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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung der Performance eines Speichersystems zur permanenten Speicherung von medizinischen Daten, insbesondere medizinischer Bilddaten. Dabei sind diese medizinischen Daten auf dem Speichersystem insbesondere in Form von Dateien gespeichert und werden üblicherweise in einem Dateisystem abgelegt. Auf das Speichersystem wird dann von Applikationen medizinischer Datenverarbeitungssystemen parallel zur Bearbeitung bestehender und zum Speichern von veränderten und/oder neuen medizinischen Daten zugriffen und/oder es werden medizinische Daten durch die Applikationen vom Speichersystem gelöscht. Weiters bezieht sich die Erfindung auch ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Stand der Technik
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Obwohl in der nachfolgenden Beschreibung auf medizinische Daten, insbesondere medizinische Bilddaten, Bezug genommen wird, lässt sich die Erfindung auch auf anderen Anwendungsgebieten nutzen.
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In vielen medizinischen Bereichen erfolgt eine Diagnostik von Krankheiten häufig unter Nutzung von sogenannten bildgebenden Verfahren. Dabei fallen erhebliche Datenmengen an – wie beispielsweise bei bildgebenden medizinischen Verfahren wie z. B. der Computertomografie (CT), Magnet-Resonanztomografie (MRT) oder der Magnet-Resonanzspektroskopie (MR). Bei derartigen Verfahren werden im Rahmen von Untersuchungen möglicherweise mehrere tausend Bilder und damit immer größer werdenden Datensätze erzeugt, die nicht nur geeignet aufbereitet für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt, sondern auch in entsprechenden Speichersystemen in geeigneter Form – wie z. B. in Form von Dateien – für z. B. Archivierung, längerfristige Verfügbarkeit, etc. abgelegt werden müssen.
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Die in den Speichersystemen abgelegten medizinischen Daten wie z. B. Bilddaten aus medizinischen bildgebenden Verfahren werden üblicherweise als Nutzdaten für Applikationen (z. B. zu Auswertungszwecken, für Diagnosen, etc.) zur Verfügung gestellt. Für eine nachgeordnete Bearbeitung durch einen Nutzer werden die auf die im Speichersystem abgelegten Daten für verschiedenartige Applikationen in Rechnersysteme bzw. in einen Hauptspeicher eines jeweiligen Rechnersystems geladen. Dabei wird üblicherweise meist von mehreren Nutzer und/oder Systemprozessen gleichzeitig auf einem Rechnersystem gearbeitet, wobei von den Nutzern bzw. den Systemprozessen parallel Daten auf das Speichersystem gespeichert und/oder im Speichersystem vorhandene Daten verändert bzw. gelöscht werden.
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Um mit den Applikationen auf die Datenmengen geeignet zugreifen bzw. diese entsprechend bearbeiten zu können, ist in der Regel eine zusätzliche Vorstrukturierung bzw. Organisation der Daten erforderlich. Dazu werden beispielsweise im Bereich der medizinischen Bilddaten logisch in einzelnen Bildern organisiert, welche dann zu Serien von Bildern und mehrere Serien zu sogenannten Studien zusammengefasst werden können. Diese logische Strukturierung der medizinischen Daten entspricht zumeist auch der logischen Organisation der Daten in den Applikationen bzw. der logischen Organisation eines Zugriffs der Applikationen auf die gespeicherten Daten.
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Für eine derartige logische Organisation ist gerade im Bereich der medizinischen Bilddaten der sogenannte DICOM-Standard (Digital Imaging and Communications in Medicine-Standard) als Datenformat zur Speicherung der Daten neben seiner Funktion als Kommunikationsprotokoll zu deren Übertragung etabliert worden. DICOM ist ein offener Standard zum Austausch von Informationen in der Medizin – insbesondere im Bereich der medizinischen, bildgebenden Verfahren.
