ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΔΟΣΙΑΣ ΓΙΑ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΥΓΕΙΑΣ ΚΟΛΟΒΟΥ ΛΑΜΠΡΙΝΗΣ

Transcript

1 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΔΟΣΙΑΣ ΓΙΑ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΥΓΕΙΑΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΟΛΟΒΟΥ ΛΑΜΠΡΙΝΗΣ του Θωμά ΔΙΠΛΩΜΑΤΟΥΧΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΑΡΙΘΜΟΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ: 194

2 ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΟΛΟΒΟΥ ΛΑΜΠΡΙΝΗ ΠΑΤΡΑ 2007

3 Η διατριβή μου, στο μεγαλύτερο κομμάτι της ανήκει στην οικογένειά μου, που μου συμπαραστάθηκε με υπομονή, κατανόηση και αγάπη καθ όλη τη διάρκεια της εκπόνησής της Την αφιερώνω στον πατέρα μου Θωμά, στην μητέρα μου Ιωάννα, στην αδερφή μου Βασιλική και στον αδερφό μου Κωνσταντίνο.

4

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε στους χώρους του Εργαστηρίου Ενσύρματης Τηλεπικοινωνίας, του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών και αποτελεί μέρος της γενικότερης ερευνητικής δραστηριότητας του Εργαστηρίου, στην περιοχή των υπηρεσιών τηλεματικής και επικοινωνίας πολυμέσων και ειδικότερα στο χώρο των ιατρικών πληροφοριακών συστημάτων και της τηλεϊατρικής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν άμεσα ή έμμεσα στην ολοκλήρωση της εργασίας αυτής και ιδιαίτερα: - Τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Δ. Λυμπερόπουλο, πρόεδρο της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για την ανάθεση του θέματος, την επίβλεψη και την καθοδήγηση κατά τη διάρκεια της εργασίας. - Τον καθηγητή κ. Γ. Κοκκινάκη, μέλος της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για τον χρόνο, την υποστήριξη και τις παρατηρήσεις κατά τη διάρκεια της εργασίας. - Τον επίκουρο καθηγητή κ. Μ. Κουκιά, μέλος της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για την υποστήριξη και τις ουσιαστικές παρατηρήσεις και υποδείξεις του κατά τη διάρκεια της εργασίας. - Τους κ. Ν. Φακωτάκη, καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών, κ. Στ. Κουμπιά, καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών, κ. Γ. Παναγιωτάκη, καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών, κ. Στ. Κωτσόπουλο, καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών και κ. Γ. Αναστασόπουλο, επίκουρο καθηγητή του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου, για την τιμή που μου έκαναν συμμετέχοντας ως μέλη της επταμελούς συμβουλευτικής επιτροπής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ακόμη, τους φίλους μου για όλη την υποστήριξη, τη βοήθεια και την συμπαράστασή τους σε όλη τη διάρκεια της εργασίας μου και ιδιαίτερα τους Γ. Τριανταφύλλου, Κ. Χασομέρη, Ε. Καραβατσέλου, Ι. Μοσχολιό, Χ. Κωστάκου και Γ. Κουτελάκη. Διδακτορική Διατριβή 1

6 2 Λ. Κολοβού

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου και οι απαιτήσεις του Το ηλεκτρονικό λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου Η διαλειτουργικότητα στο χώρο της υγείας Το πρόβλημα διαλειτουργικότητας στο επίπεδο επικοινωνίας δεδομένων Τρέχουσες λύσεις και μειονεκτήματα Συγκεκριμένες υλοποιήσεις συσχετισμένων ΙΠΣ Μηχανές διεπαφής Μεταφραστές Προτάσεις, πρωτοτυπία και αποτελέσματα της διατριβής Οργάνωση διατριβής ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΙΑΤΡΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ιατρικά πληροφοριακά συστήματα Πληροφοριακό σύστημα νοσοκομείου (ΠΣΝ) Συστήματα Διαχείρισης Ηλεκτρονικού Ιατρικού Φακέλου Πληροφοριακό σύστημα ακτινολογικού τμήματος (ΠΣΑ) Σύστημα αρχειοθέτησης και επικοινωνίας εικόνων (ΣΑΕΕ) Πληροφοριακό σύστημα εργαστηρίων (ΠΣΕ) Πληροφοριακά συστήματα κλινικών (ΠΣΚ) Συστήματα παροχής υπηρεσιών υγείας από απόσταση Σύστημα διαχείρισης πληροφορίας τμημάτων αναισθησιολογίας (ΣΔΑ) Η αλληλεπίδραση των ιατρικών πληροφοριακών συστημάτων Διδακτορική Διατριβή i

