dc.contributor.author
Vossberg, Michal
dc.date.accessioned
2018-06-07T18:17:36Z
dc.date.available
2009-09-16T06:31:48.262Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4870
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-9069
dc.description.abstract
Der gemeinsame Zugriff auf verteilte Datenbanken und die Möglichkeit zur
Kooperation ist für die Verbundforschung in der Medizin von zunehmender
Wichtigkeit. Auch spielen bildgebende Verfahren eine immer größere Rolle. Der
Einsatz von 3D- und 4D-Techniken sowie die kontinuierliche Verbesserung der
räumlichen und zeitlichen Auflösung stellen immer höhere Anforderungen an die
digitale Bildverarbeitung, vor allem an Speicherplatz und Rechenleistung. Ein
Lösungsansatz zur Erfüllung dieser Anforderungen ist der Einsatz von "Grid-
Infrastrukturen". Dies sind neuartige Strukturen bei der Vernetzung von
Informationssystemen. Dabei werden viele räumlich verteilte Rechner zu einem
virtuellen Großcomputer zusammengeschlossen. Im Unterschied zu anderen
Forschungsbereichen, in denen diese Technologie bereits seit langem genutzt
wird, erfordert der Einsatz in der Medizin zusätzliche Maßnahmen. Dies liegt
unter anderem an den sensiblen Daten, die hohe Sicherheitsanforderungen an
Datentransfer und Kommunikationswege stellen. Die Folge ist, dass der
bisherige de facto Standard zur Bildübertragung, DICOM, allein nicht mehr
ausreicht. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, ein möglichst effizientes und
sicheres Verfahren zur DICOM-Bildübertragung in medizinischen Grid-
Infrastrukturen zu entwickeln. Die Grundlage dieses Verfahrens bildet dabei
die durchgängige DICOM-Kommunikation nach dem in Grids genutzten
Sicherheitsstandard GSI. Gegenüber den bisherigen Verfahren hat dies den
Vorteil, dass die grundlegenden Eigenschaften des DICOM-Protokolls erhalten
bleiben. Zusätzlich ermöglichen Software-Router, die herkömmlichen, bereits
verfügbaren DICOM-Geräte ohne weitere Änderungen an das Grid anzuschließen.
Ein weiterer, wesentlicher Bestandteil der Arbeit bilden zusätzliche
Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz patientenbezogener Daten auf den Gridrechnern
sowie zur sicheren Anbindung klinikinterner Bildarchive an die öffentliche
Infrastruktur. Dazu wurden erfolgreich der Einsatz einer neuen, noch nicht im
DICOM-Standard verabschiedeten Pseudonymisierungstechnik untersucht, die den
Zugriff auf einzelne Daten in den Bildern erlaubt, ohne diese auf den fremden
Rechnern entschlüsseln zu müssen. Schließlich wurden die besonderen Vorteile
dieser drei entwickelten Übertragungsverfahren genutzt, um ein modellbasiertes
System zu entwickeln, welches Bildserien automatisiert im Grid übertragen
kann. Dabei kann es auf Fehler und Systemausfälle im Grid selbständig
reagieren und somit eine erfolgreiche und zuverlässige Bildübertragung
garantieren. Damit stellt die Arbeit neue Verfahren vor, die eine
zuverlässigere, schnellere und sichere Bildübertragung in Grid-Infrastrukturen
ermöglichen, als die bisher verfügbaren Methoden es boten. Mithilfe dieser
Verfahren steigt die Zuverlässigkeit von Grid-Systemen in der medizinischen
Bildverarbeitung deutlich und ermöglicht so einen Einsatz in der klinischen
Routine.
de
dc.description.abstract
In the medical field, cooperating and sharing distributed databases and
resources is becoming increasingly important. Equally emerging is the role of
digital imaging solutions. Here, however, the advent of modern 3D and 4D
imaging techniques and the continual improvement of both, spacial and
temporary resolution, are making raising demands on the image processing
solutions, especially in terms of computing and storage resources. One
possible solution to satisfy these increased requirements are “grid-
infrastructures”. Grids are modern networks which interconnect many
geographically distributed computers and bundle them to one virtual “super-
computer”. Unlike other areas, where this technology is been widely used, the
medical field requires additional measures due to the sensible data. As a
result, the existing de-facto standard for medical image transfer, DICOM, is
not sufficient anymore. The goal of this work is to develop a highly efficient
and secure DICOM image transfer in medical grid infrastructures. The basis of
this method is a continuous end-to-end DICOM communication according to the
grid security standard GSI. In contrast to existing methods, this transfer has
the advantage of maintaining the fundamental properties of the DICOM protocol.
Furthermore, software routers allow conventional, existing DICOM devices to
connect to the grid without modifications. Another, integral part of this work
are additional security provisions to protect patient-related sensitive data
at the grid nodes and also securely connect clinical picture archives to the
public infrastructure. For this, the use of a new pseudonymization technique
has been tested. The technique allows accessing single data items in the
pictures without having to decrypt the entire image. Finally, based on the
advantages of these three methods a model-based system has been developed
which transfers image series automatically in a grid infrastructure. The
system can react autonomously to errors and outages in the grid and therefore
ensures a successful and reliable image transfer. In combination, the work
presents an original method which allows a faster, more reliable and more
secure image transfer in grids than previously possible. This method
significantly enhances the reliability of grid infrastructures in medical
imaging and thus even allows the operation in the clinical routine.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
grid-computing
dc.subject
fault-tolerance
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Sichere und fehlertolerante DICOM-Bildübertragung in medizinischen Grid-
Infrastrukturen
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. rer. nat. Th. Tolxdorff
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. P. Mildenberger
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. M. Taupitz
dc.date.accepted
2009-09-18
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000012151-6
dc.title.translated
Secure and fault-tolerant DICOM image transfer in medical grid infrastructures
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000012151
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000006155
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access