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Christian Schade
Konzeption der Übernahme von Daten aus medizinischen Informationssystemen und
medizinischen Geräten in ein Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem (IADS)
Umsetzung und Test anhand der Einführung des IADS COPRA an einem
Unfallkrankenhaus
ISBN: 978-3-8366-1410-8
Druck Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2008
Zugl. Fachhochschule Stralsund, Stralsund, Deutschland, Bachelorarbeit, 2005
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,
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der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik
Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2008
Printed in Germany
Ich danke Herrn Dipl. Ing.(FH) Ingo Mahlke, Leiter der Abteilung Medizinische
Informationssysteme bei der medipart GmbH, für das entgegengebrachte Vertrauen
und die Bereitstellung des Themas.
Bei ihm und Herrn Prof. Dr.-Ing. Martin Staemmler möchte ich mich für die
Betreuung meiner Arbeit, die zahlreichen wissenschaftlichen Ratschläge und die
ständige Diskussionsbereitschaft bedanken. Ihre Hinweise haben stets zur
Verbesserung der Arbeit beigetragen.
Herrn Dipl. Ing.(FH) Jan Hubert danke ich für die sehr gute Zusammenarbeit und
stete Hilfsbereitschaft während des gesamten Projektes.
Danken möchte ich auch Herrn Harald Sonntagbauer, als Koordinator der
Projektgruppe ,,Neubau UKH Linz", Herrn Christian Dazinger, als EDV-Leitung am
UKH Linz und den weiteren Mitarbeitern der AUVA für die Kooperation.
Für die Hilfe in Fragen der äußeren Form dieser Arbeit danke ich
Frau Kerstin Schuhr als Lebensgefährtin meines Vaters.
Besonderer Dank gebührt meinen Eltern, die mir dieses Studium durch ihre
Unterstützung ermöglicht haben.
Meiner Lebensgefährtin Katrin Lobeck danke ich ganz besonders für ihr Verständnis
und ihre Geduld in der gesamten Zeit meines Studiums und freue mich mit ihr auf
die Geburt unseres Nachwuchses.
Inhaltsverzeichnis
i
Inhaltsverzeichnis
I.
Abbildungsverzeichnis ...iv
II. Abkürzungsverzeichnis...v
1
Motivation und Zielsetzung ...1
1.1 Ausgangssituation...1
1.2
Ziel der Arbeit ...1
2
Theoretische Grundlagen ...3
2.1
Intensiv- und Anästhesiedokumentationssysteme ...3
2.1.1 Begriffsdefinition ...3
2.1.2
Probleme des Datenmanagements in der Intensivmedizin und
Anästhesiologie ...4
2.1.3
Geschichtliche Entwicklung von Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystemen ...5
2.1.4
Bausteine eines Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystems ...5
2.1.5
Das Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem COPRA ...6
2.2
Datenaustauschvereinbarungen zwischen medizinischen
Informationssystemen...9
2.2.1
Health Level Seven...10
2.2.2
Digital Imaging and Communications in Medicine ...12
2.2.3 Extensible
Markup
Language...13
2.2.4
Die Initiative Integrating the Healthcare Enterprise...14
2.3
Integration von Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystemen in
Krankenhausinformationssysteme...15
2.3.1 Krankenhausinformationssysteme...15
2.3.2 Datenintegration
im
Krankenhausinformationssystem ...18
2.3.3
Integration von Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystemen ..19
2.4 Datenaustauschmöglichkeiten
zwischen
medizinischen
Informationssystemen und medizinischen Geräten...20
2.4.1
Die Systemarchitektur der indirekten Anbindung ...21
2.4.2
Die Systemarchitektur der direkten Anbindung ...22
2.5 Konkrete
Datenaustauschmöglichkeiten zwischen Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystem und medizinischen Geräten ...24
2.5.1
Anbindung von Medizintechnik über Gateway-Computer ...24
2.5.2
Direkte Datenübernahme über die serielle Schnittstelle...25
2.5.3
Datenübernahme mit Hilfe von Geräteinterfaceboxen...25
2.5.4
Anbindung von Medizintechnik über serielle Multiplexer...27
Inhaltsverzeichnis
ii
3
Systemanalyse am Unfallkrankenhaus Linz ...28
3.1 Allgemeines
zum
Unfallkrankenhaus...28
3.2
Analyse der vorhandenen Informationssysteme und
Dokumentationsmethoden...29
3.2.1
Aufnahme und Erstuntersuchung ...30
3.2.2
Notfall-, spezielle Wund- und Ambulanzversorgung...31
3.2.3 Intensivbehandlung...32
3.2.4 Anästhesiedokumentation
im
OP-Bereich ...33
3.2.5
OP-Management und Dokumentation...33
3.2.6
Leistungsanforderung und Leistungsdokumentation ...34
3.3
Analyse der neuen Infrastrukturen ...35
3.3.1
Operationsbereich / Anästhesiologie...35
3.3.2 Intensivstation...36
3.3.3 Brandverletzte...37
3.3.4 Wachstation ...37
3.4
Resultierende Anforderungen an das Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystem COPRA...38
4
Integration des Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem COPRA
am Unfallkrankenhaus Linz...41
4.1
Planung und Realisierung der Rechentechnik...41
4.1.1
Hardware für den Einsatz außerhalb der Patientenumgebung...41