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Beim DICOM-Standard werden die Daten in Form von hierarchisch strukturierten Datensätzen vorgehalten, wobei die hierarchische Struktur einer logischen Organisation der Dateninhalte, z. B. in Korrelation von Teilbildern bzw. Bildern zueinander, medizinischen Profilen oder dergleichen, entspricht. Dieser Struktur der Dateninhalte wird dabei durch eine Aufteilung des jeweiligen Datensatzes in eine Anzahl von Teildatensätzen Rechnung getragen, die jeweils in Nutzdateninformation (z. B. Bilddaten von digitalen Röntgengeräten, CT, MRT oder einem anderen bildgebenden Verfahren, PDF-Daten oder sonstige Binärdaten) und in Metainformationen unterteilt werden können. Die Metainformationen sind bei DICOM in einem sogenannten Header abgelegt und umfassen beispielsweise Kennnamen, Zuordnungsinformationen, Informationen über Verknüpfungen zu anderen Teildatensätzen bzw. über einen Bezug zwischen den jeweiligen Nutzdateninformationen bzw. Bilddaten. Bei einer Auswertung von Informationen aus derartigen Datensätzen ist üblicherweise ein gezielter Zugriff von Applikationen auf ausgewählte Nutzdaten (z. B. Bilddaten, etc.) erforderlich. Dabei können die DICOM-Datensätze in Form von Dateien abgelegt werden.
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In einem Speichersystem werden Daten wie z. B. medizinische Daten, Bilddaten, etc. meist in Form von Dateien gespeichert. DICOM-Datensätze werden dabei beispielsweise als sogenannte „DICOM-Dateien” in einem Speichersystem abgelegt. Die Dateien sind dann in einem Dateisystem – d. h. einer Ablageorganisation auf einem Speichermedium organisiert. Als Speichermedium werden bei der Speicherung medizinischer Daten vor allem Permanentspeicher wie z. B. Festplatten oder sogenannte RAID-System (Redundant Array of Independent Disks) eingesetzt, von welchen eine Organisation von mehreren physischen Festplatten eines Rechners zu einem logischen Laufwerk und damit eine höhere Datenverfügbarkeit bei Ausfall einzelner Festplatten und/oder einen größeren Datendurchsatz als ein einzelnes physisches Laufwerk ermöglicht wird. Diese Speichermedien weisen normalerweise eine sogenannte Blockstruktur auf, d. h. aus Sicht eines Betriebssystems können Daten nur als ganze Datenblöcke gelesen bzw. geschrieben werden.
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Bei Verwendung von üblichen Dateisystemen zur Speicherung der medizinischen Daten, insbesondere von Bilddaten wie z. B. DICOM-Dateien bzw. Datensätzen, die üblicherweise zu einem logischen Verbund von z. B. Bild, Serie, Studie, etc. zusammengefasst sind, ist jedoch – insbesondere durch diese Blockstruktur nicht gewährleistet, dass die Daten in einer optimalen Reihenfolge für Zugriffe von Applikationen gespeichert werden. Denn vor allem durch Löschen und/oder parallele Schreiboperationen können beispielsweise Teile eines Bildes oder auch Bilder einer Serie, etc. über die zugrundeliegenden Blöcke des Speichermediums weit verstreut werden. Insbesondere beim Abspeichern von DICOM-Daten, welche typischerweise in einer Reihenfolge abgelegt werden, in welcher sie z. B. über die DICOM-Netzwerkkommunikation oder DICOM-Import von anderen Medien empfangen werden, ist dadurch nicht gewährleistet, dass die Daten in einer für z. B. aufrufende Applikationen richtigen bzw. optimalen Reihenfolge im Speichersystem abgelegt sind. Das führt – vor allem bei steigender Verwendungsdauer eines Speichersystems – zu einer sinkenden Geschwindigkeit, mit welcher Daten von Applikationen geladen und auch gespeichert werden können, und die sogenannte Performance des Speichersystems (= Zeitverhalten des Systems) nimmt ab.
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Um die Performance des Speichersystems besteht bei Datenträgern wie z. B. Festplatten die Möglichkeit des sogenannten Defragmentierens von Dateien. Dabei werden mit speziellen Programmen – sogenannten Defragmentierungstools – die Datenblöcke auf dem Speichermedium bzw. im Speichersystem neu geordnet. Dabei werden logisch zusammengehörende Datenblöcke einer Datei so im Speicher umgeordnet, dass sie möglichst in aufeinanderfolgenden Datenblöcken abgelegt sind – d. h. die Datei wird in aufeinanderfolgende Blöcke des Speichersystems gelegt und die Ladezeit für diese Datei wird damit verbessert. Werden allerdings mehrere Datei – wie beispielsweise beim Aufrufen von DICOM-Daten – von Applikationen nacheinander gelesen, so kann durch das Defragmentieren die Ladezeit trotzdem zunehmen. Denn beim Defragmentieren werden beispielsweise zusammengehörende Dateien (z. B. Bilder einer Serie, etc.) eventuell weit voneinander im Speicher abgelegt.
