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Aufgrund der stetig steigenden Anzahl von Flugreisenden nimmt auch die Zahl Reisender mit chronischen Erkrankungen zu. Exacerbationen von Grunderkrankungen aber auch Unfälle und schwere Erkrankungen fern der Heimat können eine intensivmedizinische Behandlung im Ausland erforderlich machen. Die Durchführung von Repatriierungen derart kritisch erkrankter Patienten ist seit 1996 auch unter Verwendung des Patient Transport Compartment (PTC) an Bord von Langstreckenlinienflugzeugen der Deutsche Lufthansa AG (DLH) im Regelflugbetrieb möglich. Diese Möglichkeit ist einzigartig im zivilen Linienflugverkehr. Von insgesamt 650 Transporten in den Jahren 2000 bis 2009 sowie 2011 wurden 583 Protokolle erstmalig mit dem Ziel ausgewertet, die Qualität der Dokumentation interkontinentaler Repatriierungen von Schwerstverletzten bzw. -erkrankten retrospektiv systematisch zu erfassen und hinsichtlich medizinischer, struktureller und qualitativer Aspekte zu analysieren und zu bewerten. In der Folge wurde zudem die Implementierung einer strukturellen V eränderung evaluiert und Handlungsempfehlungen formuliert. Es konnte festgestellt werden, dass die personellen und formalen Voraussetzungen für eine qualitativ hochwertige Dokumentation, deren Daten für Qualitätssicherung, Patientenversorgung und Wissenschaft nutzbar wären, grundsätzlich vorhanden sind. Allerdings wird die Dokumentation selbst nicht auf einem entsprechend hohen qualitativen Standard umgesetzt. Flächendeckend weisen die Daten große Mängel im Hinblick auf Vollständigkeit und Nachvollziehbarkeit auf, was einen relativen Informationsverlust im Verlauf des Transportes vermuten lässt. Zusätzlich wurde deutlich, dass die Bedeutung der dokumentierten 91 medizinischen Parameter ebenso wenig Einfluss auf die Qualität der Dokumentation hat wie der Patientenzustand. Auch die Dokumentation beatmungspflichtig Erkrankter unterscheidet sich nicht wesentlich von der der übrigen Patienten. Anders als erwartet ergaben sich durch die strukturelle Verschiebung der Dokumentationsverantwortlichkeit zu den “konstanten” Mitgliedern der PTC-Medical-Crew und den damit verbundenen Schulungen keine positiven V eränderungen. Trotz dieser Ergebnisse sind Repatriierungen im PTC an Bord ziviler Langstreckenlinienflugzeuge vergleichsweise schnell und medizinisch sicher möglich. Ein Zusammenhang zwischen der nachgewiesen unzureichenden Dokumentation und einer erhöhten Sterblichkeit der transportierten Patienten lässt sich aus den Daten nicht ableiten. Weitere Schulungsmaßnahmen der PTC-Medical-Crew im Hinblick auf die Relevanz einer suffizienten Dokumentation für den Patienten erscheinen sinnvoll. Ebenso sind die Einführung elektronischer Dokumentationssysteme sowie die Entwicklung eines englischsprachiges DIVI Intensivtransportprotokoll zu erwägen, um den Informationsverlust durch unzureichende Dokumentation auszugleichen. Regelmäßige stichprobenartige Überprüfungen der eingeleiteten Maßnahmen sind notwendig um eine kontinuierliche Qualitätsverbesserung zu erreichen und somit die Patientensicherheit nachhaltig zu erhöhen., Due to the rising number of airplane passengers, the number of passengers with chronic illnesses is also increasing. The exacerbation of underlying diseases, but also accidents and severe illnesses far from home can make a medically intensive treatment in another country necessary. Since 1996, conducting repatriations of such critically ill patients has also been possible with the Patient Transport Compartment (PTC) on board long-distance airliners of the Deutsche Lufthansa AG (DLH) in normal flight operations. This possibility is unique in civilian scheduled air services. From a total of 650 transports in the years 2000 to 2009 as well as 2011, 583 protocols have been evaluated for the first