Виртуальная лаборатория

Основные преимущества удаленной работы применительно к лабораторной информационной системе (ЛИС) заключаются 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 организации лабораторной диагностики на базе ЦОД и удаленного доступа — 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 запасной канал в случае сбоя основного канала таким образом, что пользователи этого не замечают.

Сегодня распределенные конфигурации могут эффективно применяться в медицинских сетях и крупных многофилиальных лабораториях — например, в медицинских холдингах, включающих несколько территориально разнесенных лабораторий, расположенных в крупных городах. Оправданно 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 удаленного доступа в медицинской лабораторной практике рассмотрим проект внедрения ЛИС InterSystems TrakCare LAB в лабораториях группы компаний «ЕМС» , включающей множество территориально распределенных по Москве подразделений, в том числе и несколько лабораторий. В состав лабораторного комплекса входят:

• основная лаборатория, которая расположена в Восточном округе Москвы и выступает в качестве централизованной лаборатории (сюда поступают заявки и образцы из всех медицинских учреждений ЕМС);
• экспресс-лаборатории, которые находятся непосредственно при медицинских центрах.

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 2003 году, но к 2011 году руководству центра стало понятно, что данная версия приложения устарела и перестала отвечать потребностям развивающейся компании. Руководство ИТ-департамента 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:

• установка современной версии приложения — ЛИС InterSystems TrakCare LAB в ЦОД ЕМС и подключение к единой системе существующих лабораторий компании;
• двунаправленная интеграция с уже установленной в ЕМС медицинской информационной системой, создающей заказы для ЛИС и консолидирующей полученные результаты;
• подключение всего лабораторного оборудования к единой системе;
• полная автоматизация рутинных операций с использованием штрихкодов.

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:

• низкие требования к скорости каналов связи;
• возможность настраивать индивидуальные ВМ для каждого приложения, с учетом всех его особенностей и требований;
• простота администрирования;
• высокая масштабируемость — новые ВМ создаются путем простого копирования.

Основу базовой архитектуры ЦОД образуют: шасси HP c7000 с серверами HP BL 460c (каждый укомплектован двумя процессорами Quad-Core Intel Xeon и 64 Гбайт памяти); централизованная система хранения данных HP EVA 4400, подключенная к вычислительным ресурсам по протоколу Fiber Channel; платформа виртуализации VMware vSphere 4.1; ЛИС InterSystems TrakCare LAB, развернутая на отдельном виртуальном сервере; инфраструктура VDI (virtual desktop infrastructure) для удаленно подключаемых пользователей; пользовательские ВМ, представляющие 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 удаленных объектов, их загруженности и пр.), 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 стало подключение лабораторного оборудования к системе, эти работы были завершены в начале 2012 года.

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, которая ожидает 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 информацию о пациенте 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 рисунке.

Схема работы ЛИС

***

Проект в ЕМС показал, что распределеная организация лабораторных исследований — это реальность. Функционирование всех лабораторий холдинга на единой базе, расположенной на корпоративном ЦОД, позволяет повысить управляемость лабораторной службы благодаря 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.

Владимир Островский (vladimir.ostrovskiy@intersystems.com) — руководитель проектов по медицинским информационным системам компании Intersystems, Юрий Кашкаров (ykash@emcmos.ru) — директор по информационным технологиям группы компаний ЕМС (Москва).