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Um diese Problematik zu umgehen und die Ladezeit bei medizinischen Daten zu verbessern, besteht die Möglichkeit die Daten in einer großen Datei zu speichern. Dadurch kann die Ladezeit verkürzt werden, vorausgesetzt diese große Datei ist defragmentiert. Allerdings wird durch ein Verwenden einer großen Datei die Datenstruktur geändert, da anstatt mit einzelnen Dateien mit einer größeren Datei gearbeitet werden muss. Dies kann je nach verwendeten Applikationen und/oder Standards wie z. B. DICOM nicht möglich sein, da durch eine neue bzw. geänderte Struktur der größeren Datei eine Interoperabilität von diversen im Bereich der medizinischen Daten eingesetzten Systemen (z. B. Radiologieinformationssystem, Picture Archiving and Communication System, etc.) nicht mehr gegeben ist.
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Um weiterhin die Interoperabilität dieser Systeme zu ermöglichen und trotzdem das Laden zu beschleunigen, kann eine derartige große Datei als zusätzliche Information zu den ursprünglichen Daten abgelegt werden. Eine derartige Vorgehensweise weist allerdings den Nachteil auf, dass dadurch der Speicherplatzbedarf für die Daten, insbesondere die Bilddaten, erheblich steigt. Denn es werden neben den ursprünglichen, eventuell standardisierten Daten noch große Dateien für die jeweils zusammengehörenden Daten im Speichersystem abgelegt.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System zur Steigerung der Performance bei Speicherung von medizinischen Daten, insbesondere Bilddaten, anzugeben, bei welchem auf einfache Weise ohne zusätzlichen Speicherplatzbedarf und bei gewährleisteter Interoperabilität auch bei längerfristigem Einsatz eine möglichst kurze Lade- bzw. Zugriffszeit auf die Daten ermöglicht wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, wobei im Speichersystem abgelegte, medizinische Daten bei einer Defragmentierung in einer Reihenfolge abgelegt werden, in welcher die medizinischen Daten von den jeweiligen Applikationen aufgerufen werden.
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Der Hauptaspekt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass durch ein Ablegen der medizinischen Daten in einer für die jeweiligen Applikationen optimalen Reihenfolge bei einer Defragmentierung eine Performance des Speichersystems über eine längere Zeit erhalten bleibt. Zusätzliche Aufwendungen wie z. B. Abspeichern von zusammengehörenden Daten in größeren Strukturen bzw. Datei sind dazu nicht notwendig und der Speicherplatzbedarf des erfindungsgemäßen Verfahrens steigt damit nicht an. Durch ein Defragmentieren und ein Zusammenführen der in Dateien gespeicherten, zusammengehörenden Daten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Ladezeiten der Daten durch die jeweiligen Applikationen nicht einem sogenannten Alterungsprozess des Dateisystems unterworfen. D. h. die Ladezeiten bleiben über einen längeren Zeitraum konstant bzw. vergleichbar, da zusammengehörende Daten bzw. die von diesen gebildeten Dateien in aufeinanderfolgenden bzw. nah beieinander liegenden Blöcken des Speichersystems abgelegt werden.
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Insbesondere bei DICOM-Bilddaten kann beim Defragmentieren mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens darauf geachtet werden, dass diese beispielsweise in einer Reihenfolge einer Schichtposition oder in Reihenfolge der Aufnahmedaten abgespeichert bleiben. Damit sind die DICOM-Bilddaten auf einfache Weise in sogenannten DICOM-Series gruppierbar bzw. eine derartige Gruppierung bleibt auch nach einer Defragmentierung erhalten. Eine derartig sortierte Ladereihenfolge von DICOM-Bilddaten ist deshalb vorteilhaft, da die Daten meist sequentiell gelesen werden und dann beispielsweise als Volumen geladen oder als Film abgespielt werden können.
