Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen. Diplomarbeit. Hochschule Mittweida (FH) University of Applied Sciences

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1 Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen Diplomarbeit Hochschule Mittweida (FH) University of Applied Sciences Fachbereich Informationstechnik & Elektrotechnik eingereicht von Eduard Steffen geb. am 15. März 1970 Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. habil. L. Winkler Zweitprüfer: Dipl.-Ing.(FH) A. Gärtner Mittweida, den 28. November 2009

2 Steffen, Eduard Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen, Mittweida, Hochschule Mittweida (FH), Fachbereich Informationstechnik & Elektrotechnik, Diplomarbeit, 2009 Referat: Ziel der Arbeit ist es, ein Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen für die Sana Kliniken Düsseldorf GmbH zu erstellen. Die Befundarbeitsplätze sind für den Nacht- und Wochenenddienste im häuslichen Bereich der Radiologen nach der Röntgenverordnung zu konzipieren. Dazu muss eine Ist-Aufnahme der vorhanden Infrastruktur und der IT-Systeme durchgeführt werden und die Einbindung dieser in das zu erstellende Konzept erfolgen. Zur Konzeptfindung werden verschiedene Technologien gegenübergestellt und bewertet.

3 Inhaltsverzeichnis 1 Vorwort Einleitung Problemstellung Zielsetzung Aufbau der Diplomarbeit Grundlagen der Teleradiologie Definition der Telemedizin/Teleradiologie Hauptanwendungsgebiete der Teleradiologie Regelwerke der Teleradiologie Gesetzliche Grundlagen und Verordnungen Die Röntgenverordnung (RöV) Das Medizinproduktegesetz (MPG) Abnahmeprüfung eines TR-Systems nach DIN Normen, Arbeitsgemeinschaften, Gremien Technologien zur Konzeptrealisierung Kommunikations-Protokolle Industriestandards Standards im Gesundheitswesen Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Health Level 7 (HL7) Proprietäre Protokolle Informationssicherheit Verschlüsselungsverfahren Ausfallsicherheit Netzüberwachung Kommunikationswege, Verbindungen, Anschlusstechnik Architekturen der Teleradiologie Netzwerk-Topologie Datenflussbezogene Sicht Die Architekturen

4 Client/Server-Lösung Standortübergreifendes PACS mit Anbindung von Heimarbeitsplätze DICOM Vor- und Nachteile der Teleradiologie Stand der Teleradiologie in Deutschland und international Schnittstellen zu anderen Informationssystemen im Krankenhaus Krankenhausinformationssystem (KIS) Radiologieinformationssystem (RIS) Picture Archiving and Communication System (PACS) Modalitäten (z.b. Röntgengerät) Workflow der Systeme Entwurf des Teleradiologiekonzepts Der Ist-Zustand der IT-Systeme Allgemeine Analyse Krankenhausinformationssystem (KIS) Radiologieinformationssystem (RIS) Picture Archiving and Communication System (PACS) Andere teleradiologische Anbindungen Modalitäten und deren Datenaufkommen Infrastruktur Finanzielle Vorgaben Organisatorische Maßnahmen Wahl der richtigen Architektur Auswertung der Angebote Ermittlung neuer zusätzlicher Hardware Netzzugang, Sicherheitsaspekte Mögliche Realisierung des Teleradiologiekonzepts Allgemeine Analyse und Zusammenfassung Pflichtenheft Realisierung der Anbindung an das vorhandene Archiv Ermittlung der Übertragungszeit/Testszenario

5 5.5 Mögliche Auswertung von Error- und Protokolllogs Arbeitsablauf der Teleradiologie Qualitätssicherung Ergebnisse und Aussichten Anhang Anhang A Abnahmeprüfung nach DIN Anhang B Merkzettel zur Mustergenehmigung Teleradiologie NRW Anhang C Gesetze Anhang D Gerätepark PACS Anhang E Stand der Teleradiologie national und international Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis Tabellenverzeichnis Selbstverständniserklärung

6 Vorwort Die vorliegende Diplomarbeit wurde von Juni 2009 bis Dezember 2009 in Neukirchen- Vluyn für die Sana Kliniken Düsseldorf GmbH angefertigt. Ich bedanke mich bei allen Personen die mich während meiner Diplomarbeit unterstütz haben. Insbesondere danke ich Herrn Dipl.-Ing. (FH) Armin Gärtner für die Durchsicht und Bewertung meiner Arbeit, Herrn Bommer aus der EDV der mir die praktischen Tests ermöglicht hat und Prof. Dipl.-Ing. habil. L Winkler für seine Unterstützung. 4

7 1. Einleitung Das Gesundheitswesen steht immer mehr im Wettbewerb und wird durch große Veränderungen geprägt. Die Einführung neuer Abrechnungssysteme nach Fallpauschalen verlangt eine effizientere und ressourcenschonendere Abwicklung von Gesundheitsdienstleistungen, sowie eine bessere Vernetzung der unterschiedlichen Anbieter zur Vermeidung von Redundanzen. [1] Diagnosis Related Groups (kurz DRG, deutsch Diagnosebezogene Fallgruppen) bezeichnen ein Abrechnungssystem, das sich am australischen Vorbild orientiert, und dessen Einführung für alle Krankenhäuser ab 2004 verpflichtend war. Die Vergütung erfolgt nach Krankheitsfall, wodurch der Trend zu immer kürzeren Verweildauer beschleunigt wird. Die drastische Verringerung von Pflegetagen wird nicht ohne einschneidende Reduzierung der Bettenzahl und auch nicht ohne Schließung einer größeren Anzahl an Krankenhäusern zu bewerkstelligen sein. [2] Finanzielle Schieflagen drohen vielen städtischen Häusern, so auch dem Klinikum Krefeld und Duisburg, die von privaten Klinikträgern gekauft wurden. Neue Technologien können helfen, im Wettbewerb mit anderen Leistungserbringern Kosten zu senken und Leistungen zu steigern. Die Informationstechnologie und darauf aufbauend die Telemedizin können dazu beitragen. Laut einer Studie [1] von Roland Berger Strategy Consultants wird sich das Segment Telemedizin und ehealth mit einer Wachstumsrate von 19 Prozent jährlich überdurchschnittlich entwickeln. Das US Department of Health and Human Services definiert eheath wie folgt: ehealth ist the use of information and communication technologies to improve people`s health and health care. [3] Damit beschreibt ehealth den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologie zur Verbesserung der Gesundheit und Gesundheitsfürsorge. Die EU-Kommission rechnet in Europa mit rund neuen Arbeitsplätzen bis [1] David, Stefan, 2009, S 2 [2] Geisen, 2002, S.1 [3] Gross, Jakobs, 2007, S31 5

