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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Verwalten von verteilt in einem Rechnernetz gespeicherten Informationen, insbesondere von medizinischen Bildinformationen von Patienten.
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Obwohl in der nachfolgenden Beschreibung auf medizinische Bilddaten Bezug genommen wird, lässt sich die Erfindung auch auf anderen Anwendungsgebieten nutzen.
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In vielen medizinischen Bereichen erfolgt eine Diagnostik von Krankheiten unter Nutzung von Bild gebenden Verfahren. Um die dabei anfallenden Daten verwalten zu können, werden unterschiedliche rechnergestützte Systeme zur Dokumentation und Verwaltung der medizinischen und administrativen Daten eingesetzt. Solche Systeme sind insbesondere aus dem Bereich der Radiologie bekannt.
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Zur Dokumentation und Verwaltung der medizinischen und administrativen Daten sowie zur Prozesssteuerung, wie z. B. einer Terminvergabe sowie Ressourcenverwaltung, werden in der Radiologie sog. Radiologieinformationssysteme (RIS) eingesetzt. Ein solches, auch als RIS-System bezeichnetes System umfasst im Wesentlichen die Funktionen der Verwaltung von Patientenstammdaten, der Terminplanung von Untersuchungen, der Bereitstellung einer Schnittstelle zu Bild gebenden digitalen Untersuchungsgeräten, der Dokumentation medizinischer Daten, der Dokumentation von abrechnungsrelevanten Leistungen sowie der Erstellung von Befunden. Bild gebende digitale Untersuchungsgeräte werden auch als Modalitäten bezeichnet. Solche Modalitäten sind beispielsweise ein Computertomograph (CT) oder ein Magnetresonanztomographiegerät (MRT).
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Ein RIS-System wird in der Regel in Verbindung mit einem Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (sog. Picture Archiving and Communication System, PACS) auf Basis digitaler Rechner und Netzwerke verwendet. PACS-Systeme erfassen digitale Bilddaten aller Modalitäten in der Radiologie und der Nuklearmedizin. Grundsätzlich kommen auch Bilder aus anderen Bild gebenden Verfahren, etwa aus Endoskopie, Kardiologie, Pathologie und Mikrobiologie für die PACS-Verarbeitung in Frage. Die digitalen Bilddaten werden in einem PACS-System zusammen mit Informationen über die Identität des Patienten, über die klinische Fragestellung und über die Untersuchung gespeichert. Die Speicherung erfolgt üblicherweise auf einem zentralen Rechner (Server) unter Verwendung standardisierter Kommunikationsprotokolle und Speicherformate, wobei insbesondere der Standard DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) zum Einsatz kommt.
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In der jüngeren Vergangenheit gibt es einen Trend zu Klinikverbünden und Versorgungsnetzwerken, welche mehrere räumlich verteilte Krankenhäuser sowie ambulante Einrichtungen umfassen und in der Regel von einem Betreiber geführt werden. Während einzelne Kliniken bzw. deren Abteilungen hoch spezialisiert sind, sollen durch ein integriertes Konzept und einen intensiven Datenaustausch die Patienten optimal versorgt werden. Andererseits soll durch die Vermeidung von Doppeluntersuchungen Effizienzpotentiale optimal genutzt werden. Dies gilt in besonderem Maße für die Radiologie, in der einzelne Untersuchungen sehr teuer sind und einem Arzt ein möglichst einfacher Zugriff auf relevante Voruntersuchungen ermöglicht werden soll. Dies soll auch dann möglich sein, wenn diese Voruntersuchungen an einer anderen Klinik des Klinikverbunds oder in einer ambulanten Einrichtung, z. B. bei einem niedergelassenen Facharzt, gemacht wurden. Ein weiteres Ziel besteht darin, den Zugriff auf alle Voruntersuchungen, die von einem bestimmten Patienten in Kliniken oder ambulanten Einrichtungen außerhalb des Klinikverbunds bzw. Versorgungsnetzes gemacht wurden, zur Einsicht verfügbar zu machen.
