Die K-Box zur Strukturierung und Kommunikation von medizinischen Dokumenten für elektronische Patientenakten und die elektronische Gesundheitskarte

Minh Hiep Doan (a), Paul-Ludwig Lott (a) ,Wilfried Hoenen (b), Lothar Hoheisel (b), Frank Ückert (a)

a) Institut für Medizinische Informatik und Biomathematik, Universität Münster
b) ITZ Medicom GmbH &Co. KG, Willich


Ausgangssituation und Zielsetzung

Elektronische Patientenakten (EPA) ersetzen im Alltag der medizinischen Routineversorgung immer mehr herkömmliche Patientenkarteikarten oder Krankenakten. In einem Krankenhaus bildet die EPA zusammen mit Funktionen zur Kommunikation und zur Ablaufunterstützung das Krankenhausinformationssystem (KIS) [1 ]. Im Sinne der Integrierten Versorgung zur Verbesserung der Versorgungsqualität und -effizienz nach dem Gesundheitsmodernisierungsgesetz [2 ] wird der Nutzen der elektronischen Dokumentation erst mit der elektronischen Kommunikation zwischen den verschiedenen Einrichtungen vollständig ausgeschöpft. Die elektronischen Patientenakten verschiedener Einrichtungen sind jedoch keineswegs einheitlich strukturiert und kompatibel, und eine direkte Kommunikation „aus der Akte in die Akte“ ohne Medienbrüche ist heute noch eine seltene Ausnahme [3 ]. Dieses Defizit soll mit Hilfe der K-Box behoben werden.

Im Vordergrund der Kommunikation zwischen Ärzten verschiedener Einrichtungen steht der Arztbrief. Das Hauptproblem der elektronischen Kommunikation zwischen unterschiedlichen Systemen liegt darin, dass es eine Vielzahl an unterschiedlichen EPA gibt, die jeweils andersartig strukturierte Arztbriefe generieren. Zur Standardisierung der Struktur von Arztbriefen und allgemein medizinischen Dokumenten definierte die HL7-Gruppe im November 2000 die Clinical Document Architecture (CDA), ein international anerkannter ANSI-Standard für Gesundheitsinformationen auf der Basis von XML. Ihre Erweiterung an deutsche Gegebenheiten ist Gegenstand des SCIPHOX-Projekts [4 ].

Ziel des K-Box-Projektes ist die Entwicklung einer Plattform zur automatischen Strukturierung, Konvertierung und Kommunikation von medizinischen Dokumenten auf Basis des CDA-Standards. Dabei sind folgende Punkte hervorzuheben:

• Die K-Box ist modular aufgebaut und über Erweiterungen an jedes proprietäre Format und Informationssystem anpassbar.
• Sie ist kostengünstig und Hersteller unabhängig.
• Sie ist in der Lage, unstrukturierte Formate wie PDF, MS-Word, RTF, usw. in ein strukturiertes Format wie CDA umzuwandeln. Insbesondere der elektronischen Gesundheitskarte (eGK) soll sie diese strukturierten Informationen zur Verfügung stellen.
• Sie ist lernfähig und trainierbar auf das Lesen und Erkennen unterschiedlicher Dokumentenstrukturen.
• Sie ermöglicht eine sinnvolle Überbrückung der Zeit bis zum vollständigen Aufbau einer bundesweiten Integrierten Versorgung, indem sie die bisherigen Insellösungen vernetzt.
• Die K-Box ist ein universelles Strukturierungs- und Kommunikationssystem für medizinische Dokumente. Sie konvertiert proprietäre und unstrukturierte medizinische Dokumente in das CDA-Format und umgekehrt und bietet Funktionen zur elektronischen Kommunikation mit anderen EPA oder allgemein Informationssystemen an.

Sie unterscheidet sich deutlich von bisherigen Integrationslösungen, die alle entweder auf eine interne Standardisierung der Netzpartner setzen oder sich nur auf den Transport von (unstrukturierten) Daten konzentrieren.