4.1.2
Hardware für den Einsatz in der Patientenumgebung ...42
4.1.3
Server für das Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem ...44
4.1.4
Auswahl der geeigneten Geräteinterfacebox...45
4.2
Entscheidung und Realisierung der Integration des Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystem COPRA...47
4.2.1
Integration in das Krankenhausinformationssystem Astra...49
4.2.2
Anbindung des Laborsystems...51
4.2.3
Datenübergabe an die Qualitätssicherung ...53
4.2.4
Datenübernahme vom Patientenmonitoring ...53
4.2.5
Datenübernahme von der Beatmungs- und Narkosetechnik ...54
4.2.6
Datenübernahme von der Infusionstechnik ...57
4.2.7
Integrationszustand nach Abschluss der Realisierungen...60
Inhaltsverzeichnis
iii
5
Test der Integration des Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem
COPRA am Unfallkrankenhaus Linz...61
5.1
Ziel der Entwicklung und Durchführung von Tests ...61
5.2
Auswahl der Testobjekte ...62
5.3 Der
Testprozess ...63
5.3.1 Theorie...63
5.3.2 Manuelles
Testen...64
5.3.3 Automatisiertes
beziehungsweise teilautomatisiertes Testen...64
5.4
Entwicklung und Durchführung der Tests...66
5.4.1
Test der spezifisch entwickelten Formulare für das Unfallkrankenhaus
Linz...66
5.4.2
Test der Schnittstellen zum Krankenhausinformationssystem Astra
und Laborsystem ...68
5.4.3
Test der Datenübernahme vom Patientenmonitoring ...69
5.4.4
Test der Datenübernahme von der Beatmungs- und Narkosetechnik 70
5.4.5
Test der Datenübernahme von der Infusionstechnik ...71
5.5
Übertragbarkeit der Tests auf weitere Integrationen des Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystems COPRA ...73
6
Diskussion der Ergebnisse ...74
6.1
Bewertung der eingesetzten Hardware...74
6.2
Bewertung der Integration des Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystem COPRA in das bestehende
Krankenhausinformationssystem...75
6.3
Bewertung der Realisierung der Datenübernahme von der
Medizintechnik ...76
6.4
Bewertung der durchgeführten Tests...77
7
Zusammenfassung ...78
III. Quellenverzeichnis...vi
Literatur ...vi
Internetseiten ... vii
IV. Anhang...ix
Darstellung der umgesetzten Vorschläge zur Konfiguration der Arbeitsplätze ...ix
Beispiele der spezifisch entwickelten Formulare des IADS COPRA für das
Unfallkrankenhaus Linz ...xi
Formulare der Intensivdokumentation ...xi
Formulare der Anästhesiedokumentation... xiii
Flow-Chart-Diagramme einer Arbeitsablaufanalyse am
Unfallkrankenhaus Linz ...xiv
Erklärung ...xxi
Abbildungsverzeichnis
iv
I. Abbildungsverzeichnis
A
BBILDUNG
1:
D
ATENFLUSS INNERHALB DES
IADS
COPRA... 7
A
BBILDUNG
2:
D
ARSTELLUNG DER
V
ITALPARAMETER IM
IADS
COPRA ... 8
A
BBILDUNG
3:
B
EISPIEL EINER
HL7-N
ACHRICHT
... 11
A
BBILDUNG
4:
B
EISPIEL EINER
N
ACHRICHT IM
XML-F
ORMAT
... 14
A
BBILDUNG
5:
S
TRUKTUR EINES HOMOGENEN
K
RANKENHAUSINFORMATIONSSYSTEMS
... 16
A
BBILDUNG
6:
S
TRUKTUR EINES HETEROGENEN
K
RANKENHAUSINFORMATIONSSYSTEMS
... 17
A
BBILDUNG
7:
V
ERNETZUNG DER
D
ATENVERARBEITUNGSSYSTEME EINES
K
RANKENHAUSES
MIT EINEM
K
OMMUNIKATIONSSERVER
... 18
A
BBILDUNG
8:
S
YSTEMATISCHE
Ü
BERSICHT DER INDIREKTEN
A
NBINDUNG
... 21
A
BBILDUNG
9:
S
YSTEMATISCHE
Ü
BERSICHT DER DIREKTEN
A
NBINDUNG
... 22
A
BBILDUNG
10:
A
NBINDUNGSSCHEMA BEI
V
ERWENDUNG EINER
G
ERÄTEINTERFACEBOX
... 26
A
BBILDUNG
11:
A
NBINDUNGSSCHEMA BEI
V
ERWENDUNG EINES SERIELLEN
M
ULTIPLEXERS
... 27
A
BBILDUNG
12:
D
ER
A
LTBAU DES
U
NFALLKRANKENHAUS
L
INZ
... 28
A
BBILDUNG
13:
D
ER
N
EUBAU DES
U
NFALLKRANKENHAUS
L
INZ
... 29
A
BBILDUNG
14:
S
CREENSHOT DES
S
TARTBILDSCHIRMS DES
KIS
A
STRA
... 30
A
BBILDUNG
15:
M
EDICAL
-PC
DER
F
IRMA
ACL
G
MB
H... 36
A
BBILDUNG
16:
V
ERÄNDERUNG DER
D
OKUMENTATIONSMETHODEN MIT DEM
IADS
COPRA
IM
I
NTENSIVBEHANDLUNGSBEREICH
... 40
A
BBILDUNG
17:
V
ERÄNDERUNG DER
D
OKUMENTATIONSMETHODEN MIT DEM
IADS
COPRA
IM
OP-B
EREICH
... 40
A
BBILDUNG
18:
S
TANDARD
-PC
DER
F
IRMA HP
-
COMPAQ
(
D
530
U
LTRA
-S
LIM
-L
INE
-D
ESKTOP
)... 42
A
BBILDUNG
19:
OP-PC
17
DER
F
IRMA
ACL
G
MB
H,
MONTIERT AN EINEM
N
ARKOSEARBEITSPLATZ
... 43
A
BBILDUNG
20:
HP
-
COMPAQ
,,P
RO
L
IANT
ML350
G4"
19-Z
OLL
S
ERVER
... 44
A
BBILDUNG
21:
MOXA
N
PORT
5410
-
G
ERÄTEINTERFACE MIT VIER SERIELLEN
A
NSCHLÜSSEN
... 46
A
BBILDUNG
22:
M
AßNAHMEN ZUR
A
BSICHERUNG DER
P
ATIENTENSICHERHEIT BEI
E
INSATZ EINES
MOXA
N
PORT IN DER
P
ATIENTENUMGEBUNG
... 47
A
BBILDUNG
23:
Ü
BERSICHT DER
D
ATENFLÜSSE VON UND ZUM
IADS
COPRA... 48
A
BBILDUNG
24:
HL7-N
ACHRICHT VOM
KIS
A
STRA AN DAS
IADS
COPRA
(
ANONYMISIERT
)... 50
A
BBILDUNG
25:
S
CHEMA DES
D
ATENFLUSSES DER
L
ABORBEFUNDE
... 51
A
BBILDUNG
26:
HL7-
NACHRICHT VOM
L
ABORSYSTEM AN DAS
IADS
COPRA
(
ANONYMISIERT
)... 52
A
BBILDUNG
27:
S
CREENSHOT DER
S
TATUSANZEIGE DES
M
EDIBUS
-D
EAMON
... 55
A
BBILDUNG
28:
I
NHALT DER
K
ONFIGURATIONSDATEI DD
_
DRÄGER
.
