References

HL7 Austria, August 2011

"One of the biggest challenges for IT in health care in the coming years it will be saved for the treatment and clinical documents for research to make available. Currently, huge amounts of information are in a little more structured and difficult maschinenauswertbarer form in the different Electronic Health Record (EHR) system, which can not be semantically evaluated in an appropriate manner...

The concept presented by Binetix BioAGE promises a very interesting way to link this information through semantic algorithms and make them usable biometric and epidemiological evaluations... Currently win on document standards based on XML, such as CEN / ISO EN13606 or the Health Level Seven Clinical Document Architecture (HL7 CDA) become increasingly important in the storage and exchange of clinical data... BioAGE is conceptually already prepared for this development, which increases the future security of the project."


Bulgarian Academy of Science, Institute of Biophysics and Biomedical Engineering, June 2011

"The project BioAGE is of interest to people in the field of biomedical engineering. One of Its important applications is the processing and analysis of medical images. In particular, in the results of studies with conventional X-ray technique, images obtained by digital subtraction angiography, CT, with apparatus for MRI, for positron emission tomography, as well as in different isotopic studies ...

These important medical imaging objectives can be achieved with BioAGE software and hardware products for distributed applications. Key future of this product is that in its concept, is that it doesn’t require special knowledge in the field of parallel programming. This will greatly facilitate its use for routine purposes in clinics, training in higher education and scientific research. "


Пътна карта

Проектът BioAGE е планирано да продължи между 22-24 месеца. Изпълнението на проекта е в 4 (четири) последователни етапа:

ЕТАП 1 - Стартиране

Създаване на харта на проекта - Формулиране на основните изисквания за изпълнение на проекта – комуникация, документи, технологии; Идентифициране на основните ползи и опасности при изпълнение на проекта (логически и технически); Определяне на основни крайни дати за ключови задачи; Определяне на отговорностите при управление на проекта.

ЕТАП 2 - Планиране

Дефиниране на заданието - Събиране на изискванията – извършване на експертен анализ, срещи с външни специалисти, създаване на принципни модели, детайлен анализ на параметрите на продукта, намиране на алтернативни подходи и др.; Създаване на бизнес модел на инфраструктурата на BioAGE – софтуерни компоненти и модули, хардуерни модули и връзки, UML диаграми; Създаване на технически модел на BioAGE – компоненти, модули, връзки между компонентите, UML диаграми; Създаване на WBS – графична структура, описание на взаимовръзките и номерация на елементите в заданието;
Изработка на график за изпълнение - Дефиниране на индивидуални задачи за всеки елемент от заданието и продължителността на изпълнение; Определяне на последователността на изпълнение на задачите и поставяне на приоритети; Оптимизиране на времевия график.
Изработка на план за контрол на качеството - Дефиниране на процедурите и методите за контрол на качеството при изработка на BioAGE; Дефиниране на процедурите и методите за внасяне на подобрения при изработка на BioAGE; Дефиниране на нефункционалните изисквания към компоненти на платформата (производителност, надеждност, капацитет на изчисленията и др.).
Изработка на план за управление на човешките ресурси - Дефиниране на индивидуалните отговорности при изпълнение на всеки елемент от заданието.
Изработка на план за управление на комуникацията в проекта - Определяне на заинтересованите лица в проекта – инвеститор, клиенти (болници, лаборатории, научни институции), проучване изискванията на експерти; Определяне на основните комуникационни канали, роли и отговорности при водене на кореспонденция; Дефиниране на правила за комуникация на проектния екип със заинтересованите лица.
Изработка на план за управление на риска при изпълнение на проекта - Дефиниране на методология за оценка на риска, роли и експертни отговорности в екипа, рискови категории; Съставяне на списък с рискови събития и основни стъпки за управлението им.

ЕТАП 3 - Изпълнение и контрол

Софтуерната инфраструктура:

  1. Производство на софтуерно ядро за управление на информационна-изчислителен грид;
  2. Производство на софтуерни компоненти за обработка на изображения с точкови и локални операции;
  3. Производство на софтуерни компоненти за извличане на температурна информация от инфрачервени изображения;
  4. Производство на софтуерни компоненти за семантичен анализ, индексиране и търсене в неструктурирана информация;
  5. Производство на софтуерен компонент за програмно управление на ресурсите на грида през Web;
  6. Производство на средство за софтуерно визуално проектиране и създаване на нови приложения и компоненти;
  7. Дизайн и изпълнение на Unit тестове за всеки произведен софтуер;

