Erstellung eines PyIRSS Softwareupgrades sowie Pflege des neuen Systems

Beschreibung

Für die mobile Darstellung von radiologischen Messwerten existiert eine Software FHI6020, die auf einem Laptop in einem Messfahrzeug ausgeführt wird. Ein Modul der Software sammelt von verschiedenen Sensoren Messdaten ein, um diese dann an andere Softwaremodule weiterzugeben. Derzeit ist eine Neuentwicklung der Software fast abgeschlossen (Projektende: 31.12.2025). Diese heißt Sinka.mobil. Die bevorzugte Kommunikation mit dieser Software ist über MQTT. Für Gammaspektroskopiemessungen mit einem Natriumiodid(NaI)-Detektor wird auf einem MiniPC, der per LAN mit dem Messgerät (Multichannelanalyzer - MCA Osprey von Mirion), das Programm PyIRSS ausgeführt. Das PyIRSS Programm liest die Gammaspektren aus dem Messgerät aus, wertet diese aus und gibt die ausgewerteten Spektren zur grafischen Darstellung der Messwerte dann per Telnet an einen weiteren Rechner mit Sinka.mobil im LAN weiter. Dieses PyRISS Programm ist ein Python-Script, welches für das Auslesen der Messdaten und deren Auswertung ein vom Hersteller Mirion/Canberra des Messgerätes bereitgestellte Programmbibliothek nutzt, die derzeit in der 32bit Variante genutzt wird. Eine 64-bit Variante der Programmbibliothek existiert. PyIRSS benutzt bei diesem Prozess (Auslesen, Auswerten und Weitergabe per Telnet) die Einstellungen für die Messdatenaufnahme und -auswertung, die zuvor mit Genie2k konfiguriert wurden. Genie2k ist ein Windows-Programm und nicht unter Linux lauffähig. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde eine alternative Auswertemethode zur klassischen Genie2K-Auswerteroutine entwickelt. Diese wertet mittels statistischer Methoden (non-negative matrix factorization - NNMF) die gemessenen Gammaspektren aus. Diese Routine wurde als 64-Bit Phythonscript in das vorhandene PyIRSS-Script (nun als PyIRSS-NNMF bezeichnet) integriert. Zudem wurde ein Script zur automatischen Kalibrierung des Gammaspektrometers implementiert (Kalib-NNMF). Das Programmpaket zum Training des NNMF-Modells und zur Auswertung von spektroskopischen Messdaten mittels NNMF wurde als GammaFlow unter https://gitlab.opencode.de/uba-ki-lab/gamma_flow und https://doi.org/10.1016/j.softx.2025.102342 veröffentlicht. Dies sind vor allem Jupyter Notebooks mit zusätzlichen Python-Scripts. Dieses Programmpaket erlaubt eine zuverlässige Zuordnung von Radionukliden in Gammaspektren auch bei geringer Statistik mit geringer CPU-Last. Die Messdaten werden von dem Programm PyIRSS-NNMF auf einem MiniPC mit einer Laufzeit unter einer Sekunde ausgewertet und übertragen. Dieses und das Script Kalib-NNMF haben einen Prototypcharakter, und sind noch nicht für den Einsatz in einem Produktivsystem geeignet. Es erfolgen zudem weiterhin messtechnische Optimierungen am NNMF-Modell in GammaFlow. Das PyIRSS-NNMF und Kalib-NNMF laufen wie Genie2k unter einem 64bit Windows10. Dieses Betriebssystem wird in Zukunft nicht mehr von Microsoft unterstützt. Für eine einfache Wartung und ein einfaches Deployment ist eine Implementation via Docker-Container (https://www.docker.com/) erforderlich. Näheres entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen.