gms | German Medical Science

GMDS 2012: 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

16. - 20.09.2012, Braunschweig

Integration der Digitalen Pathologie in das Forschungs-PACS des Krankheitsbezogenen Kompetenznetzes Multiple Sklerose (KKNMS)

Meeting Abstract

  • Thomas Franke - Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland
  • Erik Bahn - Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland
  • Wolfgang Brück - Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland
  • Karoline Buckow - Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland
  • Otto Rienhoff - Universitätsmedizin Göttingen, Deutschland

GMDS 2012. 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS). Braunschweig, 16.-20.09.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12gmds067

DOI: 10.3205/12gmds067, URN: urn:nbn:de:0183-12gmds0675

Published: September 13, 2012

© 2012 Franke et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Outline

Text

Einleitung: Die Verwertung wertvoller, seltener oder historischer Biomaterialien im Rahmen von Verbundforschungsprojekten erfordert eine besondere Handhabung. Vor der Herausforderung, die Nutzung dieser Materialien effizient zu gestalten, steht auch das KKNMS [1]. Um Hirnbiopsien für Forschungszwecke zur Verfügung zu stellen, sollen Schnitte von Gewebeproben digitalisiert und gezielt verfügbar gemacht werden. Zugriff und Nutzung der Proben sollen anhand der Integration der digitalisierten Gewebeschnitte in die bestehende IT-Infrastruktur des KKNMS optimiert und geregelt werden. Zu diesem Zweck soll das durch die Abteilung Medizinische Informatik der Universitätsmedizin Göttingen eingesetzte Forschungs-PACS (Picture Archiving and Communication System) durch ein Digital Pathology Modul erweitert werden [2].

Methodik: Eine Anforderungsanalyse zur Integration der Digitalen Pathologie in die KKNMS-Infrastruktur wurde durchgeführt. Diese erfolgte in drei Schritten: (1) Workflowanalyse für die Digitalisierung von geschnittenen Gewebeproben in Zusammenarbeit mit der Abteilung für Neuropathologie, (2) Analyse von technischen und ablaufbezogenen Anforderungen aus dem KKNMS und (3) Zusammenstellung von Anforderungen aus der Literatur. Die gesammelten Anforderungen wurden in einem Katalog zusammengefasst und daraus konkrete Aufgaben für die Umsetzung abgeleitet.

Ergebnisse: Die Anforderungsanalyse ergab, dass sich die Aufgaben zur Integration der Digitalen Pathologie in die bestehende Infrastruktur in drei Gruppen unterteilen lassen: (1) Unterstützung von Workflows, (2) Anpassung der Architektur und (3) Etablierung von Organisations- und Kommunikationsstrukturen.

Durch die Workflow-Analyse konnten folgende Prozessketten identifiziert werden: Zum einen das Einspeisen von Daten in das System bestehend aus der Präparation des Biomaterials, der Digitalisierung der Gewebeschnitte, der Selektion von relevanten Bereichen (ROI), dem Eingeben von Metadaten, der Konvertierung in ein geeignetes Dateiformat und dem Upload ins PACS. Zum anderen die Bereitstellung von Bilddaten für Forschungs- oder Auswertungszwecke einschließlich der Anfrage forschungsrelevanter Biomaterialproben sowie der Auswahl und Bereitstellung zugehöriger Bilder. Die Unterstützung der Workflows der dargestellten Prozessketten erfordert den Einsatz spezialisierter Software.

Die Integration hochauflösender Bilder in das PACS erfordert Architekturanpassungen zur Verarbeitung und Darstellung der Bilddaten. Dabei müssen die Bildaufbereitung und die Konvertierung in das DICOM Format in Anlehnung an das Supplement 145 des DICOM-Standards umgesetzt werden [3]. Die Anzeige hochauflösender Bilder erfordert die Darstellung unterschiedlicher Detailstufen und die Implementierung von Navigationsmöglichkeiten im Webviewer. Aufgrund der Bandbreiten-Limitierung bei der Datenübertragung ist eine Technik zum progressiven Laden von Bildteilen notwendig.

Zur Regulierung der Anforderung und Ausgabe von Biomaterialien oder zugehöriger Bilddaten für Forschungsvorhaben müssen Kommunikationsstrukturen aufgebaut werden. Die Zugriffsregelung muss über ein Governance-Board erfolgen, welches im Sinne des Forschungsverbundes über die Verwertung von und den Zugang zu Biomaterialien und Bilddaten unter Wahrung der Urheberrechte entscheidet.

Diskussion und Ausblick: Die Integration digitaler Gewebeschnitte erfordert Anpassungen an der Bilddatenbank, den Einsatz zusätzlicher Software zur Workflowunterstützung und die Etablierung von Organisations- und Kommunikationsstrukturen. Das bestehende Forschungs-PACS ist innerhalb der Infrastruktur des KKNMS und diversen Forschungsverbünden erfolgreich im Einsatz. Die Anwender sind mit der Nutzung der Bilddatenbank vertraut. Deshalb und hinsichtlich des Administrationsaufwands wurde die Erweiterung der eingesetzten Bilddatenbank dem Einsatz eines neuen, auf die Digitale Pathologie spezialisierten, Systems vorgezogen. Es wird erwartet, dass die Einführung der Digitalen Pathologie in die KKNMS-IT-Infrastruktur eine Effizienzsteigerung der Biomaterialverwertung ermöglicht und Erfahrungen der unkontrollierten Nutzung von Biomaterial aus anderen Verbundprojekten nicht wiederholt werden.

Danksagung: Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Krankheitsbezogene Kompetenznetz Multiple Sklerose, gefördert vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01GI0910.


Literatur

1.
KKNMS. Krankheitsbezogenes Kompetenznetz Multiple Sklerose [Internet]. Available from: http://www.kompetenznetz-multiplesklerose.de [cited 23.04.2012] External link
2.
Rakebrandt F, Rienhoff O. Multimandantenbilddatenbank für Forschungsvorhaben – Nutzungswandel in den ersten 5 Jahren Betrieb. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. Doc10gmds260.
3.
Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM). Supplement 145: Whole Slide Microscopic Image IOD and SOP Classes. Available from: ftp://medical.nema.org/medical/dicom/final/sup145_ft.pdf [cited 25.04.2012]