Zusammenfassung. Die möglichst optimale Integration klinischer Anwendungssysteme ist vital für den modernen Klinikbetrieb. Wir beschreiben einen Ansatz zur prozessorientierten Datenlogistik, der es erlaubt, das medizinische Personal entlang dem Behandlungsprozess mit notwendigen Daten zu versorgen. Durch Transformation graphischer Prozessmodelle in eine datenzentrierte Darstellung kann eine automatisierte Konfiguration von Kommunikationsservern erreicht werden. Im Vordergrund steht dabei die Datenversorgung der am Behandlungsprozess beteiligten Personen und nicht die direkte Unterstützung des Prozesses, wie sie durch Workflow-Management-Systeme erreicht wird. Der Ansatz wird in einer Fallstudie vorgestellt.
In der klinischen Datenverarbeitung besteht die Notwendigkeit zur Integration verschiedenster Anwendungssysteme mit dem Ziel existierende und zukünftige Behandlungsprozesse optimal zu unterstützen. Zwei grundlegend verschiedene Ansätze dominieren den Markt: Vollständig integrierte Krankenhausinformationssysteme (KIS), die mit einem holistischen Ansatz die Schnittstellenproblematik weitgehend zu vermeiden versuchen. Als Alternative existieren vor allem Kommunikationsserver-basierte Lösungen, die mit standardisierten Schnittstellen wie HL7 ("Health Level 7") [1] den Datenaustausch zwischen Einzelsystemen ermöglichen.
Im Fall der Kommunikationsserver stellt sich die Frage, wie die Datenflüsse optimal gestaltet werden können, um jederzeit hohe Datenverfügbarkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Prozesskosten zu minimieren. Eine Lösung für diese Problematik könnte eine prozessorientierte Vorgehensweise sein, welche beispielsweise die Datenverteilung entlang den Behandlungsstationen eines Patienten organisiert. Die Vorteile einer derartigen prozessbasierten Datenlogistik sind offensichtlich:
• Konfigurationen für Kommunikationsserver können automatisch aus umfassenden Prozessmodellen generiert werden. • Klinische Pfade können abgebildet und fallbasiert unterstützt werden.
• Vorhandene Infrastruktur kann effizienter genutzt werden, da sich die Lücke zwischen Anwendungswissen und der technischen Umsetzung, beispielsweise der Konfiguration eines Kommunikationsservers, schließt. Wir beschreiben im Folgenden einen Ansatz, der die genannten Vorteile der prozessbasierten Datenlogistik im Krankenhausbereich umsetzt. Dazu betrachten und bewerten wir im nächsten Abschnitt Basistechnologien wie Kommunikationsserver und Workflow-Management. Abschnitt 3 beschreibt unseren prozessbasierten Lösungsansatz und Abschnitt 4 illustriert schließlich mit einer Fallstudie unsere Methodik.
Die Basistechnologien Kommunikationsserver und Workflow-Management-Systeme (WfMS) werden im Folgenden kurz eingeführt und im Anwendungskontext des hier vorgestellten Ansatzes bewertet.
Workflow-Management-Systeme werden in verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt und bieten eine umfassende Unterstützung von Anwendungsprozessen. Die Implementierung einer Workflow-Management-Anwendung erfolgt in zwei Schritten: In einem ersten Schritt muss ein Workflow-Modell erstellt und validiert werden. In einem zweiten Schritt wird ein solches Workflow-Modell zur Ausführungszeit instanziiert. Die Anwender interagieren mit dem System über eine Arbeitsliste, welche den am Prozess beteiligten Personen eine Liste der zur Ausführung bereitstehenden Aufgaben präsentiert [3].
Der Einsatz von WfMSen in Krankenhäusern hat eine Reihe von Vorteilen: WfMSe garantieren die koordinierte Ausführung von Prozessen mit Beteiligung von Anwendern und Systemen. Insbesondere der Datenaustausch zwischen den beteiligten Systemen wird organisiert, was WfMSe für den Einsatz im klinischen Umfeld prädestiniert. Ein oft genannter Vorteil von WfM ist die Eigenschaft, alle notwendigen Daten bei der Ausführung eines Prozessschrittes zur Verfügung zu stellen. Gerade in Kliniken kann dieses Merkmal aber auch sehr schnell ins Gegenteil umschlagen, wenn beispielsweise ein medizinischer Notfall die Abweichung vom vorgegebenen Workflow erzwingt. In diesem Fall muss das WfMS umgangen werden und es zeigt sich, dass sehr genau überlegt werden muss, welche Prozesse überhaupt mit Hilfe eines WfMS verwaltet werden können.
