シンクライアント活用型
電子カルテシステム
事例紹介～鳥取大学～
SBCのシステム設計と課題 鳥取大学医学部附属病院医療情報部 桑田 成規 ’08/10/11 IBM医療ソリューションセミナー＠天城鳥取大学医学部附属病院
■ 創 設 明治26年 ■ 病床数 697床 ■ 外来患者数 約1,209人/日 ■ 診療科数 33科 ■ 所在地 鳥取県米子市西町36‐1 ■ 職員数 医師117名／看護師505名／ 医療技術職員：93名／ 事務系職員107名 （平成19年度）2
鳥大病院における業務のIT化
• 病院情報管理システム：DAISEN
– 2003年１月～ 病院情報システム本格導入 （日本IBM） – 2003年12月～ 電子カルテシステム導入 – 2007年３月～ スキャンシステム導入 （GE横河メディカル） ⇒e-文書法に対応：“紙カルテ”の電子化 – 2008年１月～ システム更新（日本IBM） ⇒SBCによる端末のシンクライアント化 ⇒診療（諸）記録の完全ペーパーレス・ フィルムレス化の実現へ背景：増え続けるコストとリスク
• 業務のIT依存度の増大
• 端末数の増加
– 約1,000台(2003～07年） ⇒それでもなお端末は不足• 保守費用の増加
• 情報漏えいのリスク増加
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そこで、SBC。
• 従来のServer-Clientモデルからの脱却 • ServerとClientの間に中間サーバを配置 • 中間サーバでアプリケーションを実行し、 その結果画面の情報をClientに転送 サーバ 中間 サーバ PC 画面情報のみ転送 （実データなし）SBCとは
SBCモデル での構成 シンクライアント （Thin Client） SBCサーバ（中間サーバ） 電子カルテ サーバ • Server-Based Computingの略称 • クライアント・アプリケーションの処理 をサーバ側で一元的に処理する技術 クライアント端末 電子カルテサーバ Server-Client モデルでの構成6
SBCの実装メリット
• Thin Clientの利用が可能 – HDDが不要のためPCにデータが残らない – ウイルス・セキュリティホール対策が容易 • SBCサーバによるアプリの一元管理 – クライアント側でアプリ管理が不要 • 端末の管理コストの削減 – 故障率が格段に低い – 価格が安い（低性能のPCが利用可能）やっぱり、SBCでないと...
• 共有端末環境下でのユーザビリティの向上 – 素早いユーザ切替 – 中断画面の保存（セッション保持）と再開 – ユーザのローミング（端末を変更しても中断画面から 再開） • ユビキタス性・・・地域医療連携への活用 – 外部からの安全なシステム利用 – 端末に特別なアプリケーションがなくてもよい – データの標準化とは異なる観点からのデータ共有8 なぜSBCがいままで使われない？
• SBC実装の課題
–多様なデータ表現形態への対応
–アプリケーションの検証方法
–ベンダーの協力
–導入実績
SBC型電子カルテ構築手法
1. ネットワーク設計
2. 中間（SBC）サーバ設計
3. クライアント端末設計
4. アプリケーション設計
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1.ネットワーク設計①
• 電子カルテサーバ～SBCサーバ間
のトラフィックを重視
– SBCモデルでは、端末～SBCサーバ間の トラフィックは少ない • 一部の画像・動画データのトラフィックがある が、本院採用の画像ビューワ（GE横河社製 Centricity ）Web帯域消費量が少ない 基幹SW（Cisco Catalyst6506）～サーバファームSW（Cisco Catalyst3750G)～サーバ本体はすべてギガ接続1.ネットワーク設計②
• アクセス制限
– 端末→インターネット ○ – SBCサーバ→インターネット × – 端末→SBCサーバ ○ – 端末→その他サーバ群 × • 電子カルテを使うSBCサーバではインターネット接続を禁止 →Webサイトは端末で閲覧可能、電子カルテの貼り付けは不可 • シンクライアントにはウイルス対策ソフト不要 →再起動で元の状態に復元するが、一時的なウイルス感染対 策として、SBCサーバ以外へのアクセスを禁止12
2.中間（SBC）サーバ設計
