A digitális képalkotó diagnosztikai eljárások elterjedése számos számítástechnikai problémát is felvet. Ezek közé sorolhatók mindazok a feladatok, amelyek a kép digitalizálásával kapcsolatban – digitális felbontás, színfelbontás, mesterséges színezés – és a digitális adatok feldolgozásával kapcsolatban – felbontás módosítása, képek összehasonlítása, felismerő rutinok alkalmazása, mesterséges színezés más szempontból – merülnek fel. További számítástechnikai feladat a digitális adatok tárolása és archiválása, ami egyszerűnek tűnik, de az adattárolás, adatarchiválás, az archivált adatok kezelése, visszakeresése annál nehezebb feladat, minél több és nagyobb méretű adathalmazt kezelünk.
[1] Dr. Kürti Sándor: Az információgazda(g)ság buktatói, avagy még mennyit áldoz(z)unk a biztonság oltárán, IME I. évfolyam 3., 40-43, 2002
[2] Nagy István: Adat és információvédelmi kérdések a kórházi gyakorlatban, IME II. évfolyam 8., 30-35, 2003
[3] Pl.: IBM Tivoli szoftver: http://www-306.ibm.com/software/tivoli/solutions/storage/
[4] Dr. Battyány István, Papp Ákos, Dr. Duliskovich Tibor: Orvosi képek menedzsmentje, mit várunk a PACS rendszerektől?, IME III. évfolyam 6., 42-50, 2004
A cikket sikeresen a könyvepolcára helyeztük!
Tisztelt Felhasználónk!
A cikket a könyvespolcára helyeztük. A későbbiekben
bármikor elérheti a cikket a könyvespolcán található listáról.
A cikk megtekintéséhez onine regisztráció szükséges!
Tisztelt Látogató!
Az Ön által megtekinteni kívánt cikk az IMEONLINE cikkadatbázisához tartozik, melynek olvasása online regisztrációhoz kötött.
A regisztrálást követően fogja tudni megtekinteni a cikk tartalmát!
A megadott cikk nem elérhető!
Tisztelt Felhasználónk!
Az Ön által megtekinteni kívánt cikk nem elérhető a rendszerben!
A megadott cikk nem elérhető!
Tisztelt Felhasználónk!
Az Ön által megtekinteni kívánt cikk nem elérhető a rendszerben!
Sikeresen szavazott a cikkre!
Tisztelt Felhasználónk!
Köszönjük a szavazatát!
A szavazás nem sikerült!
Tisztelt Felhasználónk!
Ön már szavazott az adott cikkre!
Cikk megtekintése
Tisztelt Felhasználónk!
A cikk több nyelven is elérhető! Kérjük, adja meg, hogy melyik nyelven kívánja megtekinteni az adott cikket!
Cikk megtekintésének megerősítése!
Tisztelt Felhasználónk!
Az Ön által megtekintetni kívánt cikk tartalma fizetős szolgáltatás.
A megtekinteni kívánt cikket automatikusan hozzáadjuk a könyvespolcához!
A cikket bármikor elérheti a könyvespolcok menüpontról is!