INI
... 56
A
BBILDUNG
29:
I
NHALT DER
K
ONFIGURATIONSDATEI DD
_
ARGUS
.
INI
... 58
Abbildungsverzeichnis
v
A
BBILDUNG
30:
A
USSCHNITT AUS DEM
D
ATENSTROM VON DER
I
NFUSIONSTECHNIK ZUM
IADS
COPRA ... 59
A
BBILDUNG
31:
S
TAND DER
R
EALISIERUNG DER
D
ATENÜBERTRAGUNG
... 60
A
BBILDUNG
32:
S
CHEMATISCHER
A
BLAUF AUTOMATISIERTER
T
ESTS
... 65
A
BBILDUNG
33:
U
MGESETZTER
V
ORSCHLAG DES
V
ERFASSERS ZUR
K
ONFIGURATION EINES
ARBEITSPLATZES IM
I
NTENSIVBEHANDLUNGSBEREICH
...
IX
A
BBILDUNG
34:
U
MGESETZTER
V
ORSCHLAG DES
V
ERFASSERS ZUR
K
ONFIGURATION EINES
A
NÄSTHESIEARBEITSPLATZES
...
X
A
BBILDUNG
35:
F
ORMULAR
1
T
AGESKURVE
...
XI
A
BBILDUNG
36:
F
ORMULAR
2
-
B
ILANZEN
E
RNÄHRUNG
...
XI
A
BBILDUNG
37:
F
ORMULAR
5
A
NAMNESE
...
XII
A
BBILDUNG
38:
F
ORMULAR
10
W
UNDMANAGEMENT
...
XII
A
BBILDUNG
39:
F
ORMULAR
4
-
OP-V
ERLAUF
...
XIII
A
BBILDUNG
40:
F
ORMULAR
8
-
POSTOPERATIVE
S
CHMERZBEHANDLUNG
...
XIII
A
BBILDUNG
41:
IST-A
NALYSE
A
UFNAHME
,
E
RSTUNTERSUCHUNG
...
XVI
A
BBILDUNG
42:
IST-A
NALYSE
N
OTFALL
-,
W
UND
-
UND
A
MBULANZVERSORGUNG
...
XVII
A
BBILDUNG
43:
IST-A
NALYSE
S
TATION
,
I
NTENSIV
-
UND
OP-B
EREICH
...
XVIII
A
BBILDUNG
44:
IST-A
NALYSE
L
ABOR
,
T
AG
-
UND
N
ACHTBETRIEB
...
XIX
A
BBILDUNG
45:
IST-A
NALYSE
U
NTERSUCHUNGS
-
UND
L
EISTUNGSANFORDERUNG
...
XX
Abkürzungsverzeichnis
v
II. Abkürzungsverzeichnis
ACR
American College of Radiology
ADT
Admission, Discharge, Transfer (Aufnahme, Entlassung, Verlegung)
AKH
Allgemeines KrankenHaus
ASCII
American Standard Code of Information Interchange
AUVA
Allgemeine UnfallVersicherungsAnstalt
CD
Compact Disc
DBS
DatenBankSystem
DICOM
Digital Imaging and COmmunications in Medicine
DVD
Digital Video Disc
FDL
Formular Description Language
GB
GigaByte
HL7
Health Level Seven
HMD
Hierarchical Message Definitions
HTML
HyperText Markup Language
IADS
Intensiv- und AnästhesieDokumentationsSystem
ICU
Intensiv Care Unit
ID IDentifikation
IHE
Integrating the Healthcare Enterprise
IMC
InterMediate Care
IP Internet Protocol
ISO
International Organization for Standardization
KIS
KrankenhausInformationsSystem
LIS
LaborInformationsSystem
MB
MegaByte
MPG
MedizinProdukteGesetz
NEMA
National Electrical Manufacturers Association
Abkürzungsverzeichnis
vi
OSI
Open Systems Interconnection
PC
PersonalComputer
PDMS
PatientenDatenManagementSystem
PID
PatientenIDentifikation
QS
QualitätsSicherung
RAM
Random-Access Memory
RIM
Reference Information Model
R-MIM
Refined Message Information Models
SQL
Structured Query Language
TCP
Transmission Control Protocol
TFT
Thin-Film Transistor
UKH
UnfallKrankenHaus
USB
Universal Serial Bus
XML
Extensible Markup Language
XSL
Extensible Stylesheet Language
Kapitel 1
Motivation und Zielsetzung
1
1 Motivation und Zielsetzung
1.1 Ausgangssituation
Die konventionelle, handgeführte Dokumentation im medizinischen Bereich
stößt mit der ständig zunehmenden Menge an Informationen, die dokumentiert
werden müssen, an ihre Grenzen. Deshalb werden stufenweise computergestützte
Systeme für die Dokumentation in allen Bereichen eines Krankenhauses eingeführt.
