Medikal Uygulama Geliştirme (MUGE) Platformu

Medikal Uygulama Geliştirme (MUGE) Platformu

1 _{ICterra Bilgi ve İletişim Teknolojileri A.Ş.} Galyum Blok Kat:2, No:3 ODTÜ-Teknokent

06531 Ankara / Türkiye

{hande.saglam, deniz.katircioglu, nihal.sarmasik} @icterra.com

Özet. Sağlık alanında dijital dönüşüme uyumlu platform/servis/cihaz geliştirmek için dikkate alınması gereken çok sayıda parametre vardır. Güvenlik ve operas-yonellik bunların başında gelmektedir. Bu tür platform, servis veya cihazların, insan sağlığı ve çevre üzerinde hayati etkileri olacağı için, hataya sebebiyet verme ve operasyon dışı kalma olasılıklarının olabilecek en düşük seviyeye geti-rilmesi öncelikli, hatta zorunludur. Bu zorunluluktan dolayı, altyapılar için üreti-len yazılımlar, son kullanıcının genel veya hususi kullanımına açılmadan önce çok sıkı denetimlerden geçmektedir. Bu denetimlerde, sağlık alanında takip edil-mesi gereken kullanıcı arayüzü standartları, pazardaki mevcut ürünlerle birlikte çalışabilirliği sağlayacak iletişim standartlarına uyumluluk aranmaktadır. Dijital dönüşüme uyumlu sağlık aktörlerinin olmazsa olmazı olan birlikte çalışabilirlik esasının, hataya sebebiyet vermeme, etkin ve doğru çalışma, veri güvenliğini ga-rantileme, geriye dönük kanıt sağlayabilme, operasyonel ve iletişimde kalabilme vb. gibi geniş bir spektruma izdüşümü bulunmaktadır. Dijitalleşmenin ve kanıta dayalı tıp esasına etkin girdi sağlayabilmenin bir sonucu olarak birbirleriyle yo-ğun iletişimde olması gereken, yani, birlikte çalışabilirlik ilkesini sağlaması bek-lenen bu yazılımlar, ortak fonksiyonlar barındırmaktadır. Bu motivasyonla, söz konusu bağlamdaki yazılımların geliştiricilerine, hız kazandıracak ve eforlarını doğru odaklayarak verecekleri katkıyı maksimuma çıkaracak ve geliştirme sü-reçlerine denetimli bağlam sınırı getirecek mimari bir çatı önerilmektedir. Bu çatı ile, farklı platformların geliştirme süreçlerinde kanıtlanmış bir mimariyi sağlık bağlamıyla buluşturarak, tekrar edilecek geliştirme eforunu minimuma indirge-yen, kod yeniden kullanımını destekleyerek, hatalı birim üretme olasılığını düşü-ren, sıkça kullanılan katmanlı yapısı sayesinde ayrışmış, hedefli ve ek yetenekler için rahatlıkla genişleyebilen bir geliştirme platformu sağlanması kurgulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Sağlık, Medikal Cihaz, Medikal Uygulama, e-Sağlık, Alt-yapı

Medical Application Development (MADE) Platform

1 _{ICterra Information and Communication Technologies} Galyum Blok Kat:2, No:3 ODTÜ-Teknokent

06531 Ankara / Turkey

{hande.saglam, deniz.katircioglu, nihal.sarmasik} @icterra.com

Abstract. While developing a platform/service/device which is suitable for digi-tal healthcare infrasturcutures, there exist many parameters that developers must consider. Safety and functionality are the parameters coming forefront. It is not acceptable that these platforms/services/devices to be error-prone or dysfunctio-nal due to the fact that they do have vital effects on human life and environment. To avoid any malfunction, the software developed for these frameworks are strictly analyzed and tested upon consumer use. Compatibility to international standards of interoperability is heavily scrutinized. There is a projection of a wide spectrum on the interoperability principles of digital actors such as failure to ca-use error, effective and correct operation, guaranteeing data security, providing backward evidence, and staying in operational and communication. The software developed for interoperable systems have to be tightly bound to each other as a result of digitization and evidence-based medicine criteria. It is been recommen-ded for developers in this domain to use a proven software architecture fra-mework to fasten the development process, while maximizing the contribution with focused effort and enabling initiatives to stay in the healthcare scope. With the suggested model, MADE, it is aimed to minimize the redundant development efforts by combining a proven architecture with the health context, to reduce the likelihood of producing faulty componets by supporting code reuse and to pro-vide a development platform that is targeted and extensible for auxillary capabi-lities.

