Der OP der Zukunft - Sichere Vernetzung von Medizingeräten und IT-Systemen -
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- Alfred Bruhn
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1 Der OP der Zukunft - Sichere Vernetzung von Medizingeräten und IT-Systemen - Markus Birkle Zentrum für Informations- und Medizintechnik Universitätsklinikum Heidelberg HL7 Austria Jahrestagung März 2013 Wien
2 EINFÜHRUNG Überblick über das Projektkonsortium 2
3 Allgemeine Informationen zum Projekt OR.NET BMBF gefördertes Verbund-Forschungsprojekt (Leuchtturmprojekt) Projektträger: VDI/VDE-IT Laufzeit: 3 Jahre (09/2012 bis 09/2015) Folgeprojekte geplant 46 Partner und über 20 assoziierte Partner Gesamtvolumen: 18,5 Mio. Euro (davon ca. 15 Mio. Euro gefördert) Projektkoordination Prof. Dr. med. Björn Bergh (Sprecher) Zentrum für Informations- und Medizintechnik (ZIM) Universitätsklinikum Heidelberg Prof. Dr. Tim C. Lüth (Stellvertreter) Lehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik Technische Universität München Prof. Dr. Ing. K. Radermacher (Stellvertreter) Lehrstuhl für Medizintechnik im Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen 3
4 Projektpartner SurgiTAIX 4
5 Gesamtziel des Projekts ist die Entwicklung von zertifizierbaren, dynamischen, herstellerunabhängigen Vernetzungsmöglichkeiten bestehender und zukünftiger Geräte sowie Softwarelösungen im medizinischen Umfeld.
6 Projektziele im Detail Sichere und Dynamische Vernetzung von Medizinprodukten und Informationssystemen Integration mit klin. Informationssystemen wie KIS, PACS, etc. Interoperabilität der verwendeten Produkte u. Systeme Erweiterbarkeit durch neue Geräte und Services Schaffung bzw. Erweiterung von Standards zur Vernetzung und zum Datenaustausch Fernsteuerung von Geräten durch zentrale Bedieneinheiten Verteilung von Patientendaten auf Medizingeräten Berücksichtigung von Anforderungen der Betreiber Regulatorische Anforderungen Zulassung Integration und Präsentation in einem Demonstrator 6
7 7 DETAIL Anforderungen an die Vernetzung von Medizingeräten und IT-Systemen
8 8 Anforderungen an den OP der Zukunft
9 Der Bedarf Heute Eingeschränkte Interoperabilität von Medizinprodukten und IT-Systemen - Schnittstellen nicht offen / standardisiert - Schnittstellen (oft) nur proprietär - Nur zwischen bestimmten Herstellern (Auch dann oft eingeschränkt) - Behinderung der Marktentwicklung Sicherheit - Medizinprodukte sind ein großes Risiko für IT Netze - Kein / eingeschränkter Malwareschutz (Trotzdem Kommunikationsanforderungen) - Menschliche Fehler / Risiken Eigenherstellung - Beim Koppeln der Medizinprodukte (miteinander) / mit den IT-Systemen - Betreiber in der Pflicht Ziel Standardisierte Interoperabilität für alle Medizinprodukte und IT-Systeme - Freie Kaufentscheidung - Freie Marktentwicklung - Sichere Medizinprodukte (oder sichere Einbindung) - Ohne Zusatzaufwand - Sichere Bedienung durch MMI Optimierung - Keine Eigenherstellung sondern zugelassene Kombinationen - Betreiber aus der Pflicht 9
10 Erfassung der Anforderungen Projektantrag Klinische Use Cases Kommunikationsmatrix Techn. Schlüsselindikatoren Anforderungsliste ID Beschreibung Typ Subsystem Verbindlichkeit Quelle #78 Das Gesamtsystem verteilt Patientendaten auf Funktional Nichtfunktional muss/kann/soll 10
11 Zusammenfassung der Anforderungen Es muss ein standardbasiertes, dynamisches, sicheres, interoperables, System entwickelt werden, das Medizinprodukte und IT- Systeme verbindet. Verwendung einer Serviceorientierten Architektur (SOA) und Plug n Play Mechanismen Netzwerktrennung, Gateways und Maleware-Erkennung Verwendung Middleware und gemeinsames Datenmodell oder Austauschformat
12 12 DETAIL Lösungsansatz für die sichere und dynamische Vernetzung
13 Lösungsansatz allgemein Ganzheitlicher, offener, Service orientierter Architekturansatz Open Surgical Platform (OSP) Entwicklung eines neuen, geeigneten Kommunikationsprotokolls unter Berücksichtigung bereits existierender Lösungen und bestehender nationale und internationale Standardisierung Open Surgical Communication Protocol (OSCP) 13
14 Open Surgical Plattform (OSP) Keine Komponenten im eigentlichen Sinne Service Orientierte Architektur Definition von Diensten / Services Kommunikationswegen Anforderungen (Infrastruktur, Geräte, ) Modulare Systemarchitektur zur Sicherstellung von Erweiterbarkeit Zertifizierbarkeit Betriebssicherheit 14