Die schrittweise Digitalisierung im Krankenhaus führt oft zu Medienbrüchen, die es
sukzessive abzubauen gilt. An einem Unfallkrankenhaus in Linz, Österreich, soll ein
Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem für die Unterstützung der
Dokumentation auf der Intensivstation und im Operationsbereich von Grund auf
eingeführt und installiert werden. Dieses Krankenhaus ist bereits mit anderen
medizinischen Informationssystemen ausgestattet, die es bei der Integration zu
berücksichtigen gilt.
Eine extra formierte Projektgruppe, bestehend aus Pflegekräften und Ärzten des
Unfallkrankenhauses, hat sich für das Intensiv- und Anästhesie-
dokumentationssystem COPRA der Firma COPRA-System GmbH entschieden. Den
Vertrieb und die Installation des Systems übernimmt die medipart GmbH. Die
medipart GmbH hat die Aufgabe, den Aufbau des Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystem von der Beschaffung der Hardware bis zur
Realisierung der Datenübermittlung zwischen den vorhandenen medizinischen
Informationssystemen und der Medizintechnik zu realisieren.
1.2 Ziel der Arbeit
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Integration des gewählten Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystems COPRA am Unfallkrankenhaus Linz. Die
Aufgabe umfasst die Analyse der Situation, in der das System integriert werden soll,
bis hin zur praktischen Umsetzung und Test der Integration. Das Ziel besteht darin,
geeignete Kommunikationsverbindungen für den Datenaustausch mit den
vorhandenen Informationssystemen zu empfehlen und zu realisieren. Des Weiteren
Kapitel 1
Motivation und Zielsetzung
2
sollen die Daten verschiedener medizintechnischer Systeme automatisch im neuen
System dokumentiert werden. Für diese automatische Dokumentation gilt es die
möglichen Anbindungswege zu bestimmen und umzusetzen. Der Test der Integration
bildet den Abschluss der Arbeit.
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
3
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Intensiv- und Anästhesiedokumentationssysteme
2.1.1 Begriffsdefinition
Ein Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem (nachfolgend IADS) ist ein
elektronisches Datenverarbeitungssystem, das speziell in den Bereichen der
Intensivmedizin
1
und Anästhesiologie
2
in einem Krankenhaus Anwendung findet.
Diese Systeme dienen der Dokumentation von patientenbezogenen oder
therapeutischen Daten zur genauen Darstellung des medizinischen Verlaufes und
weiterhin zur Erhebung von Qualitäts- und Kostenparametern. Die konventionelle
handgeführte Dokumentation in Intensiv- und Operationsabteilungen umfasst in der
Regel Vitalparameter, Beatmungswerte, Laborbefunde, das Flüssigkeitsmanagement,
also Ein- und Ausfuhr von Flüssigkeiten, die Verordnung und Gabe von
Medikamenten, Pflegeverlauf und -planung. Medizinische Dokumentation dient
primär der Darstellung medizinischer Leistungen aber auch zur Sicherung der
Versorgungsqualität und zur Hilfe bei forensischen
3
Fragestellungen.
[vgl.FEUERSTEIN00:S.5]
IADS werden oft auch als Patientendatenmanagementsysteme (PDMS) bezeichnet;
dieser Begriff beschreibt die Funktion allerdings zu allgemein.
1
Intensivmedizin: ,,ärztliche Intensivbeobachtung und Intensivtherapie Schwerkranker, deren vitale
Funktionen in lebensbedrohlicher Weise gestört sind und durch besondere Maßnahmen
aufrechterhalten und wiederhergestellt werden müssen." [SEELOS90:S.252]
2
Anästhesiologie: ,,medizinisches Fachgebiet, das die allgemeine und lokale Anästhesie
[,,Unempfindlichkeit gegen Schmerz-, Temperatur- und Berührungsreize",
[SEELOS90:20]] einschließlich deren Vor- und Nachbehandlung, die Aufrechterhaltung
der vitalen Funktionen während operativer Eingriffe, die Wiederbelebung und die
Intensivmedizin in Zusammenarbeit mit den für das Grundleiden zuständigen Ärzten
umfaßt." [SEELOS90:S.20]
3
forensisch: ,,gerichtlich [...]" [SEELOS90:S.202]
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
4
2.1.2 Probleme des Datenmanagements in der Intensivmedizin
und Anästhesiologie
[FEUERSTEIN00:S.6] beschreibt, ,,Alleine die Dokumentation aller erfassten
klinischen Parameter eines Pflegetages eines instabilen Intensivpatienten generiert
mehr als 2000 Messwerte und zusätzlich bis zu 1000 daraus abzuleitender weiterer
Daten. Eine umfassende Dokumentation sämtlicher relevanter Parameter stellt für
das ärztliche Personal und das Pflegepersonal auf Intensivstationen einen erheblichen
Arbeitsaufwand dar." Im Bereich der Anästhesiologie fehlt oft die Zeit für eine
ausreichende Erfassung der Daten, bedingt durch Notfallsituationen.
Die Entscheidungsprozesse im Krankenhaus werden durch die stetig wachsende
Menge erfasster Parameter immer komplexer. Das Personal verlangt von der
Visualisierung der Reaktionen eines Patienten auf therapeutische Veränderungen
Nachvollziehbarkeit sowie eindeutige Aussagen. Diese Anforderung ist mit
manuellen Methoden der Dokumentation nicht zu erfüllen, denn die enorm große
Zahl von anfallenden Daten und Parametern ist von Hand kaum korrekt zu erfassen.
