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

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

07. bis 10.09.2009, Essen

Entwicklung einer Client-Server-TCP Kommunikationsstruktur zur Übertragung von Echtzeit-fMRT Auswerteparametern

Meeting Abstract

  • Nancy Henniger - Medizinische Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg
  • Charles Müller - Medizinische Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg
  • Maurice Hollmann - Medizinische Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg
  • Johannes Bernarding - Medizinische Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. 54. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds). Essen, 07.-10.09.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09gmds335

DOI: 10.3205/09gmds335, URN: urn:nbn:de:0183-09gmds3354

Published: September 2, 2009

© 2009 Henniger et al.
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Einführung: Für die Echtzeit-Auswertung und die Präsentation von funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) Studien werden in der Regel verschiedene Komponenten für die Akquisition, statistische Auswertung und Stimulus Präsentation benötigt. Diese Komponenten müssen zusätzlich noch miteinander kommunizieren können. Um die Steuerung solcher komplexen Experimente zu zentralisieren und zu vereinfachen, wurde ein auf XML basierendes Software Konzept (EDL) entwickelt [1], [2].

Für die statistische Auswertung der fMRT-Daten wurde mit Matlab die rtExplorer Anwendung implementiert.

Trotz der oben genannten Vorteile dieses zentralen Konzeptes, bestand insbesondere bei Neurofeedback-Anwendungen der Bedarf einer zentralen Netzwerk-Kommunikation. Zu diesem Zweck wurde eine direkte, auf TCP-basierende Übertragungsmöglichkeit geschaffen.

Material und Methoden: Der rtExplorer besteht aus verschiedenen Modulen, die für jeweilige Experimente kombiniert werden können [1].

Für die Kommunikation zwischen dem rtExplorer und einer externen Anwendungen wurde mittels einer Einbindung von Java in Matlab, ein Kommunikationsmodul geschaffen, welches die Auslagerung der betreffenden Daten und die Kommunikation mit anderen Anwendungen möglich macht. Im aktuellen Projekt ist die Kommunikation zwischen einer Neurofeedbackanwendung und dem rtExplorer realisiert wurden.

Die direkte Kommunikation erfolgt über eine Client-Server-TCP Anbindung, wobei der rtExplorer als Client und die jeweilige externe Anwendung als Server agiert [3].

Zur Überprüfung der Funktionalitäten wurde ein Testlauf durchgeführt. Mittels zweier über Netzwerk verbundener Rechner wurde über Matlab 2007 und der eingebundenen Java.net.socket und java.net.serversocket Klassen die Kommunikation zwischen zwei Anwendungen evaluiert.

Ergebnisse: Die Client-Server-TCP Struktur und damit die direkte Kommunikationsmöglichkeit zwischen den Komponenten innerhalb des EDL Software Konzeptes konnte erfolgreich getestet werden. Zum Testen der Übertragung wurden 10 Byte an zufällig erzeugten Daten transferiert. Diese konnten ohne Datenverlust übertragen werden.

Diskussion / Schlussfolgerungen: Unsere Client-Server-TCP Struktur erlaubt eine unkomplizierte, flexible und sichere Übertragung von Parametern.

So können in Zukunft durch die Erweiterung des rtExplorers externe Anwendungen, wie Applikationen zur Stimulus Präsentation oder Neurofeedback-Lösung, direkt in den Kommunikationsweg eingebunden und indirekte und damit fehleranfällige Übertragungen vermieden werden.


Literatur

1.
Hollmann M, Mönch T, Mulla-Osman S, Tempelmann C, Stadler J, Bernarding J. A new concept of a unified parameter management, experiment control, and data analysis in fMRI: Application to real-time fMRI at 3 T and 7 T. Journal of Neuroscience Methods. 2008;175:154-162.
2.
Extensible Markup Language (XML). http://www.w3.org/XML/, Date 2006-09-14. External link
3.
Tanenbaum A, Steen van M. Distributed systems: principles and paradigms. 1st Edition. Pearson Edcuation; 2002.