Vorlesung Architektur von Informationssystemen im Gesundheitswesen Wintersemester 2005/2006

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Modul Architektur von Informationssystemen im Gesundheitswesen Vorlesung Architektur von Informationssystemen im Gesundheitswesen Wintersemester 2005/2006 Prof. Dr. Alfred Winter, Dr. Thomas Wendt Universität Leipzig Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie

2 Inhaltsverzeichnis 2 Äquivalenzen zum Diplomstudiengang Für 7. Semester: bisherige Vorlesung KIS II diese Vorlesung ab 9. Doppelstunde ( ) Kommentar [AW1]: Muss ggf. noch aktualisiert werden. Vorlesung "Management von Informationssystemen im Gesundheitswesen" im Modul Management von Informationssystemen im Gesundheitswesen im SS 07: 2. Teil strategisches Informationsmanagement Für 5. Semester: bisherige Vorlesungen KIS I+II diese Vorlesung + Vorlesung "Management von... im SS 07

3 Inhaltsverzeichnis 3 Inhaltsverzeichnis 2 Grundlegende Begriffe (Wiederholung aus Einführung in die Medizinische Informatik und Bioinformatik ) Informationen, Wissen und Daten Modelle von Systemen Krankenhausinformationssysteme Hausaufgaben Wie sehen Krankenhausinformationssysteme aus? Einführung Aufgaben des Krankenhauses, die das KIS unterstützen muss (hospital functions) Patientenaufnahme (patient admission) Planung der Behandlung (Planning and Organization of Patient Treatment)Fehler! Textmarke nicht definiert Leistungsanforderung und Befundrückmeldung (Order Entry and Communication of Findings)Fehler! Textmarke nicht definiert Durchführung von Maßnahmen (Execution of Diagnostic or Therapeutic Procedures) Klinische Dokumentation (Clinical Documentation) Leistungsdokumentation und Abrechnung (Administrative Documentation and Billing) Entlassung und Weiterleitung des Patienten (Patient Discharge and Referral to Other Institutions) Führen der Krankenakte (Handling of Patient Records) Arbeitsorganisation und Ressourcenbereitstellung (Work Organization and Resource Planning) Krankenhausadministration (Hospital Administration) Leitung des Krankenhauses Zusammenfassung...45 Hausaufgabe Modellierung von Krankenhausinformationssystemen KIS-Modelle und Metamodelle Referenzmodelle Hausaufgabe Ein Metamodell für die Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Das 3-Ebenen- Metamodell 3LGM² Einblicke in das Informationssystem des Universitätsklinikums Leipzig AöR Werkzeuge der Informationsverarbeitung im Krankenhaus Typische rechnerunterstützte Anwendungsbausteine Typische Physische Datenverarbeitungsbausteine Klinische Arbeitsplatzsysteme (healthcare professional workstations (HCPW)) Elektronische Patientenakten-Systeme (electronic patient record systems) Architekturen von Krankenhausinformationssystemen Architekturstile der logischen Werkzeugebene Architekturstile der physischen Werkzeugebene Integrität und Integration im KIS...115

4 Voraussetzungen Integrität (bei Verteilten Krankenhausinformationssystemen) Integration Methoden & Werkzeuge zur Systemintegration in verteilten Systemen (DB n -Architekturen) Methoden und Werkzeuge für die Integration von Krankenhausinformationssystemen Integration des Krankenhausinformationssystems in das (regionale) Gesundheitsinformationssystem

5 Voraussetzungen 5 Voraussetzungen Datenbanken, Informationssysteme, Verteilte Systeme Vorlesung KIS 0 entspricht: Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York (Kapitel 1, 2) ggf. noch einmal sorgfältig nachlesen und studieren!

6 Vorbemerkungen 6 Literatur (unbedingt erforderlich!): Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York Login: Teilnehmer (Großschreibungen ist wichtig) Passwort: Voodoo Winter, A., Ammenwerth, E., Brigl, B., Haux, R. (2005). Krankenhausinformationssysteme. In Lehmann, T. (ed.) (2005). Handbuch der Medizinischen Informatik, Hanser: München. S

7 Vorbemerkungen 7 Empfohlen: Haas, P. (2005). Medizinische Informationssysteme und Elektronische Krankenakten. Berlin, Heidelberg: Springer. Herbig, B., Büssing, A., eds. (2006) Informations- und Kommunikationstechnologien im Krankenhaus. Stuttgart: Schattauer.

8 Vorbemerkungen 8 Empfehlung: Vorlesungen und Übung Einführung in die Gesundheitsökonomie Prof. Dr. König, Dr. Scharsky

9 Vorbemerkungen 9 Der geplante Rote Faden Grundlagen Was sind Krankenhausinformationssysteme? (Wie werden sie konstruiert?) (Objekt der Untersuchung: der Körper) Was zeichnet ein gutes Krankenhausinformationssystem aus? (Zustand des Objekts: Diagnostik) Wie erreicht man ein gutes Krankenhausinformationssystem? (Wie führt man strategisches Informationsmanagement im Krankenhaus durch?) (Bearbeitung des Objekts: Prophylaxe & Therapie) Wie betreibt man ein Krankenhausinformationssystem? (Ernährung, Sozialwissenschaften)

10 Wiederholung 10 2 Grundlegende Begriffe (Wiederholung aus Einführung in die Medizinische Informatik und Bioinformatik ) 2.1 Informationen, Wissen und Daten Wissen = Kenntnis über den in einem Fachgebiet zu gegebener Zeit bestehenden Konsens (Information Wissen) z.b. Wissen über Krankheiten und ihre Therapie

11 Wiederholung Modelle von Systemen Modell = Ein Modell ist das Ergebnis einer Konstruktion eines Modellierers, der für Modellnutzer Elemente eines Systems zu einer Zeit als relevant mit Hilfe einer Sprache deklariert. [Schütte (1997)]

12 Wiederholung Krankenhausinformationssysteme Ein Krankenhausinformationssystem ist das soziotechnische Teilsystem eines Krankenhauses, welches alle informationsverarbeitenden Prozesse und die an ihnen beteiligten menschlichen und maschinellen Handlungsträger in ihrer informationsverarbeitenden Rolle umfasst.

13 Wiederholung 13 KIS = Σ Informationsverarbeitung im Krankenhaus Wir unterscheiden: rechnerunterstützter Teil des Krankenhausinformationssystems nicht-rechnerunterstützter Teil des Krankenhausinformationssystems

14 Wiederholung 14 Bitte nennen Sie Krankenhäuser ohne Krankenhausinformationssystem! Was halten Sie von einer RIS-KIS-Kopplung?

15 Wie sehen Krankenhausinformationssysteme aus? 15 3 Wie sehen Krankenhausinformationssysteme aus? 3.1 Einführung Nach diesem Kapitel sollten Sie folgende Fragen beantworten können: Welche typischen (informationsverarbeitenden) Aufgaben gibt es im Krankenhaus? Welche Metamodelle existieren für welche Aspekte von KIS? Was ist das 3-Ebenen Metamodell (3LGM²)? Welche Werkzeuge der Informationsverarbeitung werden im Krankenhaus eingesetzt? Welche Architekturen für Krankenhausinformationssysteme gibt es? Wie kann man in Krankenhausinformationssystemen Integrität und Integration erreichen?