Хардуерната инфраструктура:

  1. Инсталиране на операционна система върху ARM модули;
  2. Интегриране на информационно-изчислителния грид с ARM модули (computer-on-module);
  3. Изграждане на свързаност между модулите;

Проверка и контрол на заданието и графика:

  1. Извършване на регулярна проверка на изискванията за всеки елемент от заданието според предварително изготвени тестови сценарии;
  2. Извършване на проверка за закъснения в проектния график;

Проверка и контрол на качеството - Извършване на регулярна проверка на нефункционалните параметри и спазването на общите процедури за производство от ОТК;

Наблюдение и контрол на рисковете - Извършване на регулярна проверка на регистрираните рискове и прилагане на съответни действия според плана за управление на рискови събития;

ЕТАП 4 - Приключване

  1. Изготвяна на финален отчет въз основа на документите за проверка и контрол по време на изпълнение на проекта;
  2. Изготвяне на неформален доклад за извършената работа от екипа в процеса на производство на платформата BioAGE;
  3. Извършване на одит на направените разходи от сертифицирана агенция.

 

Предметна област

Проектът BioAGE си поставя за цел създаването на програмируем информационно-изчислителен грид, който да осигури възможности за проектиране и създаване на алгоритми за търсене в неструктурирана информация, както и за обработка на медицински диагностични изображения в разпределена среда. Тази комплексна цел покрива три научно-приложни области:

  1. Паралелни изчисления и разпределена обработка на данни;
  2. Търсене в неструктурирана информация;
  3. Цифрова обработка на графична информация (компютърно зрение, образна диагностика).

Паралелни изчисления

Последното десетилетие се отличава със значително увеличение на потреблението на компютърната техника и мрежи. В резултат на впечатляващото развитие на хардуера и софтуера днес през Интернет се предлагат разнообразно количество услуги за търсене и споделяне на информация, търговия, архивиране, банкиране и др. Независимо от вида и качеството на услугите, съществуват все още задачи, които не могат да се решат с конвенционалната техника и архитектура на корпоративните мрежи. Благодарение на развитието на Интернет, като глобална високоскоростна мрежа, споделянето на ресурси (данни или изчислителни мощности) и нови технологични възможности е станало възможно без добавянето на значителни инвестиции. Тези технологични възможности позволяват разпределено да се използват компютрите за решаване на мащабни изчислителни задачи, което днес е известно с популярното имe Grid Computing (изчисление чрез „решетка”). Подобен подход за изчисления и споделяне на данни през Интернет е известен още и като мета-изчисления, разширяеми изчисления, глобални или Интернет изчисления, а напоследък е популярна и реализацията на този подход без централен сървър P2P (компютър с компютър). Първоначалната концепция за Grid изчисления еволюира от свързване на географски разпръснати супер компютри в инфраструктура, която позволява да се стартират много приложения, да се споделя разнородна информация, да се осигури среда за съвместна работа на специалисти, да се извършват масивни изчисления или да се доставят услуги. Нещо повече, развитието на Интернет като Web среда е позволило Grid системите да работят като Web-базирани разпределени изчислителни среди. В този смисъл Интернет има достатъчен капацитет да посредничи като ключова технология при изграждането на Grid инфраструктури. Грид системите могат да се впергнат по подходящ начин за решение на редица комплексни и времеотнемащи задачи. Чрез проектът BioAGE се планира решението на три разпределени задачи:

  1. Разпределено търсене в неструктурирана и хетерогенна инфорамация, като ЕЗД (електронни здравни досиета), лабораторни анализи, мета-данни в графични изображения и др.;

  2. Автоматично нормализиране и обобщение на резултати получени от географски разпръснати хетерогенни източници (тази задача обхваща не само автономни центрове за управление на данни, но и изчислителни центрове);

  3. Цифрова обработка на графична информация (прототипът на проекта ще бъде фокусиран в областта на медицинската образна диагностика), съхранена в различни географски изчислителни центрове или центрове за данни;

Търсене в неструктурирана информация

Днес съхранението на информацията и търсенето в нея са от фундаментално значение за развитието на съвременната цивилизация. Стандартните решения в тази област позволяват информацията да се организира и съхранява в структуриран табличен вид, наречен база от данни. От друга страна оперативно се създават множество електронни документи, които са с различен файлов формат, преназначение и съдържание, който включва, но не се изчерпва с текст, графична и аудио информация, връзки към други документи и външни източници на информация. Документът, който четете в момента, е пример за неструктурирана информация.

