E企研究院 · 2021年05月18日

为什么说智慧医院全场景升级从超能云终端开启?

医院,这个让你感悟生命和生活的地方,用冲刺的速度跑完了2020年。

回望过去,我们感受到了4.2万医务工作者支援湖北的民族大义,见证了 “雷神山”、“火神山医院“在10多天的时间里从设计到交付的从无到有。也许很多人会以为“交付”的是医院建筑主体,实际上,不仅包含火神山医院建筑主体,还包括新冠所需的医疗检测、治疗设备以及医生办公设备的安装及交付,因为在第12天的时候,火神山医院就开始正式收治新冠患者了。

那么这些设备都包括什么呢?

如果将几年前的就诊经历与最近一次的就诊经历对比的话,你感受到哪些不同?

从有限的几个窗口排队挂号到手机、终端自主挂号?从等待护士叫号到广播叫号?从医生纸质手写病历、处方到电子打印病历、处方?从收现金、银行转账到微信、支付宝缴费?你有没有发现电脑已经成为医生的重要工具?从症状填写到选择药物,几乎都是通过电脑完成。医生所用的电脑是医院数字化转型的一个缩影,也是智慧医院的起点,那么你好奇过这台电脑跟你平常办公所用的电脑有什么不同吗?

智能手机或者电脑现在已经是每个人工作生活中的必备工具,而手机、电脑卡顿甚至故障,也许所有人都遇到过。但是如果你是一名患者,你肯定不愿意在你就诊的过程中,医生的电脑出现卡顿甚至故障。你有想过为什么医生的电脑不会宕机吗?

只要是工具都会出现故障,医生的电脑当然也会。比如北京同仁医院,医生使用的桌面终端(可以理解为电脑)每月的故障报修次数从以前的300次降到50次,不仅月故障率降低,同仁医院的恢复时效也从1.5小时缩短到20分钟左右。

那么北京同仁医院是如何做到的呢?

有熟悉企业IT技术的童鞋可能会想到,是不是使用了类似VDI的技术?VDI技术确实是一个可选项,不过在医院中使用一般需要解决两大技术难题,其一就是“启动风暴”的问题。医院大多数医生都有统一的上班时间,这意味着每天都要经历一次“启动风暴”;其二,医院有很多用于检测的影像设备系统,比如PACS(医疗影像系统),众所周知,VDI对于这类应用的支持并不那么友好,尤其是还要通过网络来传输这些影像。

答案揭晓:北京同仁医院使用的是基于英特尔超能云终端的云桌面解决方案。

英特尔超能云终端的云桌面解决方案包含了IDV(Intelligent Desktop Virtualization)架构与TCI(Transparent Client Infrastructure)架构,兼顾了用戶对终端性能、融合性、灵活性和稳定性的要求,并具备对复杂业务进行管控的能力,为客戶的不同应用场景提供相匹配的本地计算力,实现个性化的用戶体验。

那么IDV和TCI技术的实质究竟是怎样的?用一张图来说明:

同仁1.png

图注:上图可以理解为四种不同的桌面终端(可以理解为电脑),最左侧的就是最主流、最常见的PC电脑,VDI则是纯虚拟化解决方案;而IDV和TCI可看起来像是PC和VDI两种方式的不同结合

众所周知PC机的优点是在性能和功能方面,但缺点也很明显:可管理性很弱,比如无法进行统一的管理(如更新BIOS、驱动与补丁),一旦故障之后的修复可能是按小时甚至按天计算的,再比如系统故障,重装操作系统,硬件故障需要更换组件等等,故障修复需要大量的时间,这对于医院等行业而言,是很难接受的。

在VDI方案中,所有数据(包括操作系统和应用)实际都位于数据中心服务器之上,需要通过网络来供医生使用,如前文提到的缺点:“启动风暴”,以及影像系统的应用等等。

IDV从技术架构上看,有些类似PC和IDV两者的结合,数据都存储在数据中心内部,可以有效完备地保护数据。

当然在终端依旧有一套完整的软硬件系统,当终端用户登录的时候,本质是登录在终端之上的一个虚拟机,所需应用都安装在这个虚拟机之上,同时这个虚拟机上的系统应用配置信息和数据通过网络同步备份(第一次全备,后续增量备份)到数据中心内的服务器上。