8 Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΟΤΥΠΑ ΜΗΝΥΜΑΤΟΔΟΣΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΥΓΕΙΑΣ Βασικές έννοιες και ορισμοί Τι είναι μήνυμα Πώς ορίζονται τα πρότυπα μηνυματοδοσίας στο χώρο της υγείας Οργανισμοί και ιατρικά πρότυπα μηνυματοδοσίας HL NEMA CEN/TC ANSI IEEE ISO/TC Συνεργασία των ΠΜ Τα μοντέλα αναφοράς Ιστορικά στοιχεία Ορισμός της έννοιας μοντέλο αναφοράς Χρήση Πρότυπα μηνυματοδοσίας και μοντέλα αναφοράς ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΔΙΑΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑ ΣΤΟ E-HOSPITAL Ορισμοί της διαλειτουργικότητας Γενικός ορισμός Ο ορισμός της διαλειτουργικότητας στο e-hospital Το κοινό μοντέλο της διαλειτουργικότητας Προτεινόμενες λύσεις για το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας State-of-art Προτάσεις ανάπτυξης ΙΠΣ και ιατρικών εφαρμογών Προτάσεις σε επίπεδο αρχών και οργανισμών τυποποίησης Προτάσεις σε ερευνητικό επίπεδο Εξειδικευμένες λύσεις διαλειτουργικότητας Η διαλειτουργικότητα στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων ii Λ. Κολοβού

9 Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΜΗΝΥΜΑΤΩΝ Το Μοντέλο Αναφοράς Ανάπτυξης ΣΔΜ Λειτουργικός χώρος του ΜΜΑ Επιχειρησιακό περιβάλλον του ΜΜΑ Χαρακτηριστικά του F.400 και οι λόγοι χρήσης του στην παρούσα διατριβή Προδιαγραφές Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης Γενικές αρχές Το λειτουργικό μοντέλο του ΣΔΜ Προδιαγραφές της ΜΜ-υπηρεσίας Παράδειγμα παροχής ΜΜ-υπηρεσίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΜΗΝΥΜΑΤΩΝ ΒΑΣΙΣΜΕΝΟ ΣΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Εισαγωγή Βασική προτεινόμενη αρχιτεκτονική Κύριες αρχές Κύριες λειτουργίες Ανάλυση αρχιτεκτονικής Δομικά στοιχεία ΔΜ-ΕφΧ Δομικά στοιχεία ΣΜΜ Δομικά στοιχεία ΔΜ-ΜΑΔ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΜΗΝΥΜΑΤΩΝ Εισαγωγή Ανάλυση και σχεδιασμός των ΙΠΣ Πληροφοριακό Σύστημα Εργαστηρίων (ΠΣΕ LIS) Πληροφοριακό Σύστημα Ακτινολογικού (ΠΣΑ RIS) Μητρώο Ασθενών Διδακτορική Διατριβή iii