INFOMMUNIKÁCIÓ KÉPALKOTÓ DIAGNOSZTIKA Adattárolás és adatarchiválás a digitális képalkotó rendszerekben Dr. Harangi János, International Business Machines Corporation Magyarországi Kft. A digitális képalkotó diagnosztikai eljárások elterjedése számos számítástechnikai problémát is felvet. Ezek közé sorolhatók mindazok a feladatok, amelyek a kép digitalizálásával kapcsolatban – digitális felbontás, színfelbontás, mesterséges színezés – és a digitális adatok feldolgozásával kapcsolatban – felbontás módosítása, képek összehasonlítása, felismerő rutinok alkalmazása, mesterséges színezés más szempontból – merülnek fel. További számítástechnikai feladat a digitális adatok tárolása és archiválása, ami egyszerűnek tűnik, de az adattárolás, adatarchiválás, az archivált adatok kezelése, visszakeresése annál nehezebb feladat, minél több és nagyobb méretű adathalmazt kezelünk. digitalizálása), vagy akkor is, ha digitális érzékelő van a diagnosztikai rendszerben (digitális röntgenkészülék). Több esetben az érzékelő ugyan nem digitális rendszerű, de a mért adatok megjelenítése csak számítástechnikai eszközökkel lehetséges (például NMR, pozitron emissziós tomográfia – PET). Hogy miért jelent mégis, az előbb említett problémák ellenére is forradalmi fejlődést a digitális rendszerek alkalmazása, azt a számítógépek alkalmazása magyarázza, lehetővé válik a digitális képfeldolgozás. A digitális képfeldolgozás a képek olyan átalakítására ad lehetőséget, amellyel azok kiértékelése lényegesen könnyebbé válhat, vagy olyan részleteket is látni enged, amelyeket enélkül soha nem lehetne észlelni. BEVEZETÉS ADATTÁROLÁS ÉS ARCHIVÁLÁS FELADATAI A képalkotó diagnosztikai eljárásoknak az első, Wilhelm Conrad Röntgen által több, mint 100 évvel ezelőtt bevezetett technikája óta – amely sokáig egyedülálló technika volt, napjainkra számos módszer alakult ki, a fejlődés hihetetlenül felgyorsult. Először a kontraszanyagok alkalmazása terjedt el, majd a képalkotás más technikai megoldásai jelentek meg, a mágneses magrezonancia spektroszkópiás (NMR) képalkotás, ultrahang alapú képalkotó eljárások stb. Újabb fordulatot jelentett, amikor a képalkotási eljárások kiegészültek digitális módszerekkel. A digitalizálás elvileg mindig valamilyen módon információvesztést jelent, hacsak nem éri el az analóg képalkotás fizikai felbontását (például a röntgenfilm fototechnikai szemcseméretének felbontását). De a digitalizálás az egyetlen út ahhoz, hogy a képeket számítógépes módszerekkel kezelni lehessen. A digitalizálás tehát az első lépcső a digitális képfeldolgozás, adattárolás felé. Elvárható, hogy a lehető legtöbb információ jusson át ezen a lépcsőn, esetleg olyan információ is, ami az analóg eljáráson nem is észlelhető. Ehhez a lehető legnagyobb lineáris, színárnyalat és színerősség felbontásra van szükség. A probléma hasonlatos a számítógép monitorának jellemzéséhez, és számítógépes kiszolgálásához. Minél nagyobb a monitor felbontása (vagyis minél több képpontot képes megjeleníteni ugyanazon az egységnyi szakaszon – ez a dpi), és minél több színárnyalatot tud megkülönböztetni, annál nagyobb a kép memóriaszükséglete. A korai számítógépeknél ez néhány kilobyte volt csupán, napjainkban erre a célra több tucat megabyte memóriaterület áll rendelkezésre, pontosabban ekkora memóriára van szükség. Igaz ez arra az esetre, amikor valamilyen analóg képet digitalizál egy képalkotó eljárás (röntgen foszforlemez Az adattárolás alapfeladata a számítási, adatfeldolgozási feladatok induló adatainak és főként eredményadatainak tárolása későbbi megjelenítés, vagy további feldolgozás céljából úgy, hogy az könnyen, gyorsan elérhető legyen. Vagyis a tárolt adatok a munkaállomásunkkal valamilyen elektronikus úton elérhetőek. Az adatarchiválás feladata abban különbözik az adattárolásétól, hogy az archivált adatok nem érhetőek el közvetlenül elektronikus úton. Az archivált adatok olyan adathordozóra kerülnek, amelyek nincsenek állandó elektronikus kapcsolatban az adatkezelést, vagy