Utilization of GRID technology in processing of medical information

Abstract

Práce se soustředí na vybrané oblasti biomedicínského výzkumu, které mohou profitovat ze současných výpočetních infrastruktur vybudovaných ve vědecké komunitě v evropském a světovém prostoru. Teorie výpočtu, paralelismu a distribuovaného počítání je stručně uvedena s ohledem na počítání v gridech a cloudech. Práce se zabývá oblastí výměny medicínských snímků a představuje propojení Gridového PACS systému s existujícími distribuovanými systémy pro sdílení DICOM snímků. Práce se dál zaměřuje na studium vědy týkající se lidského hlasu. Práce představuje vzdálený způsob přístupu k aplikaci pro analýzu hlasu v reálném čase pomocí úpravy protokolů pro vzdálenou plochu a pro přenos zvukových nahrávek. Tento dílčí výsledek ukazuje možnost využití stávajících aplikací na dálku specialisty na hlas. Oblast lidské fyziologie a patofyziologie byla studována pomocí přístupu tzv. systémové biologie. Práce přispívá v oblasti metodologie modelování lidské fyziologie pro tvorbu komplexních modelů založených na akauzálním a objektově orientovaném modelovacím přístupu. Metody pro studium parametrů byly představeny pomocí technologie počítání v gridech a v cloudech. Práce ukazuje, že proces identifikaci parametrů středně komplexních modelů kardiovasculárního systému a komplexního modelu lidské fyziologie lze významně zrychlit...

This thesis focuses on selected areas of biomedical research in order to benefit from current computational infrastructures established in scientific community in european and global area. The theory of computation, parallelism and distributed computing, with focus on grid computing and cloud computing, is briefly introduced. Exchange of medical images was studied and a seamless integration of grid-based PACS system was established with the current distributed system in order to share DICOM medical images. Voice science was studied and access to real-time voice analysis application via remote desktop technology was introduced using customized protocol to transfer sound recording. This brings a possibility to access current legacy application remotely by voice specialists. The systems biology approach within domain of human physiology and pathophysiology was studied. Modeling methodology of human physiology was improved in order to build complex models based on acausal and object-oriented modeling techniques. Methods for conducting a parameter study (especially parameter estimation and parameter sweep) were introduced using grid computing and cloud computing technology. The identification of parameters gain substantial speedup by utilizing cloud computing deployment when performed on medium complex models of...