10 Περιεχόμενα Συνεργασία ΠΣΑ και ΣΑΕΕ Υλοποίηση των δομικών στοιχείων του ΣΔΜ Φάσεις εφαρμογής του ΣΔΜ η φάση εφαρμογής η φάση εφαρμογής η φάση εφαρμογής Αρχιτεκτονική Εργαλεία υλοποίησης ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΑ Μέθοδοι αξιολόγησης για τα μοντέλα αναφοράς Αξιολόγηση του προτεινόμενου ΜΑΑ Αξιολόγηση του ΜΑΑ μέσω της «πρακτικής εφαρμογής» του ΣΔΜ Γενικά στοιχεία ποιότητας των συστημάτων λογισμικού Το μοντέλο ISO/IEC Εφαρμογή του μοντέλου ISO/IEC 9126 στην αξιολόγηση του ΣΔΜ Παράμετροι αξιολόγησης Αποτελέσματα Χαρακτηριστικά ποιότητας Συμπεράσματα αξιολόγησης του ΜΑΑ με τη μέθοδο της «πρακτικής εφαρμογής» Αξιολόγηση του ΜΑΑ με βάση τη μέθοδο «κριτήρια χρήσης του» Αξιολόγηση του ΜΑΑ με βάση τη μέθοδο «διαστάσεων ποιότητας» Τελικά συμπεράσματα της αξιολόγησης του προτεινόμενου ΜΑΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΜΒΟΛΗ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ Συμβολή της διατριβής Κατευθύνσεις για μελλοντική επέκταση και βελτιώσεις ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ Ι...1 ΤΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ HL7...1 iv Λ. Κολοβού

11 Περιεχόμενα ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ ΙΙ...9 ΙΑΤΡΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ...9 ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ ΙΙΙ...17 Η ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ NEOTOOL...17 ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ ΙV...19 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΟΗΣ ΤΩΝ ΙΠΣ...19 ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ V...27 ΚΩΔΙΚΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ...27 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΊΑ...37 Διδακτορική Διατριβή v

12 Περιεχόμενα vi Λ. Κολοβού

13 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Εικόνα 1-1: Το λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου και οι μονάδες του Εικόνα 1-2: Διάγραμμα ροής δεδομένων των βασικών λειτουργιών του νοσοκομείου Εικόνα 1-3: Βασικό διάγραμμα σχεδιασμού του Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης Εικόνα 2-1: ΙΠΣ ανά μονάδα του λειτουργικού περιβάλλοντος του νοσοκομείου Εικόνα 3-1: Ιεραρχία στη δομή ενός HL7 μηνύματος Εικόνα 5-1: Βασικό διάγραμμα σχεδιασμού του Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης Εικόνα 5-2: Πιθανοί συνδυασμοί επικοινωνίας χρηστών του ΣΔΜ Εικόνα 5-3: Οι βασικές οντότητες του καταλόγου χρηστών και οι συσχετίσεις μεταξύ τους Εικόνα 5-4: Το λειτουργικό μοντέλο του ΣΔΜ αποτελείται από τρεις ομάδες οντοτήτων Εικόνα 5-5: Κατανομή και διάταξη των λειτουργικών οντοτήτων του ΣΔΜ Εικόνα 5-6: Βασική δομή του ΥΓ-μηνύματος Εικόνα 5-7: Απεικόνιση διαδράσεων ΜΜ-υπηρεσίας Εικόνα 5-8: Δομή ΥΓ-μηνυμάτων που μεταφέρονται κατά τη διάρκεια της συνόδου του παραδείγματος Εικόνα 6-1: Βασική αρχιτεκτονική υλοποίησης του πρότυπου ΣΔΜ Εικόνα 6-2: Δομικά στοιχεία αρχιτεκτονικής υλοποίησης του ΣΔΜ Εικόνα 7-1: Παραπεμπτικό εργαστηριακής εξέτασης Εικόνα 7-2: Εννοιολογικό διάγραμμα βάσης δεδομένων του ΠΣΕ Εικόνα 7-3: Παραπεμπτικό απεικονιστικής εξέτασης μαγνητικής τομογραφίας Εικόνα 7-4: Παραπεμπτικό απεικονιστικής εξέτασης αξονικής τομογραφίας Εικόνα 7-5: Εννοιολογικό διάγραμμα οντοτήτων-συσχετίσεων της βάσης δεδομένων του ΠΣΑ Εικόνα 7-6: Εννοιολογικό διάγραμμα οντοτήτων συσχετίσεων του μητρώου ασθενών Εικόνα 7-7: Διάγραμμα ροής δεδομένων μηδενικού επιπέδου (DFD-0) Εικόνα 7-8: Συσχέτιση των οντοτήτων πληροφορίας των ΠΣΑ και ΣΑΕΕ Εικόνα 7-9: Γραφικό περιβάλλον Send_Recieve_Module Εικόνα 7-10: Γραφικό περιβάλλον Resulter_Module Εικόνα 7-11: Συνάρτηση Μετάφρασης του ΠΜΜ Διδακτορική Διατριβή vii

