Transcript MSH
8. Standardisierte
Datenschnittstellen für die Medizin
Wintersemester 2010/11
Dozent: Univ.-Prof. Dr. med. Stefan Schulz
Typen von Schnittstellen
• Hardwareschnittstellen
• Benutzerschnittstellen
• 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...
o zum Zugriff auf Systemroutinen
o zur Kommunikation mit anderen Prozessen
o zum Verbinden von Softwarekomponenten
ISO/OSI-Referenzmodell für die
Kommunikation (ISO7498-1)
• Standards
bauen aufeinander auf
• Spezifische
Protokolle in
jeder Schicht
• Unterliegende
Schichten
werden
verborgen
Formen elektronischen Datenaustausches im
Gesundheitswesen
Verordnung
Überweisung
Eignung
Abrechnung
Überweisung
Eignung
Status
Versicherung
Apotheke
Arzt
Öffentliche
Gesundheit
Patientenakte
Patientendaten
Laborergebnisse
Gesellschaft
Familienplanung
Versorgung
Krankenhaus
Gemeinden
Anstellung
Anforderungen
Versicherung
Ergebnisse
Bilder
Labor
Arbeitgeber
Staatliche
Organisationen
Patienten / Kunden
Bedeutende Standards für den
Datenaustausch in der Medizin
Materialanforderung
Klinikinformtionssystem
HL7
X12N
X12N / HL7
Apotheke
NCPDP
Elektronische
Signale
Kosten
Rechnungen
Gesundheitsinformationssysteme
HL7
HL7
Datenbank zum
Immunstatus
HL7, X12N
Agenturen
DICOM
Bilder
HL7
IEEE MIB,
ASTM
Patienten
Monitore
Nebenwirkungen
HL7, X12N
Anbieterliste
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 ReferenzInformations-Modell (RIM) in HL7 Version 3
HL7 - Versionen
• HL-7 V2.x:
– 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)9821234|(704)983-1822||S|C||245-33-9999<cr>
1.
2.
3.
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6.
7.
8.
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
LEN
DT
OPT
R P /#
TBL#
IT E M #
ELEM ENT NAM E
1
1
ST
R
0 0 0 0 1 F ie ld S e p a ra to r
2
4
ST
R
0 0 0 0 2 E n co d in g C h a ra cte rs
3
180
HD
O
0 0 0 0 3 S e n d in g A p p lica tio n
4
180
HD
O
Positionsindex
0 0 0 0 4 S e n SEQ
d in g F a-cility
5
180
HD
O
0 0 0 0 5 R e ce ivin g A p p lica tio n
6
180
HD
O
0 0 0 0 6 R e ce ivin g F a cility
7
26
TS
O
0 0 0 0 7 D a teDT
/T im –
e ODatentyp
f M e ssa g e
8
40
ST
O
0 0 0 0 8 S e cu rity
9
7
CM
R
OPT
– eOptional
0 0 0 0 9 M e ssa
g e T yp
10
20
ST
R
0 0 0 1 0 M e ssa g e C o n tro l ID
11
3
PT
R
0 0 0 1 1 P ro ce ssin g ID
12
8
ID
R
13
15
NM
O
00013 Sequence N um ber
14
180
ST
O
0 0 0 1 4 C o nITEM#
tin u a tio n P-oHL7
in te r
15
2
ID
O
0155
0 0 0 1 5 A cce p t A ckn o w le d g m e n t T yp e
16
2
ID
O
0155
0 0 0 1 6 A p p lica tio n A ck. T yp e
17
2
ID
O
18
6
ID
O
19
60
CE
O
LEN - Feldlänge
des Feldes
/ Notwendig
RP/# - Widerholung
0104
0 0 0 1 2 V e rsio n ID
TBL# - Kodierungstabelle
Feldbezeichnung
ELEMENT NAME - Beschreibung
0 0 0 1 7 C o u n try C o d e
Y /3
0211
0 0 6 9 2 C h a ra cte r S e t
0 0 6 9 3 P rin cip a l L a n g u a g e O f M e ssa g e
Nachrichtenstruktur
V2.x Abstract Message - ADT
Segment ID
MSH
EVN
PID Patientenidentifizierung
[PD1]
[ { NK1 } ]
PV1Visite
[ PV2 ]
…
[ { GT1 } ]
[
{ IN1
[ IN2 ]
[ IN3 ]
}
]
…
Segmentname
Nachrichtenkopf
Bezeichnung des Events
Demographische Daten
“Next of Kin” (Bezugspersonen)
Visite, Zusatzinformation
Garantor
Versicherung,
Versicherung, Zusatzinformation
Versicherung, Zusatzinformation
Kanonische Nachrichtenprofile
MSH
EVN
{ PID }
[PD1]
[ { NK1 } ]
[ { GT1 } ]
[ OBX ]
Kanonisches
Nachrichtenprofil
Nachrichteninstanzen
MSH
EVN
PID
[PD1]
[ { NK1 } ]
MSH
EVN
PID
[ NK1 ]
OBX
MSH
EVN
{ PID }
[PD1]
[ { GT1 } ]
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>
. . .
• 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
Referenzinformationsmodell
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 Terminologien
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 Referenzinformationsmodelles
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 Repräsentation
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