① SBCソフトウェアの選定
– APIラッピング方式（GO-Global）
– Windows Terminal Service改良方式
（Citrix Presentation Server：旧Metaframe)
② SBCサーバのサイジング
– サーバ1台で何台分のPCの処理をさせる か③ ハードウェアの設計
– Memory・CPU・台数①SBCソフトウェアの選定
• GO-Global: APIラッピング方式
中間（SBC）サーバ SBC クライアント 円を表示せよ ①描画命令をクライアント側送信 ②クライアント側で描画命令を実行 • Citrix: WTS改良方式 中間（SBC）サーバ SBC クライアント 描画命令 ビットマップ ①サーバ側で出力した ビットマップデータを転送 ②送られてきたビットマップ データを表示14
SBCソフトウェアの評価基準
• 評価基準
○ ○ マルチプラットフォーム対応 （Windows・MacOS） 未知数 ○ カスタマイズの柔軟性 △ （ほぼ同数） △ （ほぼ同数） 1サーバあたりの利用 ユーザ数 ×※ ○ 非接触ICカード（Felica） との連携 Citrix GO-Global 評価項目 本院ではGO-Globalを採用 ※2007年評価時点②SBCサーバのサイジング
• 人の手で主要アプリを操作
– CPUとMemoryの使用率を測定 • 電子カルテ(IBM/富士通/NEC） • DICOM画像ビューア(GE横河メディカル) » 動画・シネモード・静止画の拡大・縮小 • 心電図ビューア（フクダ電子） • 放射線部門システム（PSP） – 周辺デバイス • キーボード・マウス • バーコードリーダ • 高精細ディスプレイ16
負荷試験による検証
• 電子カルテ（IBM社製CIS）操作シナリオ – ブレードサーバ（HP社製）を基準 – 15項目のシナリオを実施 • 20ユーザが同一操作を行う – 電子カルテ（CIS）起動・終了 – 病床マップの起動 – 病名検索 – 放射線オーダーのリスト表示 – 注射オーダー・印刷処理 – ユーザによる任意操作（ランダム） 取得データ CPU・Memory・Trafficの負荷状況と ユーザ操作アンケート – OSはWindows2003Serverと2003ServerEnterpriseEditonを評価 ・HP ProLiant BL460c サーバブレードCPU：デュアルコア Intel Xeon プロセッサ 5160 （3GHz,1333MHz FSB）
メモリ：PC2-5300 FB-DIMM 677MHz（６GByte搭載） HDD：2.5インチSASドライブ：32GB（2本搭載：RAID1）
メモリ使用量
• ２０ユーザで電子カルテの操作（任意）を行う – 1ユーザが電子カルテを2プロセス起動し、一つの プロセスのみで操作 – 5ユーザずつ追加 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4 5 1 0 1 5 2 0 ユーザ数 平均Memory使用量 （Gbyte） 20ユーザで3．5GbyteのMemorｙ消費を確認18 0 10 20 30 40 50 60 70 80 5 10 15 20
CPU使用率
• ２０ユーザで電子カルテの操作（任意）を行う – 1ユーザが電子カルテを2プロセス起動し、一つのプロセス のみで操作 – 5ユーザずつ追加 ユーザ数 平均CPU使用率（パーセント）CPU：デュアルコア Intel Xeon プロセッサ 5160 （3GHz,1333MHz FSB）
20ユーザで80パーセントのCPU利用率
③SBCサーバのハードウェアの設計
ハードウェア（ HP BL460c ）の参考値
CPU：デュアルコア Intel Xeon プロセッサ 5160 （3GHz,1333MHz FSB） メモリ：PC2-5300 FB-DIMM 677MHz（６GByte搭載） HDD：2.5インチ SASドライブ：32GB（2本搭載：RAID1） • 1サーバあたり20ユーザの収容が可能であったが、 安全域を考え15ユーザの収容 • 同時接続約1000ユーザの利用を想定し70台の SBCサーバで運用 →15ユーザ×70台＝1,050ユーザ • OSはWindows2003ServerEnterpriseEditonを採用