16 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Aufgaben des Krankenhauses, die das KIS unterstützen muss (hospital functions)

17 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Patientenaufnahme (patient admission) Ziel der Aufnahme ist die Aufzeichnung und das Verfügbarmachen zentraler behandlungs- und verwaltungsrelevanter Daten eines Patienten sowie seine eindeutige Identifizierung. Vormerkung und Einbestellung von Patienten

18 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 18 Identifikation und Prüfung auf Wiederkehrer: Voraussetzung für eine patientenorientierte Zusammenführung aller im Verlauf der Behandlung entstehenden Informationen. Zuordnung einer eindeutigen Patientenidentifikationsnummer (PIN) 1 War der Patient bereits früher im Krankenhaus, muss er als Wiederkehrer identifiziert werden können, sonst muss eine neue PIN zugeordnet werden. 1 Wie erzeugt man die PIN?

19 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 19 einzelne stationäre Behandlungsfälle eines Patienten müssen unterschieden werden, daher je Fall eine eindeutige Fall-Identifikationsnummer. Administrative Aufnahme Festhalten des Kostenübernehmers, der Aufnahmeart, der Wahl- und Regelleistungen, der Angehörigen und des Einweisers. Zuordnung des Patienten zu Station und Bett. Die hier erhobenen Daten müssen für alle weiteren Aufgaben zur Verfügung stehen (z.b. in Form von Organisationsmitteln wie Etiketten).

20 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 20 Die vom einweisenden Arzt ggf. übermittelten Informationen (z.b. bisherige Befunde und Bilder) werden an den zuständigen Arzt weitergeleitet. Aufnahme erfolgt ggf. auch direkt auf Station (z.b. bei Notfällen).

21 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 21 Ärztliche und pflegerische Aufnahme besteht wesentlich aus der ärztlichen bzw. pflegerischen Anamnese (Informationssammlung). Die hier erhobenen zentralen behandlungsrelevanten Daten des Patienten müssen für alle weiteren Aufgaben zur Verfügung gestellt werden. Auskunftsdienste

22 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Planung der Behandlung (Planning and Organization of Patient Treatment) Ziel ist die Entscheidung über die durchzuführenden ärztlichen und pflegerischen Maßnahmen sowie ihre sinnvolle und effiziente Planung. Kommentar [AW2]: bis hier ma Präsentation von Informationen und Wissen: relevante patientenbezogenen Informationen, unterstützendes ärztliches und pflegerisches Wissen (z.b. in Form von Leitlinien und Standards)

23 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 23 Entscheidungsfindung und Aufklärung: Entscheidung über das weitere Vorgehen ggf. Konsultation (externer) Experten (z.b. in Spezialkliniken) zur Unterstützung der Diagnostik bzw. zum Einholen einer Zweitmeinung (Bsp. Einholen einer Zweitmeinung oder Klärung der Transportfähigkeit bei Schädel-Hirn-Traumata durch Übermittlung von Bildern aus der Computer- oder Magnet-Resonanz-Tomographie). ggf. (Tele-)Konferenzen zwischen Experten Getroffene Entscheidungen müssen festgehalten werden. Der Patient ist umfassend aufzuklären, und seine Einwilligung ist festzuhalten.

24 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 24 Erstellung des Behandlungsplanes: Das weitere Vorgehen ist konkret zu planen, d.h. die Maßnahmen sind nach Art, Umfang, Dauer und Verantwortlichkeiten festzulegen. ( z.b. das Ansetzen eines OP-Termins oder die Planung einer Bestrahlung) ggf. Anordnung an eine andere Berufsgruppe (z.b. ärztliche Anordnung, welche von einer Pflegekraft ausgeführt wird). Im pflegerischen Bereich: pflegerische Behandlungsplanung.

25 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Leistungsanforderung und Befundrückmeldung (Order Entry and Communication of Findings) Diagnostische und therapeutische Maßnahmen müssen üblicherweise bei spezialisierten Leistungsstellen (z.b. Labor, Röntgen, OP-Bereich) angefordert werden. Diese melden den Befund an den Anforderer zurück.

26 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 26

27 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 27 Vorbereitung der Anforderung: autorisierter Anforderer sucht passende Leistung aus Leistungskatalog Patienten- und Falldaten 1 sowie aktuelle (Verdachts-) Diagnose, konkrete Fragestellung, angeforderte Leistung (z.b. Labor, Krankengymnastik, Röntgen) etc. werden ergänzt. Entnahme von Proben bzw. Terminvereinbarung: 1 Wie kommen diese Daten auf das Formular?

28 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 28 Proben (z.b. Blutproben) müssen immer eindeutig einem Patienten zuzuordnen sein 1 Terminvereinbarungen mit den Leistungsstellen (z.b. bei Röntgenuntersuchungen oder ambulanten Kontakten). Wünsche der Beteiligten (Leistungsanforderer, Leistungserbringer, Patient, Transportdienst) abgleichen. 1 Wie macht man das?

29 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 29 Übermittlung der Anforderung: Die Anforderung vollständig und zügig an Leistungsstelle sicherstellen, dass Anforderung und Probe beim Leistungserbringer korrekt zugeordnet werden. Befundrückmeldung: Befunde nach Erbringung der Leistung möglichst zeitnah an den Auftraggeber übermitteln dem korrekten Patienten zuordnen verantwortlichen Arzt wird über neue Befunde informieren

30 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 30 Hausaufgaben Bitte erledigen Sie die Hausaufgaben; denn ich werde den Stoff nicht mehr vorlesen ; Sie über die Hausaufgaben referieren lassen; mit Ihnen den Stoff diskutieren; Ihre Fragen nur beantworten, wenn Sie welche haben; auf diesem Stoff aufbauen.

31 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 31 Hausaufgabe: Bitte lesen Sie sehr sorgfältig Chapter 3.1, 3.2 und 3.3 von Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York Bitte bringen Sie das Buch (oder Kopien der Seiten) regelmäßig mit in den Unterricht. Bitte finden Sie heraus, was ARIS ist. Bitte bringen Sie bei Bedarf ausgedruckt mit: Brigl_3LGM2Werkstatt.ppt

32 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 32

33 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Durchführung von Maßnahmen (Execution of Diagnostic or Therapeutic Procedures) Was ist das Ziel der Durchführung von Maßnahmen? Ist das eine informationsverarbeitende Aufgabe? Welche Informationen werden benötigt? Welche erzeugt?

34 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Klinische Dokumentation (Clinical Documentation) Was ist das Ziel der Klinischen Dokumentation? 1 Wozu soll das gut sein? Welche Berufsgruppe muss das erledigen? Welche Teilaufgaben gehören dazu? Nennen Sie gesetzliche Meldepflichten! Was gehört zur Pflegedokumentation? Wie kann man das Schreiben von Befunden erleichtern? 1 Hierzu gibt es im SS eine besondere Vorlesung!

35 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Leistungsdokumentation und Abrechnung (Administrative Documentation and Billing) Was ist das Ziel der Leistungsdokumentation und Abrechnung? Wozu soll das gut sein? Was ist ICD-10? Wozu wird das benutzt? Was kann man alles mit den Daten machen? Wie werden stationäre Krankenhausleistungen seit Kurzem in Deutschland vergütet? Waren Sie schon in der Vorlesung Einführung in die Gesundheitsökonomie? Haben Sie in den letzten Monaten schon mal Fernsehen geschaut? Was hat das mit der klinischen Dokumentation zu tun?

36 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 36 Macht Dokumentation den Ärzten Spaß? Was bedeutet das für Medizinische Informatiker? Was finden Ärzte spannender: Klinische Dokumentation oder Leistungsdokumentation?