14 Κατάλογος σχημάτων Εικόνα 7-12: Λογικό διάγραμμα βάσης δεδομένων του καταλόγου χρηστών Εικόνα 7-13: Οι τρεις φάσεις εφαρμογής του πρότυπου ΣΔΜ Εικόνα 7-14: Γραφικό περιβάλλον υποβολής ερωτήματος ΕφΧ-L Εικόνα 7-15: Γραφικό περιβάλλον παρουσίασης αποτελεσμάτων ΕφΧ-L Εικόνα 7-16: Παραδείγματα μηνυμάτων εφαρμογής της ΕφΧ-L Εικόνα 7-17: Λογικό διάγραμμα της βάσης δεδομένων ΜΑΔ-L Εικόνα 7-18: Βασική οθόνη διαχείρισης παραπεμπτικών και ιατρικών αναφορών Εικόνα 7-19: Οθόνη διαχείρισης αποθηκευμένου παραπεμπτικού Εικόνα 7-20: Οθόνη παρουσίασης/εισαγωγής/ενημέρωσης δεδομένων ασθενή Εικόνα 7-21: Οθόνη παρουσίασης ιατρικής αναφοράς Εικόνα 7-22: Λογικά διαγράμματα της βάσης δεδομένων ΕφΧ-P Εικόνα 7-23: Λογικό διάγραμμα της βάσης δεδομένων ΜΑΔ-R Εικόνα 7-24: Λογικό διάγραμμα της βάσης δεδομένων ΜΑΔ-H Εικόνα 7-25: Γενική αρχιτεκτονική υλοποίησης των ΙΠΣ και του ΣΔΜ Εικόνα 8-1: Χαρακτηριστικά ποιότητας του μοντέλου ISO/IEC Εικόνα 8-2: Γραφική αναπαράσταση χαρακτηριστικών ποιότητας του πρότυπου ΣΔΜ Εικόνα Π 1: HL7 και μοντέλο του OSI... 1 Εικόνα Π 2: Παράδειγμα μιας αφηρημένης προδιαγραφής μηνυμάτων από τα HL7 πρότυπα... 7 Εικόνα Π 3: Μπλοκ διάγραμμα διαδικασίας κωδικοποίησης HL7 μηνυμάτων... 8 ΔΡ 1: Διάγραμμα ροής των διεργασιών ανάκτησης αποτελεσμάτων ΔΡ 2: Ροή εργασιών στο ακτινολογικό τμήμα ΔΡ 3: Διάγραμμα ροής διεργασιών της λειτουργίας παραγγελία εξέτασης ΔΡ 4: Διάγραμμα ροής διεργασιών της λειτουργίας προγραμματισμός εξετάσεων ΔΡ 5: Διάγραμμα ροής διεργασιών της λειτουργίας δημιουργία ιατρικής αναφοράς ΔΡ 6: Διάγραμμα ροής διεργασιών της λειτουργίας διανομή ιατρικής αναφοράς ΔΡ 7: Διάγραμμα ροής διεργασιών αλληλεπίδρασης των ΠΣΑ και ΣΑΕΕ viii Λ. Κολοβού