Durch die strenge und unflexible Ausführung von Prozessen ergibt sich eine Reihe von Nachteilen. Was in Anwendungsgebieten mit einer überschaubaren Anzahl weitgehend statischer Abläufe, wie beispielsweise dem Banken-oder Versicherungswesen ein gewichtiger Vorteil ist, wird im medizinischen Anwendungsbereich zur Achillesferse, da hier mit zahlreichen hochgradig variierenden Prozessen zu rechnen ist. Die resultierende Variantenvielfalt ist mit WfMS in der Praxis kaum zu erreichen, da diese auf eine strikte Ausführung der vorgegeben Prozesse ausgelegt sind und die Mächtigkeit der Modellierungssprache im Allgemeinen zu gering ist. Ansätze zur Flexibilisierung der Workflow-Ausführung (z.B. [4]) sind zwar vorhanden, erhöhen aber auch die Komplexität des resultierenden Workflow-Modells.
Sowohl Kommunikationsserver als auch WfMSe bieten Vor-und Nachteile beim Einsatz in Kliniken. WfMSe bieten die notwendigen Modellierungsmittel, um klinische Prozesse auf einem sinnvollen Abstraktionslevel umfassend zu beschreiben. Es zeigte sich aber auch, dass WfMSe oftmals auf einem zu restriktiven Ausführungsmodell basieren und die notwendige Flexibilität nicht liefern können.
Kommunikationsserver bieten Aufgrund der verwendeten Konfiguration auf Instanzebene keine problemspezifische Modellsicht, woraus schlechte Wartbarkeit und Lesbarkeit resultiert. Ihre Stärken liegen in dem einfachen und standardisierten Aufbau von Kommunikationsbeziehungen zwischen klinischen Systemen. Ausgehend von diesen Beobachtungen ist es wünschenswert, ein Konzept zu entwickeln, welches die Vorteile von beiden Ansätzen vereint und die Nachteile nicht übernimmt. Unser Konzept der prozessorientierten Datenlogistik folgt dieser Forderung.
Das vorliegende Konzept vereint die Vorteile von WfM und Kommunikationsservern und bietet eine Lösung für den Bereich der klinischen Kommunikation. Folgende Kernforderungen werden dabei erfüllt: Datenverfügbarkeit bei Ausführung eines Prozessschritts, abstrakte Beschreibung der klinischen Prozesse durch Prozessmodelle und Verwendung der Datenaustauschmechanismen von Kommunikationsservern (oder ähnlichen Ansätzen). Die Ergebnisse aus Abschnitt 2 lassen uns zwei Arten der Unterstützung von klinischen Prozessen erkennen: Modellierungs-und Kommunikationsunterstützung. Dies veranlasst uns zur Definition von zwei Ebenen: Der Modellierungsebene, welche eine abstrakte aber umfassende Definition der Kommunikationsbeziehungen enthält und der Kommunikationsebene, welche diese Spezifikationen umsetzt. WfMS haben konzeptionelle Stärken auf der Modellierungsebene und können dort verwendet werden. Zusätzlich kommen Teilkomponenten wie die Workflow-Ausführung auch in der Kommunikationsebene zur Geltung. Kommunikationsserver sind ein typischer Vertreter der Kommunikationsebene, aber auch andere Implementierungen können hier angesiedelt werden, wie beispielsweise der adaptive Replikationsmanager [5].
Wir bezeichnen unser Verfahren um klinische Prozesse zu modellieren und auszuführen als Prozessbasierte Datenlogistik (PDL)
Für diese Aufgabe können verschiedene Techniken zum Einsatz kommen. Denkbar wären auch WfMSe mit leichten Modifikationen. Es bieten sich im klinischen Umfeld besonders Kommunikationsserver an, für die automatisiert eine Konfiguration aus dem datenzentrierten Modell erzeugt werden kann.
Die Hauptvorteile der PDL liegen in der Wiederverwendung bekannter und bewährter Techniken und in der erheblich vereinfachten und umfassenderen automatischen Konfiguration von Systemen der Kommunikationsschicht, wie beispielsweise Kommunikationsserver.
In <PEK xsi:type="process" Name="store diagnostic data in glaucoma register" ID="REP_ORTR(12675)"> <Attribut Name="ParentID" Wert="REP_ORTP(8348)" /> <data_container_out Name="inner_ocular_pressure" ID="REP_ORTP(8350)" /> <data_container_out Name="blood_pressure" ID="REP_ORTP(8318)" /> </PEK> Um von dieser Beschreibung zu einer gültigen Konfiguration für das verwendete Wrapper-Framework YAWA ("Yet Another Wrapper Framework") [7]
Dieses Papier präsentiert einen Ansatz zur prozessbasierten Konfiguration des Datenaustausches zwischen klinischen Systemen. Ziel ist dabei eine Versorgung des medizinischen Personals mit relevanter Information entlang des Behandlungsprozesses. Aus graphisch modellierten Prozessmodellen werden hierzu Datenlogistikprozesse abgeleitet. Eine Fallstudie verdeutlicht den Ansatz.