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Hierzu ist es bekannt, die Bilddaten und die zugehörigen Metadaten zentral zu speichern. Auch eine dezentrale Speicherung der Bilddaten sowie eine zentrale Speicherung der Metadaten zum Auffinden der dezentralen Bilddaten wurde bereits vorgeschlagen. Diese beiden Ansätze kommen insbesondere innerhalb von Klinikverbünden zum Einsatz.
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Für integrierte Versorgungsnetze, bestehend aus klinischen und ambulanten Einrichtungen, wird das Problem vornehmlich durch dezentrale Speicherung der Bilddaten am Ort ihrer Erzeugung und einen zentralen Indizierungsrechner gelöst, welcher von einer der am Versorgungsnetz beteiligten Einrichtungen betrieben wird. Für die anderen Einrichtungen des Versorgungsnetzes besteht die Möglichkeit, auf den Indizierungsrechner zuzugreifen, der für jeden Patienten im Versorgungsnetz Links zu allen Teilnehmern des Versorgungsnetzes (Kliniken, Ärzte, etc.) enthält. Ein solcher Indizierungsrechner verursacht jedoch zusätzliche Kosten und stellt ein potentielles Ausfallrisiko dar. Darüber hinaus ist die vorgeschlagene Lösung nicht beliebig skalierbar.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System anzugeben, mit denen die Verwaltung von verteilt in einem Rechnernetz gespeicherten Informationen auf einfachere und effizientere Weise realisiert werden können. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System anzugeben, mit denen verteilt in einem Rechnernetz gespeicherte medizinische Bildinformationen von Patienten auf einfachere Weise realisiert werden können.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein System gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Verwalten von verteilt in einem Rechnernetz gespeicherten Informationen, insbesondere von medizinischen Bildinformationen von Patienten.
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In einem Schritt a) werden als eine jeweilige Information Bilddaten und die Bilddaten beschreibende Metadaten am Ort ihrer Erzeugung in dem Rechnernetz gespeichert. Unter dem Ort der Erzeugung ist dabei nicht ein spezieller, die Bilder erzeugender Rechner zu verstehen, sondern eine Lokalität, wie z. B. ein Krankenhaus, eine Praxis, ein Versorgungszentrum usw. In einem Schritt b) wird für die jeweilige Information eine Verweisressource erzeugt, welche zumindest ein Schlüsseldatum und einen ersten Parameter, der den die Information speichernden Speicherort des Rechnernetzes repräsentiert, umfasst. In einem Schritt c) werden die Verweisressourcen jeweiliger Informationen in einem Peer-to-Peer-System des Rechnernetzes abgelegt. Gemäß einem Schritt d) werden bei einer ersten Suche nach Informationen zu einem bestimmten Schlüsseldatum von dem Peer-to-Peer-System die zu dem bestimmten Schlüsseldatum gehörige oder gehörigen Verweisressourcen bereitgestellt. Anhand des oder der ersten Parameter, die in der oder den bereitgestellten Verweisressourcen enthalten sind, werden gemäß einem Schritt e) die dem Schlüsseldatum zugeordneten Metadaten von dem Speicherort, an dem sie gespeichert sind, abgefragt und zur Auswahl ausgegeben. Gemäß Schritt f) werden in Reaktion auf die Auswahl von Metadaten bei einer zweiten Suche die einem jeweiligen ausgewählten Metadatum zugeordneten Bilddaten von dem Speicherort des Rechnernetzes, an dem sie gespeichert sind, geladen.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, zur Verwaltung der verteilt in dem Rechnernetz gespeicherten Informationen ein Peer-to-Peer-System zu verwenden, wobei die Suche nach spezifischen Informationen in zwei Stufen erfolgt. Hierdurch ist es möglich, ohne eine zentrale Datenhaltung vorsehen zu müssen, die verteilt in dem Rechnernetz gespeicherten Informationen effizient zu verwalten und zu nutzen. Ein erfindungsgemäßes System weist eine hohe Fehlertoleranz und gute Skalierbarkeit auf. Insbesondere ist ein Verzicht auf kostenintensive, zentrale Recheneinheiten möglich. Ferner kann die unnötige Übertragung großer Datenmengen vermieden werden, da lediglich die tatsächlich benötigten, nicht jedoch grundsätzlich alle, einem Schlüsseldatum zugeordneten Bilddaten geladen werden. Im Fall der medizinischen Bildinformationen von Patienten können Ärzte damit auf in anderen Einrichtungen eines Klinikverbunds oder Versorgungsnetzwerkes gespeicherte medizinische Bilddaten zugreifen. Hierdurch können bereits existierende Befunde eingesehen und darauf basierende, verbesserte Diagnosen gestellt werden. Insbesondere ist die Erstellung von Verlaufsanalysen möglich, wodurch bessere Therapien entstehen.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfassen die Metadaten Patientendaten und untersuchungsbezogene Daten der Patienten. Die Patientendaten können beispielsweise Name, Alter, Geburtsdatum, Geschlecht, Adresse, Krankenkasse und dergleichen umfassen. Untersuchungsbezogene Daten umfassen Befunde, durchgeführte Therapien, verschriebene Medikamente usw.
