3LGM² - Ein Metamodell für die Modellierung von Informationssystemen im Gesundheitswesen Franziska Jahn 19.10.09 Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie
Teil 1 Einführung in 3LGM² Wozu Modellierung von Informationssystemen im Gesundheitswesen? Definitionen (Modell, Metamodell) Das Metamodell 3LGM² Der 3LGM²-Baukasten Baukastenübersicht Modellierung Erste Schritte Übungsszenario 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 2
Wozu Modellierung von KIS? 1. Dokumentation/Beschreibung des KIS Dokumentation des IST-Zustands 2. Analyse/Bewertung von KIS Bewertung der Qualität von KIS Vergleich/Benchmarking g verschiedener KIS 3. Planung von KIS Erstellung von SOLL-Modellen Unterstützung des Informationsmanagements auf strategischer, taktischer, operativer Ebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 3
Bsp. Ist-Zustand am UKL (Anwendungssysteme) 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 4
Wozu Modellierung von KIS? 1. Dokumentation/Beschreibung des KIS Dokumentation des IST-Zustands 2. Analyse/Bewertung von KIS Bewertung der Qualität von KIS Vergleich/Benchmarking g verschiedener KIS 3. Planung von KIS Erstellung von SOLL-Modellen Unterstützung des Informationsmanagements auf strategischer, taktischer, operativer Ebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 5
Bsp.: Analyse, Bewertung und Vergleich von KIS Analyse: Welche Schnittstellen kommunizieren mit HL7? 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 6
Leipzig 3LGM²- Baukasten F. Jahn 7/53 19 10 200
Wozu Modellierung von KIS? 1. Dokumentation/Beschreibung des KIS Dokumentation des IST-Zustands 2. Analyse/Bewertung von KIS Bewertung der Qualität von KIS Vergleich/Benchmarking g verschiedener KIS 3. Planung von KIS Erstellung von SOLL-Modellen Unterstützung des Informationsmanagements auf strategischer, taktischer, operativer Ebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 8
Definitionen 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] Metamodell: beschreibt ein Rahmenwerk für die Modellierung, bestehend aus Syntax und Semantik (verfügbare Modellierungsobjekte und ihre Bedeutung) Repräsentation der Objekte (z. B. grafisch) (manchmal) Modellierungsregeln 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 9
Das Metamodell 3LGM² 3LGM² = 3-Layer Graph-Based Meta-Model Model... zur Modellierung von Informationssystemen des Gesundheitswesens... definiert die notwendigen Sprachkonzepte und deren Beziehungen... auf drei Ebenen... spezifiziert als UML-Klassendiagramme 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 10
Fachliche Ebene: Unternehmensaufgaben Objekttypen Logische Werkzeugebene: Anwendungsbausteine, DBS Physische sc Werkzeugebene eugebe e GMDS 2008 - F. 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 Jahn 11/19-17 09 200
Logische Werkzeugebene: Anwendungsbaustein- Konfiguration Physische Werkzeugebene: Phys. Datenverarbeitungsbau- stein-konfiguration ti 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 12
3LGM² - Fachliche Ebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 13
3LGM² - Fachliche Ebene - Beispiel (Unternehmens-) Aufgaben: Was wird im Krankenhaus getan? Objekttypen: Welche Information über Objekte wird zur Erledigung der Aufgaben benötigt? Patientenaufnahme Befundanforderung bearbeitet Patient wird interpretiert von 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 14
3LGM² - Logische Werkzeugebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 15
3LGM² - Logische Werkzeugebene Auszug 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 16
3LGM² - Logische Werkzeugebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 17
3LGM² - Logische Werkzeugebene - Beispiel Anwendungsbausteine: unterstützen die Erledigung von Aufgaben Datenbanksysteme: speichern Repräsentationsformen von Objekttypen Schnittstellen,Kommunikationsverbindungen: zum Austausch von Repräsentationsformen von Objekttypen Patientenverwaltungssystem Klinisches Informationssystem 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 18
3LGM² - Physische Werkzeugebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 19
3LGM² - Physische Werkzeugebene - Beispiel Physische Datenverarbeitungsbausteine: Anwendungsbausteine sind darauf installiert Datenübertragungsverbindungen: zum Austausch von Daten zwischen physischen Datenverarbeitungsbausteinen Applikationsserver PVS PC Patientenanmeldung 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 20
3LGM² - Inter-Ebenen-Beziehungen Anwendungsbaustein 1..* wird_in_einer_organisationseinheit_ unterstützt_durch enthält 0..* Anwendungsbaustein- Konfiguration 1..* 1 Aufgabe 0..* Organisationseinheit 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 21