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3.クライアント端末の設計①
• シンクライアント
モバイルノートパソコン シンクライアント シ ン ク ラ イ ア ン ト パ ソ コ ン デスクトップパソコンクライアント端末の設計②
ワゴン搭載シンクライアント 専用外部バッテリー（シンクライアント及びモニタへ電源供給） ※大容量バッテリーでは約7時間の稼動が可能 シンクライアントはモニタ背面に固定 省スペースキーボードを採用• 病棟用ワゴン端末
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クライアント端末の設計③
DOM（Disk on Module ） 既存パソコンに取り付け可能なDOMを選定 医療画像閲覧のためグラフィックボードを増設 中古デスクトップパソコンに取り付け、シンクライアント化 マルチモニタ構成シンクライアント• デスクトップカスタマイズ端末
クライアント端末内訳
• SBC対応端末・・・１,１００台 – 内訳 • 中古再生品デスクトップ ２７０台 • フラッシュROM換装デスクトップ ２００台 • シンクライアント ４７０台 • 新規調達 １００台 • 事前調達の端末 ６０台 – これらのうち、ＳＢＣ未対応のソフトウェアがインストールされている端 末・・・６０台 • 未対応ソフトウェア – 検査部門、栄養管理部門、リハビリ部門、薬剤部門（一部） – 放射線画像読影用ソフトウェア • 主な理由 – ベンダーの協力が得られなかった – 放射線科用読影端末（ローカルとSBC経由での表示に微妙な差が ある可能性が否定できなかったため）24
4.アプリケーション設計
• SBCを医療機関に導入する際の
技術的課題
① セキュリティ管理 ② セッション管理 ③ 周辺機器管理①セキュリティ管理
① ICカード等の外部媒体を使ったユーザ 認証への対応 ② ユーザ切り替え／ログイン処理時間 の短縮 ③ 端末からサーバへのファイルアップロー ド／ダウンロード機能とその証跡管理 ④ クリップボード共有の一方向性（端末 からサーバへの貼り付けのみ許可） の担保26
②セッション管理
① ユーザの仮想画面の保持とその
端末間移動（ユーザローミング）
② ユーザごと／端末ごとの最大セッ
ション数制限
③ セッション情報の統括管理機能
④ 端末のIPアドレス情報の取得
③周辺機器管理(1)
① マルチディスプレイ対応
② ユーザローミング時のプリンタの
変更処理
外来端末28
周辺機器管理(２)
③ プリンタ印刷の品質管理
– SBCで起こりうる障害 プリントキューの消失 文字化け フォント置換 別途、プリンタ本体への拡張オプション装着や ドライバの修正が必要になる可能性あり新機能の開発
• SBC特有の弱点と対策
– ファイルのアップ・ダウンロード – 動画の再生・画像閲覧 – メモリー断片化・クリーンナップ管理• 新機能の開発
– ユーザローミング機能 • 非接触ICカードを利用して、別の端末からログ インした場合に、元の操作画面に瞬時に復元 する機能30
新機能の開発
• ファイルのアップ・ダウンロード
電子カルテ 中間サーバ DATA 電子カルテ シンクライアント 中間サーバ NG DATA OK DATA NG ファイルサーバ OK DATA OK シンクライアント DATA SBCを中継する場合 File Serverを中継する場合×
×
○
○
○
利用記録（行動証跡） （いつ・誰が・どの端末から）新機能の開発
• 動画の再生
動画サーバ 中間サーバ 中間サーバ NG 動画サーバ SBCを中継する場合 動画サーバを直接参照する場合 ①ソフトウェアで 動画を選択 ④動画配信 ②ブラウザ 起動命令32
メモリー断片化対策
• OS定期再起動の手法
– 再起動3時間前から振り分け中止 – ログインユーザにはメッセージで通知新機能の開発
• ユーザローミング機能
– ICカードを利用したログオン １．ICカード（職員証）をかざし、 パスワードを入力します。 ２．SBC環境のデスクトップ画面 が表示されます。 ３．SBC環境でアプリケーション を起動します。 ４．別のクライアントでICカード をかざしてログインする。 ５．作業途中の画面情報が別の クライアントのモニタに表示され ます。34
主なアプリケーションとOSの改修の例
• 電子カルテ（CISの例） – 画面スクロールの遅延 • 病名・薬剤の検索等 – デストップヒープ （OSの改修）システム稼働後に発生した問題
