Datenspeicherung im Gesundheitswesen

Herausforderungen und Lösungen

Author Jason CC Chang | 29. November 2021 | Alle, Eingebettet

Einführung

Nur wenige Branchen sind heutzutage so datengesteuert wie die Medizin – und das aus gutem Grund. Gesundheitsorganisationen sind auf einen zuverlässigen und effizienten Zugriff auf Patientenakten angewiesen, um Diagnosen zu stellen und eine qualitativ hochwertige Versorgung zu gewährleisten.

Diese Daten haben eine Vielzahl von Formaten, von demografischen Informationen und klinischen Notizen bis hin zu Labortests und medizinischer Bildgebung, und sind wirklich umfangreich. Es wird geschätzt, dass Krankenhäuser produzieren 50 Petabyte (50 Millionen Gigabyte) Informationen jedes Jahr.

Wie können Gesundheitsorganisationen also am besten mit der steigenden Größe und Komplexität medizinischer Daten umgehen? In diesem Artikel untersuchen wir einige der dringendsten Herausforderungen im Zusammenhang mit der Datenspeicherung im Gesundheitswesen sowie die verschiedenen Lösungen, mit denen Gesundheitsorganisationen ihre Speicherkapazität, -geschwindigkeit und -zuverlässigkeit verbessern können.

Herausforderung #1: Sehr unterschiedliche Gesundheitsszenarien

Die Medizin ist ein äußerst weites Feld, weshalb auch die Anforderungen an die Datenspeicherung sehr unterschiedlich sind. Im Folgenden sind nur drei Möglichkeiten aufgeführt:

- - Bluttester und Beatmungsgeräte: Viele medizinische Geräte müssen Programme aktualisieren oder Daten übertragen, ohne auf ein Netzwerk zugreifen zu müssen. Dieser Anwendungsfall eignet sich für Wechselspeicher wie SD-Karten oder CompactFlash-Karten (CF).
  - Datenspeicherung für Patientenakten: Patientenakten können streng vertrauliche Daten wie medizinische Bildgebung und Genomdaten enthalten. Darüber hinaus kann die Größe dieser Daten sehr groß sein. Dieser Anwendungsfall erfordert Speichergeräte mit hoher Kapazität und integrierter Sicherheit.
  - Spitzentechnologien: Hochgeschwindigkeits-Scangeräte können in kurzer Zeit riesige Informationsmengen liefern. Dies erfordert sowohl künstliche Intelligenz zur Analyse all dieser Daten als auch Hochgeschwindigkeitsspeicher, die diese effizient verarbeiten und verarbeiten können.

Herausforderung #2: Datensicherheit im Gesundheitswesen

Der HIPAA-Journal hat einige äußerst besorgniserregende Statistiken zur IT-Sicherheit veröffentlicht. Zwischen 2009 und 2020 kam es in den USA zu über 3.700 Datenschutzverletzungen im Gesundheitswesen, von denen mehr als 268 Millionen Datensätze betroffen waren.

Obwohl die schiere Zahl der Verstöße bereits alarmierend ist, ist die Statistik vielleicht noch besorgniserregender, wie Hackerangriffe und Verstöße zunehmen. Im Jahr 2009 gab es lediglich 18 Datenschutzverletzungen im Gesundheitswesen, die 500 oder mehr Datensätze betrafen; bis 2020 stieg diese Zahl auf 642.

Darüber hinaus wird die potenzielle Angriffsfläche für Datenschutzverletzungen im Gesundheitswesen wahrscheinlich weiter zunehmen. Das Marktforschungsunternehmen ReportLinker prognostiziert beispielsweise, dass der weltweite digitale Gesundheitsmarkt an Bedeutung gewinnen wird $456,9 Milliarden bis 2026, Verdreifachung von $152,5 Milliarden im Jahr 2020.

Mit anderen Worten: Die digitale Gesundheitsbranche vereint einen schnell wachsenden Markt mit streng vertraulichen Daten, von denen viele auf andere Systeme übertragen oder langfristig gespeichert werden müssen – der perfekte Sturm für die Anfälligkeit für Datenschutzverletzungen.

Aus diesen Gründen müssen Solid-State-Laufwerke (SSDs) für das Gesundheitswesen über die folgenden Funktionen verfügen, um den Datenschutz und die Sicherheit von Patientendaten zu gewährleisten:

- - - Digitale Signaturen: Phison SSDs implementieren die Überprüfung digitaler Signaturen: Nur autorisierte Firmware kann vom Gerät akzeptiert werden. Dies schützt SSDs vor Hackerangriffen oder unbefugten Firmware-Upgrades.
    - TCG Opal 2.0: Die Trusted Computing Group (TCG) ist ein Konsortium von Technologieunternehmen, das Branchenspezifikationen zur Verbesserung der Computersicherheit durch Hardwareverbesserungen entwickelt. Bei der TCG Opal Storage Specification handelt es sich um eine Reihe von Standards für sogenannte „selbstverschlüsselnde Laufwerke“, die über eine integrierte hardwarebasierte Verschlüsselung verfügen. Phison bietet SSDs an, die die neueste Version dieser Spezifikation, Opal 2.0, mit Sicherheitsfunktionen wie Pre-Boot-Authentifizierung und dem Festlegen von Berechtigungen nach logischer Blockadresse (LBA) unterstützen.

Herausforderung #3: Modernste medizinische Technologien

Die COVID-19-Pandemie hat den Aufstieg neuer Fortschritte wie der Telemedizin beschleunigt: Nutzung digitaler Technologie zur Bereitstellung medizinischer Versorgung aus der Ferne. Insbesondere die Telechirurgie nutzt Robotik, um es Ärzten zu ermöglichen, Patienten aus der Ferne in Echtzeit zu operieren.

