Prof. Dr. Manfred Reichert

EDV-Assistenz auf Schritt, Tritt und Trage: Nachhaltige Verbesserung von Patientenbehandlungsprozessen durch den Einsatz flexibler und mobiler Informationstechnologien Prof. Dr. Manfred Reichert www.uni-ulm.de/dbis Manfred Reichert GP Process Day Krems 17. März 2015

Agenda Motivation Prozesse im Krankenhaus Business Process Management Prozess-Flexibilität Mobile Prozessunterstützung Zusammenfassung

Motivation Einweisung prä-/postoperative Diagnostik Vorstellung beim Anästhesisten Aufnahme Behandlung Entlassung Meldung der Leistungen Verwaltung Operation Intensivpflege

Vorgeschichte wie alles begann Motivation... Wer ist zuständig???? Ständig diese Nachfragen! Das ist heute schon das 3. Mal! Welches Programm? Warum die Daten nochmals eingeben? Wo ist der angeforderte Befund? In diesem Chaos soll man gesund werden!

Motivation Grundlegende Ziele: Kontinuität in der Patientenversorgung Patientenzentrierte Behandlung Integrierte Versorgung Konsequente Prozessorientierung Bereitstellung von Information und Wissen am Ort der Behandlung! Hoher Bedarf an einer IT-Unterstützung: Häufiger Grund für medzinische Fehler Fehlende Information oder fehlendes Wissen Beispiel: Medikationsfehler 29% aller Fehler infolge fehlender patientenbezogener Informationen 19% aller Fehler infolge von fehlendem medizinischem Wissen Leape LL. A systems analysis approach to medical errors. J Eval Clin Pract 3: 213-22, 1997

Motivation Grundlegende Ziele: Kontinuität in der Patientenversorgung Patientenzentrierte Behandlung Integrierte Versorgung Konsequente Prozessorientierung Bereitstellung von Information und Wissen am Ort der Behandlung! Große Diskrepanz zwischen möglichem und tatsächlichem Nutzen von IT im Krankenhaus! Committee on Quality of Healthcare in America (IoM) Crossing the Quality Chasm: A New Health System for the 21st Century. IOM, 2001

Motivation Arzt: - Erfassung von Diagnosen / Massnahmen - Arzbriefschreibung,... Pflege: - Bettendisposition, Medikation, -... Labor- Informationssystem Stationsarbeitsplatz Finanzbuchhaltung / Controlling Patientendaten -management Typische KIS-Komponenten ADT: - Aufnahme / Verlegung / Entlassung Master Patient Index - Eindeutige Patientenidentifikation RIS PACS Bildgebungsverfahren

Prozesse im Krankenhaus Wichtig: Unterscheidung verschiedener Prozessebenen Organisatorische Prozesse Interdisziplinäre Kooperation zwischen verschiedenen Akteuren und organisatorischen Einheiten Beispiel: Von der Leistungsanforderung bis zur Befundung Patientenbehandlungsprozesse Getrieben durch verfügbare Patienteninformation Abhängig von medizinischem Wissen Lenz, Richard and Reichert, Manfred (2007) IT Support for Healthcare Prozesses - Premises, Challenges, Perspectives.. Data and Knowledge Engineering, 61(1): 39-58, Elsevier.

AIME 11 Keynote 4 July 2011 Organisatorische Prozesse Registration HIS patient information report Report Repository PACS report report Diagnostic Workstation images retrieved Film Lightbox Orders Placed examination orders RIS Orders Filled modality worklist acquisition in-progress completed procedure scheduled Prefetch any relevant prior studies Acquisition Modality images stored acquisition completed Image Manager & Archive images printed Film Folder Film Page 10

Organisatorische Prozesse: IT-Unterstützung Überweisung Ambulanz: AA, KA Administrative Aufnahme Station: Überprüfung der Befunde AS Ambulanz AA Untersuchung der Patientin amb. Entl. u. stat. Aufn. stationäre Aufnahme PS administrative AA Aufnahme Durchführung d. OP-Aufklärung Station PS Patientin vorbereiten Abruf KO OP-Bereich: Anästhesie-Untersuchung Operation durchführen AO, KO AO AA Durchsicht der Patientenakte OP-Bericht erstellen KO Rückmeldung Labor amb. Entl. u. stat. Aufn. Entlassung KA Patientin überwachen Klinische Entlassung Visite Interimsphase Ober-AA Indikationsabsegnung PS PS administrative Entlassung Legende: AA = Arzt Amulanz AS = Arzt Station AO = Arzt OP KA = Kraft Amulanz PS = Pflegekraft Station PS = Pflegekraft Station KO = Kraft OP Arztbrief AS