8 1.1 Problemstellung Diese Diplomarbeit beschreibt am Beispiel der Sana Kliniken Düsseldorf GmbH ein Konzept zur Realisierung von teleradiologischen Befundarbeitsplätzen (zur Analyse von Röntgenbildern) über zwei Standorte der Klinik. Die Sana Kliniken Düsseldorf GmbH bestehen aus den Kliniken Benrath und Gerresheim sowie den Seniorenzentren Gallberg und Benrath. Sie gehört der SANA Kliniken AG, die 40 Krankenhäuser und 10 Seniorenzentren bewirtschaftet und zu der auch die Medizintechnisches Servicezentrum GmbH (MTSZ) gehört. Beide Standorte versorgen jährlich ca Patienten stationär und Patienten ambulant und verfügen über ca. 620 Betten. Für die beiden Kliniken Benrath und Gerresheim, soll nun ein Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen für den Nacht- und Wochenenddienst erstellt werden. Diese Befundarbeitsplätze werden im Heimbereich der Radiologen eingesetzt, es wird dann von sogenannten Heimarbeitsplätzen gesprochen. Dafür ist eine Genehmigung der Aufsichtsbehörde des Landes Nordrhein Westfalen erforderlich 1.2 Zielsetzung Damit ein Konzept für verteilte Befundarbeitsplätze an zwei Standorten realisieren werden kann, müssen vorhandene IT-Systeme und Applikationen wie das PACS oder das Radiologieinformationssystem, in das Teleradiologiekonzept eingebunden werden. Dieses "Teleradiologiekonzept mit verteilten Befundarbeitsplätzen" ist individuell an die vorhandenen Gegebenheiten anzupassen. Folgende Überlegungen sind anzustellen: Gibt es strategische Ziele wie, überregionale Teleradiologiekonzepte, die der Klinikverbund verfolgt und die bei diesem Konzept zu berücksichtigen sind? Es muss eine Ist-Analyse der vorhandenen Infrastruktur sowie der Datenverarbeitungssysteme durchgeführt und die Möglichkeit einer Einbindung dieser geklärt werden. Welche Soft- und Hardwarelösungen werden bereits eingesetzt? Gibt es Firmen die eine passende Lösung anbieten? Die Angebote der Unternehmen sind einander gegenüberzustellen und miteinander zu vergleichen. Unter Berücksichtigung von gesetzlichen Vorschriften (wie Röntgenverordnung und Medizinproduktegesetz) und der Einbindung vorhandener Systeme, ist ein passendes Konzept zu finden. 6

9 1.3 Aufbau der Diplomarbeit Einführung in das Thema Teleradiologie Grundlagen Regelwerke Architekturen Standards und Formate Sicherheit und gesetzliche Grundlagen und Verordnungen Schnittstellen Entwurf des Teleradiologiekonzepts Ist-Analyse der Sana-Kliniken Düsseldorf Wahl der richtigen Architektur Einzusetzende Hardware und Software Vergleich der Angebote Mögliche Realisierung des Teleradiologiekonzepts Pflichtenheft Praktischer Test Auswertung Ergebnis Aussichten 7

10 2 Grundlagen der Teleradiologie 2.1 Definition Telemedizin/Teleradiologie Wichtige Begriffe der Teleradiologie: Tele - (griechisch) fern, weit Medizin - (lateinisch) Heilkunde, Lehre vom gesunden und kranken Menschen Radiologie - (aus dem Lateinischen; radius= der Strahl) Lehre von den Strahlen Telematik - aus den Wörtern Telekommunikation und InformatikDie WHO (World Health Organisation) definiert den Begriff Telematik wie folgt: Sammelbegriff für gesundheitsbezogene Aktivitäten, Dienste und Systeme, die über Entfernung hinweg mit Mitteln der Informations- und Kommunikationstechnologie ausgeführt werden: zum Zweck globaler Gesundheitsförderung, Krankheitskontrolle und Krankenversorgung sowie Ausbildung, Management und Forschung für das Gesundheitswesen. [4] Der Begriff Telematik wird heute kaum noch verwendet, man spricht heute von E-Health. Telekommunikation - ganz allgemein jeglicher Austausch von Informationen über eine gewisse Distanz hinweg, jedoch mit technischen Hilfsmitteln. Telemedizin bezeichnet die Erbringung medizinischer Leistung(en) (Diagnostik oder Therapie) mittels Methoden der Informations- und Kommunikationstechnik, wenn dabei die Entfernung eine Rolle spielt. Beispiele für telemedizinische Anwendungen: Telediagnostik Teleneurologie (Untersuchung von Schlaganfallpatienten inkl. Video) Teleradiologie (Röntgenbilder) Teleechokardiologie ( Ultraschallbilder vom Herzen) Teleinformation, Teleausbildung wird zu Ausbildungszwecken und zur Übermittlung von medizinischen Informationen genutzt. Telekonsultation: Hierbei wird ein Kollege oder ein Experte z.b. aus einem anderen Krankenhaus um eine konsiliarische Leistung und Expertise gebeten. Es besteht ein fließender Übergang zur Telediagnostik, wie z.b. der Teleneurologie [4] Telemonitoring (Überwachung von Patienten im häuslichen Umfeld) [4] Gärtner, 2006, S 21 + S 25 8

11 Teleradiologie Das American College of Radiology (ACR) definiert Teleradiologie wie folgt: Teleradiology is the electronic transmission of radiologic images from one location to another for the purposes of interpretation and/or consultation [5]. Die Röntgenverordnung RöV ist eine deutsche Verordnung zum Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen an Mensch und Umwelt. Sie sieht spezielle Voraussetzungen für die Genehmigung zum Betrieb einer Röntgeneinrichtung zur Teleradiologie vor. Diese werden in Kapitel 2.3 näher erläutert. Ein Teleradiologiesystem besteht beispielhaft aus folgenden Komponenten: Systeme im Krankenhaus: Modalität (Röntgen-Gerät, CT, Kernspintomograph, ) PACS (Bildarchiv) ggf. Gatewayrechner (setzt Protokolle um und dient als Schnittstelle zu anderen Netzen, z.b. vom Kliniknetz zum Internet) Kommunikationstechnik allgemein Faxgerät Ggf. Internet-Standleitung /DSL-Verbindung Vermittlungseinrichtung ( in der Klinik: eine Telefonanlage) Telefonanschlüsse Telefonleitung evtl. Kommunikations- oder Mailserver (ist Abhängig vom Konzept) [6] Geräte am Heimarbeitsplatz Teleradiologie-Workstation und Befundungsmonitor Durchführung einer teleradiologischen Befundung Kommt nachts ein Patient mit einem Verdacht auf Schlaganfall in die Klinik, so verordnet der diensthabende Arzt (z.b. Chirurg) in der Regel eine CT-Untersuchung. Zum Zweck der Befundung nimmt der Chirurg Kontakt mit dem in Bereitschaft stehendem Radiologen auf. Dieser nimmt dann an seinem Heimarbeitsplatz eine Befundung der Bilder vor. Der Chirurg muss lediglich die erforderliche Kenntnis, nicht aber die volle Fachkunde im Strahlenschutz nachweisen. [5] American College of Radiology, 2003 [6] Bodemeyer, 2005, Seite 7 9