37 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Entlassung und Weiterleitung des Patienten (Patient Discharge and Referral to Other Institutions) Was ist das Ziel der Entlassung und Weiterleitung des Patienten? Was ist ein Arztbrief (discharge report)? Warum ist der Arztbrief bei einer erneuten Aufnahme des Patienten in demselben Krankenhaus so wichtig? Wo sollte er in der (elektronischen) Patientenakte zu finden sein? Wann ist es schwierig, innerhalb von 3 Tagen nach der Entlassung der Krankenkasse die Entlassdiagnose zu melden?

38 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Führen der Krankenakte (Handling of Patient Records) Was ist das Ziel der Entlassung und Weiterleitung des Patienten? Welche Teilaufgaben gibt es? Wozu braucht ein modernes Krankenhaus ein Aktenverwaltungssystem? Wie unterzeichnet ein Arzt seine Dokumente elektronisch? Wie lange muss die Akte eines Patienten aufbewahrt werden? Was kostet das Aufbewahren einer DIN-A4 Seite? Welche Anforderungen sind an eine digitale Archivierung zu stellen?

39 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 39 Was halten Sie von Mikrofilm? Welche Spezialakten gibt es?

40 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Arbeitsorganisation und Ressourcenbereitstellung (Work Organization and Resource Planning) Was ist das Ziel der Arbeitsorganisation und Ressourcenbereitstellung? Welche Teilaufgaben gibt es? Warum müssen die Terminplanung für den Patienten, die Personaleinsatzplanung und die OP-Saal-Planung eng aufeinander abgestimmt werden? Was bedeutet das für ggf. eingesetzte Anwendungssysteme? Wie kann man das Terminmanagement für die Patienten mit IT sinnvoll unterstützen?

41 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 41 Wie werden in Deutschland Medikamente von der Krankenhausapotheke angefordert? Was haben Schwestern mit der Beschaffungsabteilung zu tun? Warum kauft nicht jeder unmittelbar bei den Lieferanten ein? Wie würden Sie die Auswahl und Bestellung von Speisen auf der Station organisieren? Was fordert das Medizinprodukte-Gesetz? Was ist im Büro-Alltag asynchrone und was synchrone Kommunikation? Wie sorgt man für die Erreichbarkeit von Mitarbeitern?

42 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Krankenhausadministration (Hospital Administration) Was ist das Ziel der Krankenhausadministration? Welche Teilaufgaben gibt es? Welchen Zusammenhang gibt es zwischen dem Personalmanagement und dem Terminmanagement? Welche Daten benötigt die Verwaltung, um einen Behandlungsfall korrekt abzurechnen? Was unterscheidet das Arbeitsumfeld von dem der anderen Aufgaben?

43 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Leitung des Krankenhauses Die Krankenhausleitung entscheidet bei Fragen, die von grundsätzlicher Bedeutung für das Krankenhaus sind. Hierzu gehören die Unternehmensziele, strategische Entscheidungen, Personalentscheidungen, Entscheidungen über Fachliche Schwerpunkte, Strukturen, Budgets, Investitionen etc. Die Krankenhausleitung hat auf die wirtschaftliche Betriebsführung und auf die Qualität der Behandlung zu achten. Warum habe ich diese Aufgabe hier ergänzt?

44 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses 44

45 Wie sehen KIS aus? Aufgaben des Krankenhauses Zusammenfassung Patientenaufnahme Planung der Behandlung Leistungsanforderung und Befundrückmeldung Durchführung von Maßnahmen Klinische Dokumentation Leistungsdokumentation und Abrechnung Entlassung und Weiterleitung des Patienten Führen der Krankenakte Arbeitsorganisation und Ressourcenbereitstellung Krankenhausadministration Leitung des Krankenhauses

46 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle Modellierung von Krankenhausinformationssystemen Man kann nur ein System managen, wenn man es beschreiben kann. Beschreibung ~ Modell Welche Beschreibungs-/Modellierungssprache passt für welche Aspekte eines Systems?

47 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle KIS-Modelle und Metamodelle Warum benötigt das Informationsmanagement Modelle? Woraus besteht ein Metamodell? Für welche Zwecke im Umfeld des Informationsmanagements gibt es Metamodelle?

48 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle Metamodelle für Funktionale KIS-Modelle Wie sieht das Metamodell zu dem Modell in Table 3.1 aus? Ich zeige ihnen mal ein funktionales Modell des UKL-KIS.

49 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 49

50 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 50 Welche Fragen eines Informationsmanagers lassen sich mit solchen Modellen beantworten?

51 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle Metamodelle für Technische Modelle Wie sieht das Metamodell zu dem Modell in Figure 3.16 aus? Ich zeige ihnen mal ein technisches Modell des UKL-KIS.

52 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 52

53 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 53 Welche Fragen eines Informationsmanagers lassen sich mit solchen Modellen beantworten? Welche nicht?

54 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 54 Metamodelle für Datenmodelle Wie sieht das Metamodell zu dem Modell in Figure 3.19 aus? Ich zeige ihnen mal ein Datenmodell des UKL-KIS.

55 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 55

56 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 56 Was halten Sie davon? Welche Fragen eines Informationsmanagers lassen sich mit solchen Modellen beantworten? Welche nicht? Was ist eigentlich UML? Ein Modell? Ein Metamodell? Ein Metametamodell?

57 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle Metamodelle für die Geschäftsprozessmodellierung Was sind die Elemente eines Geschäftsprozesses? Bitte skizzieren Sie einen einfachen Prozess an der Tafel! Welche Perspektive eines Geschäftsprozesses steht dort im Vordergrund? Welche Fragen eines Informationsmanagers lassen sich mit solchen Modellen beantworten? Welche nicht? Was sind Ereignisgesteuerte Prozess Ketten (EPK)? Welche Firma setzt sie ein?

58 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle Metamodelle für die Unternehmensmodellierung (enterprise modeling, enterprise architecture) Was macht eine enterprise architecture aus? Warum ist es gerechtfertigt, von Unternehmensmodellierung zu sprechen? Welche Fragen eines Informationsmanagers lassen sich mit solchen Modellen beantworten? Welche nicht? Ich zeige ihnen mal ein Unternehmensmodell des UKL.

59 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 59

60 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 60 Andere Ansätze aus der Wirtschaftsinformatik: Modell der ganzheitlichen Informationssystem-Architektur (ISA) 1 Wieso steht STRATEGIE in diesem Bild? 1 Krcmar H (2003). Informationsmanagement. Berlin: Springer.

61 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 61 Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) 1 Was bedeutet hier immer Fachkonzept, DV- Konzept, Implementierung? 1 Scheer A-W (2001). ARIS, Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen. Berlin: Springer.

62 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: KIS-Modelle und Metamodelle 62 Spewak 1 schlägt im Rahmen einer Methode zur Unternehmensmodellierung als informales Metamodell eine Reihe von Tabellen vor: Aufgaben vs. Organisationseinheiten Aufgaben vs. unterstützende Anwendungsbausteine Anwendungsbausteine vs. Rechner Objekttypen (Daten) vs. Aufgaben... 1 Spewak SH, Hill SC (1992). Enterprise Architecture Planning: Developing a blueprint for Data, Applications and Technology. New York: John Wiley & Sons.

