Abschlussarbeiten 2010 in der Medizininformatik

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Helga Franke
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1 Abschlussarbeiten 2010 in der Medizininformatik Ansprechpartner: Prof. Dr. Eberhard Beck

5 FACHHOCHSCHULE BRANDENBURG FACHBEREICH INFORMATIK UND MEDIEN Konzeption und prototypische Implementierung eines elektronischen QA-Management-Systems für medizinische Elektronenbeschleuniger gemäß DIN 6847 Bachelorarbeit, vorgelegt von Marian Krüger Aufgabenstellung: Die Bachelorarbeit entstand in Zusammenarbeit mit der Klinik für Strahlenheilkunde und Radioonkologie in Neuruppin und der Zweigstelle in Brandenburg an der Havel. Zielstellung der Arbeit ist der Entwurf und die prototypische Implementierung eines Qualitätssicherungs(QA)-Management-Systems für medizinische Elektronenbeschleuniger. Die Applikation soll mit Hilfe einer grafischen Benutzeroberfläche an Konstanzprüfungen erinnern, Messprotokolle bereitstellen und Messwerte speichern. Die zu implementierenden Prüfverfahren und Prüfhäufigkeiten richten sich nach der DIN 6847, der deutschen Norm für medizinische Elektronenbeschleuniger-Anlagen. Das Erweitern des Programms um weitere Prüfverfahren und -terminen sollte möglich sein. Außerdem soll das System standortübergreifend funktionieren. Strahlentherapie: Analyse: Die Arbeit beinhaltet eine detailierte Analyse der Problemstellung. Zu den ermittelten Anwendungsfällen gehören unter anderem das Durchführen von Messungen, das Erinnern an Messtermine und das Anzeigen und Exportieren von Messdaten. Ausgewählte Abläufe wurden in der Arbeit näher betrachtet und mit Hilfe von Ablaufdiagrammen näher beschrieben. Zur Klassen-Findung wurde zunächst ein exemplarisches Beispiel in Form eines Objektdiagrammes betrachtet. Mit Hilfe der ermittelten Anwendungsfälle, deren Beschreibungen und dem Objektdiagramm konnte ein erstes Klassendiagramm entwickelt werden. Dieses Modell bildet die Grundlage für den Entwurf. Ergebnisse: Messprotokoll bzw. Formular zur Eingabe von Messwerten, direkte Validierung der Eingaben, Bild zum Messaufbau Der implementierte Prototyp des QA-Management- Systems erinnert an Messtermine, stellt Messprotokolle zur Verfügung und speichert die jeweiligen Messdaten einer Messmethode. Des weiteren können Messdaten angezeigt und in verschiedene Formate exportiert werden. Das Implementieren von weiteren Konstanzprüfungen wird vom System unterstützt und erleichtert Entwicklern die Arbeit. Die Verwaltung von Benutzern und Beschleunigern ist ebenfalls möglich. Bildschirmausschnitt der Software zur Bestrahlungsplanung mit fertigen Bestrahlungsplan zur Behandlung eines Brusttumors. Anhand eines CT-Scans werden Einstrahlrichtungen und Dosisverteilung simuliert. Die Strahlentherapie ist ein medizinisches Fachgebiet, das sich mit der Behandlung von Erkrankungen unter Ausnutzung der Wirkung ionisierender Strahlung befasst. In der Strahlentherapie Neuruppin und Brandenburg wird die Strahlung mit Hilfe von medizinischen Elektronenbeschleunigern erzeugt. Der betriebssichere Zustand der Bestrahlungsgeräte, besonders in Hinblick auf die richtige Strahlendosis, muss regelmäßig überprüft werden. Das QA-Management-System soll die Klinik dabei unterstüzen. Anforderungen an das System, vereinfacht dargestellt als UML-Anwendungsfalldiagramm. Beziehungen der Basisklassen als vereinfachtes Klassendiagramm Entwurf: In dieser Arbeit wurden verschiedene Lösungsansätze betrachtet. Der letztendlich verfolgte Lösungsansatz beruht in erster Linie auf einer Kombination aus PHP und MySQL. Weiterhin wurde mit Hilfe der analysierten Daten ein Datenbankentwurf entwickelt. Das zentrale Kernproblem in der Klassenmodellierung ist das Umsetzen einer Klasse, die das Anzeigen bzw. Verwalten von verschiedenen Messungen bzw. Messverhalten realisieren kann. Denn jede Messung beinhaltet andere Messdaten, die anders gespeichert und unterschiedlich angezeigt werden. Außerdem können in der Zukunft weitere, heute noch unbekannte Messverfahren hinzukommen. Zur Lösung des Problems wurde das Entwurfmuster der abstrakten Fabrik genutzt. Das System verwendet dabei die abstrakte Klasse Messung als Superklasse für die Fabrik. Die in der Superklasse definierten abstrakten Methoden zum Anzeigen und Speichern von Messdaten, sowie zum Anzeigen des Formulars für die Eingabe der Daten, entsprechen demnach die zu erstellenden Produkte. Diese werden von den konkreten Unterklassen individuell überschrieben. Die Produkte der Unterklassen können dann über die Superklasse aufgerufen werden. Der Vorteil der abstrakten Fabrik ist also die Nutzung der Abstraktion zum Erstellen unterschiedlicher Objekte einer gleichen Kategorie. Zur Laufzeit werden die Methoden der abstrakten Klasse Messung aufgerufen. Die speziellen Ausprägungen übernehmen die jeweilige Funktionalität. Anzeige von Messdaten mit Vergleich zwischen aktueller Messung und einer Referenzmessung. Zusammenfassung: Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prototyp eines Klinik-internen QA-Management-Systems für die Strahlentherapie Neuruppin und der Zweigstelle Brandenburg/Havel entwickelt. Die Anforderungen an das System resultieren aus dem Qualitätsmanagement zur Überprüfung des betriebssicheren Zustands der medizinischen Elektrononenbeschleuniger. Die implementierten Funktionalitäten, ermöglichen und erleichtern die Planung und Durchführung der in der DIN 6847 empfohlenen Konstanzprüfungen. Das entstandene lauffähige System wird derzeit auf Praktikabilität getestet. Nach erfolgreichen Abschluss wird das System voraussichtlich den Weg in den Praxisbetrieb finden. Betreuer: Prof. Dr. med. T. Schrader Abgabe: Dr. E. Blank

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