Der Ausbau der klinischen Entscheidungsunterstützung am Universitätsklinikum Erlangen vom Workaround zur vollwertigen. Integration

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1 GMDS ConHIT-Satellitenworkshop 2016 Der Ausbau der klinischen Entscheidungsunterstützung am Universitätsklinikum Erlangen vom Workaround zur vollwertigen Integration Erlangen, M.Staudigel

2 Seite 2 Zu meiner Person: Werdegang: Beschäftigt am Universitätsklinikum Erlangen (UKEr) seit 1998 Seit 2011 Dipl. Inf. am Medizinischen Institut für Informations- und Kommunikationstechnik (MIK) des UKEr Seit 10/2015 Doktorand am Lehrstuhl für Medizinische Informatik der FAU Erlangen Schwerpunkte: Systemintegration Intensivstationäres PDMS Klinische Entscheidungsunterstützung

3 Seite 3 Inhalt: Grundlagen zu Arden und Arden-Integration Entwicklungsschritte Folge geänderter technischer Rahmenbedingungen. Vergangenheit: Meilensteine 2006 bis 2014 Jetzt: Aktuelle Projekte und Pläne Der Schritt zur Vollwertigen Integration. Produktiveinsatz am UK-Erlangen Forschungsfrage: Welche Anforderungen stellt die ideale Anbindung mit Modellcharakter?

4 Seite 4 Die Arden-Syntax HL7 Standard für Formulierung und Weitergabe von medizinischem Wissen Kleinste Wissenseinheit: MLM 1 MLM 1 klinische Entscheidung MLMs entsprechen WENN-DANN-Regeln Klassisch: Entscheidungsunterstützung und Monitoring. WENN Pat. überbeatmet Alert Andere Einsatzgebiete möglich

5 Seite 5 Die Arden-Syntax

6 Seite 6 Wie funktioniert Arden-Anbindung generell? 2 Mindestvoraussetzungen: A: Trigger - Mechanismus B: Externer Datenzugrif Arden Engine READ { } { B Trigger Methods Interface Component A } Clinical Information System Evaluation Methods KRAUS, Stefan, et al. Accessing complex patient data from Arden Syntax Medical Logic Modules. Artificial intelligence in medicine, 2015.

7 Seite 7 Systemlandschaft am UKEr: CDSS Verwendung der Arden Syntax ( seit 2008 EDSF, ab 2010 Medexter ) Aktuell: Arden Suite der Fa. Medexter, Version Verwendung in 2 Kliniken produktiv, 1 in Konfiguration. PDMS Produkt: ICM der Firma Dräger Medical Start 2006, Anästhesie 25 Betten, ICM V3.8 Aktuell 9 Mandanten produktiv, 3 in Konfiguration 165 Betten

8 Seite 8 Systemlandschaft:

9 Seite 9 Meilensteine - Prototyp 2008 Kein Zugrif auf Patientendaten Export von Daten nur zeit- oder benutzergesteuert als Textdatei Kein Ereignistrigger vorhanden Keine frei programmierbare Datenschnittstelle Kraus, Integration wissensbasierter Funktionen in ein kommerzielles Patientendatenmanagement System, Diplomarbeit 2008, FAU Erlangen

10 Seite 10 Meilensteine Erweiterungen bis 2014 HL7 Kraus, Stefan, et al. "Integrating Arden-Syntax-based clinical decision support with extended presentation formats into a commercial patient data management system." Journal of clinical monitoring and computing 28.5 (2014):

11 Seite 11 Situation jetzt: Aktuelle Projekte ICM: Umbruch vom Dokumentationssystem zum Medizinprodukt Seit 04/2015 JSON Schnittstelle zur Abfrage von Daten. + Daten können aktiv abgefragt werden + Antwortzeiten in Größenordnung von Millisekunden -- Proprietäres, zustandsbehaftetes Kommunikationsprotokoll Arden Suite Versionswechsel: Neuimplementierung des Arden Hostinterface + Ofene Schnittstelle in Form einer erweiterbaren JAVA Klasse + Verwendung von JAVA Bibliotheken möglich -- Hoher Implementierungsaufwand, auch für Standardzugrife