Unabhängig von der Anzahl und Art der Kommunikationspartner stellt die K-Box für eine oder auch mehrere Einrichtungen eine zentrale und einzig nötige Kommunikationsschnittstelle dar, die für die zu übermittelnden Gesundheitsdaten auch einen optimalen und dem neuesten Stand der Technik entsprechenden Schutz garantiert (vgl. Abbildung 1). ...

• bei Bettenreduktion mehr Patienten in weniger klinischen Einrichtungen und
• infolge der demographischen Entwicklung komplexere Krankheitsbilder und Häufigkeiten (Inzidenzenverschiebung) zu betreuen.

Dieser Druck auf die klinischen Versorgungseinrichtungen hat sowohl in der Struktur innerhalb der Einrichtungen als auch in der Vernetzung von Regionen u.a. die Innovationen von IT-Systemen und deren Leistungsfähigkeit beschleunigt.

In den 90er Jahren sind punktuell zwischen mittleren und größeren Häusern vernetzte IT-Strukturen entstanden.

Dabei war es Ziel

• die interdisziplinäre Komplettversorgung in
• spezialisierten bzw. subspezialisierten Teilbereichen mit
• einem hohen Patientendurchsatz sicherzustellen.

Hierzu wurden digitale Archivierungs- und Kommunikationssysteme für z.B. Bilddaten (PACS) implementiert. Zusätzlich sind Krankenhausinformationssysteme (KIS) mit Schwerpunkt für die Verwaltung und klinische modulare Lösungen wie Pathologieinformationssysteme (PIS), Radiologieinformationssysteme (RIS) oder Laborsysteme (LIS) installiert worden.


2 Problem

Die bisher standortseitige Vernetzung wird zunehmend durch den Verordnungsgeber auf Regionalebene akzeleriert („vernetzte Struktur“). Der wissenschaftliche Fortschritt und die technischen Innovationen können nur in dem Maße allen Patienten zugänglich gemacht werden, indem durch Zentrenbildung und deren Vernetzung schwerpunktartige Ausstattungen in einer Region vorgehalten werden. Aktuelle Konzepte der Gesundheitsreform der Bundesregierung bestätigen dies.

Die Abbildung 1 zeigt die Lösungsansätze sowohl für die Ebene des Gesamtklinikums als auch für die Ebene der bildgebenden Diagnostik innerhalb der Klinik, die durch Krankenhausinformationssystem (KIS), Radiologieinformationssystem (RIS) und Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) realisiert sind.

Sowohl auf der Krankenhausseite als auch im überregionalen Verbund sind jedoch nicht nur radiologische Bilddaten, sondern alle Daten der elektronischen Patientenakte wie auch administrative Verwaltungsdaten archivierungs- und ggf. kommunikationspflichtig.

Vor diesem Hintergrund ist in Fortführung des Akronyms PACS das Akronym DACS ® (Data Archiving and Communication Services) entstanden. Die wesentliche Innovation besteht darin, dass nicht nur Bilddaten, sondern alle Krankenhausdaten zur Archivierung und Kommunikation integriert werden können. Zudem wird nicht nur von einem technischen System, sondern vielmehr von einem übergeordneten Servicekonzept ausgegangen.


3 Lösung

3.1 Klinikebene

Auf radiologischer Seite ist in den letzten Jahren der Servicegedanke intensiviert worden. Zum Zeitpunkt der Bildentstehung muss auch das Bild verfügbar sein. Dies ist für den klinischen Workflow der Patientenbetreuung unabdingbar. Im Gegenzug ist den Vorgaben des Verordnungsgebers zur ordnungsgemäßen Befundung zu entsprechen. Um dem bestehenden Zeitdruck zu entsprechen, ist ein IT-basiertes Archivierungs- und Kommunikationssystem in den Krankenhäusern unabdingbar. Zudem ist die digitale Spracherkennung zur Absicherung der vorgeschriebenen radiologischen Befundung erforderlich [1 ]. Für die Zukunft ist auf Krankenhausebene ein Medizinisches Informationssystem (MIS) anzustreben. Im Bereich der Bildgebung ist dabei unverändert der Workflow der

• Untersuchungsanforderung,
• Untersuchungsmoderation und
• rechtfertigenden Indikation durch den fachkundigen Arzt,
• der Untersuchungsdurchführung,
• deren Befundung und Beurteilung,
• deren Demonstration und schlussendlich
• der Archivierung und Bildverteilung darzustellen.