Ein entsprechender Eintrag wird in der Arbeitsliste der Ambulanzkraft angezeigt Arbeitsplatz Ambulanzkraft

Ambulante Aufnahme Automatischer Aufruf des zugehörigen Formulars

anschließend wird Frau Förster dem Ambulanzarzt vorgestellt...

Organisatorische Prozesse: IT-Unterstützung Überweisung Ambulanz: AA, KA Administrative Aufnahme Station: Überprüfung der Befunde AS Ambulanz AA Untersuchung der Patientin amb. Entl. u. stat. Aufn. stationäre Aufnahme PS Nächster Schritt AA Durchführung d. OP-Aufklärung Anästhesie-Untersuchung Station OP-Bereich: PS Patientin vorbereiten Operation durchführen Abruf KO AO, KO AO AA Durchsicht der Patientenakte OP-Bericht erstellen KO Rückmeldung Labor amb. Entl. u. stat. Aufn. Entlassung KA Patientin überwachen Klinische Entlassung Visite Interimsphase Ober-AA Indikationsabsegnung PS PS administrative Entlassung Legende: AA = Arzt Amulanz AS = Arzt Station AO = Arzt OP KA = Kraft Amulanz PS = Pflegekraft Station PS = Pflegekraft Station KO = Kraft OP Arztbrief AS

Der entsprechende Eintrag steht in der Arbeitsliste des Arztes. Per Maus-Click erhält er Zugriff auf die Daten von Frau Förster. Arbeitsplatz Ambulanz-Arzt

der Ambulanzarzt untersucht Frau Förster, sie wird dem Anästhesisten vorgestellt, sie wird über die Operationsrisiken aufgeklärt, evtl. werden noch Laborbefunde eingeholt...

niedergelassener Arzt Organisatorische Prozesse: IT-Unterstützung Überweisung Ambulanz: AA, KA Administrative Aufnahme Station: Überprüfung der Befunde AS Ambulanz AA Untersuchung der Patientin amb. Entl. u. stat. Aufn. stationäre Aufnahme PS alle relevanten Dinge getan? AA Durchführung d. OP-Aufklärung Station PS Patientin vorbereiten Abruf KO OP-Bereich: Anästhesie-Untersuchung Operation durchführen AO, KO AO AA Durchsicht der Patientenakte OP-Bericht erstellen KO Rückmeldung Labor amb. Entl. u. stat. Aufn. Entlassung KA Patientin überwachen Klinische Entlassung Visite Interimsphase Indikationsabsegnung PS PS administrative Entlassung Ober-AA Legende: AA = Arzt Amulanz AS = Arzt Station AO = Arzt OP KA = Kraft Amulanz PS = Pflegekraft Station PS = Pflegekraft Station KO = Kraft OP Arztbrief AS

Akte durchsehen Arbeitsplatz Ambulanz-Arzt

AIME 11 Keynote 4 July 2011 Behandlungsprozess prehospital phase poststationary treatment patient admission discharge & documentation anamnesis and clinical examination clarification of osteoporosis clinical suspicion of proximal femoral fracture? no yes imaging diagnostics ward / ICU and operative treatment therapy depending on diagnosis / symptom no yes proximal femoral fracture & operation indicated? initial treatment (emergency area) and operation planning IT support in routine use Page 20

Behandlungsprozesse: Medizinische Leitlinien Leitlinien Ziel: Entscheidungsunterstützung von Ärzten und Patienten im Hinblick auf eine angemessene Gesundheitsversorgung für spezifische klinische Situationen Wissenschaftlich fundiert ( Evidenz) Ökonomisch angemessen Ergebnisorientiert Aber: Zwischen der Entwicklung von Leitlinien und ihrer Umsetzung in die Praxis besteht eine große Lücke: Guideline Implementierung Gap

