Motivation Zunahme der Gerätedichte

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1 Motivation Zunahme der Gerätedichte 1956 Interoperabilität ist praktisch ein nicht vorhandenes Merkmal medizinischer Geräte. Lesh et al Quelle: Klinik für Anästhesiologie der Universität zu Lübeck heute 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 1

2 Motivation Existierende Standards Früher: Meist historisch gewachsene Interoperabilitäts-Inseln Verbindung durch proprietäre Datenkonvertierung Inzwischen: Verschiedene Interoperabilitäts-Standards Klinik KIS Labor LIS CLSI POCT1-A HL7 Intensivstation / OP PDMS / OPMS Pumpe Monitor Respirator ISO/IEEE R I S Radiologie CT MRT Röntgen DICOM Quelle: Nach Thomas Norgall: e-health Kommunikationsstandards, 2005 Problem: ISO/IEEE wird nicht verwendet Ursache: Keine Referenzimplementierung, hohe Komplexität 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 2

3 Service-orientierte Architekturen (1) Stammt aus dem Unternehmensumfeld Integrationskonzept Abstrakt, z. B. Netzwerk oder Kommunikationsserver Beatmungs- Kontroll- Service Service Service Service Service Service Nachrichten-Backbone Röntgen- EPA- Monitoring- Service Service Service Service Service Service Service 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 3

4 Service-orientierte Architekturen (2) SOA-Rollenmodell Service- Beschreibung Service- Verzeichnis 2. Suchen Service- Nutzer 3. Binden 4. Ausführen 1. Veröffentlichen Service- Beschreibung Service- Anbieter Nur Konzept Technologie-neutral Passende Technologie notwendig In unserem Fall möglichst Interoperabel 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 4

5 Service-orientierte Architekturen (3) Dienstkomposition Orchestrierung Ausführbare Geschäftsprozesse Workflow-Engine Aus Sicht eines Teilnehmers (eingeschränkter Sichtbereich) Programmieren im Großen Choreographie Beobachterperspektive Fokus liegt auf dem Nachrichtenaustausch Kein zentraler Punkt Prozess invoke receive Langfristig sollte der Betreiber möglicherweise durch Orchestrierung Workflows im OP/Intensivstationen umsetzen können (Risikomangement) Prozess receive activity invoke 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 5

6 Web Services Einleitung Standardisierte Kommunikation zwischen verschiedenen Software-Anwendungen (Plattformunabhängig) Fokus: Interoperabilität & Erweiterbarkeit Basiert auf Internet-Technologien: XML, HTTP, Geschichte 1998: XML-RPC (Dave Winer & Microsoft) 1999: SOAP 0.9 und : SOAP 1.1 (mit IBM) 2003: SOAP 1.2 (W3C Recommendation) Maschinenlesbare Service-Beschreibung: Web Services Description Language (WSDL) Eignen sich für die Umsetzung einer SOA 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 6

7 Web Services Standardisierung W3C (World Wide Web Consortium) Architektur, Basistechnologien Quelle: OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) Erweiterungen, Profile (WS-I, ) W3C und OASIS: Vorarbeiten/Standardisieren, anschließend zusätzliche Absegnung durch ISO Bsp: WS-I Basic Profile 1.1 (ISO/IEC 29361) 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 7

8 Web Services Device Profile for Web Services OASIS-Standard (seit DPWS 1.1, Juli 2009) This profile defines a minimal set of implementation constraints to enable secure Web service messaging, discovery, description, and eventing on resource-constrained endpoints. Kompatibel zu umfangreicheren Web-Service- Implementierungen Slogans The USB for Ethernet UPnP version 2 Fazit: Ideal geeignet als Basis für Gerätekommunikation im OP/Intensivstationen (Plug-and-Play) Client 1 Client n DPWS- Rollenmodell Device 1 (Hosting Service) Hosted Service Device m (Hosting Service) Hosted Service 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 8

9 Bedarf an Integration aus Anwendersicht Medical Device Plug-and-Play (MD-PnP) Program Gründung 2004 von Massachusetts General Hospital (MGH) Center for Integration of Medicine and Innovative Technology (CIMIT) Scope 1. Bi-directional data communication capability to support complete and accurate data acquisition by the EHR 2. Medical device control capability to permit the integration of distributed medical devices to produce error-resistant systems with safety interlocks Erfolg von Capsule Tech DataCaptor Device Interface Library Unterstützung von über 450 verschiedenen Geräten Deckt nur EHR ab, keine Gerätesteuerung 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 9

10 Wirtschaftlichkeit Anwenderseite Kaiser Permanente s: Analysis of Implementing Integrated Systems inpatient setting automatic charting and analysis of vital signs and related procedure information is expected to save 50% of support staff s charting time and 20% of practitioner charting time. Interoperability will enable enhanced decision support capabilities The cost to integrate medical devices is currently ~40% of the cost of the devices, or ~$40M annually over 10 years. By eliminating transcription and reading errors, more accurate data will be recorded to the EMR Medical device and EMR integration is necessary for improved efficiency, patient safety, and improved quality of care. Utilizing a device communication standard will reduce implementation costs by up to 30%, or ~$12M annually UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 10

11 Mögliche Anwendungsfälle / Use Cases (1) Gleichzeitiger Screenshot für Dokumentation (Mikroskop 3D-Navigation) Chirurg löst automatisch beide Screenshot-Funktionen aus, Springer wird entlastet take screenshot BGA Anästhesie: Kalibrierungsankündigung, Ergebnisse? Anästhesist steht nicht mehr mit Blutprobe vor kalibrierendem BGA und muss warten/wieder kommen notification: calibration in 2 mins results? 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 11

12 Mögliche Anwendungsfälle / Use Cases (2) Temperatursensor Patientenmonitoring Warmluftgerät Warmluftgerät verwendet zusätzlich (wenn verfügbar) Monitoring-Temperatur für automatische Steuerung Navigation nutzt Live-Bilder von Ultraschall/Mikroskop/Endoskop Live Bild Live Bild 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 12

13 Risikomanagement IEC IEC Ed.1: Application of risk management for IT-networks incorporating medical devices Part 1: Roles, responsibilities and activities Final Draft International Standard VDE-Studie Risikomanagement für IT-Netzwerke mit Medizinprodukten im Operationssaal Anwendung des Entwurfs der IEC Mitarbeit über SOMIT-QP-INT Der Betreiber ist für das Risikomanagement zuständig wenn er Geräte integriert 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 13

14 Zusammenfassung SOA Integrationskonzept Keine Technologie Web Services Basieren auf Internet-Technologien (XML, HTTP, ) Device Profile for Web Services (DPWS) Web Services für ressourcenbeschränkte Geräte Plug-and-Play (Discovery, Description, ) Architekturkonzept Basiert auf DPWS Anreichern um weitere WS-*-Spezifikationen Risikomanagement nach IEC durch Betreiber notwendig 2010 UniTransferKlinik Dr.-Ing. Stephan Pöhlsen 14