Проблемът със неструктурираната информация приема огромни размери особено когато източниците на тази информация са географски разпръснати и съдържат хетерогенни данни. Примерни сценарии на този проблем могат да се намерят навсякъде. Предмет на проекта BioAGE е да реши една примерна ситуация в областта на здравните досиета, където извършването на пълно текстово търсене върху разнотипни медицински, лабораторни, лични и мултимедиини данни би облекчило значително заинтересованите от това лица.

Цифрова обработка на графична информация

Цифровата обработка на графична информация е научна област с много широк спектър на приложение. Днес обработката на изображения се прилага в компютърното зрение, геодезията, медицината, физиката, компютърния дизайн и много други обрасти. Основни средства и операции за обработка на изображения са т.нар. точкови, локални и глобани операции. Тези опирации се прилагат в различни методи на съвременната био-медицина, включително и не само:

  1. методи за контрол и сегментация на интензитета върху пикселите, както и различни видове хистограмни операции;

  2. побитови операции върху пикселите, включително стандартните логически оператори, както и оператори за инвертиране и отместване не само на чернобели, но и на цветни изображения;

  3. аритметични операции за сумиране, изваждане, умножение, деление и отместване на пиксели;

  4. геометрични операции за транслиране, завъртане по ъгъл или увеличение и намаление на размера на изображенията, като са разгледани някои възможности за оптимизация на алгоритмите;

  5. графични трансформации, като трансформация на Fourier, косинусова трансформация, трансформация на Hough и др.;

  6. линейно и нелинейно заглаждане или подчертаване на ръбове, като филтри на медианата, Гаусов филтър за заграждане на ръбове и граници, множество алгоритми за подчертаване на ръбове и др.;

Пазарна реализация

Възможностите за пазарна реализация на разработваната по проекта иновация BioAGE са доста широки. Продуктът е приложим в следните направления, които играят ролята и на целеви групи за пазарната му реализация:

  1. Болнични заведения и доставчици на решения в здравеопазването - за обработка на големи диагностични изображения, генерирани от скенери с ядрено-магнитен резонанс и рентгенови апарати или инфрачервени камери; за незабавно търсене в електронни здравни досиета записани на различни различни географски места и софтуерни системи, бази данни или просто като файлове на компютри в корпоративната мрежа; за семантично и неструктурирано търсене в клинична документация; за обменяна или извличане на информация едновременно от други клинични институции или от отдалечени Интернет услуги, и др.
  2. Медицински лаборатории - за анализи на изображения или необработени данни предоставят от болници или други източници; за извършване на разпределени изчисления с други лаборатории; за създаване на собствени паралелни приложения в кратки срокове;
  3. Съдебна медицина и разузнаване - да подпомогне следователите в био-метричния анализ; за извличане на физиологични данни и да ги обработва; да открива контури на пръстови отпечатъци; за сканиране на ириса / ретината; за сравнение на  разпределени данни, намиращи се в географски разделени бази данни; да прави неструктурирани търсения в био-метрични данни и др.
  4. Университети и техникуми за приложни науки - за създаване на разпределени и паралелни приложения, използващи съществуващ код за анализи, тестове, създаване и симулация на теоретични модели; за симетрично и асинхронно извличане на изчислителни резултатите от специализиран хардуер; за моментално търсене в бази данни и бази от знания; за неструктурирано търсене в научни статии, дисертационни доклади, структурирани и неструктурирани лабораторни резултати, намиращи се на отделни компютри, на отдалечени места, Интернет източници и още много други.

Потенциалът за развитие на продукта е значителен - важно уточнение е, че платформата BioAGE е достатъчно гъвкава и от нея могат да се създават множество субпродукти, предназначени за решаване на конкретни задачи на потенциални клиенти. Водеща идея е, че не се прави фиксиран продукт, който има ограничен брой характеристики, а се прави средство, с което да се създават специфични продукти/и услуги за клиенти, които са съобразени с техните конкретни нужди. След началната развойна фаза към продукта могат да се създадат допълнителни компоненти за 2D и 3D анализ на изображения, решаване на алгоритмични задачи в областта на информатиката, саздаване на софтуерни субпродукти за надежден достъп, разпределено управление, търсене и разпространение на документи (структурирана и неструктурирана информация) за корпоративни клиенти – банки, големи компании, държавна администрация.

Back to top