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HEC 2016: Health — Exploring Complexity
2016 Joint Conference of GMDS, DGEpi, IEA-EEF, EFMI

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V.
Deutsche Gesellschaft für Epidemiologie e. V.

28.08. - 02.09.2016, München

Vom Projekt zum Produkt: Entwicklung des MDPE-Bildservers zu einem Routinewerkzeug in der pädiatrischen Onkologie

Meeting Abstract

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  • Andreas Borg - Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • Martin Lablans - Deutsches Krebsforschungszentrum, Medizinische Informatik in der Translationalen Onkologie, Heidelberg, Deutschland

HEC 2016: Health – Exploring Complexity. Joint Conference of GMDS, DGEpi, IEA-EEF, EFMI. München, 28.08.-02.09.2016. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2016. DocAbstr. 266

doi: 10.3205/16gmds158, urn:nbn:de:0183-16gmds1589

Published: August 8, 2016

© 2016 Borg et al.
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Einleitung: In den Hirntumorstudien der Gesellschaft für pädiatrische Onkologie und Hämatologie (GPOH) findet zum Zwecke einheitlicher Qualitätsstandards eine zentrale Referenzbefundung von diagnostischen Bilddaten statt. Dies erfordert den Transport von DICOM-Daten an Referenzzentren sowie den Rückversand von Befunden an die einsendenden Kliniken. Mit dem MDPE-Bildserver [1] existiert seit 2009 eine datenschutzgerechte Lösung für die elektronische Übermittlung dieser Daten über das Internet. Obwohl der Server nur als Transportmedium dient und keine Verarbeitung der Bilddaten stattfindet, sind die Anforderungen hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Systems enorm gestiegen, da der Dienst den Versand per Kurier inzwischen weitgehend abgelöst hat. In der Projektarbeit, die vorher auf Funktionserweiterungen fokussiert war, stellte sich daher zunehmend die Aufgabe, mittels geeigneter Maßnahmen einen zuverlässigen und performanten Betrieb des Servers sicherzustellen.

Material und Methoden: Der MDPE-Bildserver stellt seine Funktionalität in Form einer zentralen Webanwendung zur Verfügung. Die wichtigste Grundlage für einen zuverlässigen Betrieb ist deshalb eine verlässliche IT-Infrastruktur am Serverstandort. Ein wesentlicher Baustein davon ist der Betrieb des Servers als virtuelle Maschine. Das ermöglicht es zum Beispiel, Systemressourcen wie Prozessorleistung und Speicherkapazität dynamisch an aktuelle Anforderungen anzupassen.

Im Programmcode der Webanwendung selbst zeigten sich mit steigendem Datenaufkommen Leistungsengpässe. Um die Leistungsfähigkeit des Codes zu verbessern, wurde ein Profiling kritischer Funktionen durchgeführt und die damit aufgedeckten Schwachstellen wurden durch Optimierung des Programmcodes sowie der verwendeten Datenbankabfragen eliminiert. Durch weitere softwaretechnische Maßnahmen konnte außerdem das Problem immer häufiger auftretender Verbindungsabbrüche beim Upload gelöst werden. Der Versand an das Referenzzentrum wiederum wurde durch den Einsatz einer Ramdisk für die Speicherung temporärer Dateien sowie die Implementierung eines maßgeschneiderten DICOM-Versandprogramms deutlich schneller und damit weniger fehleranfällig.

Schließlich sind die Pflege und Erweiterung der Dokumentation wichtige Bausteine eines möglichst reibungslosen Betriebs zentraler Dienste. Für die Benutzerdokumentation wurde das frühere Konzept eines ausführlichen Benutzerhandbuchs zugunsten einer weitgehend in die Oberfläche integrierten Dokumentation aufgegeben mit dem Ziel, die Häufigkeit von Supportanfragen zu verringern.

Ergebnisse und Diskussion: Mit Hilfe der genannten Maßnahmen war es möglich, trotz einer Verdreifachung der pro Zeitraum hochgeladenen Untersuchungen seit 2011 die Leistungsfähigkeit des Servers zu verbessern. Derzeit werden von 70 aktiven Benutzern aus 55 Kliniken in 6 Staaten monatlich ca. 300 Untersuchungen hochgeladen; das entspricht auf die teilnehmenden Studien bezogen 90 Prozent aller Referenzbefundungen. Der Versand einer typischen Untersuchung dauert im Mittel zwischen fünf und zehn Minuten. Fehlgeschlagene Versande treten inzwischen nur noch in Folge außergewöhnlicher Fehlerzustände auf. Es ist aber damit zu rechnen, dass auch in Zukunft Anpassungen erforderlich sind, um auf veränderte technische Rahmenbedingungen reagieren zu können. Aktuell wird zum Beispiel das für den Upload der Bilddaten verwendete Java-Applet durch eine Java-Webstart-Anwendung ersetzt, da die Unterstützung der Applet-Technologie durch aktuelle Browser auf Dauer nicht mehr gewährleistet ist [2], [3], [4].

Eine wichtige noch anstehende Aufgabe ist schließlich die organisatorische und finanzielle Verstetigung, d.h. ein langfristiges Betriebskonzept unabhängig von wissenschaftlicher Projektförderung. Hier wird auch zu berücksichtigen sein, dass eine universitäre Institution aus inhaltlichen (Wissenschaft als Hauptaufgabe) und organisatorischen (Personalfluktuation, eingeschränkte Möglichkeit zu vertraglichen Garantien) Gründen nicht immer den besten Partner für den Routinebetrieb einer solchen Plattform darstellt.


Literatur

1.
Spitzer M, Ullrich T, Ückert F. Securing a web-based teleradiology platform according to German law and "best practices". Studies in health technology and informatics. 2009; 150: 730–734.
2.
Neumann A. Für ein Plug-in-freies Web: Oracle verabschiedet sich von Java-Plug-in. http://heise.de/-3085884 External link
3.
Smedberg B. NPAPI Plugins in Firefox. https://blog.mozilla.org/futurereleases/2015/10/08/npapi-plugins-in-firefox/ External link
4.
The Chromium Projects. NPAPI deprecation: developer guide. http://www.chromium.org/developers/npapi-deprecation External link