adatfeldolgozást végző számítástechnikai eszközzel. Ilyen adathordozó lehet mágnesszalag, CD lemez, hajlékony mágneslemez, és sok egyéb más. Vagyis az adattárolás és adat archiválás között a közvetlen elérhetőség az egyetlen lényeges különbség. A tárolt adatokra nagy valószínűség szerint szükség lesz a keletkezését követően rövid időn belül, és nagy valószínűség szerint többször is. Az archivált adatokra rendszerint nagyon ritkán van szükség, Mind az adattárolás, mind az adatarchiválás felveti az adatvédelem és adatbiztonság kérdését is [1,2]. Egy szokásos szervezet informatikai rendszerében a legnagyobb értéket az adatok jelentik, ennek értéke mellett (ami emberévben, az adatok előállításához szükséges munka mennyiségében mérhető), a hardver és szoftver eszközök pénzben kifejezett értéke eltörpül. Tehát az adattárolás és archiválás során olyan stratégiát és módot kell választani, amely megelőzi az adatvesztést, ezen felül az adatok csak az arra illetékesek számára legyenek elérhetőek. Mivel most a biz- IME IV. ÉVFOLYAM 6. SZÁM 2005. SZEPTEMBER 31 INFOMMUNIKÁCIÓ KÉPALKOTÓ DIAGNOSZTIKA tonság kérdését technikai és elérhetőségi szempontok alapján vizsgáljuk, az illetékességi kérdések nem kerülnek tárgyalásra. bös, csupán azt kell biztosítani, hogy az elérhető legyen. Tehát tetszőlegesen lehet egy PC merevlemeze, vagy egy hálózatba épített nagy kapacitású szerver háttértára, vagy egy nagy kapacitású gyors elérésű adattároló eszköz. ADATTÁROLÁS ÉS ARCHIVÁLÁS STRATÉGIÁI ÉS MÓDSZEREI Az adattárolás fizikai biztonsága megköveteli, hogy az adatokról (adatbázisról) rendszeresen biztonsági másolat készüljön. Ez nem azonos az adatarchiválással. A biztonsági másolat hasonlóan gyors elérésű, és a jelenleg elérhető technikai megoldások esetén az adatokról automatikusan készül biztonsági másolat, az adattároló sérülése (fizikai adatvesztés) esetén a adatok visszatöltése a biztonsági másolatról is automatikus. Erről a folyamatról egy erre a célra alkalmazott felügyelő szoftver gondoskodik [3]. Minden számítógépet használó találkozott már az adattárolás stratégiájának és módszereinek problémájával. Az adatfájlokat elsőként megpróbáljuk valamilyen rendszer szerint tárolni, ami a legtipikusabb megoldások szerint lehet téma, a keletkezés időpontja, az adat eredete, vagy bármilyen olyan információ, ami az adat könnyű megtalálását segíti. Ezt a módszert nevezhetjük akár amatőr stratégiának is, még akkor is, ha az adattárolás szerkezete nem képez valódi stratégiai megfontolást. Könnyen belátható, hogy néhány éves számítógépes munkavégzés olyan mennyiségű adatot eredményez, amelynek tárolása már tényleges stratégiai megfontolást igényel. Ilyen esetben kerül sor az adatok valamilyen rendszerezett formában történő tárolására – ezt nevezhetjük adatbázisnak. Ennek lényege, hogy az adatok tárolása olyan módon történik, hogy a tárolt adatról számos információ áll rendelkezésre, mint egy könyvtárban a könyvekről a katalógusban, és az adatok megtalálásához az információk együttes alkalmazása is lehetséges (például a keletkezési idő és téma együttes alkalmazása). Ehhez természetesen már szoftvertámogatásra van szükség, az adatok tárolását és visszakeresését erre a célra létrehozott szoftver végzi. És még mindig csak egyetlen számítógépről beszélünk, amelynek a mai technikai adottságokat figyelembe véve meglehetősen nagy háttértár kapacitása lehet (80 gigabájt már standard méret). Olyan munkakörnyezetben, ahol egy adott feladattal többen és több munkaállomáson foglalkoznak, az adatok olyan tárolása, hogy azokhoz fizikailag mindenki hozzáférjen, elkerülhetetlen. Ennek megfelelően az adattárolás szerkezete egységes, előre jól meghatározott kell legyen, hogy a közös munkában résztvevők mindegyike azonos és egyszerű formában férjen hozzá a szükséges adatokhoz. Miután a stratégia ismert, a módszer már könnyen meghatározható. A legegyszerűbb esetben az adatot valamilyen módon elnevezett és egymásba skatulyázott mappában helyezzük el tipikusan fájl