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Es ist vorteilhaft, wenn über eine Schnittstelle eine applikationsspezifische Zugriffsreihenfolge auf die im Speichersystem abgelegten, medizinischen Daten und damit eine Reihenfolge für eine Organisation der medizinischen Daten im Speichersystem bei der Defragmentierung vorgegeben werden kann. Auf diese vorteilhafte Weise können z. B. von einem Entwickler einer Applikation die für diese Applikation relevante Ladereihenfolge und damit auch die Reihenfolge der Organisation der Daten (z. B. Bilder einer Serie, etc.) im Speichersystem vorgegeben werden. Beim Defragmentieren ist dann diese Reihenfolge bekannt und die Daten können entsprechend im Speichersystem organisiert werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht auch vor, dass Zugriffe von Applikationen auf die medizinischen Daten im Speichersystem beobachtet werden und dann auf dieser Basis eine Zugriffsreihenfolge auf zusammengehörende, medizinische Daten abgeleitet und erlernt wird. Daraus wird dann eine ideale Reihenfolge für die Organisation der medizinischen Daten im Speichersystem ermittelt. Damit kann auf einfache Weise ein optimales Organisieren von Daten in idealen Reihenfolgen für die jeweiligen Applikationen erlernt werden. Die erlernten Sequenzen werden dann wieder für eine bessere Datenorganisation im Speichersystem beim Defragmentieren angewendet.
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Es ist günstig, wenn Permutationen von Anordnungen von zusammengehörenden, medizinischen Daten im Speichersystem hergestellt werden und dann eine Geschwindigkeit beim Laden beim Laden dieser medizinischen Daten durch eine jeweilige Applikation überwacht wird. Daraus kann dann auf einfache Weise eine optimale Zugriffsreihenfolge abgeleitet und die ideale Reihenfolge für die Organisation der jeweiligen zusammengehörenden, medizinischen Daten im Speichersystem ermittelt werden. Durch die Permutationen – d. h. durch eine Veränderung der Anordnung von jeweils zusammengehörenden Daten durch Vertauschen einzelner Blöcke (z. B. Dateien einer Serie, Einzelteil einer Datei, etc.) in der Reihenfolge – kann auf einfache Weise eine Reihenfolge bzw. Struktur zur optimierten Anordnung der Daten im Speichersystem ermittelt werden. Durch Überwachen und Vergleichen der Zugriffsgeschwindigkeit kann sehr einfach eine ideale Reihenfolge zum Ablegen der Daten aufgrund eines tatsächlichen Verhaltens des Speichersystems festgestellt bzw. angepasst werden.
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Idealerweise werden auf Basis der abgeleiteten und erlernten Zugriffsreihenfolgen von Applikationen neu abzuspeichernde, medizinische Daten ebenfalls in der ermittelten, idealen Reihenfolge für die Organisation von medizinischen Daten im Speichersystem abgelegt. Hierbei empfiehlt es sich, wenn die neu abzuspeichernden, medizinischen Daten durch ein serielles Ausführen der Schreibzugriffe im Speichersystem in der ermittelten, idealen Reihenfolge abgelegt werden. Alternativ kann es auch günstig sein, wenn für das Ablegen der medizinischen Daten in der ermittelten, idealen Reihenfolge im Speichersystem eine initiale Speicheradresse vorgegeben wird.
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Auf diese Weise werden die medizinischen Daten bereits beim erstmaligen Speichern im Speichersystem in einer idealen Reihenfolge abgelegt. Die Daten können dann in der Folge durch Defragmentieren zusätzlich optimal angeordnet werden, insbesondere wenn das initiale Schreiben der Daten in idealer Reihenfolge nicht optimal bzw. fehlerfrei durchgeführt werden konnte. Ein Ablegen der Daten durch eine initiale, ideale Speicherung ist besonders dann vorteilhaft, wenn unmittelbar nach dem Speichern der Daten auf diese wieder lesend zugegriffen wird.