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Zweckmäßigerweise wird das Schlüsseldatum aus dem Metadaten erzeugt. Alternativ umfasst das Schlüsseldatum zumindest eine von den Metadaten unabhängige Größe zur Erzeugung eines künstlichen Schlüsseldatums. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, wenn als Schlüsseldatum ein systemweit eindeutiges Schlüsseldatum erzeugt wird. Systemweit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Schlüsseldatum in dem Peer-to-Peer-System eineindeutig sein muss, um ein Auffinden bzw. Abspeichern jeweiliger Verweisressourcen zu ermöglichen.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Verweisressource für die jeweilige Information zumindest einen zweiten Parameter umfasst, der zumindest einen Teil der Metadaten enthält. Hierdurch ist es nicht notwendig, die zu einem bestimmten Schlüsseldatum gehörigen Metadaten erst von einem oder mehreren Orten anzufordern und an den die Suchanfrage stellenden Rechner zu übermitteln. Hierdurch kann die Belastung des Rechnernetzwerkes geringer gehalten werden.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter zweckmäßig, wenn in Schritt e) die in der oder den Verweisressourcen enthaltenen zweiten Parameter zur Auswahl ausgegeben werden. Dadurch, dass beim Erstellen der Verweisressourcen bereits festgelegt wird, welche zweiten Parameter in der Verweisressource enthalten sein sollen, kann die Ausgabe gezielter erfolgen. Insbesondere ist es nicht notwendig, die vom Speicherort angeforderten Metadaten nach bestimmten, zur Auswahl auszugebenden Parametern vorzuselektieren.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die zur Auswahl vorgesehenen Metadaten anhand eines vorgegebenen Parameters vorgefiltert werden. Der vorgegebene Parameter kann im Bereich der Medizin z. B. eine gerade durchgeführte Untersuchung des Körperteils oder einer Körperregion sein, zu dem bereits durchgeführte Ergebnisse von Voruntersuchungen ermittelt werden sollen. Die Filterung kann daher automatisiert durch einen die Suchanfrage bearbeitenden Rechner erfolgen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Vorfilterung nach Vorgaben eines Nutzers des Systems erfolgt.
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Die Erfindung schafft weiter ein System zum Verwalten von verteilt in einem Rechnernetz gespeicherten Informationen, insbesondere von medizinischen Bildinformationen von Patienten. Das System ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Das System weist die gleichen Vorteile auf, wie diese in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits beschrieben wurden.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst das Rechnernetz eine Mehrzahl an unterschiedlichen Standorten vorgesehenen PACS/RIS-Rechnersystemen. Ein PACS-Rechnersystem ist ein Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem auf der Basis digitaler Rechner und Netzwerke und insbesondere im Bereich der Radiologie und Nuklearmedizin verbreitet. Ein RIS-System ist ein Rechnersystem zur Dokumentation und Verwaltung medizinischer und administrativer Daten sowie zur Prozesssteuerung der in diesem Bereich damit verbundenen Prozessabläufe, das insbesondere in der Radiologie eingesetzt wird.