Dies ist etabliert, muss jedoch im MIS auch abgebildet sein.

Im MIS sind zudem die Daten aus der elektronischen Patientenakte und Verwaltungsdaten zu integrieren.

Unter Verwendung eines hierarchischen Login-Konzeptes („Rechtekonzept“) können den einzelnen Nutzern im Krankenhaus Zugriffsrechte auf die Daten zugeordnet werden. So wird z.B. ein Radiologe selbstverständlich Zugriff auf Bilddaten erhalten; zudem auch Labordaten einsehen. Der Managementebene einer radiologischen Abteilung (Chefarzt) sind zusätzlich Daten des Materialverbrauchs, statistische Daten des Patientendurchsatzes und Abrechnungsdaten zur Verfügung zu stellen. Im Umkehrschluss kann die Krankenhausadministration in einem MIS auf Leistungsdaten der Fachabteilungen zurückgreifen. ...

Elektronische Archivsysteme

Das ZTG-Zertifikat – Praxisnahe Prüfung von Funktionalität und Interoperabilität

Maren Müller
ZTG Zentrum für Telematik im Gesundheitswesen GmbH, Krefeld


Eine sorgfältige medizinische Dokumentation sowie eine ordnungsgemäße und beweiskräftige Archivierung aller anfallenden Daten sind in jedem Krankenhaus unerlässlich. Räumliche Kapazitätsgrenzen und logistische Mängel lassen die traditionelle Papierakte oftmals als veraltet und ineffizient erscheinen. Vor allem die zukünftig immer stärker notwendige Orientierung hin zu integrierten Versorgungsformen erfordert die Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit von Patientendaten. Hier versprechen innovative Ansätze wie elektronische Patientenakten, Dokumentenmanagementsysteme und digitale Archive eine verbesserte Informationsversorgung im Krankenhaus und in der Region und damit auch eine Qualitätssteigerung der Patientenbehandlung.

Für die Anwenderseite stellt sich vor allem die Frage, worauf bei der Beschaffung, der Einführung und dem Betrieb von Systemen genau geachtet werden muss und wie diese Kriterien abgeprüft werden können. Insbesondere gilt dies vor dem Hintergrund, dass die am Markt verfügbaren Systeme bisher immer nur in Teilbereichen den Anforderungen an die Prozesse zur Dokumentenerstellung, -verwaltung und -archivierung gerecht werden konnten.

Diese schwierige Marktsituation wird nun durch die speziell für Archivsysteme entwickelte ZTG-Zertifizierung maßgeblich verbessert. Sie bietet für Hersteller wie für Investoren gleichermaßen Vorteile.


1 Komplexe Herausforderungen bei der Auswahl von elektronischen Archivsystemen

Bei der Auswahl eines geeigneten elektronischen Archivsystems müssen nicht nur die technischen Erfordernisse berücksichtigt werden, um das System in die eigene technische IT-Infrastruktur einzupassen. Vielmehr muss die Investition auch die Funktionalitäten umfassen, die der Gesetzgeber durch verschiedene Verordnungen, Gesetze und Vorschriften vorgibt 1 . Ein elektronisches Archivsystem ist damit nicht bloßes Speichermedium zur Datensicherung, sondern grundlegender Bestandteil der technischen Infrastruktur.