3LGM² - Inter-Ebenen-Beziehungen (2) 0..* 1..* Repräsentationsform Objekttyp wird_repräsentiert_durch {delete link} 0..* 0..* hat_als_master {delete link} {xor} hat_als_master {delete link} Datensatztyp Dokumententyp speichert_datensätze_des 0..1 1..* 0..* {delete link} 1 Datenbanksystem 0..1 verfügt_über {wenn bausteinart = rechnerbasiert} {delete related object} speichert_dokumente_des 0..1 0..* {delete link} 0..1 0..* Dokumentensammlung verfügt_über {wenn bausteinart = papierbasiert} p {delete related object} Nachrichtentyp 1 Anwendungsbaustein 1 Bausteinart: {papierbasiert, rechnerbasiert} 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 22
3LGM² - Inter-Ebenen-Beziehungen (3) Datenverarbeitungs- 1..* baustein-konfiguration 1..* 1 kann_genutzt_werden_über Anwendungsbaustein 1..* Physischer Datenverarbeitungsbaustein 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 23
3LGM² - Inter-Ebenen-Beziehungen - Beispiel Patientenaufnahme Befundanforderung f d Patient FE Patientenverwaltungssystem Klinisches Informationssystem LWE Applikationsserver PVS PWE 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 24
Der 3LGM²-Baukasten: Übersicht 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 25
Modellierung Erste Schritte: Elemente anlegen 3LGM²-Baukasten öffnen Neues Modell anlegen Anlegen von Elementen im Dokumentenfenster Einzelebenenansicht Rechtsklick auf Ebene Neues Element anlegen Auswahl Element benennen Patientenaufnahme ADT-Information Applikationsserver PVS Patientenverwaltungssystem Klinisches Informationssystem 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 26
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen Herstellen von Intra-Ebenen-Beziehungen per Mausklick Linksklick auf erstes, anschließender Rechtsklick auf zweites der zu verbindenden Elemente Auswahl der Beziehung, die hergestellt werden soll, im Kontextmenü Patientenaufnahme ADT-Information 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 27
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen (2) Zuordnung von DBS, Bausteinschnittstellen als untergeordnete Elemente Rechtsklick auf Anwendungsbaustein untergeordnete Elemente Herstellen von Intra-Ebenen-Beziehungen in Eigenschaftsdialogen von Elementen Doppelklick auf Element Beschreibungen Zuordnen von Datenbanksystem, Softwareprodukten zu Anwendungsbausteinen Patientenverwaltungssystem (PatAdmin) Klinisches Informationssystem (PatCare) 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 28
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen (3) Zuordnung von Datensatztypen zu Datenbanksystemen im Eigenschaftsdialog von Datenbanksystemen Anlegen eines neuen oder Verbinden eines freien Datensatztyps Zuordnen des Datensatztyps zu einem Objekttyp im Eigenschaftsdialog von Objekttypen! (später) ADT-Information 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 29
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen (4) Modellierung von Kommunikation zwischen Anwendungssystemen Schnittstellen zweier Anwendungsbausteine durch Rechtsklick auf erste, anschließenden Linksklick auf zweite Schnittstelle verbinden Patientenverwaltungssystem (PatAdmin) Klinisches Informationssystem (PatCare) Nun müssen noch Ereignistypen und Nachrichtentypen (ETNT) über die Schnittstellen versendet bzw. empfangen werden! 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 30
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen (5) ETNT-Kombinationen im Modellbrowser anlegen 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 31
Modellierung Erste Schritte: Intra-Ebenen- Beziehungen (6) ETNT-Kombinationen sowohl der sendenden als auch der empfangenden Schnittstelle zuordnen 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 32
Modellierung Erste Schritte: Inter-Ebenen- Beziehungen Herstellen von Inter-Ebenen-Beziehungen in Eigenschaftsdialogen von Aufgaben: werden zunächst einer Organisationseinheit zugeordnet, anschließend dem Anwendungsbaustein Anwendungsbausteinen: Zuordnung zu physischen Datenverarbeitungskonfigurationen ti Objekttypen: Zuordnung von Nachrichtentypen, Datensatztypen als Repräsentationsform 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 33
Modellierung Erste Schritte: Inter-Ebenen- Beziehungen (2) Aufgaben und Anwendungsbausteine 1. 2. 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 34
Modellierung Erste Schritte: Inter-Ebenen- Beziehungen (3) Anwendungsbausteine und Physische DVB 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 35
Modellierung Erste Schritte: Inter-Ebenen- Beziehungen (4) Objekttypen und Datensatz- bzw. Nachrichtentypen 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 36