12 Dafür ist bei der Röntgenstrahlenapplikation die Anwesenheit einer MTA Pflicht, die auch die technische Durchführung vorzunehmen hat. Der fachkundige Teleradiologe übernimmt die Gesamtverantwortung, insbesondere auch die Verantwortung der rechtfertigenden Indikation und Befundung. Der Teleradiologe führt nach Übermittlung der digitalen Aufnahme an seinem Heimarbeitsplatz die Befundung durch und übermittelt den Befund mittels Fax und/oder . Die Befundübermittlung erfolgt über eine abgenommene teleradiologische Strecke. (siehe Kapitel 2.4.2) [7] 2.2 Hauptanwendungsgebiete der Teleradiologie Notfall-Befundung Tele-Diagnostik: beschleunigte Versorgung von Patienten in Notfallsituationen (z.b.: neurochirurgische Konsultation nach CT bei Schädel-Hirn-Trauma). In den Zeiten, in denen kein Radiologe im Krankenhaus Dienst hat, werden Aufnahmen zur Befundung an einen anderen Ort mit Bereitschaftsdienst geschickt. Routine-Befundung Tele-Diagnostik: Röntgenbilder werden generell nicht am Ort der Durchführung von einem Radiologen befundet. Das ist vor allem für Krankenhäuser und Arztpraxen interessant, die über keine radiologische Abteilung verfügen. Experten-Konsil Tele-Konsultation: Eine Expertenkonsultation wird bei unklaren Befunden genutzt. Oft wird dabei ein Experte einer anderen Fachklinik um Rat gebeten. Besprechung Tele-Konferenzen und Online-Röntgendemos können durchgeführt werden. Archivierung Zentralarchiv: Speicherung der Röntgenbilder in einem nicht am Ort befindlichen Speicher ( externes Archiv, siehe Kapitel 4.1.4). Ausbildung Die Teleradiologie kann zu Ausbildungszwecken genutzt werden (Tele-Studium) [8] [7] Gärtner, 2006, S 138 [8] Koch, 2007, S 7 10

13 Untersuchungsarten die nicht für teleradiologische Anwendungen empfohlen werden: Untersuchungen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit von Komplikationen hoher Strahlenexposition, Gefährdungspotenzial oder Interaktionen Interventionen (Vorgang der den Ausbruch einer Erkrankung verhütten soll) Angiographien (Darstellung von Blutgefäßen) Durchleuchtungen Untersuchungen bei Kindern Untersuchungen bei Schwangeren [9] 2.3 Regelwerke der Teleradiologie Gesetzliche Grundlagen und Verordnungen Auf Grund der großen Zahl an Gesetzen und Verordnungen werden diese rechtlichen Aspekte im Anhang C näher erläutert. Die Verarbeitung personenbezogener Daten in IT-Systemen der Krankenhäuser wird durch das Bundesdatenschutzgesetz und durch die Länder-Datenschutzgesetze geregelt. Das Bundesdatenschutzgesetz regelt eine Fülle technischer und organisatorischer Maßnahmen für die Teleradiologie, z.b. Zutrittskontrolle, Zugangskontrolle, Weitergabekontrolle, Eingabekontrolle, etc. Diese werden auch in Anhang C näher erläutert. Die Röntgenverordnung Die Teleradiologie nach RÖV ist genehmigungspflichtig und muss folgendes erfüllen: Der Teleradiologe befindet sich in einer Entfernung vom Untersuchungsort, die in maximal 60 Minuten zurückgelegt werden kann Notwendige Fachkunde der MTRA, sowie Kenntnisse des Arztes im Strahlenschutz sind am Ort der Bilderstellung erforderlich Bildübertragung muss in < 15 Minuten erfolgen Befundrückübermittlung muss in < 30 Minuten erfolgen Datenaufbewahrungs- und Dokumentationspflicht muss beachtet werden Abnahme- und Konstanzprüfungen der TR nach RöV DIN muss erfolgen[10] Alle klinischen Informationen müssen dem Befundenden vorliegen Der Teleradiologe muss über die volle Fachkunde verfügen [9] Walz, 2009, S 10 [10] Bundesministerium der Justiz, RöV 2003, S

14 RöV 3 Absatz (4) fordert: (4) Für eine Genehmigung zum Betrieb einer Röntgeneinrichtung zur Teleradiologie müssen zusätzlich zu Absatz 2 (Genehmigungsvoraussetzungen) und 3 (besondere Anforderungen an Personal und Technik) folgende Voraussetzungen erfüllt sein: dass 1. eine Person nach 24 Abs. 1 Nr. 1 (i.d.r. Ärzte mit Fachkunde in Strahlenschutz), die sich nicht am Ort der technischen Durchführung der Untersuchung befindet, nach eingehender Beratung mit dem Arzt nach Nummer 3 die rechtfertigende Indikation (nach 23 Abs. 1) für die Anwendung von Röntgenstrahlung am Menschen stellt, die Untersuchungsergebnisse befundet, und die ärztliche Verantwortung für die Anwendung der Röntgenstrahlung trägt, 2. die technische Durchführung durch eine Person nach 24 Abs. 2 Nr. 1 oder 2 erfolgt, (i.d.r. MTA`s) 3. am Ort der technischen Durchführung ein Arzt mit den erforderlichen Kenntnissen im Strahlenschutz vorhanden ist, der insbesondere die zur Feststellung der rechtfertigenden Indikation erforderlichen Angaben ermittelt und an die Person nach Nummer 1 weiterleitet sowie den Patienten aufklärt, 4. die Person nach Nummer 1 mittels Telekommunikation unmittelbar mit den Personen nach Nummer 2 und 3 in Verbindung steht, 5. die elektronische Datenübertragung und die Bildwiedergabeeinrichtung am Ort der Befundung dem Stand der Technik entsprechen und eine Beeinträchtigung der diagnostischen Aussagekraft der übermittelten Daten und Bilder nicht eintritt und 6. die Person nach Nummer 1 oder in begründeten Fällen eine andere Person nach 24 Abs. 1 Nr. 1 innerhalb eines für eine Notfallversorgung erforderlichen Zeitraumes am Ort der technischen Durchführung eintreffen kann. [11] Die Genehmigung zum Betrieb einer Röntgeneinrichtung zur Teleradiologie ist auf den Nacht-, Wochenend- und Feiertagsdienst zu beschränken. Sie kann über den Nacht-, Wochenend- und Feiertagsdienst hinaus erteilt werden, wenn zusätzlich zu den Voraussetzungen nach Satz 1 ein Bedürfnis im Hinblick auf die Patientenversorgung besteht. Eine Genehmigung nach Satz 3 ist auf längstens drei Jahre zu befristen. [11] Die Entscheidung hängt von der jeweiligen Versorgungssituation des Bundeslandes ab. [11] Bundesministerium der Justiz, RöV 2003, S

