und Interoperabilität (IOP) als wesentliche Erfolgsfaktoren für ......30.04.2018 | Prof. Dr....

Systemarchitektur und Interoperabilität (IOP) als wesentliche Erfolgsfaktoren für Versorgung und Forschung

Prof. Dr. med. Björn BerghChief Digital Officer UKSHLeiter Medizininformatik – Institut für Medizinische Informatik und Statistik (IMIS) Campus Kiel

| Prof. Dr. Björn Bergh30.04.2018

Warum Systemarchitektur und Interoperabilität?


Systemarchitektur und Interoperabilität

Kein einzelnes IT‐System deckt alle Anforderungen ab Verbindung/Integration erforderlich = Interoperabilität (IOP)• Syntaktische IOP: Art des Austausches (wie, auf welchem Weg)

• Semantische IOP: Inhalt und Bedeutung der ausgetauschten Daten (Terminologien)

IOP idealerweise • nicht proprietär (herstellerspezifisch)• mit internationalen IOP‐Standards

Art der Verbindung der IT‐Systeme => Systemarchitektur


Systemarchitektur und Interoperabilität heute: Klinikum


Welche IT-Systeme sind zu integrieren?

Alle innerhalb eines (Universitäts)‐Klinikums zur Krankenversorgung eingesetzten IT‐Systeme


Architektur-Designprinzipien

Allgemein etabliert Kernsysteme (KIS, PACS, bedingt: Dokumentenmanagement)

Möglichst viel in den Kernsystemen (homogen)• Abwägung: Funktionalität, Markt und Produkte, IOP

KIS als Master für demographische Patientendaten (sog. ADT‐Daten: Admission, Discharge, Transfer)

IOP Standards: HL7 und DICOM


i.s.h.med / Cerner - IS-H / SAP Patientendatenmanagement

Copra6 / CopraIntensiv-dokumentation

HL7 + DICOMADT-Nachrichten Befunde/Dokumente Leistungen Diag./Proz. RechnungenAufträgeAuftragsstatusAufrufintegrationAktenrückmeldung

Dok. GatewayMed. Klinik

Dok.GatewayKinderklinik

HYDMedia /AgfaArchiv

IMS.MED / ImagicBildarchiv

Metek / MetekKardiologie / KiKard./ HybridOP

Centricity / GERIS & PACS

PEPAICW

MediConnect /FleischhackerBefundungsplattf.

Jcaps / Oracle / Orchestra Kommunikationsserver

Swisslab /RocheLabor

OB-Traceview / PhilipsCTG-Managementsystem

Basis / MedisoftArbeits- & Betriebsmedizin

Neodat / NeodatwNeodatalerhebung

Pik / SystemaPflegeplanung

Nephro7 / MedvisioDialyse, Nephrologie

Orbis / AgfaTumordokumentation

Mosaiq / ElektaRadiologische Onkologie

Ulice / ChiliStudiendokumentation

FCMS / Soft&HardSpeisenanforderung

ViewPoint / GeUltraschall Frauenklinik

Infinity Gateway / DrägerPatientenmonitoring

Postgress / HeidelbergChest Pain Unit

Eva/3 / OptadataOrthopädische Werkstätten

Highdent / HighdentZahnärtzliche Abrechnung

INLOG /GLI Blutspendendienst IKTZ

Pas / Nexus DISPathologie, Dermatologie

Andok / DatapecAnäesthesie Dokumentation

Medlinq / MedlinqSchmerzvisite

Natus EEG / NatusEEG Neurologie

SpeaKING / MediainterfaceDigitales Diktat

AiDKlinik / DosingMedikation

Kodip / 3MDiagnosenkodierung

eConsentPro / Thieme ComplianceAufklärungsbögen

Inpuls / HeidelbergPflegecontrolling

(i.A.) KOST / KostVerpflegungsmanagement

Polaris.one / NihonKohdenEEG-Systeme

Cloverleaf / HealthCommKommunikationsserver Thoraxklinik

Avantgarde / J.NüßHörtestdaten

TeleradiologieChili

UKHD


„Zukünftige“ Herausforderungen

Heutige Klinikums‐Welt zu integrieren mit1) eHealth2) Medizinprodukten3) Wissensmanagement


Mit welchem IOP-Standard?

Keinersondern…

Welcher Standard ist der Beste?