[vgl.FEUERSTEIN00:S.6] ,,Nach einer Untersuchung österreichischer Autoren
gehen schätzungsweise bis zu 30% aller generierter bzw. erfasster Daten im Rahmen
einer herkömmlichen (handschriftlichen) Pflegedokumentation verloren.", belegt
[FEUERSTEIN00:S.6] die Aussagen. Aufgrund dieser Tatsache ist die forensische
Verwertbarkeit der handgeführten Patientendatendokumentation stark zu
hinterfragen. An der Universitätsklinik Regensburg wurde in einer internen
Untersuchung errechnet, dass bei zehn Intensivpflegebetten circa vier bis fünf
ärztliche und schätzungsweise acht bis zehn pflegerische Arbeitsstunden pro Tag für
die Dokumentation aufgewendet werden müssen. Eine weitere Fehlerquelle ist in der
Größe und der damit umständlichen Handhabung der heute üblichen Patientenkurven
zu finden. Beim Schichtwechsel ist mangelhafter Informationsaustausch und
unzureichende Übergabe der Dokumentation die Regel. Aus den genannten Aspekten
begründet sich die Notwendigkeit des Einsatzes eines IADS in der heutigen
Intensivpflege und Anästhesie. [vgl.FEUERSTEIN00:S.6f.]
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
5
2.1.3 Geschichtliche Entwicklung von Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystemen
Der erste klinische Einsatz von elektronischen Dokumentationssystemen ist
Ende der 60er und in den frühen 70er Jahren in den USA zu verzeichnen. Diese
Systeme wurden entwickelt, um die wachsende Anzahl der medizinischen Parameter
aus Überwachung der Patienten und Leistungen am Patienten zu erfassen. Ab dem
Jahr 1995 gab es bereits mehrere kommerziell erhältliche computergestützte IADS.
In Europa wurden zu diesem Zeitpunkt noch wenige derartige Systeme tatsächlich in
Krankenhäusern eingesetzt. Als Gründe dafür werden die Skepsis der Mediziner
gegenüber der Informationstechnologie sowie die hohen Anschaffungskosten
gesehen. Ein weiterer Grund für die geringe Akzeptanz von digitalen
Dokumentationssystemen war zu dieser Zeit der fehlende Nachweis ihres
tatsächlichen Nutzens. Die Befürchtung, dass die vermeintliche Ersparnis von
Arbeitszeit als Argument für Einsparungen beim Intensivpflegepersonal verwendet
werden könnte, verhinderte ebenfalls eine positive Einstellung gegenüber IADS. Die
Forcierung der Integration von IADS an großen Kliniken in den letzten Jahren ist
hauptsächlich auf die Umstrukturierung der Gesundheits- und Sozialsysteme im
finanziellen Bereich zurückzuführen. Damit stiegen auch die Anforderungen an die
Qualität der medizinischen Dokumentation zur Leistungserfassung. Die Bedeutung
der Qualitätssicherung in pflegerischen und ärztlichen Bereichen und vor allem die
Ausschöpfung der Möglichkeiten der handgeführten Dokumentation und die damit
auftretenden Probleme zwangen zu einer anderen Einstellung des
Krankenhauspersonals gegenüber der elektronischen Dokumentationsmethode.
[vgl.FEUERSTEIN00:S.8]
2.1.4 Bausteine eines Intensiv- und
Anästhesiedokumentationssystems
Das Kapitel 2.1.4 basiert auf den Ausführungen von [FEUERSTEIN00:S.14f.].
Das Kernstück eines IADS ist das Datenbanksystem (nachfolgend DBS), das die
erfassten Daten archiviert und zur Verfügung hält. Die Flexibilität und die
Zuverlässigkeit eines IADS hängen vom DBS ab. Von Vorteil ist die Verwendung
eines offenen DBS, also einer Datenbanksoftware, die über offen gelegte
Schnittstellen verfügt. Viele kommerzielle DBS sind heute als relationale
Datenbanken ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Daten in Tabellen gehalten werden,
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
6
die über Relationen (Verknüpfungen) verbunden sind. Structured query language
(nachfolgend SQL) ist eine Programmiersprache für relationale Datenbanken. Die
Weiterentwicklungen gehen heute in Richtung objektorientierter Datenbanken. Diese
sind noch flexibler und ermöglichen die Festlegung wesentlich komplexerer
Zusammenhänge.
Ein handelsüblicher Computer, der bettseitig installiert ist, dient der Dokumentation
der Daten und bildet die Benutzerschnittstelle.
Ein IADS ist in der Lage, klinische Parameter von medizinischen Geräten, die der
Patientenversorgung und -überwachung dienen, automatisch zu übernehmen. Im
Layout der Darstellung der Patientendaten liegt eine der Stärken des IADS. Die
farbige Darstellung der klinischen Parameter ist im Vergleich zu einer
papiergestützten Dokumentation visuell schneller zu erfassen und auszuwerten. Die
Lesbarkeit der Patientenakte nimmt, bei Einsatz der elektronischen Dokumentation,
deutlich zu. Pflegepersonal und Ärzte können am Computerarbeitsplatz eines IADS
mit Zusatzinformation wie Lehrmaterial und Medikamenteninformation versorgt
werden oder Zugriff auf medizinische Datenbanken sowie das Hausnetzwerk
(Intranet) erhalten.
2.1.5 Das Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem
COPRA
Im Folgenden soll die Software COPRA so genau und umfassend wie möglich
beschrieben werden. Dieser Beschreibung liegt das Wissen aus der bisherigen Arbeit
des Verfassers mit dem System COPRA und den Ausführungen in [COPRA03:S.1f.],
[COPRA04:S.2,4] sowie [COPRA05] zu Grunde.
