Debian-Med eine Open-Source Realisation auch für die Strahlentherapie?

Jahrestreffen des Arbeitskreises "Computer in der Radionkologie" der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik, Freiburg

10. Mai 2005

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Debian-Med

Eine Open-Source Realisation auch für die Strahlentherapie

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Überblick

  • Motivation
  • Was ist Freie Software?
  • Was ist Debian?
  • Was ist Debian-Med?
  • Warum Debian für das Gesundheitswesen?
  • Probleme bei der Realisierung
  • Zukunft
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Motivation

  • Prozessablauf
    • Sicher
    • Nachvollziehbar
    • Rekonstruierbar
    • Zukunftssicher
  • Zuverlässige Dokumentation
    • Austauschbarkeit
    • Archivierung
  • Nutzerprofil
    • Interesse an einfacher Administration des Betriebssystems
    • Interesse an Untermenge der verfügbaren Freien Software
    • Erfordernis für leichte Handhabung
    • Erfordernis für Sicherheit und Vertraulichkeit
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Kostenlos / Open Source / Freie Software

  • In Binärform kostenlos angebotene Software ist keine Freie Software
    → vergleichbar mit "Freibier"
  • Open Source im Sinne frei verfügbaren Quellcodes muß nicht notwendig Freie Software sein
    → entscheidend ist die freie Nutzung des Codes
  • Freie Software überläßt jedem Benutzer definierte Rechte, ohne die Freiheit der Nutzung einzuschränken
  • Frei heißt dabei nicht notwendig kostenlos
    → "freie Rede"
  • Nutzer wollen kein Programm sondern Funktionalität
  • Funktionalität = Programm + Dienstleistung
  • Definition: Debian Free Software Guidelines
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Was ist Freie Software

1. Unbeschränkte Weitergabe
Ein Bestandteil der Debian-Distribution darf durch seine Lizenz nicht verhindern, daß irgend jemand diese Software als Bestandteil einer Software-Distribution, die Programme aus den verschiedensten Quellen enthält, verkauft oder weitergibt. Die Lizenz darf keine Abgaben oder sonstige Leistungen für einen solchen Verkauf fordern.
2. Quellcode
Das Programm muß im Quellcode vorliegen, und es muß die Weitergabe sowohl im Quellcode als auch in compilierter Form erlaubt sein.
3. Weiterführende Arbeiten
Die Lizenz muß Veränderungen und weiterführende Arbeiten gestatten und es erlauben, daß diese unter den gleichen Lizenzbedingungen weitergegeben werden dürfen wie die Original-Software.
4. Integrität des ursprünglichen Quellcodes
Die Lizenz darf die Weitergabe von verändertem Quellcode nur dann verbieten, wenn sie die Weitergabe von sogenannten Patch-Dateien mit dem Quellcode erlaubt, die dazu dienen, das Programm vor seiner Herstellung zu modifizieren. Die Lizenz muß ausdrücklich die Weitergabe der aus dem veränderten Quellcode erzeugten Programme erlauben. Die Lizenz darf fordern, daß die veränderten Programme einen anderen Namen oder eine andere Versionsnummer tragen müssen.
(Dies ist ein Kompromiß. Die Debian-Gruppe ermutigt alle Autoren, Veränderungen an Dateien sowohl im Quellcode als auch in Binärform zu erlauben.)
5. Keine Diskriminierung von Personen oder Gruppen
Die Lizenz darf keine Person oder Gruppe von Personen diskriminieren.
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6. Keine Diskriminierung von Einsatzbereichen
Die Lizenz darf keine Einschränkungen hinsichtlich des Einsatzbereichs vornehmen. Beispielsweise darf sie nicht verhindern, daß das Programm geschäftlich oder für genetische Forschungen verwendet wird.
7. Weitergabe der Lizenz
Die mit einem Programm verbundenen Rechte müssen für alle gelten, die das Programm erhalten, ohne daß es für sie notwendig ist, eine zusätzliche Lizenz zu erwerben.
8. Keine spezielle Lizenz für Debian
Die mit dem Programm verbundenen Rechte dürfen nicht davon abhängig sein, daß das Programm Teil des Debian-Systems ist. Falls das Programm aus der Debian-Distribution herausgenommen wird und ohne Debian genutzt oder vertrieben werden soll, ansonsten aber im Rahmen der Programmlizenz bleibt, so müssen alle Parteien, die das Programm bekommen, die gleichen Rechte haben, wie sie im Zusammenhang mit dem Debian-System gewährt wurden.
9. Keine Auswirkungen auf andere Programme
Die Lizenz darf keine Beschränkungen besitzen, die Auswirkungen auf andere Software hat, die mit diesem Programm weitergegeben wird. Beispielsweise darf die Lizenz nicht vorschreiben, daß alle anderen Programme auf dem gleichen Medium Freie Software sein müssen.
Beispiellizenzen
Die "GPL", "BSD" und "Artistic" Lizenzen sind Beispiele für Lizenzen, die wir als "frei" betrachten.
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Was ist Debian?