Behandlungsprozesse: Klinische Pfade Behandlungspfade Klinische Pfade beschreiben die geregelte arbeitsteilige Vorgehensweise in einer konkreten Organisation zur Abwicklung wiederkehrender Behandlungsmuster Ziel: Optimierung von Behandlungsqualität und Ressourceneinsatz. Basis zur Umsetzung von Leitlinien Organisationsspezifisch Berücksichtigung der Zeitachse Konsensfindung auf der Ebene aller Prozessbeteiligten in einer konkreten Organisation

Beispiel: Proximale Femurfraktur

Beispiel: Proximale Femurfraktur Richard Lenz

Beispiel: Proximale Femurfraktur Pfadempfehlung für bildgebende Diagnostik Richard Lenz

Pfadempfehlung für bildgebende Diagnostik Richard Lenz

Röntgenanforderung Richard Lenz

Vorschläge für Maßnahmen und Prozeduren Richard Lenz

Abweichen vom Pfad erfordert Varianzdokumentation Richard Lenz

Prozesse im Krankenhaus Krankenhäuser müssen ihre Prozesse im Griff haben Befolgen Ärzte die klinischen Leitlinien? Können wir Wartezeiten vorhersagen? Warum müssen Patienten so lange warten? Wieviel Personal wird morgen benötigt? Wie können wir Kosten reduzieren? Prozessdiagnosen in Echtzeit

Business Process Management (BPM) Business Process Management (BPM) is a discipline involving any combination of modeling, automation, Ausführungs-, control, measurement, and optimization of business activity flows, in support of enterprise goals, spanning IT systems, employees, customers and partners within and beyond the enterprise boundaries. Source: K. Swenson, BPM 14 Keynote

BPM: Prozesslebenszyklus

BPM: Prozessmodellierung Reichert, M., Weber, B.: Enabling Flexibility in Prozess-aware Information Systems Challenges, Methods, Technologies, Springer, 2012

BPM: Zeitliche Beschränkungen Lanz A., Weber B., Reichert, M. (2014): Time-Patterns for Prozess-Aware Information Systems. Requirements Engineering, 19(2): 113-141

BPM: Process Compliance Prozess model to be checked Generated counterexample: Ausführungs- path and corresponding Prozess context violating the constraint 36

BPM: Prozessmodelle in der Praxis Fachliche Ebene Von Fachexperten erzeugtes Modell Von IT Experten erstelltes Modell IT Ebene

BPM: Prozessausführung ToDos Work Item Paula Perspektive des Endbenutzers Work Item Betty Work Item James Work Item Liam Benutzer- Worklist Auswahl Automatischer Aufruf des mit dem Arbeitslisteneintrag verknüpften Anwendungsprogramms

BPM: Prozessausführung Admissions Maier, Frida Schmied, Udo Müller, Heinz Peters, Franz Scheduling Kramer, Gerd Marx, Fred Müller, Inge Peters, Franz Akteur A Akteur B Medical Orders Weber, Heinz Schmidt, Ingo Kramer, Ralf Peters, Franz Akteur C Perspektive des Endbenutzers

BPM: Prozessausführung System-Perspektive Human Tasks & Automatische Schritte Anwendungsintegration

Prozess-Flexibilität Planning is helpful. If you don t know what you want, you ll seldom get it. But, no matter how well you plan, you will fare better if you expect the unexpected. The unexpected, by nature, comes unseen, unthought, unenvisioned. All you can do is plan to go unplanned, prepare to be unprepared, make going with the flow part of your agenda, for the most successful among us envision, plan, and prepare, but cast all aside as needed, while those who are unable to go with the flow often suffer, if they survive. David W. Jones Zwang vs. Anleitung

Prozess-Flexibilität This patient has a combination of symptoms that requires us to do something that has never been tried before! I m sorry Dr. House, I can t allow you to do that. It would make the Prozess invalid.