…Profile

Profile verbinden das beste verschiedener Standards


IHE Profile (Integrating the Healthcare Enterprise) Anwender beschreiben Aufgaben

=> technische Spezifikation mit diversen vorhanden Standards

Integrationsprofile(Aktoren und Transaktionen) Syntaktisch

Contentprofile(Dokumentenstruktur und Inhalte, zB Arztbrief) Semantisch

Aktor 2

TransaktionSyntaktisch

ContentSemantisch

Aktor 1


Abdeckung – IHE Domänen (alphabetisch) Anatomic Pathology (für den Bereich Pathologie) Cardiology (Kardiologie) Dental (Zahnheilkunde) Eye Care (Augenheilkunde) IT Infrastructure (Technische Infrastruktur, eAkten) Laboratory (Labormedizin) Patient Care Coordination (Einrichtungsübergreifende

Behandlungsketten) Patient Care Devices (Kommunikation von Gerätedaten) Pharmacy (Pharmazie inkl. Verschreibung von Arzneimitteln) Quality, Research and Public Health (Qualitätssicherung, Forschung

und öffentliches Gesundheit) Radiation Oncology (Strahlentherapie) Radiology (Radiologie) IHE hat bisher einen

Schwerpunkt auf Versorgung


IHE-D und TMF Methoden für Versorgung und Forschung

• Vieles lässt sich abdecken • gute Methodik wie das Fehlende

adressiert werden kann• => IOP Leitprämisse

B. Bergh: Vorstand IHE 2011-17, TMF 2012-16


1. Integration miteHealth, mHealth



Primärsysteme der Leistungserbringer• Praxen, Apotheken, Rettungsdienst, Reha‐Einrichtungen, Mobile Pflege (Sozialstationen), Heime aller Art

Systeme aus der Patientenumgebung• Apps, Sensorik (z.B: EKG, Waage, Labortests), Selbstdokumentation, Fremddokumentation der sorgenden Gemeinschaft, „Helfer vor Ort“


Architektur-Designprinzipien Kein Punkt zu Punkt!!

• „Externe Daten bleiben extern“ (nicht direkt ins KIS, sondern über Web‐Aufruf!)

Kernsysteme: einrichtungsübergreifende Akten (eAkten), Telemedizinsystem (TMS)

Master Patient Index (MPI) als Master für demographische Patientendaten

IOP Standards: IHE heute weltweit etabliert• XDS – I = Cross‐Enterprise Document Sharing (Image) • XDR = Cross‐Enterprise Reliable DocumentInterchange (aktenlos)


eAkten - klassischPatient / Bürger

Nachteile• Selbst hochladen• Keine Leistungserbringer

Nachteile• Arztmoderiert• Globales opt-in/ out• Kaum Selbstbestimmung• Kaum Datenschutz im

größeren Rahmen• Kaum Forschungsintegration

Bergh B, Bach N, Brandner A, Heinze O (2009)EHR access rights and the role of the patient. World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering; 2009 p. 316-19


PEPA – Hypothese 2005Patient / Bürger

Preise: TELEMED Award 2008, 2010, 2012; Strategy Circle: “Influencer of the Year 2010”

PEPA-Axiome

• Hoheit liegt vollständig beim Bürger

• Informationelle Selbstbestimmung im Detail

• was kommt rein• wer sieht was• Recht auf Vergessen,

Löschen

• Lebenslang und überregional (übertragbar)

• Technologie untergeordnet• Zentrale Datenhaltung• Primär Webansicht, lesend• (Keine lokalen Kopien)

www.pepa.eu


BMBF – Gesundheitsregion der Zukunft

INFO rmationstechnologie für die PAT ientenorientierte Gesundheitsversorgung

in der Metropolregion Rhein-Neckar

26 Projektpartner Laufzeit: 2012 -2017 Projektvolumen 15,2 Mio. € Leitung: B. Bergh, Heidelberg


ApothekenApotheken

Kranken-häuser

Kranken-häuser

KISKIS

PACSPACS

PraxenPraxenPEPA (C1)

Data Warehouse(C4)

Data Warehouse(C4)

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• Einsicht• Consent• Dokumentation• Medikation

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/ ETL

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Portal/App

Care Manager (C3)

Care Manager (C3)

AMTSAiD-Rhein-Neckar (C2)

INFOPAT – Vision mit IHE XDS


INFOPAT - Cluster

Cluster EntwicklungsprojekteIntegration mit IHE XDS

AnwendungsprojekteKlinische Studien (RCT)