63 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 63 Hausaufgabe Bitte lesen Sie Chapter 3.4 von Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York und Hübner-Bloder, G., Ammenwerth, E., Brigl, B., Winter, A. (2005). Specification of a Reference Model for the Domain Layer of a Hospital Information System, in Engelbrecht, R., Geissbuhler, A., Lovis, C., Mihalas, G., Editors. Connecting Medical Informatics and Bio-Informatics. Proceedings of Medical Informatics Europe (MIE 2005), Geneva, Aug 08 - Sep , (2005), IOS Press: Amsterdam. S und vergleichen mit Figure 3.21 in [Haux et al. 2004]

64 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle Referenzmodelle Was ist ein Referenzmodell? Was bedeutet das:

65 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 65 Definition: Sei eine Klasse S von Systemen gegeben. Ein Modell R ist Referenz für eine Systemklasse S oder R ist ein Referenzmodell für die Systemklasse S, genau dann wenn R ein allgemeines Modell ist, das als Grundlage für die Konstruktion spezieller Modelle M für Systeme der Klasse S oder als Vergleichsobjekt für Modelle von Systemen der Klasse S dienen kann.

66 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 66 Wie stehen Modell, Meta- Modell und Referenzmodell in Beziehung? Wie kann man Referenzmodelle zum Vergleich von Krankenhausinformationssystemen nutzen? Meta- Modell Modell Referenz- Modell Was unterscheidet ein Software-Referenz-Modell von einem Organisations-Referenz-Modell (business reference model)?

67 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 67 Verwandte, aber abzugrenzende Begriffe Der Begriff Referenzmodell ist abzugrenzen von: Standards legen Begriffe und Eigenschaften von Systemen durch allgemeine Akzeptanz fest und liefern so eine allgemeine Richtschnur. Standards (oder de-facto Normen) entstehen in der Regel ohne vorgegebenen Plan, werden aber in ihrem Anwendungsbereich weitgehend akzeptiert. Standards können je nach Verwendung als Referenzmodelle aufgefasst werden, die jedoch gegenüber Referenzmodellen einen höheren Verbindlichkeitsgrad besitzen.

68 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 68 Beispiele verfügbarer Referenzmodelle für das Management von Krankenhausinformationssystemen Referenzmodell für Patientendatenbankschemata 1 Patient Maßnahme Maßnahmenart Dokument Dokumentenart Editor 1 vgl. Haas, P. (2005). Medizinische Informationssysteme und Elektronische Krankenakten. Berlin, Heidelberg: Springer. S. 159

69 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 69 Referenzmodell für die Fachliche Ebene eines Krankenhausinformationssystems Unterschiede zu Figure 3.21 in [Haux et al. 2004]?

70 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 70

71 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Referenzmodelle 71 Hausaufgabe Bitte lesen Sie Chapter 3.4 von Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York ABER: die UML-Diagramme auf sind aktueller und genauer! Und auf Deutsch.

72 Wie sehen KIS aus? Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Meta-Modell 3LGM² Ein Metamodell für die Modellierung von Krankenhausinformationssystemen: Das 3-Ebenen-Metamodell 3LGM² Tischvorlage: Landkarten : UML-Diagramm des Metamodells der Fachlichen Ebene, Logischen Werkzeugebene, Physischen Werkzeugebene.

73 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Einblicke in das Informationssystem des Universitätsklinikums Leipzig AöR 3.6 Werkzeuge der Informationsverarbeitung im Krankenhaus

74 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Typische rechnerunterstützte Anwendungsbausteine Patientenverwaltung Was ist ein Patientenverwaltungssystem (PVS) [patient management system PMS]? Welche Aufgaben werden damit erledigt? Welche Daten müssen vom PVS versendet werden? Welche müssen empfangen werden? Von wo? Erläutern Sie die Vor-/Nachteile bei der engen Kopplung an die administrativen bzw. klinischen Systeme!

75 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Am klinischen Arbeitsplatz auf Station Welche Aufgaben auf der Station können durch rechnerbasierte Anwendungsbausteine unterstützt werden? Kennen Sie passende Softwareprodukte? Welche Kommunikation ist erforderlich? Wie kommt man an medizinisches Wissen? Ist das Dokumentieren von Diagnosen leichter mit einem r.g. Anwendungssystem? Wieso können sich die Schwestern nicht von ihren Aufnahme- Büchern trennen?

76 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Am klinischen Arbeitsplatz in der Ambulanz Was ist eine Ambulanz? Welche Aufgaben in der Ambulanz können durch rechnerbasierte Anwendungsbausteine unterstützt werden? Kennen Sie passende Softwareprodukte? Welche Kommunikation ist erforderlich? Kann man Arzt-Praxis-Software im Krankenhaus einsetzen?

77 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Diagnostischer Funktionsbereich: Radiologie

78 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 78 Was ist ein RIS? Was ist ein PACS? Welche Schnittstellen wohin sind nötig?

79 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 79

80 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Diagnostischer Funktionsbereich: Labor

81 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 81

82 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 82 Wie kommen die Blutwerte in den Befund? Wo kommen sie her? Welche Schnittstellen wohin sind nötig?

83 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Therapeutischer Funktionsbereich: Intensivtherapiestation

84 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 84

85 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 85 Wie kommt der Blutdruck auf den Bildschirm? Was kann hier ein Expertensystem tun?

86 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Therapeutischer Funktionsbereich: Operationssaal Wieso können sich die UKL-Operateure nicht von ihren OP- Büchern trennen? Wieso ist OP-Dokumentation in der Augenklinik so besonders lästig? Was hat OP-Planung mit OP-Dokumentation zu tun?

87 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Krankenhausverwaltung: Administration Wer liefert in Deutschland (meistens) die Software für die... Anwendungsbausteine für das Finanz- und Rechnungswesen ( FIBU ), die Anlagenwirtschaft ( ANLAGEN ), das Controlling ( CONTROL ) die Materialwirtschaft ( MAWI )

88 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine Integration Anwendungsbaustein für die Kommunikation zwischen Anwendungssystemen: Kommunikationsserver

89 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Anwendungsbausteine 89

90 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Physische Datenverarbeitungsbausteine Typische Physische Datenverarbeitungsbausteine Wie unterscheidet sich auf dieser Ebene ein KIS von einem SchraubenfabrikIS? Wie unterscheidet sich die Hardware-Ausstattung an einem Verwaltungsarbeitsplatz von der am klinischen Arbeitsplatz?

91 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Typische Physische Datenverarbeitungsbausteine 91

92 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Klinische Arbeitsplatzsysteme 92 Hausaufgaben Bitte lesen Sie Chapter 3.5 zu Ende und Chapter 3.6 in Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York Bitte bringen Sie das Buch (oder Kopien der Seiten) regelmäßig mit in den Unterricht. und lesen Sie bitte folgenden Text zu Hause aufmerksam durch:

93 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Klinische Arbeitsplatzsysteme 93 After many years of internally building almost all components of a hospital clinical information system (HELP) at Intermountain Health Care, we changed our architectural approach as we chose to encompass ambulatory as well as acute care. We now seek to interface applications from a variety of sources (including some that we build ourselves) to a clinical data repository that contains a longitudinal electronic patient record. RESULTS: We have a total of 820 instances of interfaces to 51 different applications. We process nearly 2 million transactions per day via our interface engine and feel that the reliability of the approach is acceptable. Interface costs constitute about four percent of our total information systems budget. The clinical database currently contains records for 1.45 m patients and the response time for a query is 0.19 sec. DISCUSSION: Based upon our experience with both integrated (monolithic) and interfaced approaches, we conclude that for those with the expertise and

94 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Klinische Arbeitsplatzsysteme 94 resources to do so, the interfaced approach offers an attractive alternative to systems provided by a single vendor. We expect the advantages of this approach to increase as the costs of interfaces are reduced in the future as standards for vocabulary and messaging become increasingly mature and functional. 9 9 Clayton PD, Narus SP, Huff S, Pryor TA, Haug PJ, Larkin T, Matney S, Evans RS, Rocha BH, Bowes WA, Halston ET, Gundersen ML (2003). Building a Compehensive Clinical Information System from Components - The approach at intermountain Health Care. Methods Inf Med 1(2003), 1-7

95 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Klinische Arbeitsplatzsysteme Klinische Arbeitsplatzsysteme (healthcare professional workstations (HCPW)) Auf welche Ebene des 3LGM² gehört eine HCPW? Welche Aufgaben sollten dort unterstützt werden (bitte perfekt aufzählen!)? Welche Probleme ergeben sich mit mobilen Werkzeugen? Wie bringt man die Menü-Wünsche der Patienten in die Küche?