Keywords: Health, Medical Device, Medical Application, e-Health, Fra-mework

1

Giriş

Bakım, donanım yenileme ve onarım süreçleri, sarf malzeme ihtiyacı, yazılım güncel-leme masrafları ve sürekli değişen, yenilenen regülasyonlar ile birlikte medikal bağla-mın paydaşlarına doğrudan ve dolaylı yoldan maliyet yükü artmaktadır. Sektörün mev-cut durumu ve geleceğine yönelik analizler, dünya piyasalarına yön veren teknolojiler ve Sağlık Bakanlığı’nın uzun vadeli planları doğrultusunda, yerli kaynaklarla ileri tek-noloji içeren ve katma değeri yüksek medikal cihazların geliştirilmesi çalışması hız ka-zanmıştır. Bu çalışmalarda medikal görüntüleme cihazları önemli yer tutmaktadır. Ge-lişen teknoloji ve kullanıcı deneyimleri göz önüne alındığında medikal görüntüleme cihazlarının konsol yazılımları, ürünün muadillerinden ayrışmasında oldukça belirle-yici olmaktadır. Medikal uygulamalarda veri bütünlüğünün ve gizliliğinin önemli ol-ması ve uygulamaların çoğu zaman gerçek zamanlı çalışma ihtiyacı konsol uygulama-larının masaüstü uygulama olarak geliştirilmesini kaçınılmaz kılmaktadır.

Emniyet kritik sistemler hatalı çalışması durumunda insan hayatı kaybına sebep olan, çevreye veya mal/mülke zarar veren sistemlerdir. Bu sistemler için geliştirilen yazılımlar ise emniyet kritik yazılım olarak adlandırılır ve sağlık alanında geliştirilen uygulamaların neredeyse tamamı bu sınıfa dahildir. İnsan hayatı faktörü devrede olunca, geliştirme ve üretim süreçleri standartlarla sınırlanmakta ve düzenlenmektedir. Bu regülasyonlara uyum sağlamak için de, başarısı kanıtlamış referans mimariler kul-lanarak geliştirme yapmak uygulamanın oluşturabileceği hataların ortaya çıkma riskini epeyce azaltacaktır.

Medikal cihazlar için diğer bir önemli faktör ise, birlikte çalışabilirliktir. Çünkü sağ-lık yazılım sistemleri bütünüyle çok büyük bir ailedir ve genel olarak bu ailedeki her bir birey birbiriyle direk ya da dolaylı olarak haberleşme ihtiyacı duyabilir. Birlikte çalışabilirliği sağlayabilmek için de, yazılım yaşam döngüsünde olduğu gibi, tanımlı standartların takip edilmesi gerekmektedir. Bu standartlar oldukça kapsamlı olup, ci-hazların genel davranışlarını ve birbirleri ile haberleşme yöntemlerini tanımlar. Bu standartlara göre görüntü (dalga biçimli, zaman serisi, 2D, 3D, 4D vb.) üretebilen tıbbi cihazlara modalite adı verilir. Bu bağlamda elde edilen bilgi birikimi, tanımlı iletişim arayüzleri ve gelişkin işleme algoritmaları benzer özelliklerde geliştirilen diğer moda-litelerde de etkin şekilde kullanılabilir.

Sağlık alanında uygulama ya da cihaz geliştiren küresel aktörlerin stratejilerine ba-kacak olursak, tek cihaz ya da uygulama geliştirmekten ziyade komple çözüm sunmak üzerine yoğunlaşıldığı fark edilecektir. Bu nedenle de, tescilli altyapılar hazırlayıp ya-zılımların devamlılığını ve kolay üretilebilirliğini sağlamışlardır. Bu altyapılar, ticari sır kapsamında oldukları için piyasada genel kullanıma ya da satın alıma açık değildir-ler.

Bu şartlar bir bütün olarak düşünüldüğünde, şirketimiz bünyesinde Medikal Uygu-lama GEliştirme (MUGE) platformu adı verilen bir uyguUygu-lama geliştirilmesi yönünde adım atılmış ve ilgili kapsam TÜBİTAK TEYDEB 1501 Sanayi AR-GE programı al-tında 3180586 no’lu proje ile desteklenmeye esas hale gelmiştir.

