gms | German Medical Science

50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds)
12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie (dae)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie
Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie

12. bis 15.09.2005, Freiburg im Breisgau

Die Nutzung des HL7 Standard Set zur Sicherung semantischer Interoperabiliät

Meeting Abstract

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  • Bernd Blobel - Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen
  • Kjeld Engel - Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen
  • Peter Pharow - Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie. 50. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds), 12. Jahrestagung der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Epidemiologie. Freiburg im Breisgau, 12.-15.09.2005. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2005. Doc05gmds370

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/gmds2005/05gmds485.shtml

Veröffentlicht: 8. September 2005

© 2005 Blobel et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Einleitung und Fragestellung

Die Veränderung der demographischen Struktur in Deutschland wie in allen Industrieländern, die Entwicklung, das Angebot und die Beanspruchung neuer und kostspieliger Diagnose- und Therapiemöglichkeiten, die Veränderung des Anspruchdenkens der Bevölkerung sowie der Paradigmenwechsel im Gesundheitssystem von der Gesundheitsversorgung hin zum Erhalten und Steigern der Lebensqualität führen zu einem ständig wachsenden Druck auf das Gesundheitswesen, die Qualität und Effizienz der Prozesse zu verbessern und die Kosten zu beherrschen.

Gesundheitsinformationssysteme und telemedizinische Anwendungen müssen die Versorger in die Lage versetzen, unabhängig von Zeit, Ort, und lokalen Ressourcen eine effiziente und gleichmäßig hochqualitative Versorgung nach dem fortgeschrittenen Stand des Wissens und der Technologie zu garantieren. Das bedeutet, dass der einfache Datenaustausch durch Export und Import bzw. seine weiterentwickelte Form des Austauschs strukturierter Nachrichten mit vereinbartem Kodierung, wie sie von HL7 Version 2.x angeboten wird, durch eine Kommunikation und Kooperation auf der Basis standardisierter, das Wissen repräsentierender Konzepte ersetzt werden muss. Dabei müssen in eng gekoppelten Systemen bei vereinbarten fixierten Konzepten nur die identifizierenden bzw. indexierenden Informationen ausgetauscht werden, während in lose gekoppelten Systemen die kompletten Konzepte und deren Parameter (Klassen und deren Beziehungen sowie alle Attribut-Instanzen) kommuniziert werden müssen. Ziel ist semantische Interoperabilität, die nach IEEE die Fähigkeit von zwei oder mehr Systemen oder Komponenten zum Informationsaustausch sowie zum adäquaten Nutzung der ausgetauschten Information bedeutet [1]. Das bedeutet, dass man sich nicht nur um die Abstimmung der ausgetauschten Daten, deren Kodierung sowie dem flexiblen Austauschformat kümmern, sondern auch die Struktur und Funktion der beteiligten Applikationen bestimmen muss.

Material und Methoden

Moderne Gesundheitsinformationssysteme müssen die folgenden architekturbestimmenden Paradigmen erfüllen:

  • Verteilung
  • Komponentenorientierung (Flexibilität, Skalierbarkeit)
  • Trennung von plattform-unabhängiger und plattform-spezifischer Modellierung →
  • Trennung von logischen und technologischen Sichten (Portierbarkeit)
  • Geschäftsprozess-getriebenes Design (Nutzerakzeptanz)
  • Geeignete Datenschutz und Datensicherheitsdienste
  • Multi-tier Architektur (Nutzerakzeptanz, Performanz, etc.)
  • Geeignete Multi-Media GUI (Analphabetentum)
  • Semantische Interoperabilität, d.h. Interoperabilität auf Dienste-Ebene (Konzepte, Kontexte, Wissen)

Zur Sicherung der semantischen Interoperabilität sind Referenzmodelle auf Meta-Ebene sowohl für die Geschäftsprozesssicht (Enterprise View) als auch für die Informationssicht (Information View) erforderlich. Aus diesen müssen dann die jeweiligen domänen-spezifischen Modelle angeleitet werden. Für die verschiedenen Domänen können die Basiskomponenten (Wissensbausteine, Konzepte) sowie deren Anwendungsbedingungen (Kontexte) definiert werden, die für bestimmte Geschäftsvorfälle und deren informationelle Abbildung bzw. funktionelle Beziehung adäquat aggregiert werden. Für die Wissensrepräsentation benötigt man eine abgestimmte Terminologie und Ontologie. Die Ableitung der Anforderungen, die Entwicklung der Modelle sowie die Implementierung müssen einem einheitlichen Prozess folgen.

Ergebnisse

Wie weit realisiert der HL7 Standard Set die aufgestellten Forderungen [2]?

HL7 hat sich vom Kommunikations- oder Nachrichtenstandard der Version 2.x in der aktuellen und künftigen Version 3 klar zu einem Architekturstandard entwickelt, wobei dieser Prozess über einen langen Zeitraum vollzogen wurde und natürlich nicht abgeschlossen ist.