96 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Elektronische Patientenakten-Systeme Elektronische Patientenakten-Systeme (electronic patient record systems) (Krankenakte) Patientenakte (PA): Was sind die Ziele der Medizinischen Dokumentation? Was ist eine Patientenakte? Elektronische Patientenakte (EPA): Welche Dokumentenarten sollten vordringlich elektronisch vorgehalten werden? Worauf ist bei der Wahl des Datenträgers bei einer EPA zu achten? Wie ist die EPA in einem Krankenhausinformationssystem repräsentiert bzw. gespeichert?

97 Werkzeuge der Informationsverarbeitung: Elektronische Patientenakten-Systeme 97 Was spricht für eine EPA? Was spricht für eine PA Was ist in einem Krankenhaus zu tun, wenn man dort Elektronische Krankenakten haben will? Was würden Sie unter einem Elektronischen Patientenakten- System (electronic patient record system) verstehen? Welcher Zusammenhang besteht zu den Klinischen Arbeitsplatzsystemen?

98 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen Architekturen von Krankenhausinformationssystemen Was ist eine Architektur von Informationssystemen? Wie finden Sie eine Antwort im Buch? Was ist ein Architekturstil? Auf welcher Ebene des 3LGM² unterscheiden sich die Architekturen von KIS (nicht)?

99 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der logischen Werkzeugebene Architekturstile der logischen Werkzeugebene DB 1 -Architekturstil Was ist der DB 1 -Architekturstil? Wann und wo gab/gibt es ihn? Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein?

100 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der logischen Werkzeugebene DB n -Architekturstil: Was ist der DB n -Architekturstil? Wie kommt es zu diesem Architurstil? Welches Problem verursachen Architekturen dieses Stils? Wie würden Sie die Anwendungsbausteine verbinden? Was ist Spaghetti-Stil? Was ist Stern-Stil? Was ist beim Stern-Stil das Ding in der Mitte? Welcher Architekturstil-Wechsel wurde bei Intermountain Health Care in Salt Lake City (Utah) vorgenommen? Warum wurde gewechselt? Kommentar [AW3]: Noch ergänzen im Unterricht: Stern-Stile: Zviran, M., Armoni, A., Glezer, C. (1998). HIS/BUI: a conceptual model for bottom-up integration of hospital information systems. J Med Syst, 22(3): S Im Zentrum steht eine Art Kommunikationsserver- Patientendatenbank- Kombination Ein ähnliches Konzept findet sich im CIC (ZAK) von Winter et al.: Winter, A., Haux, R., Schleisiek, K.-P. (1985). Systematic development of a hospital information system with distributed data- and methodbase systems: the AACHMED project, in Roger, F.H., Grönroos, T., Tervo- Pellika, R., O'Moore, R., Editors. Medical Informatics Europe 85, (1985), Springer: Berlin. S

101 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der logischen Werkzeugebene 101 Welche Kommunikation läuft hier ab, wenn ein Patient aufgenommen wird, dann eine Radiologische Untersuchung beauftragt wurde 2 und der Befund zurück gesendet 1 wird. Was ist noch zu kommunizieren, 2 wenn das Geburtdatum des Patienten korrigiert werden muss?

102 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene Architekturstile der physischen Werkzeugebene Mehrstufige Client-Server Architekturen 10 1,5 stufige Architektur: Zentralrechner Zentralrechner Kommunikationsnetz 10 Siehe z.b.: Appelrath H-J, Ritter J (2000). R/3-Einführung. Berlin: Springer.

103 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene stufige Client-Server Architektur Was hat sich geändert? Applikationsund Datenbankserver Kommunikationsnetz

104 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 104 2,5-stufige Client-Server Architektur Was hat sich geändert? Datenbankserver Applikations- Fileserver Kommunikationsnetz

105 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene stufige Client-Server Architektur Was hat sich geändert? Datenbankserver Applikationsserver Kommunikationsnetz

106 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 106 3,5-stufige Client-Server Architektur: Thin-Clients Wieso ist das vergleichbar mit der Zentralrechner- Architektur? Warum ist das eine sinnvolle Architektur? Was hat das mit Mobilen Geräten zu tun? Datenbankserver Applikationsserver Terminal - server 386 Kommunikationsnetz

107 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 107 Was hat das mit TCO (total cost of ownership) zu tun?

108 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene Hochverfügbarkeit Szenarien der Geringverfügbarkeit : Das Anwendungsbaustein für die Fakturierung ist nach einer neuen Softwareversion für zwei Monate nicht funktionsfähig. Es können Rechnungen in Höhe von 30 Mio. nicht geschrieben werden. Das Klinikum bekommt Liquiditätsprobleme und erleidet Zinsverluste.

109 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 109 Der Telefon-Vermittlungsrechner fängt in der Nacht Feuer und fällt teilweise aus. Beim Löschen ruiniert die Feuerwehr durch ihre Hochdruckspritze den Rest der Anlage. Auf den Stationen im Bettenhaus funktionieren die Telefone nicht. Die einzige Schwester auf einer Station, die diese nicht verlassen kann, weiß nicht, wie sie für einen Bluterpatienten einen Arzt zu Hilfe holen soll. Wegen eines Netzproblems stürzt der Anwendungsbaustein für die OP-Dokumentation mitten in der Dokumentation ab. Der Arzt startet es neu und beginnt von vorn.

110 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 110 Lösungsmöglichkeiten: Klimatisierte Rechnerräume Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): große Batterien, Notstromaggregat Redundant array of inexpensive disks RAID: Daten werden innerhalb eines Kastens redundant auf mehrere Platten verteilt. Es werden verschiedene Sicherheitsstufen angeboten (aufsteigend mehr Sicherheit bis zur Fehlerkorrektur): RAID 1, RAID 2,...

111 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 111 Rechnerverbund mit hot-standby : zwei Rechner können auf das selbe Plattenlaufwerk (ggf. schon RAID n) zugreifen. Bei Ausfall eines Rechners geht nur der Inhalt des Arbeitsspeichers verloren; dann übernimmt der zweite Rechner. Rechnerverbund mit gespiegeltem und synchronisiertem Parallelbetrieb.

112 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 112 Murphys Gesetz schlägt manchmal zu: Der Strom fällt aus die USV versagt die Batterie der RAID-Platte ist defekt Wegen Arbeitsüberlastung durch Wartungsarbeiten hatte man sich gestern die all abendliche Datensicherung geschenkt Es ist der Abend des letzten Freitags vor Weihnachten und ab Montag sind die meisten der Mitarbeiter, die heute Patienten aufgenommen oder Rechnungen vorbereitet haben, im Urlaub.

113 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene Netzarchitektur und Sicherheit Notwendigkeit: z.b. an Klinischen Arbeitsplatzsystemen benötigt der Arzt sowohl den Zugriff auf das KDMS um die klinische Dokumentation und z.b. Arztbriefe und Befunde seines Patienten sehen zu können als auch den Zugriff auf medizinisches Wissen im Internet, z.b. Medline, um eine Therapieentscheidung schnell und unter Nutzung aktueller Forschungsergebnisse treffen zu können.

114 Architekturen von Krankenhausinformationssystemen: Architekturstile der physischen Werkzeugebene 114 Problem: Bei einer Öffnung des internen Kommunikationsnetzes des Krankenhauses nach außen kann von außen eingedrungen werden. Wie beurteilen Sie die folgenden Handlungsalternativen: Firewall zweites, nach außen offenes Netz (Wissenschaftsnetz) Spiegelung der Daten auf einen internen Server und KEIN Internetzugang

115 Integrität und Integration im KIS Integrität und Integration im KIS

116 Integrität und Integration im KIS 116 Was ist Integrität? Wann ist Integrität im KIS gegeben? Wie erreicht man Integrität? Welche Qualitäten von Integration gibt es in KIS? Welche Methoden und Werkzeuge gibt es generell für welche Arten von Integration in verteilten Informationssystemen? Welche Methoden und Werkzeuge gibt es dazu speziell für KIS?

117 Integrität und Integration im KIS: Integrität Integrität (bei Verteilten Krankenhausinformationssystemen) Was bedeutet Integrität? formale Integrität inhaltliche Integrität

118 Integrität und Integration im KIS: Integrität Formale Integrität Was bedeutet Objektidentität Was ist ein entity type? Bei welchen entity types im Krankenhaus ist Objektidentität besonders wichtig und wie wird sie hergestellt? Was bedeutet Referenzielle Integrität? Was ist die Voraussetzung? Wo ist Referenzielle Integrität im Krankenhaus besonders (Lebens-) wichtig? Wozu ist Transaktionsmanagement im Krankenhausinformationssystem erforderlich?

119 Integrität und Integration im KIS: Integrität 119 Was bedeutet ACID? Wie funktioniert das 2-phase-commit Protokoll? Wird das 2-phase-commit Protokoll in Krankenhausinformationssystemen eingesetzt? Warum? Welche Alternative gibt es?

120 Integrität und Integration im KIS: Integrität Inhaltliche Integrität (semantic integrity): Medical Data Dictionaries 11 Wieso auch inhaltliche Integrität? 11 HUFF SM, CIMINO JJ (1995): Medical Data Dictionaries and their use in Medical Information System Development. In: PROKOSCH HU, DUDECK J (1995): Hospital Information Systems, Elsevier, BÜRKLE T (2000): Can we classify Medical Data Dictionaries?. In: HASMAN et al. (Hrsg.) (2000): Medical Infobahn for Europe. Proceedings of the MIE2000 and GMDS2000. Amsterdam: IOS, PROKOSCH HU, DUDECK J, MICHEL A (1992): Standards for Data Dictionaries. In: BAKKER AR, EHLERS CT, BRYANT JR, HAMMOND WE (Hrsg.) (1992): Hospital Information Systems - Scope, Design, Architecture. Amsterdam: North Holland,

121 Integrität und Integration im KIS: Integrität 121 Was ist ein data dictionary? Woraus besteht ein medical data dictionary? Was ist eine Nomenklatur? Nennen Sie zwei Beispiele? Was haben Nomenklaturen mit medical data dictionaries zu tun? Hat das UKL-KIS ein MDD?

122 Integrität und Integration im KIS: Integration Integration Zusammenschluss von Teilen zu einem Ganzen, das gegenüber seinen Teilen eine neue Qualität aufweist 12 Unterschied zu Integrität?? 12 [BI Universallexikon (1989)]

123 Integrität und Integration im KIS: Integration 123 Ziele: 1. Nutzung von Anwendungsbausteinen des Krankenhausinformationssystems ermöglichen.

124 Integrität und Integration im KIS: Integration Zusammenarbeit unterschiedlicher Nutzer ermöglichen 13 Was kommt Ihnen an diesem Bild bekannt vor? 13 Weber H. (Hrsg.) (1997). The Software Factory Challenge.

125 Integrität und Integration im KIS: Integration Nutzung der benötigten unterschiedlichen Anwendungsbausteine des Krankenhausinformationssystems am jeweiligen Arbeitsplatz ermöglichen.

126 Integrität und Integration im KIS: Integration Datenintegration (data integration) Ein Datum, das im Rahmen einer Aufgabe einmal erfasst wurde, muss innerhalb des KIS nicht wieder erfasst werden, auch wenn es im Rahmen dieser oder einer anderen Aufgabe wieder benötigt wird. Beispiel für fehlende Datenintegration? Welche Werkzeuge/Methoden würden Sie im KIS zur Herstellung der Datenintegration einsetzen?

127 Integrität und Integration im KIS: Integration Zugangsintegration (access integration) Zugangsintegration (access integration) ist gewährleistet, wenn Funktionen, die von einem Anwendungsbaustein angeboten werden, überall dort auch genutzt werden können, wo sie benötigt werden. Beispiel für fehlende Zugangsintegration? Welche Werkzeuge/Methoden würden Sie im KIS zur Herstellung der Zugangsintegration einsetzen?

128 Integrität und Integration im KIS: Integration Präsentationsintegration (presentation integration) Präsentationsintegration (presentation integration) ist gegeben, wenn unterschiedliche Anwendungsbausteine ihre Daten und ihre Benutzeroberfläche in einer einheitlichen Weise präsentieren. Beispiel für fehlende Präsentationsintegration? Welche Werkzeuge/Methoden würden Sie im KIS zur Herstellung der Präsentationsintegration einsetzen?

129 Integrität und Integration im KIS: Integration Kontext-Integration (visual integration) Eine Teilaufgabe, die im Rahmen einer Aufgabe einmal für einen bestimmten Zweck durchgeführt werden muss, soll innerhalb des KIS in einer anderen oder derselben Aufgabe nicht wieder durchgeführt werden müssen, wenn genau dieser Zweck wieder erreicht werden soll. Beispiel für fehlende Kontextintegration trotz Daten-, Funktions- und Präsentationsintegration?

130 Integrität und Integration im KIS: Integration 130

131 Integrität und Integration im KIS: Integration 131 In der Literatur wird diese Art der Integration auch als visuelle Integration (visual integration) 14 bezeichnet. Warum? Warum wird hier von Kontextintegration gesprochen? Kommentar [AW4]: Bis hier am The Clinical Context Object Workgroup (1998). Clinical Context Object Workgroup. HL7 special interest group "Clinical Context Object Workgroup". White Paper. CCOW (

132 Integrität und Integration im KIS: Integration Methoden & Werkzeuge zur Systemintegration in verteilten Systemen (DB n -Architekturen) föderierte Datenbanksysteme Ein föderiertes Datenbanksystem ist ein integriertes System autonomer (Komponenten-) Datenbanksysteme. Bei föderierten Datenbanksystemen wird die klassische 3- Ebenen-Architektur (NICHT 3lgm!!) um Aspekte der Verteilung, Heterogenität und Autonomie ergänzt.

