8. Standardisierte Datenschnittstellen für die Medizin Wintersemester 2010/11 Dozent: Univ.-Prof. Dr. med. Stefan Schulz

Typen von Schnittstellen Hardware- schnittstellen Benutzer- schnittstellen 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... zum Zugriff auf Systemroutinen zur Kommunikation mit anderen Prozessen zum Verbinden von Softwarekomponenten

ISO/OSI-Referenzmodell für die Kommunikation (ISO7498-1) Standards bauen auf- einander auf Spezifische Protokolle in jeder Schicht Unterliegende Schichten werden verborgen

Formen elektronischen Datenaustausches im Gesundheitswesen Apotheke Arzt Labor Krankenhaus Versicherung Arbeitgeber Gemeinden Patienten / Kunden Staatliche Organisationen Laborergebnisse Patientendaten Anforde- rungen Ergebnisse Bilder Eignung Überweisung Abrechnung Verordnung Status Patientenakte Anstellung Versorgung Familienplanung Gesellschaft Öffentliche Gesundheit The utilization of Ancillary services will become much more useful after the needs of the Physician and Patient are met.

Bedeutende Standards für den Datenaustausch in der Medizin Materialanfor- derung Klinikinfor- mtionssystem Kosten Rechnungen HL7 X12N Apotheke X12N / HL7 Gesundheits- informations- systeme NCPDP HL7 Datenbank zum Immunstatus Elektronische Signale HL7 HL7, X12N Bilder Agenturen DICOM HL7 HL7, X12N IEEE MIB, ASTM Anbieterliste Patienten Monitore Nebenwirkungen

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: HL-7 V3: 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> interne Nummer externe Patienten - ID   interne Patienten – ID alternative Patienten – ID Name des Patienten  Geburtsname des Patienten  Geburtsdatum des Patienten … 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 - Positionsindex LEN - Feldlänge DT – Datentyp des Feldes OPT – Optional / Notwendig RP/# - Widerholung 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 MSH EVN { PID } [PD1] [ { NK1 } ] [ { GT1 } ] [ OBX ] Kanonisches Nachrichtenprofil MSH EVN PID [PD1] [ { NK1 } ] MSH EVN PID [ NK1 ] OBX MSH EVN { PID } [PD1] [ { GT1 } ] Nachrichten- instanzen

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> . . . Segment, <MSH> Field, <MSH.4> - null fields are not included eg. <MSH.8> Data Type, <CM.1> 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 Referenz- informations- modell Das HL7 Referenzinformationsmodell ist die Grundlage für alle anderen Informationsmodelle und für die Spezifikation der Nachrichten. Spezifikation von Datentypen Die HL7 Datentypspezifikation legt die Syntax und den Wertebereich der Daten fest, die für Attribute in Frage kommen. Spezifikation von Termi- nologien 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 Referenzinformations- modelles 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 Repräsen- tation

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