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NGS-Technologie: Dreifache Performance durch Virtualisierung

Die NGS-Technologie braucht nicht zuletzt in der Virologie zuverlässige, schnelle und hochqualitative Ergebnisse. Virtualisierung und cloudbasierte Storage-Konzepte sind für die Medizintechnik wahre Innovations-Booster. Das Ulmer genetikum® konnte jetzt die Performance seiner Sequenzanalysen signifikant steigern.

Case Study von Bernhard Lermann, im Auftrag von Systemzwo Group

In der Medizintechnik erzielt die deutsche Industrie einen weltweiten Umsatz in Höhe von 33,4 Mrd. Euro (Quelle: 2019, BVMed). Innovation gehört hier zum Tagesgeschäft. Längst ist die IT dabei nicht mehr nur reine Informationstechnologie, sondern gilt als Schlüsselfaktor für den Innovationsvorsprung. Skalierbarkeit, Virtualisierung und cloudbasierte Storage-Konzepte geben Unternehmen wie dem genetikum® aus Ulm dabei den richtigen Performanceschub.

NGS-Technologie braucht zuverlässige, schnelle und hochqualitative Analysen

Das genetikum® ist eine unabhängige, überregionale Gemeinschaftspraxis für genetische Diagnostik, Beratung und Vorsorge mit angeschlossenem Labor an fünf Standorten in Süddeutschland. Als Zentrum für genetische Pränataldiagnostik, Sydromologie, familiäre Tumor- und seltene Erkrankungen vereint das genetikum® humangenetische Diagnostik und fachärztliche Beratung und steht mit einem mehr als 100-köpfigen Team Kliniken, Instituten, Ärztinnen und Ärzten als auch Patientinnen und Patienten in ganz Deutschland zur Seite. In 30 Jahren Firmengeschichte erfolgten über eine Viertel Million Analysen, Untersuchungen und Beratungen. Die seitens genetikum® eingesetzte NGS-Technologie (Next Generation Sequencing) in der Pränataldiagnostik, Syndromologie und in der Virologie sequenziert nicht zuletzt SARS-CoV-2-Viren zuverlässig, schnell und hochqualitativ.

Eine Daten-Archivierung, die medizintechnische Anforderungen erfüllt, benötigt sichere und  weitblickende Backup-Konzepte, kluges Vernetzen von Kurz- und Langzeitarchivierung sowie die Vorbereitung und Sicherstellung von Datenabrufen über letztlich die gesamte Lebenszeit eines Menschen unter Nutzung einer zu verschlüsselnden Personal-ID. Der Zugriff für Prozessbeteiligte muss sicher, ortsunabhängig und mit einer revisionssicheren Speicherung gestaltet werden.

Bereinigung der Server-Storage-Szenerie mit hoher Ausfallsicherheit

Die über die Jahre gewachsenen fragmentierten Serverlandschaft und das dezentrale Storage des genetikum® passten nicht mehr zu den immer schnelleren Sequenzanalysen und den allen Beteiligten gestiegenen Ansprüchen an Service, Automatisierung und Digitalisierung. Um dem Wachstum freie Bahn zu machen und mehr Performance für die Analysen zu ermöglichen, kümmerte sich die systemzwo Group aus Ulm als ganzheitlicher IT-Dienstleister um die Bereinigung der Server-Storage-Szenerie. Und das ganz ohne dass die gesamte Infrastruktur umgebaut und ausgetauscht werden musste. Geplante Redundanzen sorgten für eine hohe Ausfallsicherheit, und um der Datensicherheit gerecht zu werden, sollten keine Daten in Clouds dritter Anbieter überführt werden.

“Downtimes möglichst vermeiden, weg von Insellösungen”

Michael Krug, IT-Leiter des genetikum®, hatte genaue Vorstellungen, wie die Migration ablaufen sollte: “Uns war wichtig, dass der Umbau reibungslos über die Bühne geht und es insbesondere bei unseren zeitkritischen Arbeiten zu keinerlei Unterbrechungen kommt und wir Downtimes möglichst vermeiden können. Unser Ziel war es auch, weg von den Insellösungen hin zu einer zentralen Einheit zu kommen, die sowohl die analytischen Anforderungen der Sequenziergeräte als auch weitere Applikationen aus den Managementbereichen verzahnt.”

Private Cloud und Datenmanagement nach dem Data Fabric-Konzept

Während des laufenden Betriebes fand der reibungslose Wechsel auf eine flexible, hyperkonvergente Infrastruktur aus Server- und Storage- Modulen statt, mit dem Ziel, eine private Cloud sowie ein Datenmanagement nach dem Konzept der Data Fabric einzurichten. Die Realisierung erfolgte gemeinsam mit dem Partner NetApp, mit der die Systemzwo Group 240 Terabyte Daten und 50 VMs migrierte und einen 3S Object Storage einrichtete.

300% Performance-Steigerung durch Virtualisierung

Ein Datenvolumen 240 Terabyte entspricht etwa dem eines Strom- und Wasserversorgers einer mittelgroßen Stadt. Mit fünf All-Flash-basierten Hosts, die mit 2×25 Gigabit ans System angebunden sind, und entsprechenden state-of-the-art Switch-Systemen konnte die Systemzwo für das genetikum® einen massiven Performancegewinn von 300% erreichen. “Das erlaubt uns jetzt, mehr und zugleich schneller auswerten zu können. Umgehende Befunde sind für die einsenden Ärzte und Patienten essentiell”, so Michael Krug. “Systemzwo hat sich als Experte der ‘sanften Migration’ bewiesen. Unsere Anwender haben nichts von der Migration mitbekommen. Dass im Storagebereich jetzt Cloudtechnologie zum Einsatz kommt, garantiert uns zukünftige Skalierbarkeit. Die benötigen wir zwingend, um Innovationen in der Humangenetik voranzubringen um weiterhin ganz vorne mitspielen zu können.”

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