Ευφυής διαχείριση ιατρικών δεδομένων

Abstract

The research field of this Ph.D thesis is the intelligent management of medical data, and more specifically medical video which is achieved based on the embedding of clinical data through the use of digital watermarking, on the medical video. Digital watermarking is the research field that uses a process to embed hidden information into a signal. The Ph.D thesis focuses on a non visible and robust watermarking scheme for medical videos. A common requirement of watermarking schemes is the ability to blindly decode a message without the use of the original signal. On the current work, a watermarking scheme was designed and implemented aiming to be used by medical organizations to protect medical data and to intelligent manage clinical useful data for diagnostic and educational purposes. In particular the system performs a three dimensional discrete wavelet transform into medical videos and embeds multiple watermarks with different requirements for integrity and imperceptibility without degradation of the diagnostic value of the medical examinations. The use of watermarking schemes on medical images is well established by the international literature. The use of a watermarking scheme for medical videos has not been achieved until today. The present scientific works proposes an innovative approach for medical video watermarking that intelligently manages at the same time clinical diagnosis from the examinations.

Το πεδίο έρευνας της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ευφυής διαχείριση ιατρικών δεδομένων και πιο συγκεκριμένα ιατρικό βίντεο που επιτυγχάνεται κυρίως με την ενσωμάτωση κλινικών δεδομένων με τη χρήση ψηφιακής υδατογραφίας στο ιατρικό βίντεο. Η ψηφιακή υδατογραφία είναι το ερευνητικό πεδίο που ασχολείται με τη διαδικασία ενσωμάτωσης κρυφών πληροφοριών σε ένα σήμα. Η συγκεκριμένη ερευνητική εργασία επικεντρώνεται σε ένα μη ορατό και εύρωστο υδατογραφικό σχήμα για ιατρικό βίντεο. Μια συχνή απαίτηση για τα υδατογραφικά σχήματα είναι η ικανότητα τυφλής αποκωδικοποίησης, η αποκωδικοποίηση δηλαδή χωρίς το αρχικό σήμα. Στην ερευνητική εργασία σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα υδατογραφικό σχήμα που σκοπό έχει τη χρήση του από ιατρικούς οργανισμούς για την προστασία των ιατρικών δεδομένων που παρέχουν τα ιατρικά βίντεο καθώς και την ευφυή διαχείριση των κλινικά χρήσιμων δεδομένων για διαγνωστικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς. Πιο συγκεκριμένα το σύστημα εφαρμόζει τρισδιάστατο μετασχηματισμό κυματιδίων σε ιατρικά βίντεο και ενσωματώνει πολλαπλά υδατογραφήματα, με διαφορετικές ανάγκες σε απαιτήσεις για ακεραιότητα και αδιορατότητα, χωρίς ωστόσο να αλλοιώνει τη διαγνωστική αξία των ιατρικών εξετάσεων. Καθώς η χρησιμότητα της εφαρμογής υδατογραφικών σχημάτων στις ιατρικές εικόνες είναι διεθνώς αναγνωρισμένη, ενώ αντίθετα δεν έχει γίνει μέχρι στιγμής καμία προσέγγιση για ιατρικά βίντεο, η παρούσα ερευνητική εργασία αποτελεί μια καινοτόμα προσέγγιση στην εισαγωγή υδατογραφίας και στα ιατρικά βίντεο, η οποία παράλληλα διαχειρίζεται ευφυώς τις κλινικές διαγνώσεις που προκύπτουν από αυτά.