time. The aim was to record retrospectively and systematically the quality of the documentation of intercontinental repatriations of severely injured or ill patients and to analyse and evaluate it with regards to medical, structural and qualitative aspects. Subsequently, the implementation of a structural change was also evaluated, and recommendations for action were formulated. It was noted that the personal and formal conditions for a high-quality documentation, with data usable for quality control, patient care and research, are in place. However, the documentation itself was not implemented with a correspondingly high standard. The data consistently contain shortcomings with regard to completeness and traceability, eventually leading to relative information loss during transport. Additionally, it became clear that the significance of the documented medical parameters has as little influence on the quality of the documentation as the patient ́s state. The documentation of patients requiring ventilation does not significantly differ from that of other patients. 93 Contrary to expectations, the structural shift of the documentation responsibility to the “constant” members of the PTC-Medical-Crew and the associated training courses did not give rise to any positive changes. Despite these results, relatively high speed and medically safe repatriation in the PTC on board of long-distance airliners is feasible. A relation between the documentation having proven insufficient and a heightened mortality of the transported patients cannot be deduced from the data. Further training measures for the PTC-Medical-Crew with regard to the relevance of a sufficient documentation for the patients seem appropriate. The introduction of electronic documentation systems and the development of an English-language intensive care transport protocol in accordance with the German interdisciplinary Association for intensive care medicine (DIVI) are also to be considered, to prevent information loss due to insufficient documentation. Regular sample-based verifications of the measures implemented are necessary to achieve a continuous quality improvement and thus lasting improvements in patient safety.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Gebiet der statischen Programmanalyse — insbesondere betrachten wir Analysen, deren Ziel es ist, bestimmte Sicherheitseigenschaften, wie etwa Integrität und Vertraulichkeit, für Programme zu garantieren. Hierfür verwenden wir sogenannte Abhängigkeitsgraphen, welche das potentielle Verhalten des Programms sowie den Informationsfluss zwischen einzelnen Programmpunkten abbilden. Mit Hilfe dieser Technik können wir sicherstellen, dass z.B. ein Programm keinerlei Information über ein geheimes Passwort preisgibt. Im Speziellen liegt der Fokus dieser Arbeit auf Techniken, die das Erstellen des Abhängigkeitsgraphen verbessern, da dieser die Grundlage für viele weiterführende Sicherheitsanalysen bildet. Die vorgestellten Algorithmen und Verbesserungen wurden in unser Analysetool Joana integriert und als Open-Source öffentlich verfügbar gemacht. Zahlreiche Kooperationen und Veröffentlichungen belegen, dass die Verbesserungen an Joana auch in der Forschungspraxis relevant sind. Diese Arbeit besteht im Wesentlichen aus drei Teilen. Teil 1 befasst sich mit Verbesserungen bei der Berechnung des Abhängigkeitsgraphen, Teil 2 stellt einen neuen Ansatz zur Analyse von unvollständigen Programmen vor und Teil 3 zeigt aktuelle Verwendungsmöglichkeiten von Joana an konkreten Beispielen. Im ersten Teil gehen wir detailliert auf die Algorithmen zum Erstellen eines Abhängigkeitsgraphen ein, dabei legen wir besonderes Augenmerk auf die Probleme und Herausforderung bei der Analyse von Objektorientierten Sprachen wie Java. So stellen wir z.B. eine Analyse vor, die den durch Exceptions