15 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1-1: Οι διαστάσεις της διαλειτουργικότητας κατά HIMSS, IEEE και CEN Πίνακας 2-1: ΙΠΣ που απαιτείται να συνεργάζονται για την ορθή εκτέλεση και διαχείριση των ιατρικών πράξεων Πίνακας 3-1: Οι τύποι των HL7 μηνυμάτων Πίνακας 3-2: Η χρήση των ΠΜ από τα επιμέρους ΙΠΣ του νοσοκομείου Πίνακας 4-1: Συσχέτιση των επιπέδων διαλειτουργικότητας των HIMSS, IEEE και CEN στο e- Health Πίνακας 4-2: Κατανομή των λύσεων διαλειτουργικότητας στα επίπεδα του IEEE Μοντέλου Αναφοράς Πίνακας 4-3: Τεχνικές επιτροπές και ομάδες εργασίας του οργανισμού HL7 [92], [96] Πίνακας 5-1: Βασική λειτουργία των οντοτήτων του λειτουργικού μοντέλου του ΣΔΜ Πίνακας 5-2: Πεδία του ΥΓ-μηνύματος Πίνακας 5-3: Πεδία του ΥΓ-μηνύματος που προσδιορίζονται κατά τη διάδραση υποβολής Πίνακας 5-4: Πεδία του ΥΓ-μηνύματος που προσδιορίζονται κατά τη διάδραση μετάφρασης 5-15 Πίνακας 5-5: Σχέση μεταξύ στοιχείων υπηρεσίας και οντοτήτων. Κάθε στοιχείο υπηρεσίας μπορεί να παρέχεται από μια ή περισσότερες οντότητες Πίνακας 5-6: Σειρά εκτέλεσης στοιχείων ΜΜ-υπηρεσίας κατά τη διάρκεια των διαδράσεων Πίνακας 7-1: ΙΠΣ, σύνοδοι και δομές ΥΓ-μηνυμάτων που κάθε φάσης υλοποίησης Πίνακας 7-2: Τυπικές εργασίες που λαμβάνουν χώρα σε ένα ακτινολογικό τμήμα νοσοκομείου Πίνακας 7-3: Δυναμικά στοιχεία της Send_Receive_Module Πίνακας 7-4: Βασικοί πίνακες καταλόγου χρηστών Πίνακας 7-5: Περιγραφή των πινάκων της ΜΑΔ-L Πίνακας 7-6: HL7 μηνύματα των συστημάτων της 2 ης φάσης εφαρμογής Πίνακας 7-7: Βασικοί πίνακες των ΜΑΔ-R και ΜΑΔ-H Πίνακας 7-8: HL7 μηνύματα των συστημάτων της 3 ης φάσης εφαρμογής Πίνακας 7-9: Εργαλεία υλοποίησης ΙΠΣ και ΣΔΜ Πίνακας 8-1: Υπο-χαρακτηριστικά του μοντέλου ISO/IEC Πίνακας 8-2: Τεχνικές αξιολόγησης των χαρακτηριστικών σε διάφορα επίπεδα Διδακτορική Διατριβή ix

16 Κατάλογος πινάκων Πίνακας 8-3: Παράμετροι αξιολόγησης του πρότυπου ΣΔΜ Πίνακας 8-4: Αξιολόγηση υπο-χαρακτηριστικών του μοντέλου ISO/IEC Πίνακας 8-5: Τα κριτήρια της διάστασης των μηχανικών Πίνακας 8-6: Κριτήρια της επιστημολογικής διάστασης Πίνακας 8-7: Προσέγγιση των κριτηρίων της διάστασης των μηχανικών για το προτεινόμενο ΜΑΑ Πίνακας 8-8: Προσέγγιση των κριτηρίων της επιστημολογικής διάστασης για το προτεινόμενο ΜΑΑ Πίνακας Π 1: Καθορισμένοι χαρακτήρες διαχωρισμού στα μηνύματα... 6 Πίνακας Π 2: Σημαντικοί οργανισμοί ανάπτυξης προτύπων στο χώρο της υγείας x Λ. Κολοβού