1.1 Technische Anforderungen und rechtliche Vorgaben – Doppelfunktionalität der elektronischen Archivsysteme

1.1.1 Technische Funktionalitäten...

Technisch unterliegt ein elektronisches Archivsystem vergleichbaren Anforderungen wie andere Systeme auch. Besondere Bedeutung erhält zunächst die Schnittstellenkonformität als Voraussetzung für Interoperabilität, um eine reibungslose Integration des Archivsystems in die bestehende IT-Infrastruktur zu ermöglichen. Dieser Gesichtspunkt ist umso wichtiger, als dass ein Archivsystem nicht nur die Speicherfunktionalität besitzt, sondern auch die Anforderungen von Dokumentenmanagementfunktionalitäten bedienen soll. Daher muss es gemäß den Anforderungen des internen Workflows nahtlos integrierbar sein. Recherchemöglichkeiten und sicheres Wiederauffinden der Dokumente sowie eine effiziente Nutzer- und Zugriffsverwaltung gehören daher zum grundlegenden Funktionsumfang.


1.1.2 ...Aufbewahrung von Daten...

Die rechtlichen Rahmenbedingungen und Vorgaben die ein elektronisches Archivsystem erfüllen muss, sind allerdings weitaus komplexer.Im Unterschied zu einem Dokumentenmanagementsystem (DMS) ist die elektronische Archivierung für das langfristige und ordnungsgemäße Speichern von unveränderlichen Dokumenten zuständig. Dabei wird ab einer Zeitspanne von 10 Jahren von „Langzeitarchivierung“ gesprochen. Die Aufbewahrungsfristen reichen bis zu 30 Jahren und mehr 2.


1.1.3 ...und Rechtssicherheit

Umfassender als die Vorgaben zur Aufbewahrung der Dokumente gestalten sich aber die Anforderungen zur Rechtssicherheit. Zur Rechtssicherheit existieren mehrere Vorgaben und Lösungsansätze. Hauptsächlich sind die Anforderungen für eine ordnungsgemäße Archivierung aus den Vorgaben des Handelsgesetzbuchs, der Abgabenordnung und den Grundsätzen der ordnungsgemäßen Buchführung(ssysteme) übernommen 3. Diese Vorgaben enthalten auch Anforderungen für die Sicherstellung von Datenschutz und Datensicherheit 4. Insbesondere die Sicherstellung der Signaturerneuerung (Resignatur) nach Ablauf der Validität der Algorithmen stellen einen wichtigen Bestandteil für die Rechtssicherheit dar. Grundsätzlich ist die Revisionssicherheit der Hauptbestandteil einer beweissicheren Archivierung. ...

Web-basierte Patientenanmeldung und Befundübermittlung für Herzzentren

G.Hülsken (1), A.Löher (1), A.Hoffmeier (1), F.J.Werwer (1), M.Fugmann (1), H.H. Scheld (1)

1) Klinik und Poliklinik für Thorax-, Herz-und Gefäßchirurgie, Universitätsklinikum Münster


Die Klinik und Poliklinik für Thorax-, Herz-und Gefäßchirurgie und die Medizinische Klinik C - Kardiologie und Angiologie des Universitätsklinikums Münster bauen seit Anfang 2003 ihre telemedizischen Dienstleistungen schrittweise aus 1,2 . Die elektronische Übermittlung von Bilddaten im DICOM-3-Format und die elektronische Anmeldung über eine eigens entwickelte Anwendung sind schon seit längerem etabliert. Ziel der Anstrengungen ist ein optimierter Informationsfluss zwischen allen Partnern in der Patientenbetreuung, um Fehler, doppelte Belegungen und kostenträchtige Arbeitszeit zu vermindern. Dabei sollte der Administrationsaufwand immer so gering wie möglich bleiben. Höchste Sorgfalt wird in der Auswahl der Methoden unter Berücksichtigung der Datenschutzbestimmungen und IT-Sicherheit verlangt.

In der Vergangenheit wurden zum telemedizinischen Datenaustausch von den Partnern VPN/Ipsec-Tunnel über Firewalls zum Herzzentrum Münster aufgebaut und bei den zuweisenden Partnern lokale Anwendungen installiert 3 . Dieses Verfahren lief bislang sehr zufrieden stellend und stabil, hatte aber folgende Nachteile:

• Der Aufbau einer Tunnelverbindung war gelegentlich sehr aufwendig.
• Die lokalen Anwendungen mussten vor Ort installiert werden.
• Die lokalen Anwendungen erforderten regelmäßige Updates.