COPRA ist das Akronym für Computer-Organized-Patient-Report-Assistent. Diese
Software ist ein Dokumentationshilfsmittel. Sie ist nicht zur Diagnosestellung
bestimmt und unterliegt damit nicht dem Medizinproduktegesetz (MPG). Dies ist so
festgelegt und begründet durch den Hersteller des IADS COPRA, der
COPRA-System GmbH.
Die Software COPRA, eine 32-Bit-Windows-Applikation, entwickelt mit C++
4
,
besteht aus der Basissoftware, einem veränderbaren Datenpräsentator und
anpassbaren Geräte- und Datenbankschnittstellen. Die Anpassungen werden nach
4
C++: objektorientierte Programmiersprache
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
7
Analysen und Absprachen mit den zukünftigen Anwendern vorgenommen. Um mit
dem IADS COPRA arbeiten zu können, wird an jedem Ort der Patientenversorgung,
wie Intensivbett oder Operationstisch, ein Computer benötigt. Diese Computer
übernehmen automatisch die Daten der Beatmungsgeräte oder Patientenmonitore etc.
Zentrale Arbeitsplätze sind keinem Bett oder Eingriffsort zugeordnet und
übernehmen keine Werte von medizinischen Geräten. Sie dienen der Präsentation,
zum Beispiel bei Besprechungen. Das Einsatzgebiet vom IADS COPRA in sensiblen
medizinischen Bereichen fordert gerade von der Datenbank neben einer großen
Flexibilität und Zugriffsgeschwindigkeit eine extrem hohe Zuverlässigkeit. Aus
diesem Grund wurde von der COPRA-System GmbH die objektorientierte
ATROPOS-Datenbank entwickelt. Die Datenbank ATROPOS ist in jedem Zustand
ihrer Existenz konsistent und selbststrukturierend. ,,Mögliche Zerstörungen der
Datenbank, z.B. durch Stromausfall zum Zeitpunkt eines Schreibzugriffes, werden
dadurch verhindert, dass die Daten letztendlich durch einen atomaren Schreibzugriff
(Schreiben eines Sektors) vorgenommen werden. Ein Dateneintrag ist entweder
gültig oder das Schreiben scheitert vollständig. Im genannten schlimmsten Fall
scheitert der Schreibzugriff für das betreffende Datenfeld, ohne Inkonsistenzen zu
hinterlassen." [COPRA04:S.4] Die Datenbank ermöglicht gleichzeitige Lese- und
Schreibzugriffe auf die Daten eines Patienten. Alle in der Datenbank ATROPOS
erfassten Daten werden in zyklischen Abständen in eine SQL-Datenbank, bezeichnet
als ANACONDA, geschrieben und sind so leicht statistisch auswertbar oder an
andere Systeme verteilbar.
A
BBILDUNG
1:
D
ATENFLUSS INNERHALB DES
IADS
COPRA
Q
UELLE
:
COPRA-S
YSTEM
G
MB
H
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
8
Abbildung 1 zeigt die Verknüpfung zwischen den Computern des IADS COPRA, der
Primärdatenbank ATROPOS auf dem COPRA-Server und der Sekundärdatenbank
ANACONDA. Jeder Client des IADS COPRA speichert die Daten zuerst auf der
internen Festplatte, nach einem bestimmten Zeitintervall oder auf Anweisung des
Anwenders, sendet der Client die neuen Daten automatisch an die Datenbank
ATROPOS. Fällt die Primärdatenbank oder das Netzwerk aus, ist durch diese
redundante Datenhaltung die Dokumentation weiter möglich. Ist die Datenbank
wieder erreichbar, gleicht der bettseitige Computer die Daten automatisch mit dieser
ab. Fällt ein Rechner im COPRA-System aus, so kann die Patientenakte an jedem
anderen Computer des Systems geöffnet und bearbeitet werden. Von jedem
Arbeitsplatz, ob zentral oder bettseitig, können alle mit dem IADS COPRA jemals
erfassten Daten aufgerufen und eingesehen werden. Grundvoraussetzung hierfür ist
die Vernetzung des Systems und eine zentrale Datenhaltung. Damit sind
Dokumentationsvorgänge in einer Patientenakte zur gleichen Zeit an
unterschiedlichen Orten mit Hilfe der Datenbank ATROPOS möglich. Der
Knotenrechner, der die Daten bereithält, bildet gleichzeitig die Verbindung zum
klinikweiten Informationsnetz und schafft so die technische Voraussetzung für den
Datenaustausch zwischen dem IADS COPRA und anderen medizinischen
Informationssystemen in einem Haus.
Mit dem IADS COPRA wird direkt in Formulare dokumentiert. Diese Art der
Dokumentation folgt den Arbeitsschritten bei der Papierdokumentation und orientiert
sich stark an dem Aussehen benutzter Formulare in Papierform. Die präsentierten
Formulare sind nach den Wünschen der Anwender gestaltbar.
A
BBILDUNG
2:
D
ARSTELLUNG DER
V
ITALPARAMETER IM
IADS
COPRA
Q
UELLE
:
COPRA-S
YSTEM
G
MB
H
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
9
Eine besondere Rolle im IADS COPRA spielt die Darstellung zeitabhängiger
Messwerte. Diese Messwerte werden grafisch oder auch als Zahlenwert dargestellt.
In einer solchen Grafik, wie in Abbildung 2 gezeigt, sind alle wichtigen Parameter
eines Patienten für einen wählbaren Zeitraum sichtbar. Viele Daten können sowohl
manuell als auch automatisch in das IADS COPRA übernommen werden. Das
System COPRA greift nicht in die Arbeitsweise der medizinischen Geräte ein, das
heißt, es beeinflusst nicht die Funktionalität der angeschlossenen Geräte. Mit dem
IADS COPRA werden die Informationen der Geräte mit Hilfe so genannter
Deamonen (Gerätetreiber) lediglich entgegengenommen, gespeichert und in
grafischer oder tabellarischer Form präsentiert.