17 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΚΡΩΝΥΜΙΩΝ Γενικά e-health e-hospital ΙΠΣ ΠΕΔ ΠΜ ΟΑΠ Ηλεκτρονική Υγεία Ηλεκτρονικό Νοσοκομείο Ιατρικό Πληροφοριακό Σύστημα Πρότυπο Επικοινωνίας Δεδομένων Πρότυπο Μηνυματοδοσίας Οργανισμός Ανάπτυξης Προτύπων Μοντέλο αναφοράς ανάπτυξης ΑΔ-ΙΠΣ ΑΕξΜ ΑΕξΜΧ ΑΕσΜ ΑΕσΜΧ Εφ-ΙΠΣ ΜΑΑ ΜΜ-υπηρεσία ΠΑΔ ΠΔΜΝ ΠΜΜ ΠΧ ΣΔΜ ΣΜΜ ΥΓ-μήνυμα Αποθήκη δεδομένων ιατρικού πληροφοριακού συστήματος Αποθήκη εξερχόμενων μηνυμάτων Αποθήκη εξερχόμενων μηνυμάτων χρήστη Αποθήκη εισερχόμενων μηνυμάτων Αποθήκη εισερχόμενων μηνυμάτων χρήστη Εφαρμογή ιατρικού πληροφοριακού συστήματος Μοντέλο αναφοράς ανάπτυξης Υπηρεσία μεταφοράς μηνυμάτων Πράκτορας αποθήκης δεδομένων Πεδίο διαχείρισης μηνυμάτων νοσοκομείου Πράκτορας μεταφοράς μηνυμάτων Πράκτορας χρήστη Σύστημα διαχείρισης μηνυμάτων Σύστημα μεταφοράς μηνυμάτων Μήνυμα υπηρεσίας υγείας Διδακτορική Διατριβή xi

18 Κατάλογος ακρωνυμίων Ιατρικά πληροφοριακά συστήματα ΗΙΦ (HER) ΠΣΑ (RIS) ΠΣΕ (LIS) ΠΣΚ (CIS) ΠΣΝ (HIS) ΣΑΕΕ (PACS) ΣΔΑ (AIS) Ηλεκτρονικός ιατρικός φάκελος (electronic health record) Πληροφοριακό σύστημα ακτινολογικού (radiology information system) Πληροφοριακό σύστημα εργαστηρίου (laboratory information system) Πληροφοριακό σύστημα κλινικής (clinical information system) Πληροφοριακό σύστημα νοσοκομείου (hospital information system) Σύστημα αρχειοθέτησης και επικοινωνίας εικόνων (picture archiving and communication system) Σύστημα διαχείρισης τμήματος αναισθησιολογίας (anesthesiology information system) Διεθνείς οργανισμοί ανάπτυξης προτύπων ANSI CEN HIMSS HL7 IEEE ISO NCDPD NEMA American National Standards Institute Committee for Standardization Healthcare Information and Management Systems Society Health Level Seven Institute of Electrical and Electronic Engineers International Standards Organization National Council for Prescription Drug Programs National Electrical Manufacturers Association xii Λ. Κολοβού

19 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα διατριβή αντιμετωπίζονται προβλήματα που αφορούν στη διαλειτουργικότητα κατά την επικοινωνία διαφορετικών Ιατρικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΙΠΣ), τα οποία ανήκουν σε οργανισμούς παροχής ιατρικής φροντίδας. Συγκεκριμένα, επικεντρώνει στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων και στην υποστήριξη των λειτουργιών κοινών κατατομών επικοινωνίας (common communication profiles) και κοινών δομών ανταλλαγής πληροφορίας, με τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης (ΜΑΑ). Το ΜΑΑ προτείνει ένα πλαίσιο εργασίας για την ανάπτυξη Συστημάτων Διαχείρισης Μηνυμάτων (ΣΔΜ), ικανών να υποστηρίζουν τη διαλειτουργική επικοινωνία διαφορετικών ΙΠΣ στο χώρο του νοσοκομείου. Συνοπτικά, το προτεινόμενο ΜΑΑ περιγράφει: (α) την κοινή συντακτική δομή της πληροφορίας που ανταλλάσσεται πάνω από το Πεδίο φορτίου (payload) των πακέτων που εσωκλείνουν τα αρχικά μηνύματα των εφαρμογών, (β) τις κατατομές επικοινωνίας των επιμέρους οντοτήτων των ΙΠΣ (εφαρμογών και αποθηκών δεδομένων), (γ) τη γενική αρχιτεκτονική του ενδιάμεσου συστήματος που αναλαμβάνει τη μεταφορά, μετάφραση και δρομολόγηση των πακέτων και (δ) ένα σύνολο διεργασιών και υπηρεσιών που υλοποιούν τη διαδικασία της μηνυματοδοσίας αλλά και την επίβλεψη (surveillance), τον έλεγχο (control) και τη συντήρηση (maintenance) αυτής. Πέραν της παρουσίασης των προδιαγραφών του ΜΑΑ, η παρούσα διατριβή εστιάζεται και στην υλοποίηση ενός ΣΔΜ, του οποίου εξυπηρετεί την επικοινωνία τριών βασικών ΙΠΣ του νοσοκομείου που είναι πλήρως συμμορφωμένο με τις προτεινόμενες προδιαγραφές. Η αξιολόγηση του ΜΑΑ πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή τριών διαφορετικών μεθόδων: την πρακτική εφαρμογή του ΜΑΑ και την πιλοτική λειτουργία του ΣΔΜ που αναπτύχθηκε, την αξιολόγηση των κριτηρίων χρήσης του και την προσέγγιση των διαστάσεων ποιότητας. Ο λόγος για τον οποίο ακολουθήθηκε αυτή η μεθοδολογία είναι ότι δεν υπάρχει μια κοινά αποδεκτή μέθοδος αξιολόγησης για τα μοντέλα αναφοράς. Διδακτορική Διατριβή I