Prozess-Flexibilität: Flexibilitätsbedürfnisse M. Reichert, 2013

Prozess-Flexibilität: Unterstützung von Variabilität durch Konfigurierbare Prozessmodelle

Prozessflexibilität: Unterstützung von Adaption durch Ad-hoc-Änderungen Examinations Examination Start Ausnahme Wir brauchen weiteren Labortest! U Wallace, Edgar U Miller, Anne Check Anesthesiology U Smith, Karl X-Ray Lab Test U Jones, Isabelle Explanation Operation Risks End Endbenutzerperspektive Reichert,M and Dadam, P (1998) ADEPTflex-Supporting Dynamic Änderungen of Workflows Without Losing Control. J of Intelligent Information Systems, 10(2): 93-129 Weber B, Reichert M, Rinderle-Ma, S (2008) Change Patterns and Change Support Features - Enhancing Flexibility in Prozess-Aware Information Systems. Data and Knowledge Engineering, 66(3): 438-466

Prozessflexibilität: Unterstützung von Adaption durch Ad-hoc-Änderungen Prozesstypebene System-Perspektive Prozess Schema S Non Operative Therapy Patient Admission Anamnesis & Clinical Examination x X-ray Non Operative Therapy 1 x Discharge & Documentation clinicalsuspicionof CruciateRupture = Yes + MRT + x x x + Activity XOR-Split/Join AND-Split/Join Sonography Initial Treatment & Operation Planning cruciaterupture = Yes and operationindicated = Yes Operative Treatment Prozessintanzebene Prozess Instanz I1 x + + x x x Prozess Instanz I2 x + + x x x Ausführungs- Trace: σ 1 = < Patient Admission, Anamnesis & Clinical Examination, X-ray > Ausführungs- Trace: σ 2 = < Patient Admission >

Prozessflexibilität: Unterstützung von Adaption durch Ad-hoc-Änderungen Prozesstypebene System-Perspektive Prozess Schema S Non Operative Therapy Patient Admission Anamnesis & Clinical Examination x X-ray Non Operative Therapy 1 x Discharge & Documentation x + Activity XOR-Split/Join AND-Split/Join clinicalsuspicionof CruciateRupture = Yes Prozessintanzebene + MRT + x x Sonography Für Patient Mozart muss die MRT Initial Treatment & Operation Planning Operative Treatment Aktivität ausgelassen werden cruciaterupture = Yes and operationindicated = Yes wegen seines Herzschrittmachers. Prozess Instanz I1 x + + x x x Prozess Instanz I2 x + + x x x Ausführungs- Trace: σ 1 = < Patient Admission, Anamnesis & Clinical Examination, X-ray > Ausführungs- Trace: σ 2 = < Patient Admission >

Prozessflexibilität: Unterstützung von Adaption durch Ad-hoc-Änderungen a) b) c) A A B NT = NULL Anpassungen basierend auf Prozessmodell- n 1 C Step 1: Determine minimal block B E MinBlock CFS ({C, D, F}) A D C A Babstraktionen E F F G D A n begin B C D X E Insert X between DE F G M J K Viele N skip weitere G before = {C, Aspekte: D}and M after = {F} n end Step 2: Insert X parallel to this block Nachholbereich X H NT = NULL G J K n target I nc 2 n sync A B E F NT= NULL D NT= NULL NS = ACTIVATED H Step 4: Apply reduction NS rules = RUNNING Definition von G Änderungen NS = COMPLETED ET = SOFT_SYNC_E X n I ES = TRUE_SIGNALED X target n 2 ET=SOFT_SYNC_E Sicherstellung C von Datenschutz und Step 3: Insert sync edges C F n target C C B E Datensicherheit B E F bei G Änderungen A B E D J K NT= NULL A D NT= NULL D H I F n 1 n sync n sync jumpforward(cfs instance, G, J,...) Sicherstellung der Prozesskorrektheit und Compliance bei dynamischen Änderungen Assistenz von Endbenutzern bei der G Reichert, F GManfred and Dadam, Peter and Bauer, Thomas (2003) Dealing with forward and backward jumps in workflow management systems. Int'l Journal Software and Systems Modeling (SOSYM), 2(1): 37-58

IT Unterstützung für Klinische Pfade Domänenspezifisches Wissen Medizinische Leitlinie Erfordert Konsens unter med. Experten (und wiss. Evidenz) Organisationsspezifisches Wissen Klinische Pfade Erfordert Konsens unter kooperierenden Abteilungen eines Hauses Individueller Patientenbehandlungsplan Können vom klinischem Pfad abweichen Tatsächlicher Patientenbehandlungsprozess Können vom individuellen Behandlungsplan abweichen.