Die Basis bildet das HL7 Development Framework (HDF) sowie ein ausgebautes unterstützendes Tooling. Ausgehend vom hochgenerischen HL7 Reference Information Model (RIM) werden für die unterschiedlichen Domänen (die bisherigen Chapter bieten z.B. eine mögliche Abgrenzung der Geschäftsfelder) die jeweiligen komplexen Meta-Ebenen Domänen Information Models (DIMs) sowie die aktionsbezogenen Refined Message Information Models (RMIMs) abgeleitet. Der Message-Begriff weist auf die ursprüngliche Bestimmung von HL7 hin. Die Beschreibung der aktionsrelevanten Komponenten, ihrer Beziehungen und ihres Verhaltens sind jedoch darüber hinaus für die Spezifikation von Systemen und ihren Komponenten nutzbar. Die Basiskonzepte (Wissenskonzepte) der jeweiligen Domänen, die Common Message Element Types (CMETs) bzw. deren Aggregation z.B. im klinischen Kontext (Clinical Templates bzw. im Dokumentenbereich die Clinical Statements) bilden wieder verwendbare Bauelemente der zu spezifizierenden Systeme. In diesem Zusammenhang ist auf die konzeptuelle Bedeutung der Data Types hinzuweisen. Diese Serie von Basiskonzepten wurde in der Version 3 erheblich erweitert sowie klarer und weitgehend konsistent definiert. Die innerhalb HL7 V3 etablierten Konzepte werden natürlich aus vorhandenen Wissensbasen, wie z.B. den Medical Logic Modules der Arden Syntax (einem der vielen Standards des HL7 Standard Set), aber auch aus anderen Quellen wie existierenden klinischen Leitlinien abgeleitet. Die Modelle werden gegenwärtig im HL7-Formalismus dargestellt, wobei gegenwärtig eine auf einer formalen Liaison beruhende Harmonisierung mit OMG’s UML stattfindet. Alternativ werden viele Modelle in der hierarchischen Meta-Sprachen-Beschreibung des XML Standard Set formuliert.

Eine wesentliche Voraussetzung für die Etablierung semantischer Interoperabilität ist die Definition eines abgestimmten Vokabulars sowie einer entsprechenden Ontologie. HL7 pflegt im Kontext der Entwicklung der Version 3 ein abgestimmtes Vokabular (Vocabulary) mit entsprechender verbindlicher Referenz auf existierende Terminologien, Klassifikationen/Kodierungen und Ontologien. In diesem Zusammenhang sind u.a. LOINC, SNOMED-CT zu nennen.

Zur Sicherung der semantischen Interoperabilität muss die abgestimmte Spezifikationen an die realen Bedingungen angepasst und auf wechselseitige Konformanz der Kommunikationspartner geprüft werden, was durch die Application Roles sowie die Conformance Statements geschieht. Die Sicherung der praktischen Interoperabilität auf technologischer Ebene erfolgt durch die Implementable Technology Specifications (ITSs). Der letzte Schritt ist die Testung und Zertifizierung der Lösung, für die die HL7-Benutzergruppe in Deutschland e.V. gemeinsam mit dem Zentrum für Telematik im Gesundheitswesen (ZTG GmbH) einen beispielhaften Prozess entwickelt und implementiert hat.

Im Vortrag werden die einzelnen Modelle, deren Beziehungen und ihre Verwendung exemplarisch dargestellt.

Diskussion

Ursprünglich als sehr pragmatischer Nachrichtenstandard für die Kommunikation im Krankenhaus gestartet, entwickelt sich HL7 nicht nur zum führenden und hochkomplexen Standard im Bereich des gesamten Gesundheitswesens, sondern erlaubt eine modellgetriebene Spezifikation nach einem definierten Prozess [3], [4]. Damit eröffnet HL7 neue Horizonte für Anforderungsanalysen, Spezifikationen und Implementierungen in verteilten, Internet-basierten Gesundheitsinformationssystemen. Diese stehen im Wettbewerb, aber auch in enger Kooperation mit Entwicklungen wie openEHR oder den Spezifikationen innerhalb ISO TC 215 bzw. CEN TC 251.


Literatur

1.
IEEE Standard Computer Dictionary: A Compilation of IEEE Standard Computer Glossaries, IEEE, 1990
2.
Blobel B: HL7 and architecture standards of electronic health records (EHRs). In: Ferrer-Roca O (Edr.): Proceedings XIII Winter Course: Ambient Intelligence in Medicine AmI@Medicine, pp. 141-148. CATAI edition, Tenerife, Canary Islands, Spain 2004.
3.
Health Level 7 Inc.: www.hl7.org
4.
Hinchley A: Understanding Version 3. Alexander Mönch Verlag, Köln 2002.