8. Standardisierte Datenschnittstellen für die Medizin Wintersemester 2010/11 Dozent: Univ. Prof. Dr. med. Stefan Schulz
Typen von Schnittstellen Hardwareschnittstellen Benutzerschnittstellen Software mit internen Schnittstellen
Softwareschnittstellen Softwareschnittstellen sind logische Berührungspunkte in einem Softwaresystem Definieren den Austausch von Kommandos und Daten zwischen verschiedenen Prozessen und Komponenten Unterscheidung zwischen Schnittstellen... o zum Zugriff auf Systemroutinen o zur Kommunikation mit anderen Prozessen o zum Verbinden von Softwarekomponenten
ISO/OSI-Referenzmodell für die Kommunikation (ISO7498-1) Standards bauen aufeinander auf Spezifische Protokolle in jeder Schicht Unterliegende Schichten werden verborgen
Formen elektronischen Datenaustausches im Gesundheitswesen Verordnung Arzt Überweisung Eignung Status Apotheke Eignung Abrechnung Überweisung Versicherung Öffentliche Gesundheit Patientenakte Patientendaten Gesellschaft Familienplanung Krankenhaus Laborergebnisse Versorgung Gemeinden Anforderungen Ergebnisse Bilder Versicherung Anstellung Labor Staatliche Organisationen Patienten / Kunden Arbeitgeber
Bedeutende Standards für den Datenaustausch in der Medizin Apotheke HL7 Klinikinformtionssystem Materialanforderung X12N Kosten Rechnungen X12N / HL7 Elektronische Signale NCPDP HL7 Gesundheitsinformationssysteme HL7 Datenbank zum Immunstatus HL7, X12N Bilder DICOM Agenturen Patienten Monitore IEEE MIB, ASTM HL7 Nebenwirkungen HL7, X12N Anbieterliste
Zielsetzung für HL7 Kommunikationsstandard für den Austausch von patientenbezogenen Daten Welt weite Verbreitung und Vermarktung des HL7 Kommunikationsstandards in der Politik Einbeziehung von Spezialisten weltweit zur Weiterentwicklung der Standards Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zur Entwicklung von Standards (z.b. ANSI und ISO) Koordination von Nutzern der Standards Weiterentwicklung von zukünftigen Datenstandards basierend auf einem generischen Referenz Informations Modell (RIM) in HL7 Version 3
HL7 Versionen HL 7 V2.x: Weltweit im Einsatz Rein syntaktischer Standard HL 7 V3: In Pilotprojekten Bedeutungsmodell klinischer Kommunikation Dokumentenstandard (CDA) Schnittstelle zu Terminologien / Ontologien Nutzbarkeit umstritten
Was ist HL7 v2? HL7 v2 ist ein Protokoll (Verständigungsvorschrift) zum Austausch von Daten auf Ebene 7 des ISO OSI Referenzmodells Austausch von Nachrichten im Gesundheitswesen Ziel: bessere Verständigung einzelner, spezialisierter Programme (Interoperabilität)
Datenaustausch mittels HL7
HL7-Nachrichten (Version 2) Setzen sich aus verschiedenen Segmenten zusammen Segmente werden durch Namen aus drei Buchstaben eindeutig identifiziert: Beispiel: MSH: "Message Header Segment" Dieses Segment steht am Anfang jeder HL7 Nachricht PID: "Patient Information" Segment Dieses Segment dient der Übermittlung persönlicher Daten des Patienten (Name, Geburtsdatum usw.). Es kann zum Beispiel für Nachrichten der ADT Gruppe verwendet werden (ADT = admission / discharge / transfer). EVN: trigger, der Rückmeldung erzwingt (EVN = Event)
Segment-basierte Nachrichten Beispiele: Zusammenfassung administrativer Patientendaten Änderung von Patientendaten Verlegungsmeldungen Mitteilung von Bestellungen / Anmeldungen Mitteilung von Untersuchungsbefunden Abfrage von Diagnosenziffern
Struktur PID-Segment (Patienteninformation) PID Z99999^5^M11 GUNCH^MODINE^SUE RILEY 19430704 F C RT. 1, BOX 97^ZIRCONIA^NC^27401 HEND (704)982-1234 (704)983-1822 S C 245-33-9999<cr> 1. interne Nummer 2. externe Patienten - ID 3. interne Patienten ID 4. alternative Patienten ID 5. Name des Patienten 6. Geburtsname des Patienten 7. Geburtsdatum des Patienten 8. Felder werden durch ihre Reihenfolge eindeutig identifiziert Für jedes Feld ist ein Datentyp festgelegt, z.b. Datumsformat: yyyymmdd, aber auch komplexe Wertebereiche, wie Ländercodes etc.