2

Motivasyon

Sağlık alanında geliştirilen uygulamaların birlikte çalışabilirlik, hataya sebebiyet ver-meme, etkin ve doğru çalışma, veri güvenliğini garantileme, geriye dönük kanıt sağla-yabilme, operasyonel ve iletişimde kalabilme vb. gibi olmazsa olmaz zorunlulukları vardır. Bu nedenle, bu bağlamdaki yazılımların geliştiricilerine, hız kazandıracak, efor-larını doğru odaklayarak verecekleri katkıyı maksimuma çıkaracak ve geliştirme süreç-lerine denetimli bağlam sınırı getirecek mimari bir çatı önerilmektedir. Bu ihtiyacı gi-dermek için önerilen MUGE uygulaması kapsamında, öncelikli olarak bir medikal gö-rüntüleme cihazı uygulamasının gerçeklenmesi için gereksinimler analiz edilmiş ve bu doğrultuda, sağlık alanında geliştirilebilecek başka uygulamalar da mümkün mertebe göz önünde bulundurularak, ortak uygulama çatısı mimarisi tasarlanmaya çalışılmıştır. Uygulama çatısı kullanılmadan geliştirilen projelerin daha sonraki projelerde kulla-nılması ya mümkün olmamaktadır ya da yalnızca kod seviyesi yeniden kullanımlar mümkün olabilmektedir. Daha büyük bileşenler seviyesinde yeniden kullanımın sağ-lanmasında uygulama geliştirme çatıları büyük önem taşımaktadır. Bazı çatıların kul-lanımı zordur ve ciddi uzmanlık gerektirmektedir. Geliştiricilerin işlerini basitleştirmek için bu tarz karmaşık çatıların sadeleştirilerek ve basit bir çatı altında sarmalanarak su-nulmasının, geliştirme eforunu ve yetkinlik eksikliği sebebi ile yapılacak hatalı geliş-tirme durumlarını önemli ölçüde azaltacağı düşünülmektedir. Morisio ve arkadaşlarının yaptıkları çalışmada, bir mimari çatı kullanılarak geliştirilen yazılımların, kullanılma-yanlara göre daha kısa sürede, daha kolay ve az kod yazarak geliştirildiği ve yeniden işleme eforunun daha az olduğu görülmüştür [1]. Schmidt ve arkadaşlarının yaptığı bir diğer çalışmada ise, genişleyebilir, esnek, taşınabilir, güvenilir, ölçeklenebilir ve mali-yetine katlanılabilir bir yazılım için çatı kullanımının önemi vurgulanmaktadır. Bu ça-lışmada ayrıca bir çatının sahip olması gereken karakteristik özellikler ve yeni bir çatı geliştirmeye karar verildiğinde göz önünde bulundurulması gereken noktalar ayrıca be-lirtilmektedir [2].

Uygulama çatısı ve başarısı kanıtlanmış mimari tasarım öğelerinin projelerde kulla-nımı, ileride karşılaşılabilecek olası gereksinim/ihtiyaç değişikliklerine de kolay adapte olabilmeyi sağlayacaktır. Bu altyapı ile geliştirilmiş olan uygulama, modüler olacaktır ve gereksinim değişiklikleri nispeten kolay yönetilebilecektir. Bilindiği üzere, projele-rin geliştirme aşamalarında ne kadar ilerlenmiş olunursa, gereksinim değişikleri o denli maliyetli olmaktadır. Gupta ve arkadaşları, yaptıkları çalışmada yeniden kullanılabilir bileşenler ile yeniden kullanılabilir olmayan bileşenlerde yapılan değişikliklerin karak-teristiklerini incelemişlerdir. Bu çalışmada, zaman baskısı, olgun ve kararlı olmayan gereksinimler nedeni ile çoğu yazılım projesinde ilk seferde optimal çözümün yakala-namadığı ve bu nedenle daha sık kod seviyesi düzenleme yapıldığı vurgulanmıştır [3]. Sağlık alanında geliştirilecek uygulamaların önemli bir alt grubu için emniyet kri-tiklik ve birlikte çalışabilirlik elzemdir ve gerçeklenebilmesi için uluslararası standart-lara uyulması zorunludur. Tıbbi görüntüleme cihazları için bu standartlar Şekil 1’de özet olarak gösterilmiştir.

Şekil 1. Medikal cihaz geliştirme standartları

MDR 2017/745 Medical Device Regulations

Tıbbi cihaz yönetmeliğidir ve Avrupa Birliği konseyi (EC) tarafından oluşturulmuştur [4]. Sağlık Bakanlığı tarafından ülkemize uyumlandırılarak yürürlüğe alınmıştır [5]. Bu yönetmelik, insanların sağlığı için kullanılan aktif tıbbi cihazlarda bulunması gerekli temel özelliklerin belirlenmesine, bu cihazların tasarımı, üretimi ve tüketicilere sunul-masına, tüketiciler tarafından kullanılsunul-masına, kullanımı sırasında hastaların, uygulayan görevlilerin, kullanıcıların ve üçüncü kişilerin sağlık ve güvenliği açısından tehlike ya-şamamalarını sağlayacak şekilde piyasaya sunulmasına, ve bu cihazların denetlenme-sine yönelik esasları düzenlemektir.

BS EN 62304:2006 Medical device software -- Software life-cycle processes

Yazılım içeren tıbbi bir cihazın emniyetinin ve etkinliğinin sağlanması, yazılımın işle-vini kabul edilemez risklere neden olmadan yerine getirdiğinin gösterilmesini gerekti-rir. Bu standart, tıbbi cihaz yazılımının emniyetli tasarımı ve bakımı için gerekli akti-viteleri bir yaşam döngüsü çerçevesinde tanımlamaktadır.

Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) Standart

DICOM [6], medikal uygulamaların birlikte çalışmasını sağlamak için belirlenmiş bir standarttır ve uluslararası kabul gören ortak bir iletişim dili olarak değerlendirilmekte-dir. Cihazların ya da uygulamaların birbiri ile iletişimde olabilmesi için haberleşme ve mesajlaşma protokolleri, komutların sözdizimi, semantiği ve bu protokoller kullanıla-rak gönderilen bilgileri belirler. Bu standart herhangi bir cihaz veya uygulama türüne özelleşmiş değildir. Sağlık alanında yer bulan tüm cihaz gruplarını kapsar ve standardı uygulayacak merci ürettiği/geliştirdiği modaliteye uygun olanı seçip yorumlamakla so-rumludur. Ciddi bir analiz ve öğrenme süreci gerektiren bir standarttır. Cihazların veya uygulamaların birlikte çalışabilirliği için takip edilmesi gereken ve uyumluluk aranan bir standarttır. DICOM bu ihtiyacı karşılayan tek standart değildir, aynı ihtiyacı karşı-layacak başka standartlar da vardır ancak yaygınlığı sebebiyle DICOM kullanılması öngörülmüştür.

Integrating the Healthcare Enterprise

Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) [7], hastane bilgi yönetim sistemlerinin bir-likte çalışabilirliğini ve elektronik medikal kayıtlarının etkin kullanımını sağlamak için standartların kullanımını destekleyen bir girişimdir. IHE, çeşitli klinik ve operasyonel

Digital Imaging and Communication in Medicine IHE Technical Framework Medical device software --Software life-cycle processes Medical Device Regulations MDR 2017/745 BS EN 62304:2006 DICOM IHE

alanlardaki hizmet sağlayıcılarının gönüllü komisyonlarının kritik birlikte çalışabilirlik konularında standartlara dayalı çözümler konusunda fikir birliğine varmaları için bir forum sunmaktadır. IHE var olan standartları kullanarak klinik gereksinimlere çözüm üretir, bir standart tanımlamaz. Genel olarak iş akışları belirler ve Radyoloji terapötik alanı temelinde DICOM standardına referans verir. DICOM standardı daha alt seviye detaylar içerir, IHE ise DICOM kullanarak cihazlara ya da uygulamalara alacakları rol-ler doğrultusunda hangi DICOM servisrol-lerinin geliştirilmesi gerektiğini, hangi ek yete-neklerin sağlanması gerektiğini tanımlar. Yalnızca, klinik alanlardaki işlemleri tanım-lamakla kalmaz; operasyonel, altyapısal roller (bilgi işlem altyapısı) ve iş akışlarını da bünyesinde barındırır.

Medikal alanda geliştirilecek uygulamalar ya da görüntüleme cihazları için onaylı kuruluş ve yetkin merciler IHE ve DICOM uyumluluğu istemektedir. Bunun temel ge-rekçesi, yeni geliştirilen bir ürünün piyasaya etkin ve doğru sunumu sırasında entegras-yon sorununun yaşanmamasıdır. Onaylı kuruluşlar tarafından sağlanan uyumluluk bel-gesini alabilmek için ise, dünya çapında Connectathon [8] adı verilen etkinlikler dü-zenlenmektedir. Bu etkinliğe geliştirilen ürün ve katılımcı olarak katılmak için önceden bir test sürecinden başarılı olarak değerlendirilmek gerekmektedir. Connectathon etkin-liğine katılımcı olmak için hangi IHE profilleri hangi rol kapsamında geliştirildi ise, ilgili profile ait tanımlanmış ön test prosedürünün uygulanıp, sonuçlarının komiteye gönderilmesi beklenir. Bu ön değerlendirme sonucunda geliştirilen ürün yeterli görül-mezse, bu etkinliğe kabul edilmez. Yeterli olarak değerlendirildiği durumda ise, etkin-likte yeterli görülen diğer cihazlarla dijital iletişim kurarak beklenen doğrulama prose-dürlerinin uygulanması gerekir. Cihaz ilgili IHE profilinin ilgili aktörü rolünde olarak, aynı profilin başka aktörleri ile doğrulama sağlar ise, o profil için uygunluk alabilir hale gelmiş demektir [9].

Türkiye’de de Sağlık Bakanlığı, Sağlık Turizmi süreçlerinin ve uzaktan tıp hizmet-lerinin hastaneler tarafından etkin ve şeffaf yönetimi için Teletıp altyapılarının kurgu-lanarak uygulanmasını zorunlu tutmuştur. Hatta, bu amaçla Sağlık Bakanlığı’na bağlı Teletıp ve Teleradyoloji Birimi kurulmuştur. Yayımladıkları yönergede, bu birimin gö-rev ve sorumluluklarını şu şekilde sıralamışlardır.

- Teleradyoloji standartlarını araştırmak, geliştirmek ve ilgili sistemlere enteg-rasyon çalışmalarını yürütmek.

- Teleradyoloji alanında “birlikte çalışabilirlik” uygulamalarını iyileştirmek ve paydaşlarla işbirliği yapmak.

