Empfehlungen zur Medienwahl für die Archivierung radiologischer Bilddaten auf der Basis einer Analyse der Zugriffszeiten auf verschiedene PACS-Archivebenen

Zusammenfassung

Ziel: Empfehlungen zur Archivierung radiologischer Bilddaten auf der Basis einer Analyse der Zugriffszeiten auf verschiedene PACS-Archivebenen. Material und Methode: In einer großen PACS-Installation (AGFA Impax, Release 4.1) wurden zu definierten Zeitpunkten mit niedriger und hoher Netzlast die Bildzugriffszeiten von Festplatten-Cache, Magnetooptischen-Disk-Zwischenarchiv (MOD) und Bandspeicher-Langzeitarchiv (TAPE) auf radiologische Standarduntersuchungen (Röntgenthorax 2 E, MRT mit 250, CT mit 100 und 1000 Bildern) untersucht (jeweils n = 120). Ergebnisse: Von Festplattenarrays sind Studien durchschnittlicher Größe nach 1,8 ± 0,3 s, CTs mit 1000 Bildern nach 4 ± 0,8 s verfügbar. Von MOD ist die Zugriffszeit auf Röntgenbilder mit 30 ± 4,7 s um bis zu 50 % schneller als vom TAPE. Für typische Schnittbilduntersuchungen beträgt der Geschwindigkeitsvorteil noch 19 %, während umfangreiche CT-Untersuchungen von beiden Medien etwa gleich schnell verfügbar sind (651 ± 144 s). Bei hoher Netzlast benötigt der Datentransfer von der Festplatte 87 %, von MOD 7 % und vom TAPE 22 % mehr Zeit als unter geringer Netzlast. Schlussfolgerung: Festplattenverbunde eignen sich aufgrund ihrer kurzen Zugriffszeiten als Kurzzeitspeicher (Cache), um sehr schnell aktuelle Bilder zur Verfügung zu stellen. Bezüglich der Performance sind sowohl MOD- als auch TAPE-Archive für die Langzeitdatensicherung geeignet. MOD-Archive sind jedoch in der Ausbaukapazität weniger flexibel und die Kosten pro Speichereinheit sind derzeit etwa um den Faktor 2 - 3 teurer als für Bandarchive. Insgesamt kann für existierende MOD-Archive temporär ein weiterer Betrieb als Zwischenarchiv sinnvoll sein, bei PACS-Neueinrichtungen oder Systemausbau ist die Kombination ausreichend großer lokaler Datenspeicher (RAID) und eine Datensicherung auf Bandarchiven außerhalb der Radiologie, die damit auch anderen klinischen Einheiten zur Verfügung steht, zu empfehlen. Die zukünftige Entwicklung der Festplattenpreise wird zeigen, ob die Archivierung möglicherweise für den gesamten Aufbewahrungszeitraum auf ausfallsicheren RAID-Festplatten-Systemen vorgenommen werden kann. Prefetchingprobleme und Wartezeiten auf angeforderte Voruntersuchungen würden sich damit erübrigen.

Abstract

Purpose: Recommendations for archiving digital radiological image data based on the comparison of retrieval times for different PACS archive levels. Materials and Methods: For a large PACS installation (Agfa Impax, Release 4.1), image retrieval times for radiological standard examinations (chest radiographs with 2, MRI with 250, CT with 100 and 1000 images; n = 120, each) from hard disk array, magneto-optical disk (MOD), and magnetic tape archives (TAPE) were examined in high and low network traffic load. Results: Even large CT examinations (1000 images) were available from hard disk arrays within 4.0 ± 0.8 s, smaller studies within 1.8 ± 0.3 s. Radiographic image retrieval from MOD (30 ± 4.7 s) was more then 50 % faster than from TAPE. For typical cross-sectional studies, the velocity gain amounted to 19 %. For both technologies, no significant difference was found for large CT examinations (651 ± 144 s). For high and low network traffic load scenarios, image retrieval times from hard disk, MOD, and TAPE archives increased by 87 %, 7 %, and 22 %, respectively. Conclusion: Hard disk arrays are specifically suited as departmental intermediate storage media because they allow fast access to current and previous examinations within a short time. Performance properties enable both MOD and TAPE systems to serve as long-term archives. However, MOD archives are less flexible in the expansion of storage capacity and at present the medium costs per memory unit are about 2 - 3 times higher than for tape archives. The use of existing MOD-archives may be adequate as intermediate archives. For new PACS installations or system expansions, however, it is recommended to combine a sufficiently large local data memory (RAID) with data storage on tape archives outside the radiological unit that can be used by other departments as well. Future development of hard disk prices will show whether archiving for the whole data retention period may be handled by RAID systems. In any case, prefetching problems and waiting periods for demanded pre-studies would not occur any more.

Picture archiving and communication system (PACS) - images: storage and retrieval - magneto-optical disk storage (MOD) - tape storage (TAPE)

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