Bei der Telechirurgie müssen alle Mitglieder des medizinischen Teams über hochwertige Audioqualität kommunizieren. Hinter den Kulissen erfordert die Verwendung hochwertiger Audiodaten jedoch eine anhaltend hohe Leistung der Lese- und Schreibvorgänge auf der Festplatte. Das Firmware-Ingenieurteam von Phison testet Techniken wie Garbage Collection und Wear Leveling, um die Leistung von Speichergeräten zu optimieren.

Ein weiteres Beispiel: MRTs (Magnetresonanztomographie) zur Untersuchung von Körperorganen und -geweben. MRTs sind für Patienten oft eine unangenehme Erfahrung; der Tunnel ist eng; Das Gerät ist laut und der Scan dauert normalerweise zwischen 15 und 60 Minuten.

Dank neuer Entwicklungen bei den Speichertechnologien könnte dieses Erlebnis jedoch bald verbessert werden. Im Jahr 2019 brachte Phison das SSD-Laufwerk PS5016-E16 auf den Markt, die weltweit erste kommerziell erhältliche SSD-Lösung, die eine PCIe 4.0 x4-Schnittstelle unterstützt. Im nächsten Jahr lieferte Phison den PS5018-E18, die bisher schnellste PCIe Gen 4×4 NVMe SSD-Lösung.

PCIe Gen4x4 ist nicht nur etwas für Gamer oder Technikfreaks – es kann neue Durchbrüche im Gesundheitswesen bei der Patientenerfahrung ermöglichen. Mit PCIe Gen4x4 SSDs, die in MRT-Geräte eingebettet sind, können Scanzeiten verkürzt und gleichzeitig die Bildauflösung verbessert werden. Mit anderen Worten: MRT-Probanden werden sich wohler fühlen und Ärzte können Diagnosen einfacher und mit höherer Genauigkeit stellen.

Wie Phison die Datenspeicherung für das Gesundheitswesen vorantreibt

Phison verfügt über ein internes Team, das sich auf eingebettete Speicherlösungen für Anwendungsfälle wie das Gesundheitswesen spezialisiert. Die SSD-Lösungen von Phison bieten zahlreiche Vorteile für Gesundheitsorganisationen.

1. Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit – also die Fähigkeit, ohne Ausfälle oder Leistungsprobleme zu arbeiten – ist ein wesentliches Anliegen von Speichergeräten für das Gesundheitswesen. Von Antriebskomponenten bis hin zu Endprodukten ist Phison bestrebt, die zuverlässigsten Speicherlösungen für die medizinische Industrie bereitzustellen.

Bei den eingebetteten SSDs von Phison haben alle Controller und NAND-Flash-Speicher den Wafer-Sortierprozess durchlaufen, um Komponenten von höchster Qualität auszuwählen. Kunden können sich auch für eine Schutzbeschichtung oder sogar Epoxidharz entscheiden, um die Zuverlässigkeit der SSD zu erhöhen.

Darüber hinaus umfassen Phison-Produkte Funktionen für durchgängige Datenintegrität und umfassenden Datenschutz. Diese Technologien stellen sicher, dass Informationen während ihres gesamten Lebenszyklus sicher sind, vom Ein- bis zum Ausschalten, ohne Einbußen bei Geschwindigkeit oder Leistung. Um beispielsweise Datenfehler zu verhindern, nutzt Phison die Hard-Decision- und Soft-Decision-Dekodierung LDPC (Low-Density Parity Check) sowie die SMART ECC-Technologie (Error Correction Code) in einem dreistufigen Fehlerkorrekturalgorithmus.

2. Langlebigkeit

Vorschriften wie HIPAA und staatliche Gesetze verlangen von Gesundheitsorganisationen, dass sie Krankenakten noch Jahre nach dem letzten Besuch eines Patienten aufbewahren. Glücklicherweise können die SSD-Lösungen von Phison jahrelang halten, ohne dass sie ausgetauscht werden müssen. SSDs sind weniger anfällig für Beschädigungen als Festplatten und enthalten keine beweglichen Teile, die mit der Zeit ausfallen könnten.

Darüber hinaus kann die Stückliste (BOM) gesperrt werden, um das Risiko eines Komponentenwechsels zu reduzieren. Dies bedeutet, dass Flash, Firmware und Controller der Speicherkarten nicht ohne vorherige Ankündigung an den Benutzer geändert werden.

3. Datensicherheit

Der Federal Information Processing Standard (FIPS) 140-2 ist ein US-Regierungsstandard für IT-Sicherheit und Datenverschlüsselungsalgorithmen. FIPS 140-2 (und sein Nachfolger FIPS 140-3) sind bei Gesundheitsunternehmen und Herstellern medizinischer Geräte weit verbreitet. Phison hat die FIPS 140-2-Zertifizierung erhalten für sichere SSD-Lösungen, die den Anforderungen dieser Organisationen entsprechen.

Sind Sie auf der Suche nach einer Speicherlösung für Gesundheitsdaten? Phison kann helfen. Unsere talentierten Ingenieure arbeiten ständig daran, Speichergeräte von der Hardware bis zur Firmware zu optimieren, damit wir zuverlässige Lösungen für den sich schnell entwickelnden Bereich der Medizin anbieten können. Um mehr zu erfahren, schauen Sie sich die an Phison-Blog oder kontaktiere uns heute für ein Gespräch über Ihre Situation.