formában. Ekkor nem készül semmilyen nyilvántartás arról, hogy melyik adat hol található, de mert a fájlok rendszerezése egyetlen jellemző alapján történik, a visszakeresést is ennek alapján lehet elvégezni. Ha az adattárolást adatbázis jellegű módon szoftvertámogatással végezzük, akkor az adatok csoportosítását a szoftver végzi, és a tárolt adatokról az adatbázis kezelését végző szoftver készít katalógust. Ilyen esetben az adat formátuma sokféle lehet, nem feltétlenül fájlok tárolása történik. Az adatok fizikai elhelyezése az adattárolás szempontjából közöm- 32 IME IV. ÉVFOLYAM 6. SZÁM 2005. SZEPTEMBER Adatarchiválásra egy adott feladat, téma befejezésekor kerül sor rendszerint, amikor a továbbiakban a lezárt téma, feladat adataihoz nem szükséges gyors hozzáférés. Ilyenkor az adatokat olyan adathordozóra írjuk, amit később eltávolítunk a rendszerből, aminek adattárolási kapacitását ez már nem terheli tovább. Az eltávolított adatok természetesen szükség esetén visszatölthetők, de ehhez általában valamilyen beavatkozás szükséges (az adathordozónak az olvasóba helyezése). Az archívum adatszerkezete tipikus esetben követi az eredeti adatszerkezetet. Az archívum tartalma pedig továbbra is rendelkezésre áll, vagyis ha egy keresett adat csak az archívumban található, akkor arról kapunk információt, hogy azt melyik adathordozón találhatjuk meg. Az adathordozó igen változatos lehet, annak kiválasztása (a rendelkezésre álló lehetőségeken belül) az archiválandó adatok mennyiségétől függ, alkalmazkodva az eszköz kapacitásához. Az archiválást rendszerint úgy végezzük, hogy az archivált adatok nem változtathatók, változtatás esetén már csak új adatként tárolhatók. DIGITÁLIS KÉPALKOTÓ RENDSZEREK ADATAI A digitális technikák elterjedésével egyre több tapasztalat gyűlik, és válik mindenki számára elérhetővé. A digitális rendszerek által szolgáltatott adatok igazán akkor válnak értékessé, ha azok szélesebb körben használhatók, vagyis megoszthatók több orvos, vagy kórház között, és nemcsak egyetlen munkaállomáson használjuk fel azokat. A tárolás természetesen ekkor válik igazán fontos kérdéssé [4]. Az adatok tárolását célszerű gyors hálózati háttértároló eszközökön végezni, amelyet minden potenciális felhasználó elérhet. A hardver eszközök árai drasztikusan csökkennek évről-évre. Célszerű olyan méretű háttértároló eszközt beszerezni, amely egy-két éves munkavégzés adatait képes tárolni. Egy PACS rendszer napi adattermelése rendszertől függően néhány gigabájtnyi mérettől néhány tíz gigabájtig terjedhet. Könnyen belátható, hogy az egy éves munkához szükséges méret 1-10 terabájt (1000 – 10 000 gigabájt). Ez a tárolási kapacitás a jelenleg elérhető technológia mellett akár merevlemezes rendszeren is elérhető. INFOMMUNIKÁCIÓ KÉPALKOTÓ DIAGNOSZTIKA 1. ábra Klinikai informatikai adatrendszer képalkotó eszközök kiszolgálására Egy kórházban rendszerint több digitális képalkotó rendszer üzemel, az adatok felhasználását, kiértékelését pedig több munkahelyen is el lehet, vagy el kell végezni. Ahhoz, hogy az adatokhoz több helyről is el lehessen érni, és a fentebb említett mennyiségű adattömeget kezelni lehessen, a képalkotó rendszereket és a kiértékelést végző munkaállomásokat informatikai rendszerbe szükséges szervezni. Egy tipikus klinikai-kórházi informatikai adatrendszer felépítése az 1. ábrán látható. A klinikai adatrendszerben a képalkotó modalitások (pl. komputer tomográf – CT, képalkotó eszközök – PACS, digitális mikroszkópok – SACS, mágneses képalkotó eljárások – MRI) szolgáltatják az adatokat. Ezek a modalitások a helyi hálózaton (LAN) az adatgyűjtő szerverre továbbítják az adatokat, amely azokat a tároló hálózaton (SAN) az aktuális adatokat tároló adatszerverre helyezi el. Az aktuális adatokról másolat készül a katasztrófa back-up szerveren, amely legtöbb esetben fizikailag is távol van az aktuális adatokat tároló szervertől. A lezárt munkák adatait (pl. amikor egy adott páciens elköltözik) az archívumba továbbítja a rend- szer, és törli