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Insbesondere stellen zumindest manche der PACS/RIS-Rechnersysteme einen logischen Knoten in dem Peer-to-Peer-System dar.
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Ein Rechner, der die Speicherung der die Bilddaten und die Metadaten umfassenden Information bewirkt, muss keinen logischen Knoten des Peer-to-Peer-Systems darstellen, wobei dies optional jedoch möglich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes System zum Verwalten von verteilt in einem Rechnernetz gespeicherten Informationen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Informationen um medizinische Bildinformationen von Patienten.
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Das erfindungsgemäße System umfasst lediglich beispielhaft vier medizinische Einrichtungen 10, 20, 30, 40 an unterschiedlichen Orten (Lokalitäten), in denen Bilddaten und die Bilddaten beschreibende Metadaten (nachfolgend auch als medizinische Bildinformation bezeichnet) erzeugt werden. Bei der medizinischen Einrichtung 10 kann es sich beispielsweise um eine erste Klinik handeln. Mit dem Bezugszeichen 20 ist z. B. ein ambulantes Versorgungszentrum bezeichnet. Bei der mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichneten Einrichtung handelt es sich beispielsweise um eine radiologische Praxis. Die mit dem Bezugszeichen 40 gekennzeichnete Einrichtung stellt beispielsweise eine zweite Klinik dar. Die medizinischen Einrichtungen 10, 20, 30, 40 bilden zusammen ein integriertes Versorgungsnetzwerk, die miteinander zusammenarbeiten und daher an ein gemeinsames, in der Figur nicht näher dargestelltes Rechnernetz angeschlossen sind.
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Jede der medizinischen Einrichtungen 10, 20, 30, 40 umfasst wenigstens eine Bild erzeugende Vorrichtung, die auch als Modalität bezeichnet wird. Eine Modalität kann z. B. ein Computertomograph (CT) oder ein Magnetresonanztomographiegerät (MRT) sein. Die Modalität kann auch in Gestalt anderer, beliebiger Bild erzeugender Vorrichtungen ausgebildet sein. Beispielhaft umfasst die medizinische Einrichtung 10 zwei solcher Bild erzeugenden Vorrichtungen 11, 12. In der medizinischen Einrichtung 20 sind ebenfalls zwei Bild erzeugende Vorrichtungen 21, 22 vorgesehen. Die medizinische Einrichtung 30 umfasst eine einzige Bild erzeugende Vorrichtung 31, während die medizinische Einrichtung 40 insgesamt drei Bild erzeugende Vorrichtungen 41, 42, 43 aufweist.
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Die jeweiligen Bild erzeugenden Vorrichtungen einer medizinischen Einrichtung sind mit einem jeweiligen sog. PACS/RIS-System gekoppelt. Ein PACS/RIS-System umfasst ein Rechnersystem zur Dokumentation und Verwaltung von medizinischen und administrativen Daten (Radiologieinformationssystem RIS), das typischerweise in der Radiologie eingesetzt wird. Ein RIS-System dient auch zur Prozesssteuerung, wie beispielsweise der Terminvergabe und Ressourcenverwaltung. Ein PACS-System ist ein Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem auf der Basis eines digitalen Rechnersystems, wobei PACS für Picture Archiving and Communication System steht. Obwohl beide Rechnersysteme funktional voneinander getrennt Rechnersysteme darstellen können, werden diese in der Praxis in Kombination verwendet und daher als PACS/RIS-System bezeichnet.
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In der medizinischen Einrichtung 10 ist das PACS/RIS-System mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet. Das PACS/RIS-System der medizinischen Einrichtung 20 ist mit 23 gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet das PACS/RIS-System der medizinischen Einrichtung 30. In der medizinischen Einrichtung 40 ist das PACS/RIS-System mit 44 gekennzeichnet.