- Birlikte çalışabilirlik esaslarını benimseyerek Teleradyoloji standartlarının ça-lışma alanlarına uygulanmasını sağlamak [10].

Sonuç olarak, Türkiye pazarında geliştirilecek sağlık uygulamalarında teknoloji son de-rece yakından takip edilip, uluslararası standartları yakalar duruma getirilmiştir. Bu ne-denle geliştirilecek uygulamalardaki IHE ve DICOM uyumluluğu olmazsa olmaz bir hale gelmiştir.

3

Kapsam

Bu bağlamda, öncelikli olarak tıbbi görüntüleme cihazı uygulamalarındaki geliştirmeyi kolaylaştırmak amacıyla bir platform ihtiyacına odaklanılmıştır. Bu haliyle MUGE, ge-liştiricilerinin ihtiyaç duyduğu araçları, arayüzleri ve servisleri bir arada sunan Eclipse [11] tabanlı özelleşmiş bir platform oluşturmayı hedeflemektedir. Eclipse, modüler mi-marisi sayesinde bileşen tabanlı geliştirme olanağı sunmaktadır. MUGE platformu kap-samında da, Eclipse’in bu yeteneğinden faydalanılarak Şekil 2’deki gibi bir mimari ta-sarım kurgulanmıştır. Bu esnek mimariyle, ortaya çıkan platformu hem medikal alanda hem de medikal olmayan alanlarda kullanmak mümkün olacaktır.

Şekil 2. MUGE mimari tasarımı

MUGE bileşenleri yeni proje oluşturma aşamasında geliştiricinin ihtiyaçları doğrul-tusunda tak-çalıştır modeliyle eklenebilecektir. Bir diğer deyişle, parametrik olarak yal-nızca gerekli bileşenler eklenerek proje oluşturulabilecektir.

MUGE projesi kapsamında geliştirilecek ürünün kullanıcıları son tahlilde yazılım geliştiricileri olacaktır. Bu nedenle, geliştirilecek her bir bileşen için başarı hedefi ya-zılım geliştiricinin işinin ne denli kolaylaştığı, kod yeniden kullanımlarını arttırarak, geliştirme maliyetini ne denli azalttığı ve kararlı altyapıların geliştirme sürecinde ne denli yer bulduğu ile eşgüdümlüdür. Sağlık alanına özel olarak, bu tarz bir altyapı yar-dımı ile uygulama geliştirmek, ortaya çıkan ürünün daha kararlı olmasını, ve ürünün zorunlu standartlara uygunluğunun tarafsız şekilde denetlenebilmesini sağlayacaktır.

Geliştirilecek bileşenlerin kısa özeti ve hedefleri şu şekilde incelenebilir.

Uygulama Geliştirme Çatısı, MUGE aracılığı ile geliştirilecek uygulamaların

be-lirli mimari kalıplar içerisinde geliştirilmesini sağlayacaktır. MUGE kullanıcısının ça-lışacağı projeyi, yeni proje yaratma sihirbazı aracılığı ile ihtiyaçlarına yönelik olarak kolayca oluşturması hedeflenmektedir. Öncelikli olarak 3-katmanlı mimari (Sunum-İş-Veri) paketleri ve bağımlılıkları projeye eklenecektir. 3-katmanlı mimari, en yaygın mimari tasarım modellerinden biridir. Bu mimari tasarım modelinin bilinen en kritik dezavantajı, katmanların ve bu katmanlar arasındaki ilişkilerin kurulmasıdır [12]. MUGE ile hazırlanan projelerde bu yük ortadan kalkmış olacaktır. Her platformda

yaygın hakimiyeti olan MVC (model-view-controller) tasarım örüntüsü ise, 3-katmanlı mimari tasarım modeli ile uyum içerisinde çalışmaktadır.

Şekil 3’de 3-katmanlı mimari ve MVC tasarım örüntüsünün birlikteliği görülmekte-dir. Sunum katmanında “Görünüm (View)” ve “Kontrolcü (Controller)” sınıfları tanım-lanacak ve bu sınıflarının iş mantığı gereği kullanacağı “Varlıklar (Model)” ile ilişkisi tanımlanacaktır. Bu noktada, “Inversion-of-Control” [13] mekanizması ile birbirleri ile olan mesajlaşma altyapısı hazır olarak sunulacaktır.

Şekil 3. MVC ile 3-katmanlı mimarinin birlikte çalışma modeli

Genel bağlamda uygulama geliştirilirken, ihtiyaçlara yönelik farklı bir çok dış kü-tüphaneye bağımlılıklar oluşabilmektedir. Bu bağımlılıkların yönetimi de, projeler için ayrıca ele alınması gereken bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Hem kendi proje hiyerarşisi içindeki modüllerin bağımlılıklarını, hem de üçüncü parti kütüphanelere olan bağımlılıkları ortak bir yerden kolayca yönetmek için bu kapsamda önerilen alt-yapı, bağımlılık yönetimi sürecini kolaylaştıracaktır.