1 PEPA – Patientenportal Patient Empowerment

2 AMTS-Tool: Integration Portale Patientensicherheit

3 Case Management System Versorgungssteuerung (Effekte)

4 Data WarehouseWissensmanagement

Versorgungsforschung,einrichtungsübergreifende Qualitätsindikatoren


PEPA - Patientenportal

• Abfrage generelle Bereitschaft

• Information über Studien• Selbstdokumentation,

Tagebücher• Fragebögen• Outcome Forschung


PEPA – Berechtigungen (Consent)

• Siehe „Informed Consent“ bei Forschung etc.

Persönliche eGesundheits‐ und Patientenakte (PEPA)


Klinik

GDA – Gesundheitsdiensteanbieter (Primärsysteme)

Portal PEPA ProfessionalsPortal PEPA Professionals

AMTSArzneimittel

AMTSArzneimittel

Case Management

Case Management

InformationDokumentationBerechtigungen

Bürger / Patient / Vertreter

Patienten‐Portal PEPA


IHEIHE

IHEIHE

Blaupause eHealth Architektur



Klinik



Praxis Apoth. HeimeReha

AMTSArzneimittel

AMTSArzneimittel

Case Management

Case Management





IHEIHE

IHEIHE


Arztpraxen und Apotheken über IHE

Perspektive HiGHmed:• Nutzung zur

Rekrutierung imambulanten Bereich

• Hochladen der Kriterien

• Meldung bei Treffer

CompuGroup (CGM)• Kooperationsvertrag• IHE XDS Consumer

Probebetrieb• Source in Entwicklung

IHE XDS


Rekrutierung mit eAktenAnforderung / Aktentyp iEPA eEPA EFA EGA PEPA

EM1: Patient entscheidet, ob Studienverantwortliche Kontakt aufnehmen dürfen - - - - X

EM2: Verwaltung der informierten Patienteneinwilligung möglich - - - X X

EM3: Informierte Einwilligung zu Nutzung von Patientendaten für PRS notwendig - - - - X

EM4: Information, ob informierte Patienteneinwilligung vorliegt X - - - X

EM5: Arzt braucht Einwilligung des Patienten um Eignung des Patienten zu sehen - - - - X

EM6: zeitnahe Einwilligung (X) (X) (X) X X

PRM1: Übersicht über geeignete Studien für Patienten - - - X X

PRM2: Übersicht über geeignete Studienteilnehmer X X X - (X)

PRM3: Benachrichtigung über neue geeignete Studienteilnehmer X X X - (X)

PRM4: Dokumentation des Einschlussstatus von geeigneten Studienteilnehmern X X X - X

PRM5: Ausführung von Ein-/Ausschlusskriterienabgleich mit Patientendaten X X (X) X X

SM1: Abbildung von Studienprotokollen X X X X X

SM2: Übersicht über alle Studien innerhalb der Einrichtung X X X - X

AA1: Vermeidung von Doppeldokumentation - (X) - - X

AA2: Datenintegration mit Patientenakten X X - - X

AA3: Vollzähligkeit - X - (X) X

Promotionsschrift Dr. Björn Schreiweis, Heidelberg 2016


IntegrationApps / mHealth


Apps zur PEPA mit IHE!

BW goes mobile Award 2012 1. Platz: EHR Navigator2. Platz: STENO

ConhIT Award 2012: 1. Platz: PEPA1. Platz LinuxTag 2012



Klinik




AMTSArzneimittel

AMTSArzneimittel

Hersteller‐Apps

FitnessFitnessWellnessWellness

Multi‐App ConnectorMulti‐App Connector

eSugareSugar……

Case Management

Case Management





IHEIHE

IHEIHE

PEPA Apps ‐ Professionals

Patienten‐App PEPA



IntegrationTelemedizin


Diverse „Tele“-Projekte

Ablösung eMail durch IHE XDM, Cookbook 2015 f. Ziel: alles was Gesundheitstelematik ist kann mit IHE gemacht werden

1744 2299

4229

6350

9516 10.10611.022

17.479

23.653

28.422

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

DICOM eMail Teleradiologie - Studien p.a. / 2015 ca. 80 pro Tag


Telemedizin-Portal – ca. 1200 Anfragen p.m.