• SBCサーバの異常終了 – 稼働直後は、10回／日の頻度で発生 – 現在は、１回／週程度 • 電子カルテアプリケーションの異常終了 – アプリケーションの新規機能追加時に 200～300回／日の頻度で発生した事例あり – 現在は、10～20回／日程度 異常終了時のダンプ解析等によりアプリケーション の不具合を発見、改修 通常のServer-Client型アプリケーションに比べて、 メモリ管理等で非常にシビアな対応が必要シンクライアント活用型
電子カルテシステム
稼働実績
稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェア38
稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェアシステムリソース
Memory
• SBCサーバMemory使用率Max USED 71.0 (%) Average USED 33.0 (%) Current USED 41.0 (%)
`Daily' Graph (5 Minute Average)
Max Session 13 Average Session 4
40
システムリソース
CPU
`Daily' Graph (5 Minute Average)
Max CPU1 35.0 (%) Average CPU1 14.0 (%) Current CPU1 17.0 (%) Max CPU2 32.0 (%) Average CPU2 13.0 (%) Current CPU2 16.0 (%)
• SBCサーバCPU使用率
Max Session 13 Average Session 4
• SBCサーバ接続数
システムリソース
Traffic
• コアスイッチ
SBCｻｰﾊﾞﾌｧｰﾑSW Cat2960G-24 4台 AD KitPrint File SBC×9台 AD KitPrint SBC×10 台 SBC×11 台 KitPrint KitPrint SBC×11 台 WiSM SBCセグメント用スイッチ SBCサーバ Max Out:2.8Mbps (0.3%) Average Out:0.7Mbps (0.1%) Max In:58.1 Mbps (5.8%) Average In:3.5 Mbps (0.4%)42
システムリソース
• システムリソースのまとめ
– Memory • １ユーザあたり100～150MBのメモリー消費を 確認（IBM社製CIS） – CPU • デュアルコア（3GHz）で十分な安定性を確保 – ネットワークトラフィック • NWトラフィック流量は少ない –サーバは100Base-Tでも可 –無線LANは802.11bでも可稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェア44
稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェア病院情報端末 端末内訳
デスクトップ, 660, 68% デスクトップ（インテ リ）, 52, 5% ノートPC, 131, 13% モバイルノートPC, 140, 14% デスクトップ デスクトップ（インテリ） ノートPC モバイルノートPC 140 X24 (2662-HJ2) モバイルノートPC(B5) 131 R31 (2656-HJ2) ノートPC(A4) 52 Intellistation (6204-51J) デスクトップ 660 Net Vista (6843-HJ1) デスクトップA 台数 型番 種別 デスクトップ, 270, 25% デスクトップ（CF）, 200, 18% シンクライアント, 470, 42% 事前・新規調達, 160, 15% デスクトップ デスクトップ（CF） シンクライアント 事前・新規調達 160 ー デスクトップ（事前・新規調達) 470 ワゴン シンクライアント端末 200 Net Vista (カスタマイズ) デスクトップ（HDDをCFへ換装） 270 Net Vista (リサイクル) デスクトップ（中古再生品） 台数 型番 種別 旧システム 病院情報端末983台 新システム端末 病院情報端末1100台46
病院情報端末 故障件数の推移