ausgelösten Kontrollfluss präzise behandeln kann. Hauptsächlich befassen wir uns mit der Modellierung von Seiteneffekten, die bei der Kommunikation über Methodengrenzen hinweg entstehen können. Bei Abhängigkeitsgraphen werden Seiteneffekte, also Speicherstellen, die von einer Methode gelesen oder verändert werden, in Form von zusätzlichen Knoten dargestellt. Dabei zeigen wir, dass die Art und Weise der Darstellung, das sogenannte Parametermodel, enormen Einfluss sowohl auf die Präzision als auch auf die Laufzeit der gesamten Analyse hat. Wir erklären die Schwächen des alten Parametermodels, das auf Objektbäumen basiert, und präsentieren unsere Verbesserungen in Form eines neuen Modells mit Objektgraphen. Durch das gezielte Zusammenfassen von redundanten Informationen können wir die Anzahl der berechneten Parameterknoten deutlich reduzieren und zudem beschleunigen, ohne dabei die Präzision des resultierenden Abhängigkeitsgraphen zu verschlechtern. Bereits bei kleineren Programmen im Bereich von wenigen tausend Codezeilen erreichen wir eine im Schnitt 8-fach bessere Laufzeit — während die Präzision des Ergebnisses in der Regel verbessert wird. Bei größeren Programmen ist der Unterschied sogar noch deutlicher, was dazu führt, dass einige unserer Testfälle und alle von uns getesteten Programme ab einer Größe von 20000 Codezeilen nur noch mit Objektgraphen berechenbar sind. Dank dieser Verbesserungen kann Joana mit erhöhter Präzision und bei wesentlich größeren Programmen eingesetzt werden. Im zweiten Teil befassen wir uns mit dem Problem, dass bisherige, auf Abhängigkeitsgraphen basierende Sicherheitsanalysen nur vollständige Programme analysieren konnten. So war es z.B. unmöglich, Bibliothekscode ohne Kenntnis aller Verwendungsstellen zu betrachten oder vorzuverarbeiten. Wir entdeckten bei der bestehenden Analyse eine Monotonie-Eigenschaft, welche es uns erlaubt, Analyseergebnisse von Programmteilen auf beliebige Verwendungsstellen zu übertragen. So lassen sich zum einen Programmteile vorverarbeiten und zum anderen auch generelle Aussagen über die Sicherheitseigenschaften von Programmteilen treffen, ohne deren konkrete Verwendungsstellen zu kennen. Wir definieren die Monotonie-Eigenschaft im Detail und skizzieren einen Beweis für deren Korrektheit. Darauf aufbauend entwickeln wir eine Methode zur Vorverarbeitung von Programmteilen, die es uns ermöglicht, modulare Abhängigkeitsgraphen zu erstellen. Diese Graphen können zu einem späteren Zeitpunkt der jeweiligen Verwendungsstelle angepasst werden. Da die präzise Erstellung eines modularen Abhängigkeitsgraphen sehr aufwendig werden kann, entwickeln wir einen Algorithmus basierend auf sogenannten Zugriffspfaden, der die Skalierbarkeit verbessert. Zuletzt skizzieren wir einen Beweis, der zeigt, dass dieser Algorithmus tatsächlich immer eine konservative Approximation des modularen Graphen berechnet und deshalb die Ergebnisse darauf aufbauender Sicherheitsanalysen weiterhin gültig sind. Im dritten Teil präsentieren wir einige erfolgreiche Anwendungen von Joana, die im Rahmen einer Kooperation mit Ralf Küsters von der Universität Trier entstanden sind. Hier erklären wir zum einen, wie man unser Sicherheitswerkzeug Joana generell verwenden kann. Zum anderen zeigen wir, wie in Kombination mit weiteren Werkzeugen und Techniken kryptographische Sicherheit für ein Programm garantiert werden kann - eine Aufgabe, die bisher für auf Informationsfluss basierende Analysen nicht möglich war. In diesen Anwendungen wird insbesondere deutlich, wie die im Rahmen dieser Arbeit vereinfachte Bedienung die Verwendung von Joana erleichtert und unsere Verbesserungen der Präzision des Ergebnisses die erfolgreiche Analyse erst ermöglichen.

In seinem Logistikzentrum Künzelsau-Gaisbach setzt der Schraubenhändler Würth auf ein entwicklungsorientiertes Entgeltsystem.