133 Integrität und Integration im KIS: Integration 133 Grundlegende Arbeit ist [SHETH A, LARSON J (1990)], siehe auch [RAHM (1994)], [Hasselbring (1997)]. 15 Die Architektur von SHETH und LARSON unterstützt in erster Linie den globalen Zugriff auf die Komponenten-Datenbanken. 15 Sheth, A. and J. Larson (1990). "Federated database systems for managing distributed, heterogeneous, and autonomous databases." ACM Computing Surveys 22(3): Rahm, E. (1994). Mehrrechner-Datenbanksysteme: Grundlagen der verteilten und parallelen Datenbankverarbeitung. Bonn, Addison- Wesley. Hasselbring, W. (1997). A Federated Schema-Based Middleware Architecture. New Technologies in Hospital Information Systems. J. Dudeck, B. Blobel, W. Lordieck and T. Bürkle. Amsterdam, IOS Press: 24-29

134 Integrität und Integration im KIS: Integration 134 Hierzu werden global interessierende Teile der Komponenten- Datenbankschemata zum föderierten Datenbankschema zusammengefügt. In einer Meta-Datenbank (Data Dictionary) werden die Informationen darüber verwaltet, wo welche Daten wie gelesen bzw. geändert werden dürfen. [SHETH A, LARSON J (1990)]:

135 Integrität und Integration im KIS: Integration 135

136 Integrität und Integration im KIS: Integration 136 Voraussetzung: Alle Komponenten-Datenbankschemata sind bekannt und die Komponenten-Datenbanksysteme sind offen.

137 Integrität und Integration im KIS: Integration 137 Mögliches Ziel: Auf der Basis des föderierten Datenbankschemas kann ein Softwareprodukt realisiert werden, das auf die Datenbanken aller Komponenten-Datenbanksysteme zugreifen kann. Wo liegt das Problem im rechnerunterstützten Teil eines Krankenhausinformationssystems?

138 Integrität und Integration im KIS: Integration 138 Hausaufgaben Bitte lesen Sie Chapter 3.7 zu Ende und Chapter 3.8 in Haux R., Winter A., Ammenwerth E., Brigl B. (2004). Strategic Information Management in Hospitals Springer, New York Bitte bringen Sie das Buch (oder Kopien der Seiten) regelmäßig mit in den Unterricht.

139 Integrität und Integration im KIS: Integration Middleware In verteilten Informationssystemen bezeichnet Middleware weit mehr als nur den Schrägstrich / in Client/Server [TRESCH M (1996)]. Dort finden Sie eine sehr schöne Übersicht zum Thema!

140 Integrität und Integration im KIS: Integration Klassische Middleware Kommunikation: Remote Procedure Call (RPC) ermöglichen das Ausführen einer Prozedur, die auf einem entfernten Server ablaufen kann, durch einen Prozess, der auf dem lokalen Client läuft; (z. B. für FTP, Telnet, anwendungsspeziefische Operationen) Vermittlung wird i. d. R. vom Betriebssystem zur Verfügung gestellt

141 Integrität und Integration im KIS: Integration 141 Vermittlerbausteine (Bsp): o Microsoft RPC Locator Microsoft Locator is the default name service that ships with Microsoft Windows NT /Windows The RPC run-time library uses it to find server programs on server host systems. o Unix Portmapper (Industrie-)Standards für RPC: Network Computing System (NCS); genutzt haupsächlich von Microsoft Open Network Computing (ONC); genutzt hauptsächlich von UNIX- Implementierungen

142 Integrität und Integration im KIS: Integration 142 Standardisierung und Erweiterung der Funktionalität durch Distributed Computing Environment (DCE) der Open Systems Foundation (OSF) [siehe dort im WWW]

143 Integrität und Integration im KIS: Integration 143 Hinweise: Remote Function Call (RFC): SAP-spezifische Technik zum Aufruf von Operationen von SAP-Anwendungsbausteinen Bei KIS: z.b. Kommunikationsverbindung zur Übermittlung von Operationsdaten von MCC an IS-H OP-Datensätze per RFC R/3 IS-H MCC Bewegungs-IDs als Rückgabe der RFCs

144 Integrität und Integration im KIS: Integration 144 Message Queuing beschreibt eine Mailbox-ähnliche Kommunikation mit Hilfe eines automatisierten Mechanismus in Form eines Queue Managers. Ein Vorteil im Vergleich zu RPC: Broadcasting z.b. MQSeries Wollen Sie sich mal schlau machen?

145 Integrität und Integration im KIS: Integration 145 Bei KIS: Kommunikationsserver z.b. bei den Kommunikationsverbindungen für ADT-Daten aus IS-H an MCC und Operationsdaten aus MCC an IS-H:

146 Integrität und Integration im KIS: Integration 146 Ausschnitt aus der log. WE des UKL-KIS:

147 Integrität und Integration im KIS: Integration 147 SQL: SQL-Treiber Schnittstelle (API) zu beliebigen Datenbanken (z.b. ODBC) Vermittler-Bausteine (Bsp): SQL-Gateway-Server eigenständiger Prozess, der Anfragen an beliebige Datenbanken übersetzt

148 Integrität und Integration im KIS: Integration Middleware in verteilten Objektsystemen Object Management Architecture (OMA) und Common Object Request Broker Architecture (CORBA): OMA (Überblick)

149 Integrität und Integration im KIS: Integration 149 ORB-Spezifikation (Auszug) Diese Architektur wird von der Object Management Group (OMG) (weiter-) entwickelt. Bitte schauen Sie sich an!!

150 Integrität und Integration im KIS: Integration 150 Das verteilte System besteht aus Objekten, die Dienste ( services ) anbieten. Jedes Objekt kann je nach Situation Client oder Server sein. Dienste können dynamisch bei dem zu einem Zeitpunkt geeignetsten Objekt (=Server) angefordert und genutzt werden. Dienste können in einer konkreten Implementierung festgelegt und realisiert werden. Dienste können durch die OMG bzw. (branchen-) spezifische Arbeitsgruppen (domain task forces (DTF)) normiert werden (s.u.) Art und Sprache der Implementierung der Dienste ist einem Client ebenso unbekannt wie die Adresse des geeignetsten Servers.

151 Integrität und Integration im KIS: Integration 151 Ein Object-Request-Broker (ORB) liefert bei Anforderung eines Dienstes die Adresse des aktuell geeignetsten Servers und die Eigenschaften/Qualitäten des angebotenen Dienstes Im Krankenhausinformationssystem: Nicht geeignet zum Verknüpfen vorhandener Anwendungsbausteine. Geeignet zur Entwicklung eines NEUEN Anwendungsbausteins (z.b. für Klin. Arbeitsplatzsysteme), aus dem heraus auf vorhandene Anwendungsbausteine zugegriffen werden soll. Für legacy systems sind wrapper erforderlich. [BRODIE, STONEBRAKER (1995)]

152 Integrität und Integration im KIS: Integration 152 Konsequenzen für das strategische Management eines Krankenhausinformationssystems: CORBA liefert eine sehr gut geeignete Architektur für Krankenhausinformationssysteme CORBA schafft die künftige componentware und kann die erforderliche Integration liefern. Das Werkzeug für die KIS-Manager war bisher der Kommunikationsserver; künftig ist es der Object-Request-Broker ORB.?

153 Integrität und Integration im KIS: Integration 153 ABER: (ähnlich wie bei Komm.-Server + HL7) die Softwareindustrie muss CORBA-konforme Softwarekomponenten liefern! ABER: Welche Dienste sollen durch die Objekte angeboten werden?

154 Integrität und Integration im KIS: Integration 154 OLE, COM/DCOM Wettbewerbsprodukte bzw. Architekturen im Microsoft-Umfeld. Möglicherweise müssen die vorangegangenen Aussagen revidiert werden! Hypertext Markup Language (HTML) Wie verhält sich HTML zu Middleware???

