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53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

15. bis 18.09.2008, Stuttgart

Grid Computing und die Zukunft der IT im Gesundheitswesen

Meeting Abstract

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  • Frank Dickmann - Universitätsmedizin Göttingen - Abteilung Medizinische Informatik, Göttingen, Deutschland
  • Fred Viezens - Universitätsmedizin Göttingen - Abteilung Medizinische Informatik, Göttingen, Deutschland
  • Ulrich Sax - Universitätsmedizin Göttingen - Abteilung Medizinische Informatik, Göttingen, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. 53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds). Stuttgart, 15.-19.09.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocMI9-1

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2008/08gmds145.shtml

Veröffentlicht: 10. September 2008

© 2008 Dickmann et al.
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Gliederung

Text

1 Warum Grid?

Bei dem Computing Grid handelt es sich um ein dem Power Grid ähnliches Konstrukt mit der Möglichkeit geographisch verteilte, autonome Computing Ressourcen mit anderen IT-Anwendern gemeinsam zu nutzen. Durch den Zusammenschluss der Ressourcen stehen große Kapazitäten für High Performance Computing und Computing Storage bereit.

Infolge immer knapperer Finanzmittel in der medizinischen Versorgung und Forschung besteht die dringende Notwendigkeit die Abhängigkeit von Eigeninvestitionen in IT-Infrastruktur zu unterbrechen und die benötigten Services aus dem Grid zu beziehen. Im gleichen Zug muss die ubiquitäre Verfügbarkeit der finanzintensiven IT-Infrastrukturen gewährleistet werden, um den Bedarfen für High Performance Computing und Computing Storage in Forschung und Industrie Rechnung zu tragen. Die medizinische und biomedizinische Forschung ist langfristig auf die Nutzung von Grid-Ressourcen angewiesen [1].

2 Welche Anforderungen bestehen an ein medizinisches Grid?

2.1 Sicherheit

Aufgrund geographischer Verteilung der Grid-Ressourcen ist die Nutzung der Datenübertragung via öffentlicher Netzwerke inhärent. Da medizinische Daten einen hohen Grad der Schützungswürdigkeit aufweisen, bestehen höchste Anforderungen an die Sicherheit medizinischer Grid-Services. Um die medizinischen Daten für den Transport über öffentliche Netzwerke und die Nutzung durch verschiedene Institutionen im Grid vorzubereiten, können diese pseudonymisiert oder anonymisiert werden. Der Zugriff auf medizinische Daten im Grid muss daher durch vertrauenswürdige Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen abgesichert werden [2].

2.2 Benötigte Grid-Services für die Medizin

Die Medizin benötigt Grid-Services für die Berechnungen komplexer genetischer und biomedizinischer Computing-Aufgaben, die hohen Anforderungen an die Rechenkapazität stellen. Ebenso fallen bei genetischen und biomedizinischen Computing-Aufgaben in Forschung und Industrie Datenmengen in großen Dimensionen an. Die Datenspeicherung, -bereitstellung und Berechnungen in diesen Größenordnungen überfordern die Möglichkeiten von Desktop-Computern und lokalen Rechenzentren [3].

2.3 Nachhaltiger Betrieb

Aufgrund des weiterhin bestehenden und weiter steigenden Bedarfs an Grid-Services in der Medizin wird ein nachhaltiger Betrieb der Grid-Services angestrebt. Die Realisierung der Nachhaltigkeit erfolgt aufbauend auf dem in dem Projekt Services@MediGRID in der Entwicklung befindlichen Konzept zur wirtschaftlichen Verwertung von Grid-Services. Das Konzept umfasst technisches und fachliches Accounting sowie ein Billing für Grid-Services in den Life-Sciences [4].

3 Worin besteht die Notwendigkeit der Gridifizierung?

Das Partizipieren an den jeweils aktuellen technologischen Möglichkeiten eröffnet der medizinischen Forschung und industriellen Entwicklung die notwendige Basis für eine erfolgreiche Arbeit. Grid-Services erlauben dabei den übergreifenden Zugang zu den dafür notwendigen Computing Ressourcen [1]. Ebenso wird der Zugang zu einem größeren Topf an Forschungsdaten durch eine steigende Anzahl von Grid-Teilnehmern forciert, eine Auswirkung, welche auch als Netzeffekt bekannt ist. Dies erzeugt auf der einen Seite den Wunsch, am Grid zu partizipieren, auf der anderen Seite entsteht ein Zwang, wenn weiterhin eine erfolgreiche Arbeit geleistet werden soll. Der permanente Kostendruck und der Wunsch nach Unabhängigkeit von öffentlichen Fördermitteln führen ebenso zu der Notwendigkeit der Nutzung von Grid-Services in der Medizin.

4 Wie sehen zukünftige IT-Strukturen im Gesundheitswesen aus?

Mit einer fortschreitenden Gridifizierung werden lokale IT-Rechenzentren in den akademischen und industriellen Einrichtungen medizinischer Forschung und Versorgung mittel- bis langfristig auf eine Minimalversorgung reduziert, da viele Services im Grid wirtschaftlicher sind. Hierbei stellt sich die Frage, die von Nicholas Carr bereits 2004 in Does IT Matter? [5] aufgegriffen wurde. Hierzu führt Carr in seinem neusten Werk The Big Switch [6] auf, dass die Entwicklung der IT-Branche ähnlich der Entwicklung in der Energie-Branche Ende des 20. Jahrhunderts verlaufen wird. IT wird zukünftig von spezialisierten Unternehmen als ubiquitäre Leistung im Sinne von general purpose technology erbracht, da sich durch die Konzentration entsprechende Skaleneffekte einstellen werden. Für Unternehmen deren Leistungen keinen direkten Bezug zur IT aufweisen, wird es daher möglich werden, sich wieder auf ihr jeweiliges Kerngeschäft konzentrieren zu können. Dies gilt ebenso für das Gesundheitswesen und die darin beteiligten Player der Medizin. Um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, sind noch einige Anstrengungen notwendig, der eingeschlagene Weg führt jedoch nicht daran vorbei.

Danksagung

Diese Publikation wurde unterstützt durch das Verbundvorhaben Services@MediGRID, gefördert vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen: 01|G07015A).


Literatur

1.
Sax U, Weisbecker A, Falkner J, Viezens F, Y. M, Hartung M, Bart J, Krefting D, Knoch TA, S.C. S. Grid-basierte Services für die elektronische Patientenakte der Zukunft. E-HEALTH-COM 2007;2 (4):61-3.
2.
Sax U, Viezens F, Mohammed Y, Lingner T, Morgenstern B, Vossberg M, Krefting D, Rienhoff O. MediGRID - Medical Grid Computing. EGEE'06 - Capitalising on e-infrastructures. Geneva, 2006.
3.
Iakovidis I. HealthGrid HealthGrid – 3 sided concept (ICT for Health, ISTAG WG, Feburary 2004). European Commission: Activities in eHealth, 2005.
4.
Legré Y, Mohammed Y, Viezens F, Rienhoff O, Sax U. HealthGRID/ SHARE: Grids for Health - International Interoperability. In: eHealth Conference 2007 - Experts' Special Interest Sessions. Bonn: nanos Verlag oHG, 2008. pp. 81-99.
5.
Carr NG. Does IT matter? : information technology and the corrosion of competitive advantage. Boston: Harvard Business School Press, 2004.
6.
Carr NG. The big switch : rewiring the world, from Edison to Google. New York, NY: W. W. Norton & Company, 2008.