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Jede der medizinischen Einrichtungen 10, 20, 30, 40 weist weiterhin wenigstens einen Rechner 15 bzw. 24 bzw. 33 bzw. 45, 46 auf. Die Rechner 15, 24, 33, 45, 46 können Rechner des jeweiligen PACS/RIS-Systems, aber auch davon unabhängige Rechner darstellen.
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Die Rechner 15, 24, 33, 45, 46 sowie die PACS/RIS-Systeme 13, 23, 32, 44 sind Bestandteil des eingangs erwähnten Rechnernetzes des in 1 dargestellten Versorgungsnetzwerks.
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In der medizinischen Einrichtung 10 ist darüber hinaus ein Terminal 14 dargestellt, welches ebenfalls Teil des Rechnernetzes des Versorgungsnetzwerks ist. Über das Terminal 14 können in dem Rechnernetz gespeicherte Daten abgefragt und/oder visualisiert werden. Das Terminal 14 kann ein eigenständiger Rechner oder eine Ausgabeeinheit des Rechners 15 darstellen. Obwohl für die medizinischen Vorrichtungen 20, 30, 40 keine Terminals dargestellt sind, versteht es sich, dass auch diese wenigstens ein Terminal der oben beschriebenen Art aufweisen können.
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Um eine möglichst einfache Organisation und Verwaltung der in dem Rechnernetz anfallenden Informationen zu erzielen, ist vorgesehen, die jeweiligen medizinischen Bildinformationen (d. h. sowohl die Bilddaten als auch die die Bilddaten beschreibenden Metadaten) am Ort ihrer Erzeugung in dem Rechnernetz zu speichern. Dies bedeutet, mit der Bild erzeugenden Vorrichtung 11 oder 12 erzeugte medizinische Bildinformationen werden in dem PACS/RIS-System 13 der medizinischen Einrichtung 10 gespeichert. Mit der Bild erzeugenden Vorrichtung 21, 22 erzeugte medizinische Bilddaten werden in dem PACS/RIS-System der medizinischen Einrichtung 20 gespeichert, usw. Mit anderen Worten ist vorgesehen, die medizinischen Bilddaten dezentral zu speichern.
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Um einem Nutzer des Terminals 14 der medizinischen Einrichtung den Zugriff auf medizinische Bilddaten in einer der anderen medizinischen Einrichtungen 20, 30, 40 zu ermöglichen, ist ein Zugriff auf die den jeweiligen Bilddaten zugeordneten Metadaten notwendig, um die relevanten Bilddaten identifizieren und laden zu können. Um auf eine zentrale Speicherung der Metadaten verzichten zu können, ist bei dem erfindungsgemäßen System der Einsatz eines Peer-to-Peer-Systems vorgesehen, mit welchem ein Verzicht auf kostenintensive, zentrale Rechner, eine hohe Skalierbarkeit und eine hohe Fehlertoleranz gegeben ist. Ein Peer-to-Peer-System ermöglicht darüber hinaus eine echte Teilung der Kosten zwischen den medizinischen Einrichtungen durch die gemeinsame Verwaltung eines für die Suche benötigten Index.
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Peer-to-Peer-Systeme sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt. Deren Grundkonzept wird nachfolgend kurz beschrieben:
Peer-to-Peer-Systeme ermöglichen die Speicherung bzw. Organisation von Daten. Die Daten werden auch als Ressourcen bezeichnet. Peer-to-Peer-Systeme bestehen aus einer Menge von Knoten und zeichnen sich durch drei Eigenschaften aus:
Selbstorganisation, symmetrische Kommunikation und dezentrale Kontrolle. Selbstorganisation bedeutet, dass sich das Peer-to-Peer-System beim Hinzufügen und Entfernen von Knoten sowie in einem Fehlerfall automatisch an die veränderte Situation anpasst. Symmetrische Kommunikation bedeutet, dass die Knoten gleichzeitig als Server als auch als Client fungieren. Die Knoten eines Peer-to-Peer-Systems sind autonom, d. h. es gibt keine zentrale Kontrolle und damit keinen Single-Point-Of-Failure. Durch diese Eigenschaften sind Peer-to-Peer-Systeme besonders fehlertolerant und skalieren gut. Dies bedeutet, es kann in einfacher Weise eine große Anzahl an neuen Knoten hinzugefügt werden.