Aufbau der HL7 Nachrichten (v2) Syntaktische Regeln für einzelne Segmente Segmente sind wieder in Felder aufgeteilt Rechtschreibregeln für den Segmentaufbau Format, Länge, Inhalt, etc. der Felder sind festgelegt für verschiedene Aufgaben sind verschiedene Segmente definiert Abstract Message Definition Nachrichten bestehen aus einzelnen Segmenten ( Baukastenprinzip ) beschreibt die globale Syntax einer Nachricht. Ähnliche Nachrichten können in Gruppen zusammengefasst werden
Beispiel einer HL7 v2.x Message Segmente MSH: Message Header PID: Patienteninformation OBR: Befundanforderung OBX: Befundergebnis Trennzeichen Feldtrennzeichen ^ Komponententrennzeichen & Unterkomponententrennzeichen ~ Trennzeichen f. Wiederholung \ Escape Markierung
HL7 2.x Segmentspezifikation SEQ LEN DT OPT RP/# TBL# ITEM # ELEMENT NAME 1 1 ST R 00001 Field Separator 2 4 ST R 00002 Encoding Characters 3 180 HD O 00003 Sending Application 4 180 HD O 00004 Sending Facility 5 180 HD O 00005 Receiving Application LEN - Feldlänge 6 180 HD O 00006 Receiving Facility 7 26 TS O 00007 Date/Time Of Message 8 40 ST O 00008 Security 9 7 CM R 00009 Message Type 10 20 ST R 00010 Message Control ID 11 3 PT R 00011 Processing RP/# ID - Widerholung 12 8 ID R 0104 00012 Version ID 13 15 NM O 00013 Sequence Number 14 180 ST O 00014 Continuation Pointer 15 2 ID O 0155 00015 Accept Acknowledgment Type 16 2 ID O 0155 00016 Application Ack. Type 17 2 ID O 00017 Country Code 18 6 ID O Y/3 0211 00692 Character Set 19 60 CE O 00693 Principal Language Of Message SEQ - Positionsindex DT Datentyp des Feldes OPT Optional / Notwendig TBL# - Kodierungstabelle ITEM# - HL7 Feldbezeichnung ELEMENT NAME - Beschreibung
Nachrichtenstruktur
V2.x Abstract Message ADT Segment ID Segmentname MSH Nachrichtenkopf EVN Bezeichnung des Events PID Patientenidentifizierung [PD1] Demographische Daten [ { NK1 } ] Next of Kin (Bezugspersonen) PV1 Visite [ PV2 ] Visite, Zusatzinformation [ { GT1 } ] Garantor [ { IN1 Versicherung, [ IN2 ] Versicherung, Zusatzinformation [ IN3 ] Versicherung, Zusatzinformation } ]
Kanonische Nachrichtenprofile Kanonisches Nachrichtenprofil MSH EVN { PID } [PD1] [ { NK1 } ] [ { GT1 } ] [ OBX ] Nachrichteninstanzen MSH EVN PID [PD1] [ { NK1 } ] MSH EVN PID [ NK1 ] OBX MSH EVN { PID } [PD1] [ { GT1 } ]
Beispiel: v2 XML Nachricht <!DOCTYPE ADT_A04 SYSTEM "hl7_v231.dtd"> <ADT_A04> <MSH> <MSH.1> </MSH.1> <MSH.2>^~\&</MSH.2> <MSH.3> <CM.1>LAB</CM.1> </MSH.3> <MSH.4>767543</MSH.4> <MSH.5>ADT</MSH.5> <MSH.6>767543</MSH.6> <MSH.7>20050201130405</MSH.7> <MSH.9> <CM_MSG_TYPE.1>ADT</CM_MSG_TYPE.1> <CM_MSG_TYPE.2>A04</CM_MSG_TYPE.2> </MSH.9>... Verwendung des Standards Extended Markup Language (XML) Explizite Syntax und Semantik durch die XML Sprachstruktur