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Die Lösung der angeführten Aufgabe erfolgt auch durch ein System, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steigerung der Performance eines Speichersystems zur permanenten Speicherung von medizinischen Daten eingerichtet ist. Dabei umfasst das System ein Speichermedium (z. B. Festplatte, RAID-System, etc.), auf welchem die medizinischen Daten beispielsweise in Form von Dateien in einem Dateisystem abgelegt sind, sowie Mittel zum Defragmentieren der gespeicherten, medizinischen Daten und Mittel zum Steuern der Reihenfolge, in welcher die medizinischen Daten beim Defragmentieren organisiert und abgelegt werden.
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Der Hauptaspekt des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass auf einfache Weise eine Schwankungsbreite der Ladeperformance verringert wird, da die Ladezeiten für die medizinischen Daten beim Zugriff von Applikationen durch eine Steuerung der Reihenfolge beim Speichern und Defragmentieren der Daten verbessert werden. Beim erfindungsgemäßen System wird auf einfache Weise auch eine Abhängigkeit der Performance des Datenzugriffs durch Applikationen von der initialen Speicherung der Daten auf dem Speichermedium reduziert, dadurch die Defragmentierung und die Steuerung der Reihenfolge, in welcher die Daten beim Defragmentieren abgelegt werden, immer ein ideale Reihenfolge – z. B. in Abhängigkeit von der jeweiligen aufrufenden Applikation – vorgegeben werden kann.
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Weiters ist beim erfindungsgemäßen System idealerweise eine Schnittstelle vorgesehen, über welche eine applikationsspezifische Zugriffsreihenfolge und/oder eine applikationsspezifische Reihenfolge für die Ablage der medizinischen Daten auf dem Speichermedium vorgegeben werden kann. Über eine derartig Schnittstelle können auf einfache Weise z. B. von einem Entwickler einer Applikation die für diese Applikation relevante Ladereihenfolge und damit auch die ideale Reihenfolge der Organisation der Daten (z. B. Bilder einer Serie, etc.) dem System mitgeteilt werden. Beim Defragmentieren ist dann diese Reihenfolge der Steuerung im System bekannt und die Daten können entsprechend im Speichermedium organisiert werden.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße System zusätzlich Mittel zum Beobachten und Ableiten von Zugriffsreihenfolgen verschiedener Applikation auf die medizinischen Daten, Mittel zum Herstellen von verschiedenen Anordnungen – so genannten Permutationen – der medizinischen Daten und zum Auswerten und Ableiten einer zugehörigen Ladegeschwindigkeit sowie Mittel zum Ermitteln einer idealen Reihenfolge für die Organisation der medizinischen Daten im Speichersystem umfasst. Damit können auf einfache Weise die jeweils optimalen Reihenfolgen von Daten für die jeweiligen Applikationen erlernt bzw. für jeweils verwendete. Speichermedien festgestellt werden. Das erfindungsgemäße System kann sich dadurch an die jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Verhalten des Speichermediums, etc.) sehr einfach und rasch anpassen.
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In einer weiteren Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Systems kann dem Defragmentieren der medizinischen Daten unter Berücksichtigung einer applikationsspezifischen bzw. idealen Reihenfolge noch ein Defragmentieren eines freien Speicherplatzes des verwendeten Speichermediums bzw. Speichersystems hinzugefügt werden. Dadurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass einerseits eine ideale, initiale Speicherung möglich ist, und dass andererseits genügend zusammenhängender Speicherplatz für späteres Defragmentieren verfügbar ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der beigefügten 1 erläutert, welche beispielhaft und schematisch das erfindungsgemäße System zur Steigerung der Performance eines Speichersystems zur permanenten Speicherung von medizinischen Daten sowie einen Ablauf des zugehörigen Verfahrens zeigt.
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Ausführung der Erfindung
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In der 1 ist schematisch und beispielhaft ein Speichersystem SYS dargestellt, in welchem medizinische Daten D1 bis Dx, insbesondere medizinische Bilddaten wie z. B. DICOM-Daten, permanent abgelegt sind. Das Speichersystem SYS umfasst ein Speichermedium SP zur permanenten Speicherung der Daten D1 bis Dx. Das Speichermedium SP kann beispielsweise als Festplatte oder als System von Festplatten – als sogenanntes RAID-System – ausgeführt sein, wobei bei einem RAID-System mehrere physische Festplatten zu einem zu einem logischen Laufwerk organisiert werden, um eine höhere Datenverfügbarkeit bei Ausfall einzelner Festplatten und/oder einen größeren Datendurchsatz als ein einzelnes physisches Laufwerk zu ermöglichen.