15 Über die Mustergenehmigung Teleradiologie werden die Anforderungen bzw. Voraussetzungen für eine Genehmigung in NRW aufgelistet. Der Merkzettel zur Mustergenehmigung Teleradiologie NRW befindet sich im Anhang B. Das Medizinproduktegesetz (MPG) und Telemedizin Alle Formen telemedizinischer Anwendungen fallen unter die Anforderungen des Medizinproduktegesetzes, wenn mit ihrer Hilfe Diagnose und Therapie unterstützt werden. [12] Medizinprodukte werden entsprechend ihrem Gefährdungspotenzial nach dem Medizinproduktegesetz gemäß Anhang IX der Richtlinie 90/385/EWG in die Risikoklassen I, IIa, IIb und III eingestuft. Die Kriterien richten sich allgemein nach Invasivität, Energie, Anwendungsort, Anwendungsdauer, Gebrauchshäufigkeit und sind für den Hersteller bei der Auswahl des Konformitätsbewertungsprozesses wichtig. [13] Eine Konformitätsbewertung ist nach Norm ISO/IEC 17000:2004 definiert als Darlegung, dass festgelegte Anforderungen bezogen auf ein Produkt, einen Prozess, ein System, eine Person oder eine Stelle erfüllt sind. Produkte mit dem geringsten Risiko werden nach Klasse I eingestuft. Der Hersteller von Medizinprodukten ist für das Anbringen der CE-Kennzeichnung verantwortlich. Er ist verpflichtet, ein produktspezifisches Konformitätsbewertungsverfahren durchzuführen. [14] Dieses Verfahren darf bei Produkten mit höherem Gefährdungspotential (ab Klasse IIa) nur unter Beteiligung einer sog. Benannten Stelle durchgeführt werden. Software für medizinische Anwendung wird ab März 2010 nach der EG-Richtlinie 2007/47/EG als aktives Medizinprodukt eingestuft. [14] Wird eine Software vom Hersteller nur zur Datenübertragung und Betrachtung von Röntgenbildern verwendet, kann diese in die Risikoklasse I eingruppiert werden. Software, die als Befundungssoftware mit Messfunktion und anderen Verarbeitungsfunktionen wie z. B., Flächen- und Volumenberechnung eingesetzt wird, muss nach IIb mit erhöhtem Risikopotential eingeordnet sein. [13] Je höher die Risikoklasse, umso aufwändiger und teurer sind Prüfungsverfahren und die Überwachung der Produkte. [13] Auch muss folgendes beachtet werden: Teleradiologische Heimarbeitsplätze stellen aus Sicht der Norm DIN EN ein medizinisches elektrisches System (MES) dar. Ein MES ist die Kombination verschiedenen Komponenten wie Personalcomputer und Software zu einem System. [12] Gärtner, 2006,S 318 [13] RIS/PACS. 2005, S7 [14]Lehmann, 2005, S

16 Stellt ein Betreiber selber eine telemedizinische Verbindung aus handelsüblichen Komponenten her, mit der er Diagnose und Befundung unterstützt oder sogar durchführt, so erstellt er in Form der Eigenherstellung nach 12 MPG ein System her und muss dafür ein vereinfachtes Konformitätsbewertungsverfahren durchführen und nachweisen. Weiterhin müssen außer den Anforderungen der Röntgenverordnung auch Anforderungen bezüglich Dokumentation, Einweisung und Instandhaltung nach der Medizinproduktebetreiberverordnung beachtet werden. [15] Dies bedeutet, dass z.b. die Anwender eingewiesen werden müssen, das System im Bestandsverzeichnis zu führen ist, Reparaturen nur von Personen mit entsprechender Sachkenntnis und den erforderlichen Messmitteln durchzuführen sind Abnahmeprüfung eines TR-Systems nach DIN Diese Informationen dienen zur Durchführung der Abnahme- und Konstanzprüfung von Teleradiologiesystemen, die für die Teleradiologie nach RÖV gefordert werden: [16] Die Prüfberichte der Abnahmeprüfungen nach 16 RöV der eingesetzten Modalitäten müssen vorliegen Der Austausch der Daten erfolgt im DICOM-Format. Ein Nachweis der Komponenten über ein DICOM-Conformance-Statement ist vorzulegen. (siehe Kapitel ) Eine unmittelbare Telekommunikation ist zeitnah aufzubauen: Ein Sprachkontakt zwischen dem Teleradiologen und den Personen am Untersuchungsort während der Vorbereitungsphase und Durchführung der Röntgenuntersuchung muss hergestellt werden. (Der Begriff unmittelbar bezieht sich hierbei auf die Qualität des Kontaktes zwischen den genannten Personen, d. h. dass keine anderen Personen zwischengeschaltet sind und keine die Röntgenuntersuchung einschränkenden Verzögerungen bei der Verbindung auftreten). [16] Innerhalb von 15 min muss ein Prüfbilddatensatz (mit durchschnittlicher Datenmenge der Untersuchungsregion mit dem größten Datenvolumen) am Ort der Befundung sein. [15] Gärtner, 2006, S319 [16] DIN , 2009, S

17 Sekundengenau ist die Zeit, z.b. beim Push Model (Siehe Kapitel 2.6.2) in zwei Schritten zu messen und diese dann zu addieren: a) Sendeprozess: Zeitmessung der Bildübertragung vom Sender bis zum Zielspeicher (z.b. Mailserver), bis zur vollständigen Speicherung. b) Abrufprozess: Zeitmessung des manuellen Abrufprozesses vom Zielspeicher des Providers bis zum Heimarbeitsplatz. Dabei ist die Darstellung des vollständigen Bilddatensatzes in zwei verschiedenen Fensterungen Voraussetzung. Die Prüfung ist dreimal durchzuführen. Es müssen mindestens zehn Header-Einträge vollständig sein (siehe Kapitel 3.4) Header sind Zusatzinformationen die sich am Anfang eines Datenblocks befinden. Ein DICOM Header sollte Informationen, wie etwa einen Patientennamen, die Aufnahmeart, Bilddimensionen, die Dateiversion und die Transfersyntax enthalten. Das TR System soll Übertragungszeit und Übertragungsabbrüche anzeigen. Bildkompression ist beim Übertragen zulässig. Als Bildkompression bezeichnet man Verfahren zur Reduktion des Speicherbedarfs von Daten durch Umkodieren. In diesem Fall dürfen keine Qualitätsverluste auftreten. Die Bildqualität muss vom Teleradiologen schriftlich bestätigt werden. Eine 98% Verfügbarkeit des TR-Systems ist zu gewährleisten. Konstanzprüfungen sind regelmäßig durchzuführen, eine kurzfristige Prüfung arbeitstäglich und eine langfristige Prüfung monatlich, nach einer Liste. Die Bildwidergabe muss mit Befundungsmonitoren nach DIN V erfolgen, Monitore unterliegen auch einer Qualitätsprüfung. [16] Dokumentation Die Abnahme- und Konstanzprüfungen muss dokumentiert werden und wird ebenfalls in der DIN beschrieben. [16] DIN , 2009, S