20 ABSTRACT The present dissertation addresses interoperability issues that concern the communication between heterogeneous Medical Information Systems (MISs) of healthcare organizations. It focuses on the data communication level and supports the functions of common communication profiles and common data interchange formats through the design and implementation of a Reference Implementation Model (RImM). The RImM introduces a framework for the implementation of Message Handling Systems (MHSs) that supports the interoperable communication of different MISs inbound and outbound healthcare organizations. The specifications of this framework concern: (a) the common syntactic structure of the information that is transferred in the payload of the messages that include the applications messages, (b) the communication profiles of the functional entities of MISs (applications and data stores), (c) the general architecture of the intermediate system that is responsible for the transfer, translation and routing of information and (d) the set of interactions and service elements that implement the messaging service and in addition, the surveillance, control and maintenance of it. Furthermore, this dissertation focuses on the implementation of such a MHS that supports the communication of three different MISs and it is compliant with the proposed specifications of RImM. The efficiency estimation of the proposed RImM, as well as its provided services were assessed applying three different methods: the practical application of RImM and pilot operation of the implemented MHS, the evaluation of criteria of use and the evaluation of quality dimensions that concern reference modeling. This methodology was selected due to the fact that there is not a common acceptable method for the evaluation of reference models. II Λ. Κολοβού

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σκοπός του κεφαλαίου είναι να περιγράψει τον επιστημονικό χώρο στον οποίο εντάσσεται η παρούσα διατριβή, να αναλύσει τους βασικούς τεχνολογικούς όρους που τον διέπουν και να παρουσιάσει συνοπτικά τα πρωτότυπα επιστημονικά αποτελέσματα που προέκυψαν μέσω αυτής. Η διατριβή εντάσσεται στον ευρύτερο επιστημονικό χώρο της ηλεκτρονικής υγείας (e-health) και ειδικότερα στον ηλεκτρονικό χώρο του νοσοκομείου, όπου εστιάζει και αναλύει τα προβλήματα διαλειτουργικότητας που παρουσιάζονται μεταξύ των επιμέρους ιατρικών πληροφοριακών συστημάτων που τον απαρτίζουν. Στα επιμέρους εδάφια του κεφαλαίου περιγράφονται: - η εισαγωγή στο λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου, - η παρούσα κατάσταση του ηλεκτρονικού περιβάλλοντος του νοσοκομείου, - το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας και οι επιμέρους παράγοντες που συνδέονται με αυτό, - οι σύγχρονες λύσεις που έχουν αναπτυχθεί και προταθεί, καθώς και τα μειονεκτήματά τους, - οι στόχοι και τα αποτελέσματα της προτεινόμενης λύσης της παρούσας διατριβής - τα περιεχομένα των επιμέρους κεφαλαίων της διατριβής Διδακτορική Διατριβή 1-1