mind az aktuális adattárból, mind a back-up tárolóból. Az aktuális adatokhoz a klinika jogosultsággal rendelkező munkatársai a munkaállomásaikról (WS) férnek hozzá, illetve az adatok az interneten keresztül megoszthatók külső rendszerekkel. A digitális képalkotók adatainak felhasználása a következő feladatok köré csoportosíthatók: • A korábban készült képi adatokkal történő összehasonlítás, melynek során az éppen elkészült képet vethetjük össze a korábban készültekkel. Ezeknek az adatoknak az aktuális adatokat tároló szerveren kell lenniük, hogy gyorsan elérhetők legyenek. Egy ilyen esetben akár több, különböző időpontban készült képet (adatot) is viszsza kell keresni. Ezt a digitális adatrendszerek programjai végzik, de az adatok helyének nyilvántartását és az adatszolgáltatást az adattároló rendszer szoftverei végzik. Egy ilyen alkalmazásra példát a 2. ábrán láthatunk. • Az éppen elkészült képi adatokat külső munkaállomáson dolgozó munkatársakkal megosztjuk – elektronikus konzultáció. Ekkor a konzultációban résztvevő munkatársak 2. ábra CT felvétel (jobb oldalon) összehasonlítása egy korábbi felvétellel (bal oldalon) két monitor felhasználásával (közlés az AGFA engedélyével) IME IV. ÉVFOLYAM 6. SZÁM 2005. SZEPTEMBER 33 INFOMMUNIKÁCIÓ KÉPALKOTÓ DIAGNOSZTIKA • letöltik az aktuális adattárolóról (állandó, vagy ideiglenes hozzáférési jogosultsággal) a kérdéses digitális adatot, és a konzultáció elvégezhető tetszőleges távolságból. A képeket valamilyen digitális adatfeldolgozó programmal feldolgozzuk. Ez lehet alakfelismerő program, ami a képen valamilyen speciális alakzatot keres, és jelöl meg, vagy olyan szoftver, amely mesterséges színezéssel látja el a képet annak könnyebb kiértékeléséhez. Mindegyik esetben az adatokat az aktuális adatszerveren találjuk. ÖSSZEFOGLALÁS A digitális képalkotó rendszerekben az adattárolás és adatkezelés támogatja az orvosok munkáját a korábban készült képek visszakeresésében, valamint a digitális képek kiértékeléséhez az elektronikus konzultációban. Az adattá- roláshoz a tárolási kapacitást úgy kell megtervezni, hogy az legalább két éves munka digitális eredményét gyorsan elérhetővé tegye. Ez legtöbb esetben 1-10 terabájtnyi adattárolást jelent, ami napjainkban merevlemezes adattárolási eszközön is elvégezhető. Az egészségügyi digitális képalkotó rendszereit informatikai hálózatba kell foglalni a hatékony adatkezelés és adatfelhasználás céljából. A már nem használt adatokat archívumba lehet helyezni felszabadítva ezzel tárolási kapacitást. Az archívumban (mivel ennek mérete minden archiváláskor nő) a mérettől függően különböző hordozójú eszköz lehet. A CD, DVD, Jukebox eszközökön át a szalagos memóriáig, esetleg kiegészítve egy robottal, ami eléri az adathordozókat. Az ilyen eszközökön tárolt adatokat már nem lehet gyorsan elektronikus sebességgel elérni, de még mindig összehasonlíthatatlanul gyorsabb, mint a kézi keresés a képek, lemezek, kartotékok között. Mind az adattárolás, mind az archiválás kapcsán nagyon fontos a megfelelő méretezés, az adatok méretének előzetes jó felmérése, becslése, amivel sok felesleges munka, vagy felesleges kiadás kerülhető el. IRODALOMJEGYZÉK [1] Dr. Kürti Sándor: Az információgazda(g)ság buktatói, avagy még mennyit áldoz(z)unk a biztonság oltárán, IME I. évfolyam 3., 40-43, 2002 [2] Nagy István: Adat és információvédelmi kérdések a kórházi gyakorlatban, IME II. évfolyam 8., 30-35, 2003 [3] Pl.: IBM Tivoli szoftver: http://www-306.ibm.com/software/tivoli/solutions/storage/ [4] Dr. Battyány István, Papp Ákos, Dr. Duliskovich Tibor: Orvosi képek menedzsmentje, mit várunk a PACS rendszerektől?, IME III. évfolyam 6., 42-50, 2004 Dr. Harangi János bemutatása lapunk IV. évfolyamának 5. számában olvasható. V. Egészségügyi Kontrolling Konferencia 2005. november 30. Hotel Stadion (1148 Budapest, Ifjúság útja 1-3.) Larix Kiadó Kft. Telefon / fax: 333-2434, 210-2682 larix@larix.hu, www.imeonline.hu vagy a www.larix.hu 34 IME IV. ÉVFOLYAM 6. SZÁM 2005. SZEPTEMBER