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Peer-to-Peer-Systeme bilden sog. Overlay-Netzwerke. Dies sind logische Netzwerkstrukturen oberhalb der physikalischen Netzwerke, innerhalb derer Daten effizient abgelegt und gesucht werden können. Zur dezentralen Initiierung von großen Mengen an gespeicherten Bilddaten und Begleitinformationen (Metadaten) eignen sich insbesondere sog. strukturierte Peer-to-Peer-Netzwerke, wie z. B. Chord. Diese unterstützen eine effiziente Suche und liefern im Unterschied zu unstrukturierten Peer-to-Peer-Verfahren vollständige Ergebnismengen.
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Strukturierte Peer-to-Peer-Systeme definieren ein Mapping zwischen Ressourcenschlüsseln und Knoten, die für einen Bereich eines Schlüsselraums notwendig sind sowie eine Nachbarschaftsbeziehung für Knoten bzw. Ressourcenschlüssel, die die Overlay-Struktur festlegt.
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Chord basiert auf sog. verteilten Hash-Tabellen (Distributed Hash Tables, DHT) und verwendet einen ganzzahligen Bereich von Identifikatoren (ID) der Größe 2m. Die Identifikatoren oder Knoten und die Ressourcenschlüssel sind somit vom Typ Integer und weisen m Bit auf. Ein typischer Wert für m ist 160, weil dann als Hash-Funktion SHA1 verwendet werden kann. Die Topologie des Raumes der Identifikatoren ist ein Ring. Unter Verwendung der Modulofunktion ist damit ein einfaches Handling von Identifikatoren größer als 2m möglich. Jeder Knoten kennt dabei seinen Vorgänger-Knoten und Nachfolger-Knoten in dem logischen Ring. Ein Knoten ist verantwortlich für alle Schlüssel, die größer als der Identifikator des Vorgängers und kleiner oder gleich seines eigenen Identifikators sind.
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Um den für einen Schlüssel verantwortlichen Knoten zu finden (dies wird als Lookup bezeichnet) muss eine Nachricht solange zwischen den Knoten (Peers) weitergeleitet werden, bis sie den entsprechenden Knoten erreicht hat. Könnten Nachrichten nur zwischen unmittelbar benachbarten Knoten weitergeleitet werden, müsste eine Nachricht im Durchschnitt die Hälfte aller Knoten passieren. Da dies nicht effizient ist, haben alle Knoten sog. Fingertabellen gespeichert, die auf andere Knoten in exponentieller Entfernung weisen. Hierdurch können Nachrichten über größere Entfernungen entlang des Rings direkt weitergeleitet werden, was die Routingkosten auf das Maß O(log n) reduziert, wobei n die Anzahl der Knoten in dem Ring ist.
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Die Informationen über Vorgänger- und Nachfolger-Knoten sowie die Fingertabellen müssen beim Hinzufügen oder Entfernen von Knoten geändert werden, wofür Chord einen Stabilisierungsalgorithmus bereitstellt. Der Algorithmus zur Suche des zu einem Ressourcenschlüssel passenden Knoten wird sowohl beim Einfügen einer Ressource als auch bei der Suche nach einer Ressource verwendet. Um die Fehlertoleranz des Systems, z. B. beim plötzlichen Ausfall eines Knotens zu erhöhen, werden die Daten aufeinander folgender Knoten repliziert, wobei sich in der Praxis ein Replikationsfaktor von 3 bewährt hat.