Zusammenfassung: HL7 v2 Kommunikationsstandard für den Austausch von patientenbezogenen Daten Interoperabilität wird erreicht, indem alle Komponenten eine einheitliche Nachrichtenstruktur verwenden Die Entwicklung der Standards und der Softwarekomponenten ist zeitaufwendig
Erweiterung von HL7 v2 nach HL7 v3 Nachteile von HL7 v2 Nur ein Teil der Nachrichten im medizinischen Gesundheitssystem sind erfasst Die Entwicklung von Softwarekomponente basiert auf Kommunikationsstandard aber nicht auf einer standardisierten Infrastruktur Entwicklungsziele für HL7 v3 Objektorientierte Enwicklung von Komponenten Standardisierung der Semantik der Daten Komplette Modellierung der Vorgänge im Gesundheitswesen
HL7 v3.0 Referenzmodelle Referenzinformationsmodelmodell Das HL7 Referenzinformationsmodell ist die Grundlage für alle anderen Informationsmodelle und für die Spezifikation der Nachrichten. Spezifikation von von Datentypen Die HL7 Datentypspezifikation legt die Syntax und den Wertebereich der Daten fest, die für Attribute in Frage kommen. Spezifikation von von Terminologien Termi- Die HL7 Terminologyspezifikation legt die Konzepte fest, die für Attribute oder Eigenschaften der Datentypen in Frage kommen.
Allgemeines HL7 v3.0 Referenzmodell Act spezifischer Vorgang (Handlung, Aktion, Event ) mit Relevanz zum Gesundheitssystem Act relationship spezifizierte Relation zwischen Aktionen, z.b. Befundanforderung und Befundergebnis Entity alle existierende Objekte wie z.b. Organisationen, Personen, Waren. Role Funktionszuordnung zu einer Entität, z.b. Angestellter (Person) und Arbeitgeber (Organisation). Participation Spezifikation der Relation oder Assoziation, die einer Funktion in einem Vorgang zugeordnet ist. Role Link Spezifikation der Relation zwischen zwei Funktionen.
UML Klassendiagramm des Referenzinformationsmodelles Schadow G, Mead CN, Walker DM. The HL7 reference information model under scrutiny. Stud Health Technol Inform 2006;124:151-6.
Zusammenfassung: HL7 v3 Die Softwarekomponenten können auf einem einheitlichem objektorientiertem IT-Modell abgeleitet werden Interoperabilität wird durch die Objektorientierung und durch die Semantische Spezifikation von den Kommunikationsprozessen im Gesundheitssystem erreicht HL7 v3 ist noch in der Entwicklung
Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Der DICOM-Standard umfasst: ein Datenformat ein Netzwerkkommunikationsprotokoll Zielsetzung: Speicherung, Austausch, Ausdrucken und Übertragung von Bilddaten als auch Daten, die den Bildern zugeorgnet sind
DICOM Standard für bildgebende Verfahren Feld- und Segmentdarstellung XML Repräsentation
Standards The wonderful thing about standards is that there are so many of them to choose from Attributed to Hopper, without source, in The UNIX HATERS Handbook (1994), edited by Simson Garfinkel, Daniel Weise, and Steven Strassmann (ISBN 1 56884 203 1), p. 9