Die COPRA-Applikation liest beim Start die Software-Konfigurationsdateien ein, in
denen Pfade zu Programmen und Diensten, zu wichtigen Dateien usw. definiert sind.
Auch das Aussehen und Verhalten der Applikation lässt sich in gewissem Ausmaß
über diese Konfigurationsdateien bearbeiten. Es existiert eine globale Konfiguration
in der Datei Co32_000.ini, in dieser werden Parameter definiert, die für jeden
Clientcomputer im IADS COPRA gleichermaßen gelten. In der clientspezifischen
Co32_0xx.ini werden Parameter eingestellt, die nur diesen Clientcomputer betreffen.
Diese Dateien geben ebenfalls vor, welche Deamonen die Software laden muss und
welche Parameter der Medizintechnik in den Formularen darzustellen sind.
2.2 Datenaustauschvereinbarungen zwischen medizinischen
Informationssystemen
,,Zwischen zwei kommunizierenden Anwendungsbausteinen [eines
Gesamtsystems, der Verfasser] muss [...] eine Vereinbarung über Syntax und
Semantik der auszutauschenden Nachrichten bestehen. Aufwände für
Implementierung und Betrieb von Kommunikationsbeziehungen können deutlich
reduziert werden, wenn hierzu etablierte Kommunikationsstandards eingesetzt
werden. Kommunikationsstandards leisten damit auch einen entscheidenden Beitrag
zur Herstellung semantischer Integrität." [LEHMANN02:S.523]
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
10
Die am häufigsten akzeptierten Kommunikationsstandards und Kommunikations-
beschreibungen sind
·
Health Level Seven (siehe Kap. 2.2.1),
·
Digital Imaging and Communications in Medicine (siehe Kap. 2.2.2),
·
die Beschreibungssprache extensible markup language (siehe Kap. 2.2.3),
·
die Initiative Integrating the Healthcare Enterprise (siehe Kap. 2.2.4).
Nicht berücksichtigt werden sollen in dieser Arbeit
·
xDT,
·
EDIFACT,
da diese Standards hauptsächlich im Bereich der Praxiscomputersysteme der
niedergelassenen Ärzte eingesetzt werden.
2.2.1 Health Level Seven
Die folgenden Darlegungen zum Kommunikationsstandard Health Level Seven
stützen sich auf [LEHMANN02:S.524], [SCHADOW00:S.57f.] und
[SCHMIDT04a].
Health Level Seven (nachfolgend HL7) hat seinen Ursprung in den USA, wo eine
Organisation aus Kliniken, Softwareherstellern, Beratungsunternehmern und privaten
Mitgliedern 1987 folgendes Ziel formulierte: ,,,to provide standards for the exchange
of data among healthcare computer applications that eliminates or substantially
reduces the custom interface programming and program maintance that may
otherwise be required`" [zit.in SHADOW00:S.57]. Dies bedeutet, einen
Kommunikationsstandard für das Gesundheitswesen zu entwerfen, der keine
Einschränkung auf ein medizinisches oder medizintechnisches Spezialgebiet oder auf
bestimmte Organisationsformen im Gesundheitswesen enthält.
Der Name ,,Health Level Seven" drückt aus, dass die Kommunikation auf der
Ebene 7, der Anwendungsschicht des ISO/OSI-Referenzmodells
5
. stattfindet. Die
Literatur weist aber darauf hin, dass HL7 nie den Grundsätzen oder Terminologien
des Modells entsprochen hat.
5
ISO/OSI-Modell: ein von der International Organization for Standardization (ISO) vorgeschlagenes
hierarchisches Schichtenmodell für die Normierung der Kommunikationsarchitektur in
offenen Datenübertragungssystemen (OSI = open systems interconnection). Das OSI-
Referenzmodell umfasst sieben Funktionsschichten (layers), unterteilt in Transportsystem
(Schichten 1 bis 4) und Anwendersystem (Schichten 5 bis 7). [vgl.SEELOS90:S.256f.]
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
11
,,HL7 beschreibt, zu welchen Ereignissen Nachrichten mit welchem Aufbau
zwischen Anwendungsbausteinen im Gesundheitswesen und speziell im
Krankenhaus ausgetauscht werden. [...]" [LEHMANN02:S.524] Der für die
Nachricht verwendete Nachrichtentyp ist vom Typ des eingetretenen Ereignisses
abhängig.
HL7-Nachrichten werden in Segmente unterteilt. Jede Nachricht beginnt mit dem so
genannten Kopf, hier wird definiert, welche Krankenhausinformationssystemteile
miteinander kommunizieren sollen und welcher Nachrichtentyp mit welchen
Ereignissen vorliegt. Danach folgen die Segmente mit den Dateninhalten. Das HL7-
Standarddokument definiert 66 Nachrichtentypen, 62 Segmente, über 700
Datenelemente und über 20 Datentypen, deren umfassende Darstellung und
Untersuchung nicht Gegenstand dieser Arbeit ist.
A
BBILDUNG
3:
B
EISPIEL EINER
HL7-N
ACHRICHT
Q
UELLE
:
ABGEÄNDERT AUS
[SCHADOW00:S.161]
Das Beispiel in Abbildung 3 zeigt eine HL7-Nachricht vom Typ ADT-A01, d.h. den
Austausch von Stamm- und Bewegungsdaten (ADT) zu einem Patienten bei
Aufnahme (A01). Hier versendet das System REGADT an das empfangende System
LABADT. Im PID-Segment (patient id) werden Name, Vorname sowie Adresse zur
Übermittlung bereitgestellt. Das NK1-Segment (next of kind) dient unter anderem
zur Benennung von nächsten Angehörigen. Im PV1-Segment (patient visit) werden
alle relevanten Daten zum aktuellen Aufenthalt des Patienten definiert.