• 旧システム（2003年1月～2007年11月） 614 総合計 335 人的要因 279 通常障害 0 20 40 60 80 100 120 140 通常障害 67 39 74 56 43 人的障害 10 128 56 55 10 H15年（1月～12月 末） H16年度 H17年度 H18年度 H19年度(11月まで旧システム 端末故障率
ﾓﾊﾞｲﾙﾉｰﾄ 83.97% ﾉｰﾄPC （131） 63.46% デスクトッ プB（52） 6.36% ﾃﾞｽｸﾄｯﾌﾟA （660） 故障率 端末種別端末種別ごとの故障率
41 5 33 54 56 150 279 0 50 100 150 200 250 300 通常障害 人的要因48
病院情情報端末
故障の内容内訳
１．ACアダプタ, 54.60% ２．ﾉｰﾄPCヒンジ, 27.59% ３．アプリ不具合, 5.75% ４．PC起動不可, 12.07% １．ACアダプタ ２．ﾉｰﾄPCヒンジ ３．アプリ不具合 ４．PC起動不可病院情報端末
新旧故障内容比較
4 0 0 0 -0 事前・新規調達 4 1 0 -3 シンクライアント端末 0 0 0 -0 デスクトップ（HDDをCFへ換装） 0 0 0 -0 デスクトップ（中古再生品） 総計 PC起動不可 アプリ不良 ヒンジ不良 電源不良 H20/1ー6 77 43 13(4) 5 9（3） 16(2) ﾓﾊﾞｲﾙﾉｰﾄPC（140） 9 3 4 -2(1) ﾉｰﾄPC（131） 10 9 0 -1 ｲﾝﾃﾘｽﾃｰｼｮﾝ（52） 15 12 0 -3 ﾃﾞｽｸﾄｯﾌﾟPC（660） 総計 PC起動不可 アプリ不良 ヒンジ不良 電源不良 H15/1ー12 旧システム（2003年1～12月） 新システム（2008年1～6月）50 病院情報システム 新システムの故障内容
• 2008年1月～2008年6月10日
– Thin-Client用 ミニキーボート • 落下による破損 3台 – Thin-Clientはオンボード故障あり（1台） – 液晶ディスプレイ3台病院情報端末まとめ
• 多種多様な端末が利用可能
–中古再生品 –HDDをCFに換装 –シンクライアントの採用 –医局ではMacでの利用も可能• 端末故障率の減少
–ノートPCの不採用が有利に働く52
稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェアユーザローミング有用性の検証
• 評価方法
– 病院情報端末へのログイン回数の変化• 病院情報端末の特性
– 複数のユーザで端末を共有する – 呼び出しや処置実施等による離席 – 画面再開までの処理過程が長い54
ユーザローミング有用性検証
• システム更新前後での比較
–前提条件 • システムベンダーに変化なし （日本IBM社） • 100人のスタッフ増加 • 端末1000台から1100台に増加ユーザローミング有用性の検証
ユーザローミングの時間短縮の例 注射オーダー時の画面再開時間の短縮 N社製データ出典 山之辺裕二：リモート端末を利用した業務中断後の再開時間の短縮．医療情報学、25号： 37-41、200556
ユーザローミング有用性の検証
ログイン回数の変化（全体） 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 旧システム 新システム ローミング回数 旧システム 9556 8581 8699 8621 8376 2963 3777 新システム 7393 7092 6920 7010 6572 2884 2733 ローミング回数 1544 1544 1589 1616 1671 948 736 月 火 水 木 金 土 日 全体で一人あたり1.5～2回のログイン数減少セッション数
•SBCサーバのセッション（同時接続ユーザ）数 旧システムの電子カルテ接続数 新システムのSBCサーバ同時接続数58
ユーザローミング有用性の検証
• 結果として
– ログイン回数の減少 – 中断後再開処理時間の減少 – 同時接続数の減少稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – 他のSBCソフト60
周辺デバイスの評価
• 検証環境 – Windows2003EnterpriseEdi ton/GO-Golobal – CISシェーマ（DAISEN-2） – MSペイント – WACOMタブレットintuos3 • 記録 – ハンディカムカメラによる 記録 – データ・紙による保存 • 方法 – 文字入力試験 – 線・円をなぞる試験 – フリーテキスト入力 – 操作によるアンケート周辺デバイス