Görüntüleme Bileşeni, MUGE ile geliştirilecek tıbbi görüntüleme cihazı odaklı

uy-gulamaların gelişkin görüntüleme desteği sunması geliştiricinin işini epeyce kolaylaş-tıracaktır. Bu bileşen, özellikle farklı boyutlarda çıktı sağlayan görüntüleme ve biyo-sinyal monitör etme cihazları için geliştirilecek uygulamalarda anlamlı olacaktır. Bu bileşenin, endüstri standardı olarak yaygın şekilde kullanılan DICOM formatını destek-lemesi ve gelişmiş görüntüleyici özelliğine sahip olması hedeflenmektedir. Öncelikli olarak Dijital Radyografi (DX) modalitesi ile üretilen 2 boyutlu (2D) görüntülerin gös-terimi üzerine özelleşilecektir. Bu görüntü bilgisinin tamamen DICOM veri formatın-dan okunup, bir görüntüleyici girdisi olarak kullanılması hedeflenmiştir. DICOM veri formatı detay bilgisi veya ilişkili geliştirme altyapısına etraflıca hakim olmayan bir ge-liştirici için de, görüntüleyici entegrasyonu olabildiğince basit hale getirilmiş olacaktır. DICOM standardı tıbbi bağlama özgü bir standart olduğu için ciddi bir öğrenme ve özümseme süreci gerektirmektedir. Aynı şekilde, görüntü üzerinde yapılması ön görü-len ve temel görüntü işleme uzmanlığı gerektiren operasyonların da geliştirici için hazır kullanılabilir halde sunulması hedeflenmektedir. Ancak ilerleyen aşamalarda, sadece 2 boyutlu verinin değil, 1, 2 ve 3 boyutlu tüm DICOM uyumlu klinik veri setleri için de kapsamlı bir işlevsellik eklenmesi düşünülmektedir. Bu bileşen ile ilgili varılmak iste-nen en iyi nokta ise, bağımsız olarak kullanılabilir ve tüm platformlara (web/mobil/ma-saüstü) entegre edilebilir bir modelde çalışmasıdır.

Tıbbi görüntüleyici cihaz uygulamalarında yeni trend dokunmatik ekran desteğidir. Bunun sağlık alanına özel sebebi, perifer olarak klavye-fare kullanımının ya da ekran etrafında yerleştirilen kullanıcı etkileşimli butonların mümkün mertebe elimine edile-rek, tıbbi süreçlerin işletilmesine mani olmaması ve bu sayede hatırı sayılır düzeyde performans artışı sağlamış olmasıdır [14]. Buradan yola çıkılarak, kullanıcı arayüzleri-nin dokunmatik olarak çalışmasını destekleyen çoklu dokunma (multi-gesture) altya-pısı hazır olarak sunulacaktır.

Kullanıcı Arayüzü Geliştirme Bileşeni, MUGE ile geliştirilecek projeler için kritik

öneme sahiptir. Bu bileşen, yalnızca, sağlık uygulamalarını özel olarak hedeflemekle kalmayarak, tüm önyüz etkileşimli form tasarımı içeren masaüstü uygulamaları için kullanılabilir olacaktır. Yazılımcılar için arayüz tasarlamak ya da tasarlanan arayüzü gerçeklemek yaygın olarak maliyetli bir iş olarak değerlendirilir. Bu yükü hafifletmek adına, söz konusu bileşenin bünyesinde yer alacak Sürükle-Bırak özellikli editör deste-ğinin, Swing ve JavaFX ile tanımlanmış olan kullanıcı arayüz bileşenleri yardımıyla geliştiricinin işini kolaylaştırması beklenmektedir. Öncelikli olarak Java dili desteği he-deflendiği için, arayüz kütüphanesinde Swing ve JavaFX bileşenlerinin yer alacağı ara-yüz geliştirme araç çubuğu eklenecektir. Sağlık alanında geliştirilecek uygulamalardaki adaptasyon ve standardizasyon için öğrenme sürelerini minimuma indirmek maksa-dıyla, ilgili bağlamın kullandığı ve yer yer zorladığı arayüz geliştirme standartlarına [15] uyulması sağlanacaktır. Böylece geliştiricinin, tıbbi arayüz geliştirme hususunda uzmanlık sahibi olmadan sonuç üretebilmesi mümkün olacaktır. Swing ve JavaFX te-mel bileşenleri dışında yaygın kullanım alanı bulabilecek kompleks bileşenler (modüler liste, tablo vb.) de sunulacaktır. JavaFX kütüphanesi bilhassa çoklu dokunma yetenek-leri sebebiyle kullanılacaktır. Swing ve JavaFX altyapılarının bir araya getirilmesi ge-liştiricilerin genellikle çekince duyduğu bir manuel bir entegrasyona karşılık gelmek-tedir ve MUGE kapsamında bu birlikteliğin hazır olarak sunuluyor olması geliştirme sürecinde büyük hız sağlayacaktır.