12 Seite 12 Aktuelle Projekte Abschaffung der Datenreplikation zugunsten eines vollwertigen Datenzugrifs Implementierung einer zeitnahen Ereigniserkennung Vereinheitlichung der Schnittstellen (Datenquellenabstraktion) Event Datenbank Event Detektor ICM Daten als Webservice ICM Outbound Schnittstelle MySQL DB XY MLM MySQL HostInterface MLM ICM Inbound Arden Host Interface MLM Outbound Wissensbasis Mail SMS ICM Arden Engine SMTP Server ICM SMS Gateway Patientendatenbank ICM Inbound Schnittstelle

13 Seite 13 Aktuelle Projekte Schnittstellen Abstraktion Alle Schnittstellen implementieren ein Interface, Speziallösungen müssen jedoch selbst entwickelt werden.

14 Seite 14 Aktuelle Projekte Schnittstellen Abstraktion Standardinterfaces sind bereits implementiert, alle Schnittstellen werden über eine Konfigurationsdatei konfiguriert.

15 Seite 15 Aktuelle Projekte Schnittstellen Abstraktion Definition einer Syntax für den Inhalt von Curly Braces, die (institutsübergreifend) verständlich und (institutsspezifisch) semantisch eindeutig ist. mailsender := interface { } [ ] call mailsender with my_ ; glucose := READ {icm:laborwerte Substrate>Glucose [Fallnummer]}; Definition des Kommunikationsendpunktes Angabe: optional falls nicht vorhanden Rückgrif auf Standard-Datenquelle Definition Parameter Angabe: abhängig von Alias falls Alias parametrierbar definiert ist, werden die Parameter durch übergebene Werte ersetzt. Definition des Alias Angabe: obligat die angesprochene Datenquelle ist verantwortlich für die Auflösung des Alias Definition Patientenkontext Angabe: optional explizite Angabe vor impliziter

16 Seite 16 Aktuelle Projekte Datenquellen Abstraktion

17 Seite 17 Der Schritt zur vollständigen Integration Was fehlt zur idealen Lösung? Hoher Aufwand (lokale Maßanfertigung) Reduzierte Performanz durch aufwändige Nachimplementierung fehlender Funktionalitäten Schlechte Übertragbarkeit auf andere Institutionen Schlechte Austauschbarkeit der beteiligten Systeme Modellcharakter nur durch Verwendung etablierter Standards zur inter-system-kommunikation

18 Seite 18 Der Schritt zur vollständigen Integration Kommunikationsstandards für das Gesundheitswesen? HL7 V2, HL7 V3, CDA, FHIR, DICOM, FHIR = Fast Healthcare Interoperability Ressources Next generation standards framework created by HL7 Kommunikation über http(s) CRUD Operationen über http Methoden Austausch von Ressourcen kodiert in JSON oder XML POST Neuanlage Ressource GET Abfrage einer Ressource GET Ressourcen Query

19 Seite 19 Der Schritt zur vollständigen Integration POST Meldung Ereignis MLM FHIR Server MLM http / https FHIR Client MLM ICM Outbound Schnittstelle ICM Wissensbasis Arden Engine MySQL Patientendatenbank ICM Inbound Arden Host Interface FHIR Client http / https FHIR Server Outbound Mail SMS ICM Inbound Schnittstelle ICM CDSS PDMS GET GET POST Abfrage Patientendaten Abfrage Untersuchungen Anlage Anordnung

20 Seite 20 Fazit zur Lösung am UKEr Aktuell: Brauchbar für den Routinebetrieb ( in Erlangen ) Basierend auf Individuallösungen und Workarounds Hoher Implementierungsaufwand Einbußen bei Performanz Nicht auf andere Häuser übertragbar Mit dem vorgestellten Konzept unter Verwendung von FHIR könnten Hersteller in die Verantwortung genommen werden. Der individuelle Entwicklungsaufwand wird minimiert und die Integration vereinfacht.

21 Seite 21 Aktuelle Projekte: Präsentation - Interaktion Realisierung von interaktiven Präsentationsmechanismen Ereignisrückkopplung, Ermöglichen von Eskalationsketten ICM-Client ICM Webcontrol Webserver ICM Sites Web-Client

22 Seite 22 Aktuelle Projekte Schnittstellen Abstraktion Ausschnitte der Implementierung eines Spezialinterface