Лаборатория в облаках

Лаборатория в облаках

Облака стали сегодня модной темой -- они обсуждаются на многих площадках, в том числе и в сообществе поставщиков лабораторных информационных систем, которое разделилось на два лагеря: противников и сторонников развертывания ресурсов лабораторной диагностики в частном облаке. Проект Европейского медицинского центра (ЕМС) по построению лабораторной информационной системы в облаке показал, что новые технологии пришли даже в такую консервативную область как медицина.

Под работой в облаке в случае с лабораторной информационной системой (ЛИС) будем понимать возможность работы пользователей и подключения лабораторных анализаторов к лабораторной системе, расположенной в удаленном ЦОД.

Основные преимущества облаков заключается в возможности построения многофилиальных лабораторных комплексов, работающих на единой базе данных, использующих единую нормативно-справочную информацию и содержащих полный архив результатов. Использование в этой ситуации распределенных серверных площадок с последующей консолидацией информации, как правило, слишком технологически сложно и не эффективно.

Главный аргумент противников облаков в лабораторной диагностике – ненадежность и слабость телекоммуникационных каналов связи в России. Действительно, в ряде регионов страны состояние каналов еще находится на низком уровне, но во всех больших городах ситуация с телекоммуникациями значительно лучше. Обязательным условием работы лаборатории с удаленным ЦОД является резервирование каналов, что сегодня стало рутинной технической задачей, стоящей в одном ряду с задачами резервного копирования, резервирования серверов, антивирусной защитой и т.д. Современные технологии резервирования позволяют автоматически переключаться на резервный канал в случае сбоя основного канала, таким образом, что пользователи этого не замечают.

Сегодня облака могут эффективно применяться в медицинских сетях и крупных многофилиальных лабораториях, например в медицинских холдингах, включающих несколько территориально распределенных лабораторий в крупных городах, оправдано подключение всех лабораторий к корпоративному ЦОД. Крупной коммерческой лаборатории с основным производством в Москве и филиалами, расположенными в крупных городах также выгодно подключать филиалы к центральной базе.

Для иллюстрации особенностей применения облаков в медицинской лабораторной практике рассмотрим проект внедрения ЛИС InterSystems TrakCare LAB (http://www.intersystems.ru/trakcarelab/index.html) в лабораториях ЕМС.
В группу компаний ЕМС (www.emcmos.ru) входит множество территориально распределенных по Москве подразделений, в том числе и несколько лабораторий. Лабораторный комплекс выстроен по следующей схеме:

Архитектура ЛИС ЕМС базируется на едином ЦОД, который логически не привязан к площадкам центра, хотя и имеет с ними устойчивые и резервируемые каналы связи. Предыдущая версия продукта – лабораторная информационная система Labtrak была внедрена в ЕМС в 2003 году и успешно работала в лаборатории. Но к 2011 году руководству центра стало понятно, что данная версия приложения устарела и перестала отвечать полностью потребностям развивающейся компании. Руководство ИТ-департамента компании приняло решение обновить приложения в лаборатории, как в структурном плане, так и в функциональном. Проект стартовал осенью 2011 года и выполнялся объединенной проектной командой из специалистов InterSystems и департамента информационных технологий EMС.

В рамках проекта ставились следующие задачи:

Одна из главных технических задач проекта заключалась в организации подключения удаленных клиентских станций к ЛИС. Было рассмотрено несколько вариантов, включая прямое подключение клиентского приложения к ЦОД и технологию терминального подключения. Выбор был остановлен на технологии виртуализации рабочих станций с помощью продуктов VMware. На серверах разворачивается инфраструктура VDI (virtual desktop infrastructure), позволяющая создавать необходимое количество виртуальных машин (ВМ) – изолированных программных контейнеров, содержащих все необходимое системное и пользовательское ПО. Для подключения к виртуальной машине на пользовательский ПК устанавливается клиентское приложение VMware View, с помощью которого пользователь подключается к одной из ВМ, причем не требуется каких-либо дополнительных настроек. Основные преимущества данной технологии:

Базовая архитектура ЦОД построена на основе шасси HP c7000 с серверами HP BL 460c (каждый укомплектован двумя процессорами Quad-Core Intel Xeon и 64 Гбайт памяти); централизованной системы хранения данных HP EVA 4400, подключенной к вычислительным ресурсам по протоколу Fiber Channel; платформы виртуализации VMware vSphere 4.1; ЛИС InterSystems TrakCare LAB, развернутой на отдельном виртуальном сервере; инфраструктуры VDI (virtual desktop infrastructure) для удаленно подключаемых пользователей; пользовательских ВМ, представляющих собой ПК с операционной системой Windows XP (пользователи подключаются к своим ВМ по протоколу PcoIP).

Удаленные площадки — это VDI на базе ПК с ОС Windows или Linux и клиентское приложение VMware View, либо тонкие клиенты. Сеть – каналообразующее оборудование для внешних подключений; выделенные каналы или VPN-тоннели через Интернет; инфраструктура дублирования каналов связи (минимум два канала связи между удаленными объектами, используемых в зависимости от критичности, загруженности и пр. удаленных объектов), включая беспроводные линии связи.

Через два месяца после старта проекта ЛИС была запущена на новой серверной площадке и началась интеграция с медицинской системой. Следующим этапом, который был закончен в начале 2012 года, стало подключение к системе лабораторного оборудования.

В рамках проекта была проведена техническая трансформация ИТ-сервисов ЕМС: внедрена виртуализация серверов и рабочих мест, благодаря чему вся информация обрабатывается теперь в ЦОД; обеспечена гарантия безопасности и конфиденциальности персональных данных -- на рабочих местах теперь ничего не хранится и не обрабатывается; увеличена производительность приложений ЛИС -- сервер приложения и рабочее место находятся в ЦОД и выполняются на высокопроизводительной аппаратной платформе; работа пользователей осуществляется в инфраструктуре VDI, благодаря чему прерывание канала связи до ЦОД не приводит к потере данных -- как только канал связи появляется, пользователь подключается к своей сессии, ожидающей его в том состоянии, в котором пользователь ее оставил; все диагностические аппараты подключены непосредственно к серверам ЦОД.

Проект позволил провести организационно-структурную модификацию всей лабораторной службы ЕМС: внедрено штрихкодирование материалов и заключений с автоматической обработкой, как в ЛИС, так и в МИС; снижена нагрузка на персонал в части рутинных операций разбора, маркировки материалов и подготовки документов; произведена двусторонняя интеграция ЛИС и МИС; организована передача заявок (включая демографию пациента и список заказанных исследований) на лабораторные исследования из медицинской системы в ЛИС; обеспечена передача подтвержденных результатов из ЛИС в медицинскую систему как в виде целостного документа (в формате PDF), так и в виде цифровых данных (в формате xml). Схема работы лаборатории представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема работы ЛИС

Проект в ЕМС показал, что лаборатория, развернутая в частном облаке -- это реальность и при грамотном подходе к проектированию системы, она может работать эффективно и стабильно. Работа всех лабораторий холдинга на единой базе, расположенной на корпоративном ЦОДе позволяет повысить управляемость лабораторной службы за счет централизации, оптимизировать процессы эксплуатации и сократить совокупную стоимость владения ИТ-инфраструктурой за счет использования единого ЦОД, а не избыточных разрозненных серверных площадок. Кроме того, после выполнения проекта у ЕМС появилась возможность практически неограниченного масштабирования.