DICOM Servisler Bileşeni & IHE İş Akışı Bileşeni, MUGE bileşenleri arasında

sadece sağlık alanına hitap eden ve belirli modaliteler kapsamında geliştirilecek proje-ler için anlamlı olan bir modüldür. Bir modalite üzerinde çalışacak uygulama, mevcut ekosistemdeki diğer ilişkili uygulamalar ile birlikte çalışabilir olmalı ise, DICOM stan-dardını ve IHE profilleri ile tanımlı iş akışlarını gözetiyor olmalıdır. Bu birlikte çalışı-labilirlik esasına uygunluğu bir çok sağlık sistemi yönergesi zorunlu tutmaktadır. Özel-likle, T.C. Sağlık Bakanlığı Proje Geliştirme Daire Başkanlığı yayınladığı bildiride [16] DICOM standardı entegrasyonunu mecbur tuttuğunu belirtmiştir. MUGE kapsamında, bu beklentilerle eşgüdümlü olarak, geliştiriciler tarafından modaliteye özel seçilen IHE iş akışları ve bu akışlar doğrultusunda geliştirilmesi zorunlu olan DICOM standardıyla tanımlı servislerin otomatik olarak proje ortamına eklenebilmesi kurgulanmıştır. İlk etapta, daha küçük bir iş akış ailesi desteği eklenecek, sonrasında ise desteklenebilecek modalite çeşitliliği yönünde ek yetenekler dahil edilecektir.

Tasarım Örüntüleri Bileşeni, MUGE ile geliştirilecek projelere eklenerek

projele-rin bu mimari özellikleri kolaylıkla desteklemesi sağlanacaktır. Tasarım örüntüleri, ya-zılım tasarımında yaygın olarak ortaya çıkan bir soruna karşı oluşturulmuş olan genel tekrarlanabilir bir çözümdür. Bir tasarım örüntüsü, doğrudan koda dönüştürülebilen bit-miş bir tasarım değildir. Birçok farklı durumda kullanılabilecek ve bir sorunun nasıl

çözüleceğine dair açıklamaları içeren bir şablondur. Tasarım örüntüleri, test edilmiş, kanıtlanmış paradigmaları sağlayarak geliştirme sürecini hızlandırır. Tasarım örüntüle-rini kullanmak, büyük sorunlara yol açabilecek adımları önlemeye yardımcı olurken, örüntüleri bilen geliştiriciler için kod okunabilirliğini arttırır. Ancak, tasarım örüntüle-rini tasarı aşamasında kullanmak yazılacak kod satır sayısını genellikle arttırdığı için, yazılımcılar tarafından sıklıkla ihmal edilebilmektedir. MUGE bu bileşeni aracılığıyla, geliştiriciyi tasarım örüntüsü altyapısını hazırlamaktan kurtararak, uygulamada hız ka-zanılmasını sağlayacaktır. Bir eklenti (plug-in) olarak sunulacak tasarım örüntüleri bi-leşeni, Gang of Four (GoF) [17] tarafından önerilmiş olan tasarım örüntüleri şablonları kullanılarak geliştirilecektir. Bu kapsama dahil olan tasarım örüntüleri şablonları Tablo 1’de üç kategori halinde listelenmiştir.

Tablo 1. MUGE kapsamında geliştirilecek tasarım örüntüleri listesi

Creational Structural Behavioral

Abstract Factory Builder Factory Method Prototype Singleton Adapter Bridge Composite Decorator Facade Flyweight Proxy Chain of Responsibility Command Interpreter Iterator Mediator Memento Observer State Strategy Template Method Visitor

Ortak Bileşenler, MUGE bileşenleri içerisinde projelerin farklı katmanlarının

ihti-yaç duyabileceği, olmazsa olmaz bileşenleri içeren bir modüldür. Bu sınıflamada düşü-nülen fonksiyonların, tüm uygulamayı etkileyeceği göz önünde bulundurularak, kod-lama hiyerarşisi bünyesinde mümkün olduğunca tek noktada birleştirilmeleri doğru pratiktir. Bu amaçla ilgi-alanı yönelimli programlama (aspect-oriented programming) yaklaşımı doğrultusunda, ortak bileşenler modüler yapıda tasarlanacak, birden fazla katmanı etkileyecek olan davranışlar tek modülde bir araya getirilerek uygulama gene-linde tek noktadan erişilip kullanılması sağlanacaktır. Bu bakış açısıyla, güvenlik yö-netim bileşeni, günlük bileşeni ve veri yöyö-netim bileşeni gibi temel öncelik sahibi bile-şenler bu ortak yapı içerisine dahil edilecekler arasındadır. Güvenlik yönetim bileşeni, geliştiricinin uygulamaya giriş yapan kullanıcı için kimlik denetimi ve yetkilendirme işlemlerini yapabilmesi için gerekli yetenekleri sunan altyapıdır. Günlük bileşeni, genel olarak tüm uygulamaların günlük tutma ihtiyaçlarını karşılamak için bileşendir. Veri Erişim Bileşeni ise, veritabanı kullanan uygulamalar için veriye erişim ve geliştiricinin işlemsel (transactional) fonksiyonları yapabilmesi için katmanlı altyapı sunan bileşen-dir.

