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GMDS 2013: 58. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS)

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie

01. - 05.09.2013, Lübeck

BICEPS – Ein Protokoll zur Integration von Medizinprodukten am klinischen Arbeitsplatz

Meeting Abstract

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  • Stefan Schlichting - Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck, DE

GMDS 2013. 58. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS). Lübeck, 01.-05.09.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocAbstr.411

doi: 10.3205/13gmds273, urn:nbn:de:0183-13gmds2736

Published: August 27, 2013

© 2013 Schlichting.
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Einleitung und Fragestellung: Der ASTM F2761-09 Standard [1] beschreibt ein funktionales Konzept für einen sicheren, patienten-zentrierten klinischen Arbeitsplatz (Integrated Clinical Environment, ICE). Im Sinne dieses Standards kann ein klinischer Arbeitsplatz zum Beispiel ein Intensivbett auf einer Intensivstation, aber auch ein Operationssaal sein. ICE Supervisor Apps unterstützen das klinische Personal durch die Integration von Daten aus verschiedenen Medizinprodukten mittels der ICE Equipment Interfaces. Bisher gibt es keine technische Spezifikation für die Umsetzung des Konzepts. In diesem Beitrag wird ein Protokoll zur Implementierung des ICE-Standards vorgestellt, welches eine effiziente und modulare Umsetzung des funktionalen Konzepts auf Basis einer Webservice-basierten SOA ermöglicht. Das Protokoll soll neben einem verlässlichen Datenaustausch zwischen Medizinprodukten insbesondere auch eine externe Steuerung eines Medizinprodukts unter Beachtung der Anforderungen an die Patientensicherheit ohne Annahmen an die Laufzeitumgebung ermöglichen.

Material und Methoden: BICEPS (Basic Integrated Clinical Environment Protocol Specification) ist als transportunabhängiges Protokoll spezifiziert worden und basiert zum großen Teil auf Ideen des Domain Information Models (DIM) des ISO/IEEE 11073 Standards [2]. BICEPS definiert ein Domänenmodell zur Beschreibung der im Netzwerk zur Verfügung gestellten Fähigkeiten eines Medizinproduktes sowie dessen aktuellen Zustands. Des Weiteren werden Serviceschnittstellen definiert, die die Netzwerkschnittstelle für den Informationsaustausch beschreiben. Die Beschreibung der auf dem Netzwerk zur Verfügung gestellten Fähigkeiten ermöglicht es, die Struktur des Medizinproduktes, die erhobenen Messwerte und Einstellwerte sowie mögliche Alarme zu definieren. Darüber hinaus wird angegeben, welche Einstellwerte sich verändern lassen und ggf. welche zusätzlichen Daten ein Dienstnutzer übertragen muss, um einen Wert zu verstellen. Die konkrete Ausprägung einer der genannten Komponenten wird per Referenz auf einen Begriff aus einer passenden Nomenklatur definiert. BICEPS wurde auf Basis des Medical Device Profile for Web Services implementiert, das eine Erweiterung des Device Profiles for Web Services zur Nutzung am integrierten klinischen Arbeitsplatz darstellt [3]. Hierzu gehört u.a. eine Spezifikation, die es erlaubt, sicherheitskritische Kontextinformationen wie etwa den Wert eines zweiten Kanals zu übermitteln [4]. Die entwickelte Referenzimplementierung von BICEPS wurde für die Java SE 6 implementiert und umfasst sowohl eine Bibliothek für Dienstnutzer als auch für Dienstanbieter. Das verwendete MDPWS-Framework verwendet als DPWS-Implementierung das JMEDS-Framework [5].

Ergebnisse: Im Rahmen des TeKoMed-Projekts erfolgte eine Referenzimplementierung zur prototypischen Implementierung von ICE Supervisor Apps im Bereich der Neurochirurgie. Hierbei wurde sowohl die Bibliothek für den Dienstnutzer als auch für den Dienstanbieter benutzt. Das ICE Equipment Interface wurde sowohl direkt auf den Geräten als auch mittels eines Konverters, welcher über ihre vorhandene proprietäre Schnittstelle auf das Gerät zugreift, in Form einer BICEPS-Schnittstelle implementiert. Überdies erfolgte eine Implementierung eines BICEPS-Gerätesimulators auf einem Raspberry PI, der die Oracle Java SE Embedded 7 VM als Java VM nutzt.

Diskussion: Das vorgestellte Protokoll BICEPS bietet die Grundlage zur Umsetzung des funktionalen Konzepts für einen sicheren, patienten-zentrierten klinischen Arbeitsplatz. Durch die Anpassung des 11073-DIM und eine Umsetzung in einen service-orientierten Ansatz ist es möglich, Medizinprodukte wie etwa Patientenmonitore oder elektro-chirurgische Instrumente in eine ICE zu integrieren. Komplexere Medizinprodukte sowie herstellerspezifische Elemente können über die vorgesehenen Erweiterungspunkte eingebunden werden.


Literatur

1.
Hatcliff J, Vasserman E, Weininger S, Goldman J. An overview of regulatory and trust issues for the integrated clinical environment. Proceedings of HCMDSS. 2011.
2.
ISO/IEEE 11073-10201:2004(E). Health Informatics – Point-of-care medical device communication – Part 10201: Domain Information Model, ISO/IEEE Std.
3.
Pöhlsen S, Schlichting S, Strähle M, Franz F, Werner C. A concept for a medical device plug-and-play architecture based on web services. In: 2nd Joint Workshop on High-Confidence Medical Devices, Software and Systems (HCMDSS) and Medical Device Plug-and-Play Interoperability (MD PnP). San Francisco: 2009 July. p. 52-65.
4.
Pöhlsen S, Schöch W, Schlichting S. A Protocol for Dual Channel Transmission in Service-Oriented Medical Device Architectures based on Web Services. Proceedings of HCMDSS; 2011.
5.
JMEDS [Internet]. Available from: http://sourceforge.net/projects/ws4d-javame/ External link