18 2.3.3 Normen, Arbeitsgemeinschaften, Gremien Nachfolgend werden Gremien, wissenschaftliche Fachgesellschaften und Verbände aufgeführt, die sich mit dem Thema Teleradiologie auseinandersetzen. Weltweite Organisationen: International Organisation for Standardisation (ISO): mit Comité Européen de Normalisation /Technical Comitees: mit CEN/TC251 "Health Informatics" International Telecommunication Union (ITU): mit Standards in der Kommunikationstechnik World Health Organisation (WHO): bemüht sich um eine Standardisierung von gesundheitstelematischen Technologien Integrating the Healthcare Enterprise (IHE): standardisiert und harmonisiert den Informationsaustausch zwischen IT-Systemen im Gesundheitswesen American College of Radiology (ACR): entwickelte ursprünglich das DICOM- Format American Association of Physicists in Medicine (AAPM): beschäftigt sich in Arbeitsgruppen mit dem Thema Teleradiologie American National Standards Institute (ANSI): US-amerikanisches Institut zur Normung von Verfahren [17] Institute of Electrical an Electronics Engineers (IEEE): beeinflusst die Norm in der Elektro- und Informationstechnologie [17] National Electrical Manufacturers Association (NEMA): mit dem DICOM Standards Committee, das den Standard mit der Industrie weiterentwickelt Europäische Organisationen: European Telecommunication Standards Institute (ETSI): unabhängige Organisation die Standards für die Telekommunikation entwickelt [17] Comité Européen de Normalisation (CEN): Normung in der Kommunikationstechnologie The European Atomic Energy Community (EURATOM): die Richtlinie der EURATOM 96/29 ist die Grundlage der Röntgenverordnung [17] Haas, 2006, S

19 Nationale Organisationen Deutsche Institut für Normung e.v. (DIN): mit Normenausschuss Radiologie Die Arbeitsgemeinschaft Informationstechnologie wirkt bei der Standardisierung von DICOM mit. Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik: Biometrie und Epidemiologie e.v. (GMDS): beschäftigt sich mit Telemedizinthemen Berufsverband Medizinischer Informatiker e.v. (BVMI) TELEMED -Tagung: beschäftigt sich mit Telemedizinthemen Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.v. (ZVEI): Publiziert zum Thema Standard und Technik in der Medizin Instituts für Medizinische Dokumentation und Information (DIMDIV): macht Informationen aus dem gesamten Gebiet der Medizin zugänglich Deutsche Röntgengesellschaft (DRG): verschieden Fachgruppen entwickeln Lösungen die der Standardisierung und Organisation der TR dienen. 2.4 Technologien zur Konzeptrealisierung Kommunikations-Standards Industriestandards Die wichtigsten Kommunikationsprotokolle die auch in der Teleradiologie eingesetzt werden, sind nachstehend aufgeführt: Universelle Datentransportprotokolle Transport Control Protocol (TCP) Es dient zum Aufbau logischer Verbindungen zwischen Applikationen; dies ist ein verbindungsorientiertes Protokoll zur sicheren Datenübertragung [18]. Internet Protocol (IP) Es ist ein verbindungsloses Protokoll zur Paketlenkung und Paketvermittlung über IP-Adressen. [19] IP ist damit für den Transport der Datenpakete vom Sender zum Empfänger verantwortlich. Post Office Protocol (POP3) Dies ist ein Protokoll, das als Standard für die Abholung von s von einem Mailserver eingesetzt wird. [19] Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) Dies ist ein Protokoll das als Standard zum Versenden von s zu einem Mailserver eingesetzt wird. [19] [18] Noack, 2005, S.90 [19] Winkler, aus Vorlesungsfolie: Internet(3), 2008, S 72 +S 52 +S 11 17

20 Internet Message Access Protocol (IMAP) Es ist ein leistungsfähiges und standardisiertes Protokoll zum Abholen und Verwalten von s auf dem Server. [19] Multi-Purpose Internet Mail Extension (MIME) Ein Protokoll zur Übertragung verschiedener Dateitypen (Audio, Video, Grafik) mittels textbasierter Protokolle. Nicht-Text-Formate werden vor der Übertragung in Text codiert, beim Empfänger decodiert. [19] MIME dient dazu, um verschiedene Formate durch das Internet zu schleusen. Hyper Text Transfer Protocol (HTTP): HTTP ist ein Anwendungsprotokoll, das zur Kommunikation zwischen Client und Server im World Wide Web genutzt wird [19]. Es nutzt TCP/IP und ist ein textbasiertes Protokoll. Dieses Protokoll überträgt HTML-Dokumente die in einem Webbrowser dargestellt werden. HTML ist eine textbasierte Auszeichnungssprache. File Transfer Protocol (FTP) Das file transfer protocol dient dazu, Dateien zwischen Rechnern zu übertragen. Insbesondere wird FTP verwendet, um Dateien von im Internet vorhandenen Archiven herunterzuladen oder um eigene Dateien im Internet bereitzustellen. [20] Standards im Gesundheitswesen DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) DICOM ist ein Format, um Bilder im Gesundheitswesen standardisiert und herstellerunabhängig verwalten sowie austauschen zu können. Dadurch wird es möglich, Bilddateien innerhalb verschiedener medizintechnischer Systeme zu übertragen. Anders als herkömmliche Formate erlaubt DICOM neben der Übertragung und Speicherung von Bildinformation auch die Verwaltung wichtiger Daten aus dem Bildkontext (Patient, Bildserie, Aufnahmegerät). Diese Bildattribute werden automatisch beim Einfügen von Bildern in die Datenbank übernommen und dienen als Suchkriterium beim späteren Abfragen. [21] In sogenannten Conformance Statements beschreiben die Hersteller von Systemen, welche DICOM-Funktionen ihre Produkte unterstützen. Ein Conformance Statement ist zwingende Voraussetzung für die Aussage, dass ein Gerät oder System DICOMfähig ist. [22] [19] Winkler, aus Vorlesungsfolie: Internet(3), 2008, S 72 +S 52 +S 11 [20] Gumm, Sommer, 2002, S 565 [21] Meinel, URL< [22] Bärwolff, 2006, S

21 Der DICOM-Standards ist nicht nur ein reines Austauschformat für medizinische Bilddaten sondern beschreibt: Datenstrukturen (Formate) für medizinische Bilder und bildbezogene Daten Netzwerkorientierte Dienste, z. B. o Bildübertragung o Abfrage eines Bildarchivs (PACS) o Drucken (Hardcopy) o Integration RIS - PACS - Modalität Formate für den Datenträgeraustausch, und Anforderungen an konforme Geräte und Programme. [23] DICOM wurde 1993 vom American College of Radiology (ACR) verabschiedet und wird seitdem kontinuierlich erweitert. Seit 1995 ist DICOM auch in Europa als formaler Standard akzeptiert und wird in der DIN V ENV beschrieben. Lange Zeit war der Standard unter DICOM 3.0 geführt. Seit kurzem ist als Versionskennung die Jahreszahl angegeben, z.b. DICOM Services: Bei DICOM können Objekte (Bilder inklusive Metadaten) über ein Netzwerk ausgetauscht werden. Die dazu in DICOM verwendete Netzwerkarchitektur entspricht einem einfachen verteilten Konzept, bei dem zwei auf verschiedenen Systemen laufende Prozesse miteinander kommunizieren und Daten austauschen. Jedoch ist entscheidend, welche Rolle der jeweilige Partner einzunehmen hat. Bei DICOM wird der die Funktionalität bereitstellende Server als SCP (Service Class Provider) und der die Funktionalität nutzende Client als SCU (Service Class User) bezeichnet. In der Service Klassen - Spezifikation werden die Beziehungen zwischen der SCU und der SCP definiert. Teil der Service Klasse ist die Beschreibung von Information und Operation. DICOM kombiniert diese als eine Service Object PairClass (SOP). Die Gruppe aller Dienste innerhalb einer SOP Klasse wird Service Gruppe genannt. Die Service Gruppe einer SOP Klasse wird aus einer festgelegten Zusammensetzung von DICOM Service (Dienste) Elementen ausgewählt. Diese Service - Elemente heißen z.b. STORE, FIND, MOVE. [24] [23] Dicom.offis, URL< zuletzt aktualisiert: [24] Trebbe, 2006, S