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In dem in der Figur dargestellten erfindungsgemäßen System ist ein strukturiertes Peer-to-Peer-System realisiert, dessen Knoten mit den Bezugszeichen 100 bis 114 gekennzeichnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind dabei sowohl die Rechner 15, 24, 33, 45, 46, die jeweiligen PACS/RIS-Systeme 13, 23, 32, 44 der medizinischen Einrichtungen 10, 20, 30, 40 sowie weitere Rechner (die mit 101, 104, 105, 109, 110, 113 gekennzeichneten Knoten) Knoten des Peer-to-Peer-Systems. In dem strukturierten Peer-to-Peer-System werden Informationen abgelegt, in welcher medizinischen Einrichtung (oder sogar in welcher Abteilung der medizinischen Einrichtung) medizinische Bilddaten und Metadaten, wie z. B. Befunde, eines Patienten gespeichert sind.
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Will ein Nutzer (z. B. ein Arzt) zu einem bestimmten Patienten bereits vorliegende Informationen, wie z. B. bereits erstellte Bilddaten, Befunde oder Vorstudien, finden, so wird unter Verwendung des Peer-to-Peer-Systems ein zweistufiger Suchvorgang durchgeführt. Zunächst wird anhand von Verweisressourcen festgestellt, in welchen medizinischen Einrichtungen solche Informationen vorhanden sind. Verweisressourcen umfassen zumindest ein einem Patienten zugeordnetes und eineindeutiges Schlüsseldatum sowie einen Parameter, der den die Information speichernden Speicherort des Rechnernetzes repräsentiert. Die Verweisressourcen können dann in einem weiteren Suchvorgang nach Verweisen auf zu einem Schlüsseldatum vorhandenen Informationen durchsucht werden, wobei die letztendlich interessierenden Informationen durch Auswahl des oder der Verweise geladen werden.
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Um diesen zweistufigen Suchvorgang durchführen zu können, erfolgt das Speichern von Informationen über vorhandene Bilddaten und zugeordnete Metadaten zu einem Patienten wie folgt:
Ist eine Untersuchung abgeschlossen, welche mit der Erzeugung von medizinischen Bildinformationen verbunden ist, so wird eine Verweisressource mit einer systemweit eindeutigen Patienten-ID als Schlüsseldatum und dem Lokator des Systems, das die Bilder bzw. Befunde speichert, erzeugt. Lokator des Systems ist z. B. der Ort und/oder der Name der medizinischen Einrichtung. Die Verweisressource wird unter der Patienten-ID im Peer-to-Peer-System gespeichert. Im Falle der Verwendung von Chord wird hierzu die Patienten-ID gehasht und mittels Lookup derjenige Knoten im Peer-to-Peer-System ermittelt, der für die Speicherung dieser Ressource verantwortlich ist. Üblicherweise ist dieser Knoten nicht mit dem Knoten identisch, der die Speicherung initiiert. Wird beispielsweise in der medizinischen Einrichtung 30 für einen bestimmten Patienten eine Bildinformation samt Befund erzeugt, so wird diese Information in dem PACS/RIS-Rechner 32 der medizinischen Einrichtung 30 gespeichert. Die hieraus erzeugte Verweisressource kann beispielsweise im Knoten 110 des Peer-to-Peer-Systems gespeichert werden.
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Als Patienten-ID kommen grundsätzlich systemweit eindeutige künstliche Schlüssel als auch aus den invarianten Patientendaten generierte Schlüssel in Frage. Beispielsweise kann ein Hashwert aus Name, Vorname, Geburtsdatum und Geschlecht gebildet werden. Sofern eine Eineindeutigkeit hierdurch nicht gewährleistet werden kann, können weitere patientenbezogene Daten und/oder nicht-patientenbezogene Daten zur Schlüsselerzeugung mit integriert werden.