Formalisierte Med. Leitlinie G Medizinische Leitlinie (texutell) Formalisierung Veröffentlichung Feedback Veröffentlichte Med. Leitlinie G Domänenspezfisch Organisationsspezifsch Prozess- Ingenieur Ändere Pfadschema Erzeuge neues Pfadschema Klinischer Pfad (Schema) P Klinischer Pfad (Schema) P Organisationsspez. Adaptionen Prozessinstanziierung Ärzte, Pflege Prozessausführung Prozessinstanzen (mit Ad-hoc-Änderungen) Benachrichtige Prozessingenieur Tatsächlicher Behandlungsprozess für p1 Fallbasis (Änderungslogs) Starte Instanz Ändere Instanz Indivdueller Behandlungsplan für Patient p1 Patientenspezifisch

Prozessflexibilität: Unterstützung von Evolution durch Prozessschemaevolution

Prozessflexibilität: Unterstützung von Evolution durch Prozessschemaevolution represented in External Internal Changing Business Context Changing Technological Context Changing Legal Context Organizational Learning Realworld Proces s PAIS Design Errors Technical Problems Poor Internal Quality provide feedback to M. Reichert, 2013

Prozessflexibilität: Unterstützung von Evolution durch Prozessschemaevolution Adaptives Prozess-Management-System Std Client APIWeb Clnt APIModeling API Dyn. Change API Admin. API Role Mgmt Authorization Time Mgmt Msg Queuing Recovery Audit Trail... Prozess 4 Prozess 3 Prozess 2 Prozess 1 Prozess Engine Prozess 6 Prozess 5 Prozess 11 Prozess 10 Prozess 9 Prozess 8 Prozess 7 Prozess 14 Prozess 13 Prozess 12 ADEPT Prozess Composer Create Prozess Template Modify Prozess Template Check Prozess Template... Repository Prozess Application Templates Components Anwendungen / Application Server... Users 4.377 Instanzs can be automatically migrated 1.117 Instanzs have proceeded too far 123 Instanzs cannot be automatically migrated Prozess Designer / Prozess Administrator

Prozess-Flexibilität: Praxistransfer www.aristaflow-forum.de Reichert, M. et al. (2009) Enabling Poka-Yoke Workflows with the AristaFlow BPM Suite. In: CEUR Workshop Proceedings 489.

Mobile Prozess- und Aufgabenunterstützung

Mobile Prozess- und Aufgabenunterstützung Prozess Management System kontrolliert Kontextspezifische Ausführung mobiler Aktivitäten (inkl. Offline Modus) GSM, GPRS,UMTS W-LAN Patientenbehandlung Zuweisung mobiler Aktivitäten (protokollbasiert) Verbindungsabbrüche, Gerätefehler, Benutzerverhalten, Ressourcen

Mobile Prozess- und Aufgabenunterstützung Beispiel: Unterstützung der klinischen Visite Pryss R., Mundbrod N., Langer D., Reichert M. (2014) Supporting medical ward rounds through mobile task and Prozess management. Inf Sys and e-business Management, Springer.

Mobile Prozess- und Aufgabenunterstützung Beispiel: Mobile Datenerfassung in klinischen Studien

Neue Perspektiven durch Connected Health Überwachung der Einnahme von Medikamenten Track your Tinnitus Blutzuckertagebuch

Zusammenfassung Typisch: Erfordert: Abteilungs- und organisationsübergreifende Prozesse Integrierte Prozessorientierte IS Evolutionäre Prozesse, neue Evidenz Evolutionäre POIS Organisations- und Patientenspezifische Prozesse Bereitstellung von Information und Wissen am Ort der Behandlung Konfigurierbare & Adaptive POIS Mobile Prozess- und Aufgabenunterstützung Enormes Potenzial von Prozess-Management-Systemen bei deren Anpassung an den sozio-technischen Kontext von Krankenhäusern