22 Charakteristiken des DICOM-Formats: Vorteile: große Verbreitung Herstellerunabhängigkeit Vorsicht: keine Datenschutzmaßnahmen, (siehe Kapitel 2.5.2) Lösung der Verschlüsselungsproblematik bei DICOM via SSL, VPN Abbruch von Verbindungen Netzwerk-Overhead durch Protokoll [25] Beispielkonfiguration eines Servers einer Klinik, der als Dicom-Gerät eingesetzt wird: node name... : stkkweb alias... : WebServerOPZ component name...: WebServer OPZ modality type... : DICOM attached WANrouter: NO_ENTRY tel no... : NO_ENTRY pseudo pla... : PSEUDOPLAWEBSV DICOM services... : STORE_SCP (aet: STKKWEB_SCP port:2010) folder merge time. : NO_ENTRY internet address.. : HL7 Health Level 7 ist ein internationaler Standard für den Austausch von Daten zwischen Rechnern im Gesundheitswesen. Die 7 des Namens bezieht sich auf die Schicht 7 des ISO/OSI-Referenzmodells und drückt damit aus, dass hier die Kommunikation auf Applikationsebene beschrieben wird. [26] HL7 hat seinen Ursprung in den USA genommen, wo es nach einem ersten Treffen an der Universitätsklinik in Palo Alto 1987 in seiner ersten Version entwickelt wurde. Mittlerweile hat sich eine kommerzielle Organisation gebildet ( Diese vertreibt heute HL7 in der Version 2.3 (veröffentlicht 1996) und ist auch gleichzeitig die "Dachorganisation" aller HL7-Benutzer und koordiniert deren Aktivitäten. [27] In der Radiologie wird HL7 eingesetzt, um Patientenstammdaten zwischen dem Krankenhausinformationssystem (KIS) und Radiologieinformationssystem (RIS) aus zutauschen. [25] Engelmann, How to do Teleradiologie?, , Seite 4-5 [26] wikipedia: URL< zuletzt geändert am [27] HL7 : URL< zuletzt gesehen

23 In der Regel wird in der radiologischen Abteilung fast ausschließlich DICOM verwendet, da es speziell für die Anforderungen der Informationsverarbeitung in der Radiologie entwickelt wurde. Auch wird HL/7 zum Übertragen von medizinischen Daten, beispielsweise in ein Patientendatenmanagementsystem (PDMS) eingesetzt, um z.b. Vitalparameter (O2-Sättigung) von einem Beatmungsgerät an eine Datenbank zu übermitteln. Abbildung 1 : Überblick der DICOM und HL7 Welt (aus: < Proprietäre Protokolle: Werden durch Firmen der RIS und PACS Hersteller entwickelt. Vorteile: Berücksichtigung von Datenschutz und Datensicherheit (Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität) Stabilität trotz Netzwerkunterbrechungen Optimierter Durchsatz Nachteil: Herstellerabhängigkeit [28] Informationssicherheit Als Informationssicherheit bezeichnet man Eigenschaften von informationsverarbeitenden und informationslagernden Systemen, welche die Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität sicherstellen. Informationssicherheit dient dem Schutz vor Gefahren, der Vermeidung von Schäden und der Minimierung von Risiken. [29] [28] Engelmann, How to do Teleradiologie?, verfügbar am , Seite 4-5 [29] Wikipedia: URL< letzte Änderung, 20.Okt

24 Vertraulichkeit= ist die Eigenschaft einer Nachricht, nur für einem bestimmten Empfängerkreis vorgesehen zu sein. [29] Verfügbarkeit= Verhinderung von Systemausfällen; der Zugriff auf Daten muss innerhalb eines vereinbarten Zeitrahmens gewährleistet werden. [29] Integrität= Integrität ist auf dem Gebiet der Informationssicherheit ein Schutzziel, das besagt, dass Daten über einen bestimmten Zeitraum vollständig und unverändert sein sollen. [29] Authentizität= ist die Überprüfen von Echtheit, z.b. einer Nachricht oder Person Verschlüsselungsverfahren Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität lassen sich durch kryptographische Verfahren auf einem hohen Sicherheitsniveau erreichen. Kryptographie wird durch Verschlüsselung erreicht, indem der Absender einen Klartext (Plaintext) durch einen Algorithmus verschlüsselt (Cliphertext) und dieser beim Empfänger wieder entschlüsselt wird. Dazu werden Schlüssel benötigt, die nur den berechtigten Teilnehmern zugänglich sind. Der jeweils eingesetzte Algorithmus ist allgemein bekannt. [30] S/MIME (S= Secure) ist eine Erweiterung von MIME und erlaubt auch das Verschlüsseln und digitale Signieren von MIME-Nachrichten [31]. Pretty Good Privacy (PGP) ist im Internet seit Jahren ein anerkannt sicherer Standard für die Verschlüsselung elektronischer Post und Dateien aller Art. Bei Public-Key- Verfahren, wie PGP, hat jeder Anwender einen geheimen und einen öffentlichen Schlüssel. Daten, die mit dem öffentlichen Schlüssel kodiert sind, lassen sich mit dem geheimen Schlüssel wieder dekodieren. So kann jeder mit dem Public-Key Texte verschlüsseln, die nur vom Empfänger mit seinem geheimen Schlüssel zu entschlüsseln sind. Eine Signatur, die der Absender mit seinem geheimen Schlüssel kodiert hat, kann jeder anhand des öffentlichen Schlüssels verifizieren. [32] Bei der Erzeugung eines Schlüssels gibt ein PGP-Anwender seine -Adresse und seinen Namen in der Benutzerkennung an. Es sollte sich davon überzeugen, ob der Public-Keys tatsächlich zu seinem vorgeblichen Adressaten gehört. Bei unbekannten Personen ist das besonders schwierig. [29] Wikipedia: URL< letzte Änderung, 20.Okt [30] Starke, S 282 [31] Wikipeida: URL< Zugriff: 15.Sept.2009 [32] Krypto-Kampagne, URL< Zugriff