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Im Speichermedium SP sind die Daten D1 bis Dx in Form von Dateien D1 bis Dx abgelegt und in einem Dateisystem organisiert. Dabei weist das Speichermedium SP üblicherweise eine sogenannte Blockstruktur auf – d. h. aus Sicht eines Betriebssystems oder aus Sicht zugreifender Applikationen AP1 bis AP4 können die Daten D1 bis Dx nur als ganze Datenblöcke gelesen, geschrieben, geändert und/oder gelöscht werden.
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In 1 ist weiters ein beispielhaftes medizinisches Datenverarbeitungsanlage DV (z. B. Bildverarbeitungssystem, etc.) schematisch dargestellt. In dieser Datenverarbeitungsanlage DV ist gemäß 1 vorgesehen, dass eine Anzahl von Applikationen AP1 bis AP4 von einem Betriebsystem der Datenverarbeitungsanlage DV beispielsweise als Systemprozesse oder durch Benutzer aufgerufen und durchgeführt werden. Die Applikationen AP1 bis AP4 benötigen zur Durchführung ihrer Aufgaben Daten D1 bis Dx aus dem Speichermedium SP des Systems SYS. So kann z. B. eine beispielhafte Applikation AP1 für Auswertung und/oder Ablegen von Daten D1 bis Dx eines bildgebenden medizinischen Verfahrens (z. B. CT, MRT, etc.) nach dem DICOM-Standard vorgesehen sein.
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Von den Applikationen AP1 bis AP4 werden dann z. B. über Zugriffe 1, die auch parallel erfolgen können, auf dem Speichermedium SP abgelegte Daten D1 bis Dx bearbeitet. Dabei werden beispielsweise neue medizinische Daten als Dateien D1 bis Dx gespeichert und/oder bestehende Daten bzw. Dateien D1 bis Dx verändert und/oder gelöscht. Es können allerdings auch Applikationen AP1 bis AP4 von verschiedenen Datenverarbeitungssystemen DV auf das Speichermedium SP bzw. auf das erfindungsgemäße System SYS über Zugriffe 1 parallel sowie seriell zugreifen und Daten D1 bis Dx bearbeiten.
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Das in 1 dargestellte Speichersystem SYS umfasst weiters Mittel zum Defragmentieren MD der gespeicherten, medizinischen Daten D1 bis Dx sowie Mittel zum Steuern MR einer Reihenfolge RF, in welche die Daten D1 bis Dx bei einer Defragmentierung abgelegt werden. Die Mittel zum Defragmentieren MD bzw. die Mittel zum Steuern MR einer Reihenfolge RF können dabei beispielsweise als Module bzw. Komponenten des Speichersystems SYS ausgeführt sein. Die Mittel zum Defragmentieren MD können z. B. ein Module bzw. eine Komponente sein, welche einen Algorithmus zum Defragementieren von Daten D1 bis Dx im Speichermedium SP bzw. im zugehörigen Dateisystem umfasst. Idealerweise wird die Defragmentierung des Speichermediums SP nachts oder in Zeiten mit geringer Systembelastung durchgeführt.
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Wird nun eine Defragmentierung der im Speichermedium SP abgelegten Daten D1 bis Dx durchgeführt, so wird von den Mitteln zum Defragmentieren MD z. B. über eine Verbindung oder eine Zugriff 2 auf die im Speichermedium SP abgelegten Daten D1 bis Dx zugegriffen. Von den Mitteln zum Steuern MR der Reihenfolge RF der Ablage der Daten D1 bis Dx wird dazu über z. B. eine Verbindung 3 eine Reihenfolge RF für eine Umorganisation der Daten D1 bis Dx beim Defragmentieren geliefert.
