlijks betekent dit een toename van het digitale beeldarchief van 6 terabyte.
Het VUmc heeft in totaal 66 terabyte aan opslagruimte beschikbaar. Daarvan is 44 terabyte gereserveerd voor de medische scans. De overige 22 terabyte staat ter beschikking van de kantoorautomatisering. Twee identieke load-balancing systemen staan in de polikliniek en het ziekenhuis. Net als het archief is ook de webserver dubbel uitgevoerd.
Vrijheid
Wat het Picture Archiving and Communications System (PACS) van het VUmc bijzonder maakt, is dat het in huis ontwikkeld is. “Wij zijn het enige academische ziekenhuis dat zelf zijn PACS heeft gebouwd”, zegt Becht. “We zijn daar in 1996 mee begonnen.” “We hebben daar een speciaal softwarepakket voor gekocht”, vervolgt Toorneman, “en dit systeem daarmee zelf in elkaar geprogrammeerd. We hebben hier twintig ontwikkelaars zitten. Die zijn negentig procent van hun tijd bezig met het aankoppelen van nieuwe systemen. Twee daarvan werken regelmatig aan het PACS.” Becht draagt deze innovatie ook actief uit op congressen en andere bijeenkomsten. Behalve de besparingen is vooral de vrijheid die men hiermee heeft verkregen van belang.
“Als je een kant-en-klare PACS koopt bij een leverancier als Philips of Siemens, zit je gelijk vast aan hun scanners”, zegt Toorneman. “Een scanner van GE kun je daar niet zomaar aan vastkoppelen. Nu hebben we veel meer vrijheid. Toen we van de taperobots overstapten naar nas, waren we binnen een paar weken operationeel. Hadden we dat met Philips of Agfa moeten doen, dan had dat allemaal veel langer geduurd, en hadden we bovendien vastgezeten aan gedwongen winkelnering. Nu konden we onze eigen leverancier kiezen.”
Alleen van NetApp zou Toorneman nog wel wat meer flexibiliteit wensen. “Eens in de twee jaar gaan we met NetApp in gesprek voor wat meer capaciteit. Dan moeten we steeds nadenken of we wat erbij zetten of overstappen naar een nieuw systeem. We zouden wel naar een flexibeler prijsmodel willen, variabel met wat we daadwerkelijk gebruiken.” De hele opslag uitbesteden is echter geen optie. “Dat is een stap te ver. Dit willen we per se zelf doen. Daar is het te belangrijk voor.”