  • Linux ist nur der Kern des Betriebssystems.
  • Benötigt werden darüber hinaus eine große Zahl von Anwendungen.
  • Solche Sammlungen von Software um den Linux-Kern wird als Distribution bezeichnet.
  • Firmen, die solche Distributionen zusammenstellen werden Distributor genannt.
  • Sie erwirtschaften Geld durch den Verkauf dieser Distribution, durch Nutzerunterstützung und -schulung.
  • Beispiele für solche Distributoren sind Mandrake, RedHat, Suse und andere.
  • Debian ist einer dieser Distributoren.
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Verzeihung.
Das war nicht korrekt.
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Was ist Debian? (nächster Versuch)

Das Debian-Projekt ist eine Gemeinschaft von Individuen die in Gemeinschaftsarbeit ein freies Betriebssystem entwickeln. Dieses Betriebssystem, das wir entwickelt haben, wird
Debian GNU/Linux,
genannt, oder einfach nur Debian. Weiterhin wird daran gearbeitet, Debian mit anderen Kernen anzubieten, hauptsächlich für Hurd. Andere mögliche Kernel sind BSD und auch Portierungen für MS Windows sind denkbar.
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Netzwerk des Vertrauens

Debian Entwickler Schlüsselring
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Unterschiede zu anderen Distributionen

  • Debian ist keine Firma sondern eine Organisation.
  • Debian verkauft nichts.
  • Debian Mitglieder (sogenannte Entwickler) sind Freiwillige.
  • Die Entwickler arbeiten an dem gemeinsamen Ziel: Das bestmögliche Betriebssystem herzustellen.
  • Debian ist die größte Sammlung sofort installierbarer Freier Software im Internet
  • Es gibt zwei Möglichkeiten Debian GNU/Linux zu beziehen:
    • Es kann bei verschiedenen anderen Distributoren auf CD erworben werden
    • Kostenlose Installation direkt aus dem Web
  • Der letzte Weg ist der übliche und es gibt äußerst praktische Programme, die das sehr flexibel unterstützen.
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Was ist Debian-Med?

  • Custom Debian Distribution
  • Vollständig integriert in Debian
  • Besonderes Augenmerk auf Qualität von Programmpaketen in Debian, die für medizinische Zwecke einsetzbar sind
  • Erstellen von Paketen medizinischer Software, die noch nicht in Debian enthalten sind und Integration dieser Pakete.
  • Aufbau einer allgemeinen Infrastruktur für Nutzer in medizinischen Bereichen
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Ziele im Detail

Beispiel: Praxisverwaltungssoftware

Mehr als 10 Freie Software Projekte, die sich in irgendeiner Form mit Praxisverwaltung befassen

  • Unterschiedliche Ausrichtung (Praxis / Krankenhaus)
  • Unterschiedlicher Aufbau (modular / aus einem Guß)
  • Unterschiedliche Interfaces (Browser / nativ)
  • Unterschiedliche Programmiersprachen
  • Unterschiedliche Datenbanken (SQL / XML)

→ Ziel von Debian-Med: Integration

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Mikrobiologie

  • Große Zahl von Programmen für Analyse von DNA- und Proteinsequenzen
  • Unterschiedlicher Entwicklungsstand
  • Verschiedene Lizenzen
    • oft nicht kompatibel mit DFSG
    • steht Verbreitung im Weg
  • Probleme
    • Inkompatible Datenformate
    • Probleme auf unterschiedlichen Hardware Architekturen
    • unterschiedliches Nutzerinterface

→ Ziel von Debian-Med: Qualitätssicherung

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Fehlende Freie Software Lösungen

  • Medikamentendatenbank
  • Pharmazie
  • Physiotherapie
  • Veterinärmedizinische Praxis

→ Ziel von Debian-Med: Unterstützung von Entwicklern

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Spezielle Bereiche

  • Medizinische Bildverarbeitung und Strahlentherapie
    • Unterschiedliche proprietäre Bildformate medizinischer Geräte
    • Lizenz- und Patentproblem
    • Planungssysteme für Strahlentherapie (prism in Vorbereitung)
  • Kontrolle medizinischer Geräte
    • Warum liefern Hersteller keinen Quelltext zu Ihrer Software?
    • Strahlungsfeldmessungen am Beschleuniger als Freie Software