Modellierung Erste Schritte: Ergebnis anschauen Nun in Drei-Ebenen-Ansicht umschalten Rechtsklick auf Fachliche Ebene Konfigurationen einblenden Rechtsklick auf Logische Werkzeugebene Konfigurationen einblenden Voilà! 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 37
Übung zur Modellierung Bilden Sie Gruppen von 2 Personen und lösen Sie Übung 1-3 des Tutoriums! 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 38
Teil 2 Referenzmodelle Probleme beim Modellieren Referenzmodelle Das Referenzmodell der Fachlichen Ebene 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 39
Probleme beim Modellieren Wie lange dauert es, ein vollständiges Modell eines KIS zu erstellen? Problem 1: Aufwand Warum ist insbesondere das Modellieren der Fachlichen Ebene schwierig? Problem 2: Identifizieren geeigneter Aufgaben und Objekttypen Wie sehen Fachliche Ebenen von unterschiedlichen Krankenhäusern und folglich unterschiedlichen Modellierern aus? Problem 3: Verwendung unterschiedlicher Begriffe 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 40
Referenzmodelle schaffen Abhilfe bei den Problemen 1 bis 3 Definition Referenzmodell: 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. 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 41
Das Referenzmodell der Fachlichen Ebene Hierarchie der Unternehmensaufgaben eines Krankenhauses Hauptaufgabe 1.Patientenbehandlung Weitere Aufgaben, die der Aufrechterhaltung des Krankenhausbetriebes dienen (Krankenhausverwaltung, Ressourcenmanagement usw.) Objekttypen, die für die Erfüllung der Aufgaben benötigt t werden Angelehnt an HL7-RIM 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 42
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Übung Aufgabe 4 (unter Verwendung des Referenzmodells der Fachlichen Ebene), Aufgabe 5, 6 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 46
Teil 3 - Nutzung von 3LGM²-Modellen für Analyse und Bewertung Einsatzmöglichkeiten von 3LGM²-Modellen Modellen Analysen und Reports im 3LGM²-Baukasten Berechnung von Kennzahlen 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 47
Einsatzmöglichkeiten von 3LGM²-Modellen Modellen Ausgangspunkt: ein vollständiges, aktuelles Modell eines (Krankenhaus-)Informationssystems ist vorhanden Beispiele für den Einsatz Zentrales Repository des Informationssystems (als Nachschlagemöglichkeit im täglichen operativen Betrieb) Erstellung von Ausschreibungsmaterialien für Software (Ist- Modelle, Soll-Modelle, tabellarische Übersichten) Strategische Planung des Informationssystems (Ist- und Sollmodelle) Ausfallszenarien Bewertung des IS durch Kennzahlen, Vergleich mit anderen IS 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 48
Analysen im 3LGM²-Baukasten (Aufgabe 8) Analyse: Rechtsklick auf zu analysierendes Element ( Auswahl einer Analyse im Kontextmenü 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 49
Exporte im 3LGM²-Baukasten (Aufgabe 8) Menü Datei Export Export über XSLT 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 50
Kennzahlen: Funktionale Redundanz Def.: prozentualer Anteil der Anwendungssysteme eines Informationssystems, die abgeschafft werden können, ohne Funktionalität im Informationssystem zu verlieren Enterprise functions p=1,,7 application systems n=1,,9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 B 0 1 0 0 0 0 0 0 0 C 1 1 1 1 0 0 0 0 0 D 0 0 0 1 0 0 0 0 0 Aufgabe 9.1 E 0 0 0 0 1 0 1 0 0 F 0 0 0 0 0 1 0 0 0 G 0 0 0 0 1 0 1 1 1 FRR=4/9=0,44 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 51
Kennzahlen: Datenredundanz von Objekttypen Repräsentationsformen von Objekttypen können in Datenbanksystemen gespeichert werden Objekttyp wird redundant gespeichert, wenn DR>0 Aufgabe 9.2 ADT-Information DR=2 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 52
Literatur zum 3LGM² Siehe http://www.3lgm2.de/publikationen/, z.b. Winter A, Brigl B, Wendt T (2003). Modeling Hospital Information Systems (Part 1): The Revised Three-layer Graph-based Meta Model 3LGM². Methods of Information in Medicine. 42 (5), 544-551 551 Wendt T, Häber A, Brigl B, Winter A (2004). Modeling Hospital Information Systems (Part 2): Using the 3LGM2 Tool for Modeling Patient Record Management. Methods Inf Med 43(3): 256-67. sowie Diplomarbeiten und Dissertationen im Umfeld von 3LGM² Weitere Literatur Haux R, Winter A, Ammenwerth E, Brigl B (2004). Strategic Information Management in Hospitals. An Introduction to Hospital Information Systems. New York: Springer. 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 53
Danke für die Aufmerksamkeit! k 3LGM²-Baukasten F. Jahn 19.10.2009 54