Telemedizin und Telemonitoring

SensorenAALEKGWaageBlutzucker…

Patientenakte des TMZAALEKGWaageBlutzuckerEmpfehlungen, Medikation…

Datenübertragung

Patient / AngehörigeHelfer vor Ort / Mobile PflegeRettungsdienst

Telemedizinisches Servicezentrum (TMZ)

Telefon

Video



Klinik




AMTSArzneimittel

AMTSArzneimittel

Hersteller‐Apps

FitnessFitnessWellnessWellness

Multi‐App ConnectorMulti‐App Connector

eSugareSugar……

DICOM eMailDICOM eMail

TelemedizinPortal

TelemedizinPortal

ZweitmeinungBehandlungs‐

anfrage

Case Management

Case Management





IHEIHE

IHEIHE

PEPA Apps ‐ Professionals

Patienten‐App PEPA Geräte App

TelemonitoringGeräte

Sensoren, AAL

TelemedizinServicezentrum‐TSZ

Portal TSZPortal TSZ

MobilePflege

Rettungs‐dienst

TSZ Apps

Telemedizin (TM)System / Akte

Telemedizin (TM)System / Akte

IHEIHE

IHEIHE

IHEIHE


Verbund

DWHDWHRegional

DWHLokal/intern

IHEIHE


2. Integration mit Medizinprodukten und OP-Systemen



Medizinprodukte mit allen relevanten IT‐Kernsystemen (KIS, PACS, Anästhesie, Wissensmanagement)

Medizinprodukte untereinander


Architektur-DesignprinzipienNetzwerkintegration

• Sicher: „Trennwand“ (Gateway)• Ein Verkablungstyp

Patientendaten‐Kommunikation• Eindeutiger Patienten‐ oder Auftragskontext• Datenrückübermittelung

Rohdaten (Analytics, Expertensysteme) Gefilterte Daten (IT‐Kernsysteme, z.B. KIS, PDMS, PACS)

• Datenrückübermittelung zu anderen MP und DisplaysGeräte‐Kommunikation

• Control, feedback, settings IOP Standards: heute diverse und oft proprietär


BMBF gefördert Laufzeit: 3,5 Jahre (10/2012 ‐ 10/2016) 57 Partner + 30 assoziierte Partner 18,5 Mio. € (15 Mio. € Fördermittel) Koordination: B. Bergh, Heidelberg

OR.NET – sichere, dynamische Vernetzung in OP und Klinik

IHE Gateway

OSPOSCP

ConnectorDashboardUni Rostock

UKHD

HISOPPLPACSDWH

Konnektor ISSession

PCD-01

DOFDevice

ObservationConsumer

OSCP

OSCPConnector

DissectorSöhring

Ctx.Manager

‘DOR’-Agg.Lübeck

OSCP

MMIMMI

RetrospectiveData

Consumer

PCD-12 <- Retrospective Data Query

PCD-13 -> Retrospective Query Response

PDA

RetrospectiveData

Consumer

RetrospectiveData

Responder

PCD-12

PCD-13

ITI‐22 <‐ Patient Demographics and Visit Query

RAD‐2 ‐>RAD‐3 <‐

AquisitionModality

RAD-5 Query ModalityWorklist

DICOM Gateway

session

RetrospectiveData

Responder

PCD-01

OSCP

Patient DataPatient Data

Order DataOrder Data

Result DataResult Data

(Opt) ITI‐31 ‐> Patient Encounter Management

Patient Demographics

Consumer


Supplier

OrderPlacer

Order Filler

RAD‐2 ‐> PlacerOrder Management

RAD‐3 <‐ FillerOrder Management


Supplier

OrderPlacer

ITI‐22 <‐ITI‐31 ‐>

PDC

OF

Pat data

OrderOrder Filler

Device

..