155 Integrität und Integration im KIS: Integration 155 Kommunikationskategorien zwischen Anwendungsbausteinen: Datenbankzugriff synchrone Kommunikation bei der der Prozess auf dem lokalen Rechner solange unterbrochen wird, bis die Prozedur auf dem entfernten Rechner vollständig durchgeführt worden ist. asynchrone Kommunikation Asynchrone Kommunikation bedeutet, dass der Prozess auf dem lokalen Rechner Client oder Server nach dem Initiieren des Kommunikationsvorgangs mit dem entfernten Rechner Server nicht solange unterbrochen wird, bis Antwortdaten von dem entfernten Rechner Server eintreffen. Diese Art der

156 Integrität und Integration im KIS: Integration 156 Kommunikation erfolgt durch das Versenden von Nachrichten (messages).

157 Integrität und Integration im KIS: Integration Methoden und Werkzeuge für die Integration von Krankenhausinformationssystemen Datenintegration in Krankenhausinformationssystemen mit DB n - Architekturstil durch Nachrichtenversand Kommunikationsserver Kommunikationsstandards

158 Integrität und Integration im KIS: Integration Zugangs- und Präsentationsintegration in Krankenhausinformationssystemen bei verteilten Objektsystemen (CORBAmed) 18 CORBAmed is the OMG's Domain Task Force on Healthcare with the mission to:... CORBAmed defines standardized object-oriented interfaces between healthcare related services and functions. 18 Diese Informationen basieren auf [Object Management Group Healthcare Domain Task Force (1998)]. Bitte schauen Sie sich an!!!

159 Integrität und Integration im KIS: Integration 159 These interfaces serve to promote interoperability between a variety of platforms, operating systems, languages and applications.... CORBAmed has formed both informal and formal relationships with the following other standards groups. Health Level 7 (HL7) DICOM Stichting Groupe RICHE... The cost and quality of healthcare software can be improved by inheriting characteristics which are common to other businesses.

160 Integrität und Integration im KIS: Integration 160 Most businesses involve persons and/or institutions which interact in the following ways: Ordering Tracking (workflow) Scheduling Delivery of goods/services (order fulfillment) Billing Inventory Personnel administration Common services (security, timekeeping, persistence, vocabulary, etc.)

161 2.3 Architektur der logischen Werkzeugebene von Krankenhausinformationssystemen 161 It should therefore be possible to build a top level model of the healthcare domain which inherits from these general business functions: Persons: Patients (PIDS service) Guardians/guaranteer Physicians Nurses Technologists Therapists Pharmacists Clerical Personnel Administrative personnel Maintenance personnel Etc.

162 Institutions: Hospital Clinic Office practice Laboratory Pharmacy Etc. Ordering Clinical Orders (medications, diagnostic procedures, therapeutic procedures) Event orders (ADT) Tracking Enterprise (patient tracking) Departmental (workflow tracking) Scheduling Enterprise Departmental

163 Delivery of goods/services (order fulfillment) Clinical Observations/Results Reporting Clinical Decision Support Etc Healthcare Financial Services

164 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 164

165 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 165 CORBAmed Services This is a notional package to illustrate the extent of the expected complete scope of CORBAmed's activities.

166 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 166 Patient Centred Services Those services that are chiefly centred around identifying and describing the patient. Medical Transcription Service <<RFP>> Transcription of clinical information about the patient - to be entered into the patient record. Record Locator Service <<future>> Enables the location of segments of a distributed patient record. Person Demographic Service <<future>> Provides demographic information about persons (date of birth, name, address, relationships to other people etc.).

167 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 167 Person Identification Service (PIDS) <<adopted>> Enables matching of person traits and identifiers - a tracing service. Clinical Observations Access Service (COAS) <<RFP>> Enables access to observations made of an observed subject. These observations of many types (text, measurements, wave forms etc.). Clinical Image Access Service (CIAS) <<RFP>> Enables access to images made of an observed subject. Summary List Management Service (SLIMS) <<future>>

168 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 168 Provider Centred Services Services that are chiefly aimed at provider support. Careplan Management Service <<future>> Creation of a plan of clinical and administrative activities (or events) that may be executed by the care plan execution service. Careplan Usage Service <<future>> Invokes the establishment, requesting, performance and other states of work items. Manages the on-line co-ordination of activities between peer Care plan execution servers. Worklist Management Service <<future>> Utilizes information about planned activities to develop worklists for specific agents.

169 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 169 Enterprise Information Services Provision of organisational information that can be used in the planning and execution of care. Knowledge and Decision Support Services Generic package, covering LQS, & provide protocol & enterprise info. Lexicon Query Service (LQS) <<adopted>> Provision of lexical and knowledge information. Protocol Access Service <<future>> Provide complete or part protocols for implementation as care plans. Health Data Interpretation Facility (HDIF ) <<RFP>> Decision support facility.

170 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 170 Location Service <<future>> Provide information on physical locations: postal addresses, map references, wards etc.. Resource Management Service <<future>> Locate, allocate and dispose of resources. Supplies Service <<future>> Locate, allocate and dispose of consumable resources. Organisation Record Service <<future>> Identify organisations, their nature and roles and their relationships to each other. Authorisation Service <<future>> Provide information on the authorities, rights and

171 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 171 responsibilities of organisations and people. Includes sources of authority. Healthcare Resource Access Control (HRAC) The CORBAmed security service. Pharmacy Interaction Facility (PIF) Facilitate the communication of prescription information between pharmacy prescribers and pharmacy dispensers. Administration Centred Services <<RFI>> Services to the enterprise of an administrative (non clinical) nature.

172 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 172 Ist es Ihnen aufgefallen: Ein CORBAbasiertes Krankenhausinformationssystem verliert seine abteilungsbezogene Struktur und gewinnt eine integrative, dienstorientierte Struktur. So stellen wir uns eigentlich auch Krankenhäuser künftig vor! Der Rote Faden

173 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 173 Grundlagen (Wiederholung aus KIS I) Was sind Krankenhausinformationssysteme? (Wie werden sie konstruiert?) (Objekt der Untersuchung: der Körper) Was zeichnet ein gutes Krankenhausinformationssystem aus? (Zustand des Objekts: Diagnostik) Wie erreicht man ein gutes Krankenhausinformationssystem? (Wie führt man strategisches Informationsmanagement im Krankenhaus durch?) (Bearbeitung des Objekts: Prophylaxe & Therapie) Wie betreibt man ein Krankenhausinformationssystem? (Ernährung, Sozialwissenschaften)

174 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 174 EUROREC

175 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen Architektur der logischen Werkzeugebene von Krankenhausinformationssystemen 2.3.1Typische rechnerunterstützte Anwendungsbausteine 2.3.2Architekturstile bzw. Referenzarchitekturen Integration Integrationsbegriffe Methoden und Werkzeuge für die visuelle Integration 2.3.4Integration in die Gesundheitsversorgungsregion Literatur

176 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen Kontextuelle Integration mit CCOW ACHTUNG: Mit Hilfe der Folien von Oliver Stolle aus dem Seminar im SS02 überarbeiten. Siehe für Erläuterungen:

177 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 177

178 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 178

179 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 179 Healthcare Information Systems Architecture (HISA) 19 HISA ist eine Europäische (Vor-) Norm! HISA is an open architecture, based on the introduction of a middleware of common healthcare-specific services, on top of which existing systems can be made interworking and new application systems can be rapidly developed. New applications need no local database 19 (FERRARA 1997), [CEN/TC251 (1997)]

180 Integrität und Integration in Krankenhausinformationssystemen 180 Healthcare