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Diese Reihenfolge RF kann sich beispielsweise an einer Reihenfolge RF orientieren, in welcher die Daten D1 bis Dx von den jeweiligen Applikationen AP1 bis AP4 aufgerufen bzw. gelesen werden. Das bedeutet, dass zusammengehörende Daten D1 bis Dx (z. B. Dateien für ein Bild, Bilder einer Serie, etc.) beim Defragmentieren aufgrund der vorgegebenen Reihenfolge RF in nahe beieinander liegenden oder benachbarten Datenblöcken des Dateisystems bzw. Speichermediums SP abgelegt werden. Dadurch wird durch ein derartiges Defragmentieren eine Ladezeit der Daten bzw. Dateien D1 bis Dx in eine Applikation AP1, ..., AP4 nicht einem sogenannten Alterungsprozess des Dateisystems unterworfen, bei welchen mit zeitlicher Dauer einer Verwendung des Speichermediums SP zusammengehörende Daten D1 bis Dx in immer weiter voneinander entfernten Datenblöcken zum Liegen kommen. Damit bleiben die Ladezeiten über eine längeren Zeitraum vergleichbar und schwanken nur sehr geringfügig.
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So werden beispielsweise DICOM-Daten im Speichermedium SP typischerweise in der Reihenfolge RF abgespeichert, in welche sie empfangen werden. Dabei ist nicht gewährleistet, dass die DICOM-Daten bzw. -Dateien in der für die Applikationen AP1 bis AP4 geeigneten bzw. optimalen Reihenfolge RF für den Zugriff 1 gespeichert sind. Durch das Defragmentieren mit den Mitteln zur Defragementieren MD im erfindungsgemäßen System SYS können die DICOM-Daten z. B. in eine Reihenfolge von Schichtpositionen oder in der Reihenfolge eines Aufnahmedatums gebracht werden, wodurch die DICOM-Daten z. B. für eine aufrufende Applikationen AP1 einfach gruppiert werden können und z. B. als Volumen geladen oder als Film von dieser Applikation AP1 abgespielt werden können.
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Das Speichersystem SYS weist auch eine Schnittstelle ST auf, über welche eine applikationsspezifische Reihenfolge RF für ein Laden von Daten D1 bis Dx vorgegeben werden kann. Von einem Entwickler einer Applikation AP1, ..., AP4 kann über die Schnittstelle ST dem System SYS z. B. eine von einer üblichen Reihenfolge RF (z. B. Reihenfolge nach Aufnahmedatum oder Sichtposition, etc.) abweichende Ladereihenfolge und damit einen optimale Reihenfolge RF für die Organisation der Daten D1 bis Dx im Speichermedium mitgeteilt werden. Von der Schnittstelle ST wird diese applikationsspezifische Reihenfolge RF dann an die Mittel zum Steuern MR der Reihenfolge RF übertragen und steht so beim Defragmentieren den Mitteln zum Defragmentieren MD der gespeicherten Daten zur Verfügung. So können z. B. bei DICOM-Daten über die Schnittstelle ST Angaben zur optimale Organisation einzelner Bilder einer Serie, etc. im Speichermedium SP gemacht und für eine optimale Ladezeit gesorgt werden.
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Zur weiteren Optimierung der im Speichermedium ablegten Daten D1 bis Dx beim Defragmentieren sind im Speichersystem SYS Mittel zum Beobachten und Ableiten MB der Zugriffsreihenfolgen RF der Applikationen AP1 bis AP4 vorgesehen. Diese Mittel zum Beobachten und Ableiten MB der Zugriffsreihenfolgen RF können ebenfalls als Modul bzw. Komponente des Systems SYS ausgeführt sein. Von den Mitteln zum Beobachten und Ableiten MB werden aller Zugriffe bzw. deren Reihenfolge der jeweiligen Applikationen AP1 bis AP4 auf die Daten D1 bis Dx beobachtet. Daraus wird dann von diesen Mitteln MB eine jeweilige tatsächliche Zugriffsreihenfolge RF auf logisch zusammengehörende Daten D1 bis Dx bzw. Dateien von z. B. Serien ermittelt und erlernt. Diese ermittelte Reihenfolge RF wird dann an die Mittel zum Steuern MR der Reihenfolge RF beim Defragmentieren weitergeleitet und liefert damit eine Basis für ideale Reihefolgen RF von zusammengehörenden Daten D1 bis Dx, in welcher dann die Daten D1 bis Dx bei einer Defragmentieren im Speichermedium SP umorganisiert werden.