文字入力
• おはようございます。 • 今日はいい天気ですね。 • Good morning • TEL ０８５２－１１３２－１２３４ • この患者にドパミン100mg/Sec集中投 与して！•◇◎▽
62
周辺デバイス
鋭角な線をタブレットでなぞり、３０個の円を通過した数を評価する （時間は１０秒とする 計3回の測定） 線をなぞる試験周辺デバイス
円をタブレットでなぞり、１１個の円を通過した数を評価する 円をなぞる試験64
周辺デバイス
・フリー入力
ユーザ任意でフリー入力を行い操
作感などのアンケートをとる。
紙・ローカル・SBC
周辺デバイス
29.667 28.000 29.333 合計 未 30 27 29 被験者C 未 30 28 29 被験者B 未 29 29 30 被験者A CPS GO-Global local 手書き 3回目 28.667 27.000 29.667 合計 未 28 25 30 被験者C 未 30 29 29 被験者B 未 28 27 30 被験者A CPS GO-Global local 手書き 2回目 未 28.000 28.667 28.333 合計 未 26 27 30 被験者C 未 28 30 26 被験者B 未 30 29 29 被験者A CPS GO-Global local 手書き １回目 98.2% 92.7% 98.0% 適合率 29.5 27.8 29.4 平均値 GO-Global local 紙 線をなぞる試験66
周辺デバイス
10 10 11 合計 未 10 11 11 被験者C 未 9 11 11 被験者B 未 11 9 11 被験者A CPS GO-Global local 手書き 3回目 10.3333333 11 11 合計 未 11 10 11 被験者C 未 11 11 11 被験者B 未 9 11 11 被験者A CPS GO-Global local 手書き 2回目 10.6666667 10 10 合計 未 11 9 11 被験者C 未 11 11 9 被験者B 未 10 11 11 被験者A CPS GO-Global local 手書き １回目 90.9% 93.9% 99.3% 適合率 10.000 10.3 10.9 平均値 GO-Global local 紙 円をなぞる試験周辺デバイス
SBC local フリー入力試験68
周辺デバイス
アンケート • 被験者A – 操作上問題はないがSBCのタブレットは少し反応が遅 い。（インクが少ないペンのような感覚） • 被験者B – 特に差異は感じられず操作上問題ない • 被験者C – タブレットそのものの操作が難しくローカル・SBCに 関わらず利用が困難である。周辺デバイス
• 結果から – 数値上の大きな差異は確認されなかった が操作上問題ないレベルでの違和感が ある • 今後の検証 – 検証方法の確立 – 異なるSBC方式も評価 – 筆圧の有無 – 医師による検証70
稼働実績
• Agenda
– システムリソース – 使用電力 – 端末故障率 – ユーザローミングの有用性 – 周辺デバイスの評価 （ペンタブレット） – その他のSBCソフトウェア他のSBCソフトウェア
• Remote Desktop （MS）
• Citrix Presentation Server （Citrix）
• SunRay (Sun Microsystems)
• VNC (Shareware)
よくいただくご質問
開発体制・運用体制関連
• 開発の体制（人数）や期間はど
の程度か。
• 医療情報部の役割、体制、人数
等を知りたい。
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SBCサーバ関連
• SBCサーバの異常終了の場合、
業務への影響（停止時間等）は
どうなるのか。
CIS(IBM社製電子カルテシステム)関連• CISは､SBC対応と従来型で全く
別の製品なのか。
• CISで､複数端末から同一患者の
カルテを開こうとすると、どこの端
末で、誰が開いてるのか表示さ
れるが､中間サーバを使った場
合どう表示されるのか。
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