25 Die "Echtheit" eines Schlüssels kann aber auch durch digitale Signatur eines Dritten bestätigt werden, dem man vertraut. Die Deutsche Röntgengesellschaft hat dafür einen Keyserver im Einsatz, der seinen Mitgliedern eine sichere Übertragung von Röntgenbildern ermöglicht. Die Authentizität des Schlüssels lässt sich anhand eines PGP-Fingerprints überprüfen. [32] Ein Fingerprint ist eine Quersumme, die aus Schlüsselbits errechnet wird. Secure Sockets Layer (SSL) oder Transport Layer Security (TLS) ist ein von Netscape entwickeltes Sicherheitsprotokoll das für die vertrauliche und authentische Kommunikation über WWW konstruiert wurde. SSL wird dann eingesetzt, wenn der Client über einen Browser auf einen Server zugreifen will. Vertraulichkeit wird über das Handshake-Protokoll (Verfahren zum Aufbau verlustfreier Datenübertragungen) erreicht. Über ein Public-Key Verfahren kann sich der Teilnehmer während des Handshakes authentifizieren. Integrität wird dadurch erreicht, dass alle Nachrichten mit einem Message Authentication Code (MAC) versehen werden. [33] Ausfallsicherheit Röntgenbilder müssen nach der Röntgenverordnung mindestens 10 Jahre aufbewahrt werden. Bilder der Strahlentherapie, Bilder von Kindern und die der Unfall Berufsgenossenschaft, müssen sogar 30 Jahre aufgehoben werden. Entweder sollten Daten innerhalb der Klinik redundant über Server-Systeme gespeichert werden oder redundant in z.b. einem SAN (Storage Area Network) vorhanden sein. In einem SAN werden verschiedene Geräte zur Datenspeicherung über Hochgeschwindigkeitsnetze mit entsprechenden File-Servern verbunden. [34] Die SAN-Technik unterstützt zudem Funktionen wie: Festplattenspiegelung, Backup und Restore, Archivierung sowie die Migration von Daten. Dies ist vor allem für die Speicherung der Bilder im PACS wichtig. Für die Langzeitspeicherung können Archive an einem physikalisch anderen Ort auch außerhalb der Klinik angelegt werden. Die Hersteller von PACS-Lösungen garantieren oft eine Verfügbarkeit der Systeme von > 99 %. [32] Krypto-Kampagne, URL< Zugriff [33] Beutelspacher,2005, S 278 [34] Noack, 2005, S 16 23

26 Netzüberwachung Firewalls haben die Aufgabe, durch Kontrollen und Filterungen von Datenpaketen die Weiterleitung solcher Pakete zu verhindern, die eine mögliche Bedrohung für die Daten und Komponenten eines Netzsegmentes bedeuten könnten. Dazu werden Paketund Contenfilter verwendet. [35] Contenfilterung: Die Firewall blockt oder filtert zum Teil unbemerkt für den Anwender beispielsweise s und/oder Webseiten hinsichtlich einzelner Links, Bilder oder Wörter. Paketfilterung: Für Aufgaben wie das Vergleichen von Quell- und/oder Zieladresse der Pakete, die die Firewall passieren, ist der Paketfilter zuständig. Er hat die Aufgabe, bestimmte Filterungen oder Reglementierungen im Datenverkehr vorzunehmen. Hierbei überwacht die Firewall die einzelnen Kommunikationskanäle und kann so konfiguriert werden, dass nur bestimmte Kanäle genutzt werden. So kann der Zugriff auf Webseiten, der über das HTTP-Protokoll erfolgt, ausgeschlossen werden, während gleichzeitig s, die über ein anderes Protokoll und damit einen anderen Kanal laufen, versendet und empfangen werden. [36] Kommunikationswege, Verbindungen, Anschlusstechnik Will man eine teleradiologische Verbindung zu einem Heimarbeitsplatz aufbauen, ist dies über verschiedene Anschlusstechniken möglich. Oft wird in den Kliniken eine Breitband-Anschlußtechnik wie DSL verwendet. (siehe weiter unten im Kapitel) Auch Standleitungen sind bei hoher Verfügbarkeit im Einsatz. Eine Standleitung bietet eine permanente Verbindung zweier Kommunikationspartner über ein Telefonnetz. Vom LAN (lokales Netzwerk) kann der Anwender über Sicherheitskomponenten (z.b. Firewall) und diverse Schnittstellenkomponenten (z.b. Gateway, Router) in das Wide Area Network (WAN, z.b. Internet) gelangen. Daten werden dann über diese Komponenten an den Heimarbeitsplatz geleitet. Welche Bandbreite für die teleradiologische Strecke benötigt wird, hängt von der Anzahl der zu übertragenden Bilder und der Bildgröße ab. Im LAN der Klinik stehen heutzutage Netzwerke mit 100 oder 1000 Mbit/s zur Verfügung. Momentan verfügt ein Standard-DSL-Anschluss über eine maximale Download- Bandbreite von 2048 kbit/s und einen Upload von 192 kbit/s. [35] Wikipedia: URL< verfügbar [36] Eckert, 2006, S

27 Beim Download werden Daten von einem ortsfernen Rechner auf den lokalen Computer übertragen, beim Upload werden Daten vom lokalen Rechner zum ortsfernen Rechner übertragen. Selbst eine sehr gute DSL-Anbindung ist deutlich langsamer als das LAN eines Krankenhauses. Daher müssen z.b. Webserver für die Bilddatenverteilung um flexible Kompressionsverfahren und andere Methoden einer besseren Ausnutzung der geringeren Bandbreite erweitert werden, damit sie auch über langsame, öffentliche Leitungen genutzt werden können [36]. Virtual Private Network (VPN) VPN ist eine getunnelte und verschlüsselte Verbindung zwischen Rechnersystemen. Ein Tunnel erlaubt die gesicherte Durchquerung einer Infrastruktur (z.b. dem Internet) mit beliebig vielen Subnetzen und Knoten, um eine Verbindung zwischen zwei Rechnersystemen herzustellen. Dabei wird die paketorientierte Übertragungsweise des Internet genutzt, um innerhalb der Pakete eigene verschlüsselte und mit privaten Adressen versehene Pakete zu kommunizieren. Es werden also Pakete im Paket verschickt. [37] Secure Shell Protokoll (SSH) /Secure CoPy (SCP) Dies ist ein Protokoll, dass die Sicherheit von im Internet übertragenen Daten durch Authentifizierungsmechanismen und die Verschlüsselung der Daten erhöht. SCP implementiert die Dateiübertragung, und über SSH wird die Anmeldung und Verbindung durchgeführt. Die Hauptanwendungen sind das gesicherte Login mittels SSH, der sichere Datenaustausch von Rechner zu Rechner mittels SCP oder sftp (Ersatz für FTP, bei dem das Passwort ebenfalls im Klartext übermittelt wird) und das sichere Tunneln von TCP- Ports. [38] Ports sind wie Briefkästen eines Hauses an denen Datenpakete aus dem Netzwerk geleitet werden, und damit Teil der Adresse. Um SSH benutzen zu können, muss auf dem Zielrechner ein SSH-Serverdienst und auf dem eigenen Rechner ein SSH-Client installiert sein. [36] Münch, 2004; S [37] Haas, 2006, S 76 [38] Uni-Heidelberg,URL< >, letzte Änderung :