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Das Speichersystem SP kann auch Mittel zum Herstellen von Permutationen MP von Datenanordnungen umfassen, von welchen zusätzlich dann auch eine Ladegeschwindigkeit bzw. Ladezeit der jeweiligen Datenpermutation im Speichermedium SP durch die jeweilige Applikation AP1, ..., AP4 ausgewertet wird. Aus der ermittelten Ladegeschwindigkeit wird dann von diesen Mitteln MP, welche ebenfalls als Modul oder Komponente des Systems SYS ausgestaltet sein können, eine optimale Zugriffsreihenfolge RF und damit eine ideale Organisation der entsprechenden Daten D1 bis Dx im Speichermedium SP abgeleitet. Diese ideale Reihenfolge RF wird dann an die Mittel zum Steuern MR der Reihenfolge RF bei Defragmentierungen weitergeleitet und kann dann von den Mitteln zum Defragmentieren MD bei einer Umorganisation der Daten D1 bis Dx im Speichermedium SP entsprechend berücksichtigt werden. So kann beispielsweise für Einzelteile von Dateien oder Dateien von Serien (z. B. DICOM-Dateien für Bildaufnahmen, Bilderserien) eine optimale Datenorganisation bzw. ideale Reihenfolge gefunden werden, um die Ladezeiten gering zu halten.
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Für eine weitere Optimierung des Speichersystems SYS können zusätzlich Mittel zum Ermitteln MO einer idealen Reihenfolge RF für die Organisation der Daten D1 bis Dx im Speichermedium SP vorgesehen sein. Diesen Mitteln zum Ermitteln MO einer idealen Reihenfolge RF könne beispielsweise bereits ermittelte bzw. erlernte Reihenfolge-Muster von den Mitteln zum Steuern MR der Reihenfolge RF zur Verfügung gestellt werden. Auf Basis dieser bereits abgeleiteten und/oder erlernten Zugriffsmuster von Applikationen AP1 bis AP4 werden dann neu abzuspeichernde Daten D1 bis Dx in einer für die jeweiligen Applikationen AP1 bis AP4 als ideal ermittelten Reihenfolge RF im Speichermedium SP organisiert und abgelegt. Dies kann beispielsweise durch ein serielles Aufführen von Schreibzugriffen auf das Speichermedium SP erzielt werden. Es kann aber auch für das Abspeichern der neuen Daten D1 bis Dx eine initiale Startadresse im Speichermedium SP festgelegt werden, an welcher mit dem Ablegen in der entsprechenden Reihenfolge RF der Daten D1 bis Dx begonnen wird. Damit können die Daten D1 bis Dx bereits von Anfang an – d. h. bereits beim erstmaligen Abspeichern – im Speichermedium SP in einer idealen Reihenfolge organisiert werden. Durch eine Defragmentierung mit den Mitteln zum Defragmentieren MD und den Mitteln zum Steuern MR der Reihenfolge RF kann dann zusätzlich dafür gesorgt werden, dass die ideale Reihenfolge RF der Datenorganisation im Speichermedium SP erhalten bleibt bzw. dann hergestellt wird, wenn z. B. mit zusätzlichen Sortierreihenfolgen bzw. Zugriffsreihenfolgen für die Daten D1 bis Dx gearbeitet wird oder ein initiales Schreiben/Speichern der Daten D1 bis Dx nicht störungsfrei oder ideal abgelaufen ist.
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Zusätzlich kann im erfindungsgemäßen Speichersystem SYS durch die entsprechenden Mittel MD, MR, etc. bzw. Module auch ein freier Speicherplatz auf dem Speichermedium SP entsprechend organisiert werden. Auf diese Weise wird einerseits eine Voraussetzung für eine erstmalige Abspeicherung von Daten D1 bis Dx in idealer Reihenfolge geschaffen und andererseits wird damit genügend zusammenhängender Speicherplatz für spätere Defragmentierungen unter Berücksichtung idealer Reihenfolgen RF geschaffen.