15 Open Surgical Communication Protokol Basierend auf IEEE (OSCP) Eigenes Datenmodell zur Vereinigung von Medizinischen Informationen Technischen Informationen Berücksichtigung von (Sicherheits-)Technischen Anforderungen Ausfallsicherheit Echtzeitkommunikation (Latenzzeiten, garantierte Kommunikation) Große Datenmengen Datenschutz 15
16 Systemarchitektur (schematisch) Klinisches IT Netzwerk Open Surgical Platform (OSP) Medizingeräte Sunetz IS Typ 1 Vermittlungsschicht MP Typ 1 Fieldbus Subnet 1 HL7 HIS / CIS OSCB OSCP HL7 Netzwerktrennung OSCP Connector MP KOM HL7 ADT, ORM, ORU IS Typ 4 - PACS DICOM MWLP (e.g.. HIS, RIS, ) Connector IS Incl. OSSIE OSCB DICOM - MWL SOA Services Erweiterbarkeit MP Typ 2 OSCP DICOM MWLU + SCU Fieldbus Subnet 2 Software API/ Embedded Chip PACS DICOM SCP DICOM Store 16
17 17 Systemarchitektur (schematisch)
18 DETAIL Standardisierung in OR.NET 18
19 Standardisierungskonzept Weiterentwicklung bestehender Standards Rad nicht neu erfinden Ergebnisse schnell in den Markt bringen Publicly Available Specification Entwicklung von Micro Integrations Profile (MIP) Macro Integrations Profile (MAP) 19
20 Analyse von Kommunikationspfaden führt zu MIPs MIP ID Gerät / System Gerät / System Inhalt Richtung hin ---> Datenarten Inhalt Richtung zurück <--- Daten Patientenmonitor seine Konfiguration und aktuellen Einstellungen / Werte d,e,f Patientenstammdaten, Vitaldaten, Beatmungsparameter; Warnmeldungen und Alarme; Steuerdaten b,c,d,e,f Neuromonitor seine Konfiguration und aktuellen Einstellungen / Werte d,e,f Steuerdaten d,e Anästhesie-Workstation Beatmungsparameter (b), Kapnographie (a), Druck-&Volumenverläufe (a), Diverse Alarme, z.b. Beatmungsdruck hoch, Tidalvolumen niedrig/hoch, Apnoe, Hypo-/Hyperkapnie a,b,c,e,f Patientendaten, Steuerdaten (b) (intelligente) Alarme (c) Steuerdaten, Beatmungsparameter (e) b,c,e Narkosegerät Teleanästhesie-Workstation Beatmungsparameter (b), Kapnographie (a), Druck-&Volumenverläufe (a) Diverse Alarme, z.b. Beatmungsdruck hoch, Tidalvolumen niedrig/hoch, Apnoe, Hypo- /Hyperkapnie (c) Röntgengerät Alarme c,f HF-Gerät Warnung c OP-Laser Warnung c Fräse Warnung c Consumer Laparoskopieeinheit Warnung c (b?) OP-Tisch Warnung c a,b,c,e,f Provider KIS Einstellungen, Änderungen und protokollierten Verbräuche; Alarme (Dokumentation) a, b, c, d, e, f Patientendaten; administrative Daten b OP-Doku-System Einstellungen, Änderungen und protokollierten Verbräuche; Alarme (Dokumentation); Betriebszeiten / Statistik / Abrechnung a, b, c, d, e, f administrativen Daten von Patient und OP-Auftrag b Patientenmonitor Laufrate, Inhalt der Infusionslösung (Medikament & Dosierung) (b); Konfigurationen und aktuellen Einstellungen / Werte b,d,e,f Laufrate, Informationen zur medikamentösen Therapie (b/e); Steuerfunktionen b,d,e,f Neuromonitor Konfigurationen und aktuellen Einstellungen / Werte zur Verfügung d,e,f Steuerfunktionen d,e,f Infusionspumpen Anästhesie-Workstation Laufrate, Inhalt der Infusionslösung (Medikament & Dosierung) b Teleanästhesie-Workstation Informationen zur Medikamentöse Therapie; Konfigurationen und aktuellen Einstellungen / Werte b,d,e,f Informationen zur Medikamentöse Therapie; Steuerdaten b,e KIS Einstellungen, Änderungen und protokollierten Verbräuche; Alarmprotokoll a, b, c, d, e, f Patientenstammdaten b OP-Doku-System Laufrate, Inhalt der Infusionslösung (Medikament & Dosierung); Einstellungen, Änderungen und protokollierten Verbräuche; Alarmprotokoll a, b, c, d, e, f 20
21 Bsp. MIP Narkosegerät MIP ID Gerät / System Akteure Transaktionen Notwendig Konfigurationsdaten Consumer Sende Konfigurationsdaten (ORNET-1) Konfigurationsdaten Provider R O Narkosegerät 21
22 AUSLBLICK Aktueller Projektstatus und weiteres Vorgehen 22
23 Aktuelle und nächste Schritte Version 1.0 vorhanden von Systemarchitektur Open Surgical Communication Protokol (OSCP) Beginn der Prototypimplementierung Aufbau der Demonstratoren Geplant: Live Demo conhit 2015 Vorbereiten der nationalen und internationalen Standardisierung 23
24 24 Weitere Informationen
25 Vielen Dank! Weitere Informationen unter oder Dipl.-Inform. Med. Markus Birkle Zentrum für Informations- und Medizintechnik Sektion Medizinische Informationssysteme Universitätsklinikum Heidelberg Speyerer Straße Heidelberg Tel: Mailto: markus.birkle@med.uni-heidelberg.de
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