→ Ziel von Debian-Med: Aufzeigen der Vorteile Freier Software für Programmierer

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Komplexe Probleme

  • Medizinische Forschung
    • Mächtige Anwendungen (DHCP / VISTA)
    • Telepathologie (ipath)
  • Medizinische Datensätze / Datenaustausch
    • GEHR (OpenEHR)
    • OIO

→ Ziel von Debian-Med: Forderung nach soliden Installationsmechanismen

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Dokumentation

  • "Traditionelle" Schwäche Freier Software
    • Mit geringem Aufwand wertvolle Beiträge möglich
  • Medicine HOWTO
    • Teil des Linux Documentation Project (LDP)
    • Beschreibung der existierenden freien medizinischen Software
    • Übersetzung wäre wünschenswert
  • ResMedicinae Analyse Dokument
    • Analyse existierender Programme
    • Detaillierte Spezifikation von Anforderungen an Praxisverwaltungssoftware
    • Nur rudimentäre englische Übersetzung
    • Bedarf ähnlicher Spezifikationen für andere Bereiche

→ Ziel von Debian-Med: Dokumentationen und Übersetzungen

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Debian-Med schema
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Warum Debian als Integrationsplattform

  • Strengste Maßstäbe an Sicherheit und Stabilität
  • Linux Distribution mit mächtigen Paketverwaltungswerkzeugen
  • Gründliche Qualitätskontrolle
  • Strenge Regeln ("Policy")
  • 11 Hardware Architekturen (Auto-Übersetzer: alpha, arm, hppa, i386, ia64, m68k, mips, mipsel, powerpc, s390, sparc)
  • Entwickelt von mehr als 1000 Freiwilligen
  • Einzelne Entwickler können Einfluß nehmen - sie müssen es nur in Angriff nehmen
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Wie funktioniert Debian-Med?

  • Sammlung medizinischer Software in "Meta-Paketen"
    • Keine Suche nach verfügbarer Software erforderlich
    • Nutzer muß nicht der lange Liste von Debian-Paketen im einzelnen durchforsten
    • Leichte Vergleichbarkeit von Software mit gleicher Funktionalität
    • Schutz vor versehentlichem Löschen benötigter Pakete
    • Konflikte zu inkompatiblen Paketen
    • Vereinfachte Installation
    • Geringer Aufwand für die Administration
  • Angepaßte Konfiguration innerhalb von Meta-Paketen
    • Berücksichtigung spezieller Bedürfnisse von Projekt-Nutzern
  • Dokumentations-Pakete
    • Packen und Erzeugen relevanter Dokumentation
    • Übersetzung
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Integrierte Pakete zur Bildverarbeitung

med-imaging
  • ctn
    → Central Test Node - eine DICOM Implementation
  • ctsim
    → Simulator für Computertomograpy
  • medcon
    → MEDical image CONversion (DICOM, ECAT, ...)
  • minc-tools
    → MNI medical image format tools
  • paul
    → Insbesondere für Vergleich von Bildern
med-imaging-dev
  • Bibliotheken und Header Dateien für die meisten der oben genannten Programme zur eigenen Entwicklung
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Zu integrierende Pakete

  • prism
    • Umfangreiches Projekt für die strahlungstherapeutische Planung
    • KI-Werkzeuge und manuelle Simulation
    • Probleme:
      • momentan mit propriatärem Compiler (Autor will das beheben)
      • unterschiedliche, teilweise nicht freie Lizenzen
  • ?
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Probleme bei der Realisierung

Zertifizierung
  • Krankenversicherung fordert korrekte Datenlieferungen
  • Anwenderinteresse an fehlerfreier Abrechnung
  • → Nur Anbieter, die fehlerfreie Daten liefern verbleiben am Markt
  • → Gilt gleichermaßen für Open und Closed Source
  • → BMfGS: Zertifizierung von Open Source durch KBV nicht grundsätzlich ausgeschlossen
  • → Präzedenzfall: Firmware für einige ISDN-Karten im Linux-Kernel
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Probleme bei der Realisierung (2)

Änderung gesetzlicher Vorgaben
  • Notwendigkeit für kurzfristige Änderungen
  • → Notwendigkeit für kommerziellen Support
  • → Erfordert Fachwissen von Medizin-Informatikern
  • → Geschäftsmodell: Dienstleistungen für medizinische Freie Software
    • Software selbst kostenlos
    • Einnahmen für Leistungen wie
      • Beratung
      • Installation
      • Support
      • Aktualisierung
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Zukunft

  • Erste Schritte
  • Wesentliche Meta-Pakete sind bereits fertig
  • Starkes Interesse seitens Entwicklern und Anwendern
  • Erste Version wird mit Sarge erscheinen
  • Live-CD auf der Basis von Knoppix
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Weitere Informationen

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Homepage Andreas Tille