DeviceObservation

Reporter

IHE PCD DEC & RDQPCD-01 <-Communicate PCD DataDevice

ObservationConsumer DOF

PCD-02 PCD-01

PCD-01

DeviceObservation

Reporter

PCD-01

PCD-01

ADA

WDA

AlertReporter

AlertManager/Consumer

q

ImageArchive/

Acquisition

DepartmentSystem

Scheduler

WorklistWorklistImagesImages

AquisitionModality

Parameter Data Archiver

Alert Data Archiver

Waveform Data Archiver

PCD-04 Report Alert

Device

RAD-5 Query Modality Worklist

RAD-5 Query ModalityWorklist

RAD-8 Modality Image Stored; RAD-10 Storage CommitmentRAD-8 Modality Image Stored; RAD-10 Storage Commitment

PCD-2 Subscribe to PCD Data

DICOM WL Server

41

Complex

Even

t Processing

Wissensmanagement

MP und OP-Daten


Heidelberger Demonstrator


3. Integration einer IT-System-Welt zum Wissensmanagement

Lesesaal British Museum


Welche IT-Systeme sind zu integrieren? Alle innerhalb eines UK eingesetzten IT‐Systeme (inkl. Bilddaten)

Dezentrale Datensammlungen (Excel, Access etc.) Register aller Art Ergebnisdaten der Omics‐Verfahren Verfügbarkeit von Biomaterialien (nicht Lagerung) Externe Wissensquellen (z.B. Literatur‐DB, Datenbanken, Wissens‐broker)

Externe Studiensysteme (EDC – Electronic Data capture)

Manuelle Studiendokumentationen


Architektur-Designprinzipien Wenig Evidenz

HiGHmed (MI Förderkonzept) Kernsysteme: a) Data Lake; b) Repository: strukturiert, semantisch annotiert

Syntaktische Interoperabilität: IHE XD‐Familie• XDS – I = Cross‐Enterprise Document/Image Sharing• XDR = Cross‐Enterprise Reliable Document Interchange (aktenlos)

• XC = Cross Community Varianten Semantische Interoperabilität, Datenmodell: openEHR Wenn möglich keine externen Komponenten sondern alles in die DIZ (Datenintegrationszentren)


Architektur-Designprinzipien: HiGHmedPrivacy by design

• Unstrukturierte Daten bleiben in den DIZ• Text mining (NLP) im Standort

Verteilung Algorithmen, statt Daten nur Übermittlung von Analyseergebnissen (Omics, Bildgebung)

Real‐Time Fähigkeit (Medizintechnik)Dual use: System muss für KV und Forschung gleich gut geeignet sein

Enge Einbindung in die KV‐Systeme

BMBF Förderkonzept Medizininformatik

Beitritt beantragt:

Antrag absehbar:

UniversitätsKlinikumHeidelberg

Medical Data Integration Center (MeDIC) UKSH

IHE XDS Affinity Domain

FEDER

ATION LAY

ER Master Patient Index Document Registry Audit Repository

Consent

Provider + Orgs

Data LakeCentral Repository (structured data + free texts)

STAG

ING LAY

ERINTERF

ACE LA

YER

AQL SMARTXDR …

DocumentationPortal

(cardiology)

Access Access

ExternalSite

IHE

XCDR

Regional SourcesUKSH Infrastructure & Data Sources

SOURC

E LA

YER

SAP ERP

‐ Agfa ORBIS(HIS, CIS, RIS, Cardio)

‐ Agfa Impax(PACS: Radio + Cardio)

Kairos CentraXX(Study management & Biobank)

OSM OpusLIS

(PEHR and TMC)

IHE profiles

ETL

NORM

ALIZAT

ION LAY

ER openEHR Document Repository + IHE XDS and XDS‐I repository(Structured data only)

Mapping

NLP

FHIR

R Interface

AQL

…

Query Interfaces

ANALYTICS LAYER


Zusammenfassung

Verzahnung aller Bereiche unerläßlich IT Architekturen werden deutlich komplexerUngünstige Wahl der Architektur oder der Standards => langsam, teuer, aufwendig, ineffizient, dysfunktional, Risiko für Misserfolg!

Alle Bereiche zu berücksichtigen• Medizinische Anwendung und Forschung, Produkte und Markt, System‐Integrationstechnik, auch Infrastruktur

• => Neue Governance Modelle: „ein Guß“ bei Design und Umsetzung zwingend!

| Prof. Dr. Björn Bergh30.04.2018 Claude Monet – Impression soleil levant, 1872Musée Marmottan, Paris


Prof. Dr. med. Björn Bergh Chief Digital Officer UKSHProfessor für MedizininformatikInstitut für Medizinische Informatik und Statistik (IMIS)

[email protected]

Campus KielBrunswiker Straße 10 | 24105 KielCampus LübeckMaria-Goeppert-Str. 7a | 23538 Lübeck

Tel: +49-431-500 30701Mobil: +49-172 301 38 33

Vielen Dank!

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