Aus diesem Grund wurde begonnen, die vorhandenen lokalen Anwendungen durch webbasierte Applikationen zu ersetzen. Neue Module sollten künftig ebenfalls auf dieser Plattform entstehen.


Systemumgebung

Die Thorax-, Herz-und Gefäßchirurgie des UKM setzt als Abteilungsinformationssystem QIMS ein. Dabei handelt es sich um ein Informationssystem, welches seit 1992 in Münster etabliert ist und das im Rahmen einer Entwicklungsgemeinschaft von weiteren 12 deutschen herzchirurgischen Zentren weiter entwickelt wird. QIMS besteht im Kern aus einer Client-Server-Architektur. Als Datenbasis dient die von dBase abgeleitete xBase-Struktur von relational miteinander verknüpften Tabellen. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist der Advantage Database Server implementiert 1 . Der Anwender arbeitet mit einer Windowsanwendung (QIMS Client), welche aus zahlreichen Modulen besteht. Darüber hinaus gibt es weitere Schnittstellen zum Server für den Datenaustausch z.B. mit der Verwaltung (HL7) oder Intranet-Applikationen (OLEDB).

Dieses System bietet durch die genaue Dokumentation und Offenlegung der Schnittstellen und Tabellenstruktur eine Vielzahl an Möglichkeiten für eigene spezifische Entwicklungen. Sämtliche eigenen Weiterentwicklungen stehen allen QIMS-Anwenderkliniken zur freien Verfügung.

Als telemedizinisches Bildsystem steht dem Herzzentrum Münster die Produkte HyperWEB, HyperTELEMED und HyperCOR von ITZ-Medi.com zur Verfügung. Dieses Szenario erlaubt die plattformunabhängige Verteilung der Bilddaten über Java-Applets und lässt sich ubiquitär in andere Anwendungen integrieren.

Für die Entwicklung der neuen Webanwendung zur online-Patientenanmeldung wurde ein virtueller Server unter VM-Ware 4 mit Debian sarge aufgesetzt. Hier wurde ein Apache Webserver 5 mit SSL-, PHP-und PostgreSQL-Modul installiert. Die Trennung zwischen PHP-Scripten und HTML-Ausgabecode wurde mittels SMARTY-Templates realisiert.


Administration

Die Anwendung verfügt zusätzlich über eine Administrationsoberfläche, über die der Systemverwalter Benutzerkonten für die Zuweiser und Empfänger anlegt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Referenzen aus der QIMS-Basis zu importieren. Auf diese Weise ist es möglich, Eingaben bei der Anmeldung eines Patienten auf Plausibilität zu prüfen und z.B. fehlerhafte ICD-Codes zu erkennen.


Online-Patientenanmeldung

Zur Anmeldung eines Patienten über ein Webformular werden einige Felder aus der Datenbank referenziert: ICD10-Code, Hausarzt, Zuweiser, Herzkatheter-Klinik. Diese Datenbankfelder können mit den Referenzen aus einem KIS (teilweise automatisch) gefüllt werden (Abb. 1). Aus diesen Eingaben des Formulars wird eine HL7-Nachricht generiert, welche an das HL7-Gate per FTP übermittelt wird und an das KIS weitergeleitet werden (Abb. 2).


Bilddatentransfer

Nach der Übermittlung der Anmeldenachricht können zum Datensatz Dokumente, z.B. Arztbriefe, Laborbefunde geschickt werden. Über ein signiertes Java- Applet, welches uns freundlicher Weise vom Institut für Medizinische Informatik und Biomathematik des UKM zur Verfügung gestellt wurde, wird der Anwender in die Lage versetzt, DICOM-Bilder aus seinem System auszuwählen und via SCP zu übermitteln (Abb. 3) 4,56 . ...