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Das Auffinden bzw. der Zugriff auf bereits vorhandene Bilddaten und deren zugeordnete Metadaten ist wie folgt realisiert:
Es wird von der Situation ausgegangen, dass ein Arzt für einen Patienten wissen möchte, ob zu diesem Patienten bereits Vorstudien bzw. ältere Befunde innerhalb des Versorgungsnetzes vorliegen. Hierzu führt der Arzt, z. B. an dem Terminal 14, mit der Patienten-ID eine Suche in dem Peer-to-Peer-System nach entsprechenden Verweisressourcen durch. Jede der von dem Peer-to-Peer-System zurückgelieferten Verweisressourcen enthält als Wert einen Lokator des Systems, in dem gesuchte Informationen zu der gegebenen Patienten-ID vorliegen. Beispielsweise könnte eine solche Suche über das Terminal 14 ergeben, dass für einen bestimmten Patienten Informationen in dem PACS/RIS-System der medizinischen Einrichtung 30 vorliegen. Gegebenenfalls können weitere Informationen zu dem Patienten auch in dem PACS/RIS-System der medizinischen Einrichtung 40 vorliegen.
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Hat eine Suche im Peer-to-Peer-System ergeben, dass derartige Informationen vorhanden sind, werden zu den betreffenden PACS/RIS-Systemen Verbindungen aufgebaut. Anschließend werden die Metadaten zu den vorliegenden Studien bzw. Bildinformationen abgefragt, d. h. von den PACS/RIS-Systemen geladen. Hierbei könnte der Arzt an seinem Terminal Informationen über einen Untersuchungszeitpunkt, eine untersuchte Körperregion, die verwendete Modalität, spezifische Untersuchungsparameter usw. erhalten. Der Arzt kann dann unter Nutzung des Terminals 14 entscheiden, welche Informationen im Hinblick auf die aktuelle Untersuchung bzw. den aktuellen Fall für die Diagnose und Therapie von Bedeutung sind und diese auswählen. Anschließend werden die ausgewählten Bilddaten direkt aus dem PACS/RIS-System geladen, das diese speichert.
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Das System kann auch derart konfiguriert sein, dass auf Basis der aktuellen Untersuchung, zu der Informationen bereits über das Terminal 14 eingegeben wurden, eine Filterung der Verweisressourcen bezüglich lediglich relevanter Informationen vorgenommen wird. Wird beispielsweise gegenwärtig eine radiologische Untersuchung des Kopfes durchgeführt, dann werden durch das System lediglich solche Informationen zur Auswahl bereitgestellt, in denen ebenfalls die Kopfregion untersucht wurde.
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Zur Verwaltung der Informationen im Peer-to-Peer-Netz ist eine ausreichende Menge an Knoten vorzusehen, die die Speicherung und Such-Funktionalität bereitstellen können. Dies ist dadurch begründet, dass gemäß dem Funktionsbetrieb von Peer-to-Peer-Systemen eine Replikation von Informationen stattfindet, um eine hohe Ausfallsicherheit gewährleisten zu können. Dies ist der Grund, warum das in der Figur gezeigte Peer-to-Peer-System neben den in den medizinischen Einrichtungen 10, 20, 30, 40 vorliegenden Rechnern auch außerhalb der medizinischen Einrichtung vorhandene Rechner als Knoten des Peer-to-Peer-Systems verwendet.
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Die Knoten innerhalb des Peer-to-Peer-Systems müssen ein kompatibles Protokoll für den Eintrag und die Suche nach Informationen verwenden. Eine Realisierung ist beispielsweise durch die Installation entsprechender Hardware- bzw. Software-Komponenten an den teilnehmenden medizinischen Einrichtungen denkbar. Alternativ könnte eine Installation entsprechender Software auf bereits existierenden Rechnern des PACS/RIS-Systems erfolgen.
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Die Nutzung von Peer-to-Peer-Technologie für das dezentrale Ablegen von medizinischen Bildinformationen von Patienten in räumlich verteilten medizinischen Einrichtungen und die Durchführung eines zweistufigen Suchverfahrens ermöglichen einen einfachen und effizienten Zugriff auf die lokal verteilten Bildinformationen. Im Bereich des medizinischen Umfelds ist es dabei möglich, genauere Diagnosen zu stellen. Das vorgeschlagene System weist eine hohe Fehlertoleranz und Skalierbarkeit auf. Durch den Verzicht auf kostenintensive, zentrale Rechner können die Kosten klein gehalten und insbesondere den teilnehmenden medizinischen Einrichtungen zugewiesen werden.