IDV方案的优势在于,终端用户所使用的虚拟机实际上类似“独占”资源,保障性能的同时,用户所使用的虚拟机即数据会被同步备份到数据中心内,所以又能实时保护数据;如果由于网络故障导致终端与数据中心失去网络的情况下,终端还可离线使用,并不影响业务,直到网络恢复,其数据会自动同步备份。

除此之外,医院中还有很多诸如PACS(医疗影像系统)这样的医疗特定系统,其对于终端的性能要求更高,往往需要提供独立显卡方能正常使用。

那么IDV又是如何支持影像类应用的呢?这就不得不提到另外一项技术——完整GPU虚拟化(英特尔GVT-g)。在虚拟化环境中部署GPU,通常有两种方式,即API转发(英特尔GVT-s)和直通(英特尔GVT-d)。

前者可供多个虚拟机使用,但性能不能尽如人意,后者性能好,但只能某个虚拟机独占,而对于医院场景而言,同一台电脑可能是供多个医生使用的,所以这两种方式都不适合。而完整GPU虚拟化(英特尔GVT-g)则集合了这两者的优点,其区别如下图所示:

同仁2.png

图注:完整GPU虚拟化(英特尔GVT-g)不但可以支持多个虚机共享,同时还拥有不弱于GPU直通模式的性能

TCI相比IDV,在架构上类似,但终端上没有虚拟机,终端用户直接登录本地操作系统中的某个账户,应用也安装在本地,这样具有最出色的性能,同时也没有类似“启动风暴”的难题,还能离线使用,系统与应用配置信息与数据则通过网络同步备份到数据中心内以保护数据。

TCI的一大优势是因为终端用户实际使用的是本地资源,所以一些外围设备(比如U盘)可以即插即用,特别适合那些需要支持各种I/O外设的场景(虚拟机很难做到即插即用)。

通过VDI、IDV与TCI技术的对比,那么三者的特点就可以用一张图来说明:

同仁3.png

图注:VDI方案拥有最高的数据安全性,但在I/O外设支持以及GPU类应用方面并不友好。而IDV/TCI则通过离线计算以及完整GPU虚拟化等技术,能够大幅提升性能,同时能够在网络故障时,终端用户并不受故障影响

通过上述对比,可以看到,VDI更适合对计算性能要求不高的场景,比如呼叫中心;而IDV与TCI则适用于对计算需求较高的终端用户,需要尽可能避免终端不可用的场景,并且对网络质量要求无明显要求,能够支持广泛的I/O外设。我们通过下图的“灵魂五问”和回答可以看出IDV和TCI分别适合的场景。

同仁4.png

图解:IDV与TCI分别最适合的场景

在疫情期间,北京同仁医院率先在“发热门诊”建设过程中使用了基于英特尔超能云终端的云桌面解决方案,10台终端同时进行应用环境部署,20分钟左右完成(具有组播及P2P加速)大幅提升了建设速度,同时也大幅降低了日常的运维管理难题。基于全新的云桌面,北京同仁医院的桌面终端月均报修事件从300余次减少到50余次,恢复时效也从平均1.5小时缩短到了20分钟,效率提升了4.5倍。

随后,北京同仁医院又在亦庄院区增补1000台基于英特尔超能云终端的锐捷云桌面解决方案,目前已稳定运行半年,门诊医生工作站采用双屏显示,双界面可以同时显示(如HIS系统+PACS影像;HIS系统+EMR系统),极大提高工作效率,单台推送镜像,网卡(千兆网络)使用率约为29.7%(37GB镜像)

北京同仁医院只是智慧医院建设过程中的一个缩影,目前全国已经有超过1000家医院通过部署锐捷云桌面解决方案走上了智慧医院之旅。

破除“人力”魔咒,以技术之力释放人力,最大化医疗资源利用率,后疫情时代,让医院的信息化部门从繁重,重复的运维中解脱出来,做更有意义的事儿,数字化本该如此。除了医疗行业,英特尔超能云终端还在银行、教育培训、制造以及电信等行业被广泛使用,助力这些行业加速数字化转型进程。

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