In der neuen Version 3 baut HL7 auf einem hierarchischen System zur Definition der
Kommunikationsvorgänge auf. Das übergeordnete Modell wird bezeichnet als
Reference Information Model (nachfolgend RIM). Aus dem RIM werden die
grundlegenden Kommunikationsvorgänge abgeleitet. In den folgenden, verfeinerten
Modellen, den Refined Message Information Models (R-MIM), werden verwandte
Nachrichten zu Gruppen zusammengefasst. Aus diesen Gruppen heraus werden die
tatsächlichen Nachrichten in Hierarchical Message Definitions (HMDs) erklärt.
MSH|^~|REGADT|MCM|LABADT|MCM|199307463552||ADT^A01|1P|2.2
EVN|A01|199307463552
PID|||0815^7^M10|MUSTER^KLAUS|19|M|||SEESTRASSE 2^BERLIN^^13347
NK1||MUSTER^MARIE|WIFE||(030)12345
PV1||I|060IOP^601^1||||||||||||||||1234567890^5^M10
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
12
Dieses hierarchische System macht es möglich, konsistente Nachrichtenstrukturen
für alle benötigten Kommunikationsfälle zu entwerfen und garantiert gleichzeitig
noch die erforderliche Flexibilität, um allen Anforderungen gerecht zu werden.
HL7 ist in den heute aktuellen Versionen geeignet für
·
die Administration von Stamm- und Bewegungsdaten,
·
die Erteilung von Aufträgen,
·
Anfragen an Informationssysteme,
·
die Befundberichterstattung,
·
die Dokumentenverwaltung,
·
die Termin- und Ressourcenplanung,
·
die Patientenüberweisung,
·
die Therapie- und Pflegeplanung.
2.2.2 Digital Imaging and Communications in Medicine
Digital Imaging and Communications in Medicine (nachfolgend DICOM)
wurde 1993 von einem gemeinsamen Komitee des American College of Radiology
(ACR) und der National Electrical Manufacturers Association der USA (NEMA) als
offener Standard zum Austausch von Bilddaten in der Medizin vorgestellt.
[vgl.SCHMIDT04b]
DICOM ist für die Integration bildgebender Systeme in der Medizin über
Standardnetzwerkschnittstellen in das Informationssystem eines Krankenhauses
entwickelt worden. Durch DICOM werden Bilddaten mit diagnostischen
Informationen zwischen verschiedenen Systemen austauschbar. Der Austausch ist
über das Netzwerk sowie über Speichermedien, wie CD oder DVD, realisierbar. Zum
Versenden der Daten per e-Mail ist ein eigener Multimedia-Typ, bezeichnet als,
MIME-Type, definiert. Der Einsatz des DICOM-Standards stellt sicher, dass die auf
den Medien gespeicherten Daten auch für Systeme anderer Hersteller lesbar sind.
Der aktuelle DICOM-Standard stellt 27 Transfersyntaxen und 110 Objektklassen zur
Verfügung, die der Darstellung von medizinischen Bilddaten dienen.
[vgl.SCHMIDT04b]
In Arbeitsgruppen wird der Standard ständig weiterentwickelt, ,,um mit technischen
Innovationen Schritt zu halten, neue Vorschriften und Bestimmungen umzusetzen,
Kapitel 2
Theoretische Grundlagen
13
fehlende Funktionalitäten in einem laufenden Prozess zu ergänzen und den Standard
kontinuierlich zu verbessern." [SCHMIDT04b]
Bietet ein Hersteller von bildgebenden medizinischen Geräten DICOM als
Zusatzoption an, muss der Standard dabei nicht in vollem Umfang implementiert,
aber die unterstützten Funktionen müssen vom Hersteller dokumentiert sein. Diese
Dokumentation, bezeichnet als Conformance Statement, zeigt auch, welche
Funktionen über den Standard hinaus eingebettet sind. [vgl.SCHMIDT04b]
2.2.3 Extensible Markup Language
Die extensible markup language (nachfolgend XML) entstand 1996 durch die
Arbeit des W3-Konsortiums. Der Internet Explorer 4 unterstützte im Herbst 1997
bereits in begrenztem Umfang XML. Dadurch begann eine neue Form der Web-
Sprachen, denn XML bietet die Möglichkeit, eigene Tags, ,,Ein von spitzen
Klammern umschlossener Elementname, der zur Auszeichnung eines Dokuments
verwendet wird." [DEF01], oder Attribute selbst zu definieren und zu nutzen. XML
ist damit die Basis für weitere Sprachen, die aus ihr heraus erstellt werden können.
Die Anzahl der Tags ist in XML nicht begrenzt, hier wird die Sprache sehr viel
flexibler als die statische hypertext markup language (nachfolgend HTML). Im
Gegensatz zur HTML trennt XML zwischen den Daten und der Darstellung dieser
Daten im Browser. Die Darstellung der Daten wird über die extensible stylesheet
language (XSL) realisiert. XML versteht sich eindeutig als Erweiterung von HTML.
[vgl.SEEBOERGER03:S.22ff.]
XML ist durch seine hohe Flexibilität auch für die Kommunikation zwischen
medizinischen Informationssystemen interessant. Durch das freie Definieren von
Tags können Lücken in vorhandenen Standards geschlossen werden. Im Beispiel
einer Nachricht im XML-Format in Abbildung 4 wird die eigene, frei definierte
Anweisung (Tag) Adresse deklariert, die zum Austausch der Informationen mit den
ebenfalls frei definierten Attributen genutzt wird.
Ende der Leseprobe aus 106 Seiten
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Details
- Arbeit zitieren
- , 2005, Konzeption der Übernahme von Daten aus medizinischen Informationssystemen und medizinischen Geräten in ein Intensiv- und Anästhesiedokumentationssystem (IADS), Hamburg, Bedey Media GmbH, https://www.diplom.de/document/225848
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