Güvenlik ve günlük bileşeni sağlık alanında geliştirilen projeler için oldukça büyük öneme sahiptir. Sağlık süreçlerinin ve hasta verilerinin önemli role sahip olduğu bu bağlamda, denetimler, oluşan hatalar ve olası görev ihmali veya suistimali durumları

hukuki süreçlere esastır ve sistemlerin günlük bileşeni sayesinde tutulan sayısal kayıt-lar kanıt niteliği taşımaktadır. Tıbbi görüntüleme cihazkayıt-ları ya da uygulamakayıt-larında kar-şılaşılan küçük/büyük tüm hata durumlarında, mevcut uygulamanın o anki durumu za-man pulu eşliğinde dondurularak, güvenli bir formatta saklanması kritik öneme sahip-tir. Öte yandan, günlük bileşeni barındırıyor olmasının bir projeye en yadsınamaz kat-kısı, geliştirmesi tamamlanmış bir uygulamanın çalışırken oluşan beklenen/beklenme-yen hatalarının, geliştirici tarafından kolayca tespit edilmesine ve anlamlandırmasına olanak sağlamaktır. Kolayca sisteme entegre edilen bir günlük bileşeni altyapısı, geliş-tiricinin yükünü hafifletecek ve geliştirme aşamasında doğru kırılma noktalarını tespit ederek doğru yöntemi kolayca üretilebilmesini sağlayacaktır.

4

Sonuç

Öncelikli hedef olarak tıbbi görüntüleme cihazı uygulamaları için altyapı sağlayacak olan MUGE platformu, geliştiricilerin sağlık projelerinde tekrar tekrar yapması bekle-nen işlerin azaltılarak, işleyişin katma değerli noktalarına daha fazla zaman ayırmala-rına olanak sağlayacaktır. Aynı zamanda, kod yeniden kullanımını arttırarak daha ka-rarlı yazılımlar geliştirilmesini mümkün kılacaktır. Mimari tasarım altyapısı ve tasarım örüntüleri şablonları ile daha okunabilir, kolay anlaşılabilir, genişleyebilir ve modüler yapıda projeler üretilmesi olanaklı olacaktır. Geliştiricilere öğrenme maliyeti yüksek olan DICOM standardına ve IHE profillerine uyumluluğu hazır olarak getirecektir. Ge-nel olarak tüm uygulamalarda ortak olarak bulunması beklenen bileşenler, bu platfor-mun parametrik yapısı sayesinde kolayca entegre edilebilecektir. MUGE platformu ile üretilen yazılımlarda süreçte oluşan veri ve modelini, kanıta dayalı tıp adına daha an-lamlı ve tanı/tedavi süreçlerinde daha hedefli kullanmak için entegre edilebilir arayüz-ler geliştirmek ulaşılması istenen önemli bir noktadır.

Kaynakça

1. Morisio, M., Romano, D., Stamelos, I.: Quality, Productivity and Learning in Framework-Based Development: an Exploratory Case Study. IEEE Transactions on Software Enginee-ring. (2002).

2. Schmidt, D.C., Gokhale, A., Natarajan, B.: Frameworks: Why They Are Important and How to Apply Them Effectively. (2004).

3. Gupta, A., Conradi, R., Shull, F., Cruzes, D., Ackermann, C., Rønneberg, H., Landre, E.: Experience Report on the Effect of Software Development Characteristics on Change Dist-ribution. PROFES 2008: Product-Focused Software Process Improvement. 158–173 (2008). 4. REGULATIONS. 117, (2017).

5. Çevirisi, AB Mevzuat Birimi, https://titck.gov.tr/storage/announcement/MDR BÖLÜMLER.pdf.

6. https://www.dicomstandard.org/. 7. https://www.ihe.net/.

8. https://connectathon.ihe-europe.net/.

10. Teletıp ve Teleradyoloji Sistemi. (2018). 11. https://www.eclipse.org/.

12. Sarma, S.: 3-Tier Architecture. (2010).

13. https://en.wikipedia.org/wiki/Inversion_of_control.

14. Hawkins, E.: https://www.ecnmag.com/article/2013/06/touch-screens-medical-instruments. 15. Medical devices -- Application of usability engineering to medical devices. (2015). 16. https://sbsgm.saglik.gov.tr/TR,12844/teletip-ve-teleradyoloji-birimi.html.

17. Gamma, E., Vlissides, J., Johnson, R., Helm, R.: Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley (2009).