28 Im Prinzip funktioniert SSH also wie ein virtuelles privates Netz (VPN), allerdings mit dem Unterschied, dass es nur einen Kanal mit eingeschränkter Funktionalität errichtet wird. Bei einem VPN besteht nach der Authentifizierung eine virtuelle Netzwerkverbindung, über die jede Anwendung und jedes Protokoll, auch parallel, geführt werden kann. SSH tunnelt nur jeweils eine Anwendung oder ein Protokoll, allerdings können mehrere Tunnels nebeneinander auf unterschiedlichen Ports errichtet werden. [39] Anschlusstechniken Breitband Für externe Anbindungen, Datenübertragungen oder Fernwartungen werden meistens Breitbandanschlüsse in den Krankenhäusern eingesetzt. Ein Breitbandanschluss ist ein Zugang zum Internet mit verhältnismäßig hoher Datenübertragungsrate. SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) SDSL-Leitungen haben die gleiche Übertragungsleistung im Up- und Download. Der Unterschied zu HDSL besteht in der fortgeschrittenen Modulationstechnik von SDSL. Eigenschaften: Kupfer-Doppelader, max. Bitrate von 2,36 Mbit/s, Reichweite von bis zu 8 km. [40] Die Kosten für einen SDSL Flatrate-Anschluss mit 2048 KBit/s betragen zur Zeit ca.140 im Monat. Ein solcher Anschluss ist für Geschäftskunden interessant. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line ) Dies stellt die zur Zeit häufigste Anschlusstechnik von Breitbandanschlüssen dar. Eigenschaften:1 Cu-DA, Reichweite ca. 4 km; typisch: Upload 2048 kbit/s, Download 192 kbit/s HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line) Eigenschaften: 1, 2, 3 Cu-DA, Reichweite ca. 2 km typisch: symmetrisch (Upload+Download)1544 kbit/s oder 2048 kbit/s [41] [39] Török, 2007, URL< [40] Winkler, aus Vorlesungsfolie: Das Fernsprechnetz - Einführung in das ISDN, S 18 [41] Winkler, aus Vorlesungsfolie: Breitbandkommunikation im Teilnehmer-Bereich, S 10 26

29 Digitaler Anschluss ISDN (Integrated Services Digital Network) Ein Basisanschluss stellt den Teilnehmern 2 Nutzkanäle zu je 64 kbit/s und einen Signalgabekanal mit 16 kbit/s zur Verfügung. [42] Für teleradiologische Strecken wird ISDN wegen seiner geringen Bandbreite bei Neuinstallationen nur noch selten gewählt. ISDN ist als Ausfallkonzept in Form einer langsameren Verbindung für die Teleradiologie denkbar. Funknetz UMTS-Universal Mobile Telecommunications System ist ein Mobilfunkstandard der dritten Generation (G3) und bietet im Vergleich zu früheren Standards sehr viel höhere Datenübertragungsraten. UMTS ist eine Anschlussnetztechnologie, die auf den digitalen Mobilfunkstandard GSM (Global System for Mobile Communications) der zweiten Generation aufbaut. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) ist ein Datenübertragungsverfahren des Mobilfunkstandards UMTS, das theoretische Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 14,4 Mbit/s ermöglicht. Im Alltag wird allerdings durch Kanalkodierung und Fehlerkorrekturverfahren viel weniger erreicht, knapp 4 Mbit/s, was aber schon größtenteils der DSL-Geschwindigkeit entspricht [43]. In ausgewählten Gebieten bietet z.b. T-mobile schon höhere Datenraten von 7,2 Mbit/s im Downlink und 2 MBit/s im Uplink an. [44] 2.5 Architekturen der Teleradiologie In der Teleradiologie können Befundrechner auf verschiedene Weise vernetzt werden. Bildmaterial kann entweder direkt von Rechner zu Rechner geschickt werden oder die Verteilung der Bilder wird über einen Server realisiert. Die Anordnung dieser Befundrechner wird über unterschiedliche Netzwerktopologien realisiert. [42] Winkler, aus Vorlesungsfolie: Grundlagen der Kommunikationstechnik, Teil 2, S48 [43] Winkler, Peter, 2008, S 380 [44] T-mobile; URL:< >, verfügbar am

30 2.5.1 Netzwerk-Topologie Punkt-zu-Punkt Verbindungen (peer-to-peer). In peer-to-peer-netzwerken werden alle Partner über eine bilaterale Vernetzung miteinander verbunden. Dadurch entsteht eine Vielzahl von einzelnen Verbindungen, die jeweils auf der Sender- und Empfängerseite konfiguriert werden müssen. [45] Abbildung 2: Punkt-zu-Punkt-Verbindung Serverbasierte Verbindungen Im server-basierten Netzwerk besteht eine Verbindung zwischen dem einzelnen Partner und einem Server. Bei einer Erweiterung durch einen Teilnehmer muss nur eine Konfiguration am Server und der Teilnehmerstation erfolgen. Hier ist die Anzahl der Teilnehmer gleich der Anzahl der Verbindungen. [45] Abbildung 3: Serverbasierte Verbindung Datenflussbezogene Sicht Push-Modell: Dies ist das klassische Modell eines Teleradiologiesystems. Bilder werden von einem Sender zu einem Empfänger übertragen (Push-Modell). Abbildung 4 zeigt das Prinzip dieser Arbeitsweise: Die Daten werden vom Sender direkt auf die Festplatte des Empfängers geschickt. Der Empfänger greift bei der Bildbetrachtung oder Befundung auf seinen lokalen Speicher zu. Eine wichtige Voraussetzung hier für ist, dass beide Rechner sich gegenseitig per TCP-IP erreichen können. [46] [45] Aegon, 2009, S14 [46] Engelmann, 2008, S

31 Abbildung 4: Push-Modell; (Quelle: Engelmann, 2008, S 242) Pull-Modell : (Abb. 5) Hierbei werden Bilder vom Sender an einen vorher festgelegten Speicherplatz geschickt. Das kann ein Web- oder Mailserver sein. Von dort aus werden sie dann aktiv vom Empfänger abgeholt. [46] Dieser Server kann sich in einer demilitarisierten Zone (DMZ) des Krankenhauses befinden oder gut geschützt bei einem Dienstleister stehen. Eine DMZ bezeichnet ein Computernetz mit sicherheitstechnisch kontrolliertem Zugriff auf die daran angeschlossenen Server. [47] Das prinzipielle Merkmal des serverbasierten Pull- Ansatzes ist, dass die Daten erst beim expliziten Zugriff des Empfängers während der interaktiven Benutzung (Webserver) oder durch einen regelmäßigen Abholprozess zum Empfänger gesendet werden (Mailserver). [46] Abbildung 5: Pull-Modell; (Quelle: Engelmann, 2008,S 243) [46] Engelmann, 2008, S [47] Wikipedia: URL< verfügbar