22 Κεφάλαιο Το λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου και οι απαιτήσεις του Το νοσοκομείο από τη φύση του αποτελεί έναν ιδιόμορφο επιχειρησιακό χώρο που χαρακτηρίζεται από τον τρόπο συνεργασίας και τον συντονισμό των επαγγελματιών του χώρου της υγείας, όπως ιατρών διαφόρων ειδικοτήτων, νοσηλευτικού προσωπικού, διοικητικού προσωπικού και άλλων που συνδέονται άμεσα ή έμμεσα με τις υπηρεσίες υγείας που παρέχονται στο χώρο του νοσοκομείου [1]. Τα εγγενή λειτουργικά χαρακτηριστικά του νοσοκομείου είναι τα εξής: Ένα νοσοκομείο δομείται από ένα πλήθος ανεξάρτητων μονάδων, όπου η κάθε μονάδα έχει εξειδικευμένες λειτουργικές - επιστημονικές ανάγκες (π.χ. η μονάδα των κλινικών, η μονάδα των εργαστηρίων και η μονάδα του φαρμακείου οργανώνονται ανεξάρτητα μέσα σε ένα νοσοκομείο και παρουσιάζουν ιδιαίτερες λειτουργικές και επιστημονικές ανάγκες, που εξαρτώνται τόσο από την ροή των εργασιών μέσα σε αυτές, όσο και από την παραγωγή και τη διαχείριση ειδικού σκοπού πληροφορίας, όπως οι κλινικές αναφορές, οι αναφορές εργαστηριακών αποτελεσμάτων και οι συνταγές φαρμακευτικής αγωγής) Κάθε μονάδα αποτελείται από πολλά τμήματα, όπου το κάθε ένα χαρακτηρίζεται από έναν αυτόνομο, αλλά συνήθως σύνθετο, τρόπο λειτουργίας (π.χ. κάθε νοσοκομείο περιλαμβάνει μία μονάδα, στην οποία εντάσσονται όλες οι κλινικές του που λειτουργούν σχεδόν αυτόνομα η μία από την άλλη και μέσα από τις πολύπλοκες διαδικασίες που επιβάλλει το ιατρικό πρωτόκολλο ) Τόσο στο εσωτερικό του κάθε τμήματος ή μονάδας όσο και μεταξύ αυτών διακινείται μεγάλος όγκος πληροφορίας, με ποικιλία στη μορφή και στο περιεχόμενο των δεδομένων, γεγονός που δημιουργεί σύνθετες απαιτήσεις οργάνωσης, διαχείρισης και αποθήκευσής της Υφίσταται επιτακτική η ανάγκη για πλήρη έλεγχο και συντονισμό όλων των λειτουργιών και των επιμέρους διεργασιών τους. Με βάση τα παραπάνω, εξετάζοντας το νοσοκομείο σαν ένα ενιαίο λειτουργικό περιβάλλον, αυτό μπορεί να καθοριστεί πλήρως μέσα από τις βασικές λειτουργικές μονάδες που το αποτελούν, τη ροή των εργασιών μέσα σε αυτό και την πληροφορία, ιατρική ή διαχειριστική, που παράγεται και διακινείται κατά τη διάρκεια της ροής και της εκτέλεσης των εργασιών. Παραδοσιακά, το νοσοκομείο αποτελείται από εννέα (9) βασικές λειτουργικές μονάδες, οι οποίες είναι τα Εργαστήρια, το Ακτινολογικό Τμήμα, το Φαρμακείο, οι Κλινικές, τα Χειρουργεία, το Τμήμα Αναισθησιολογίας, το Τμήμα Επειγόντων Περιστατικών, το τμήμα Διοίκησης και το Γραφείο Κίνησης Ασθενών (Εικόνα 1-1). Εικόνα 1-1: Το λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου και οι μονάδες του 1-2 Λ. Κολοβού

23 Εισαγωγή Εικόνα 1-2: Διάγραμμα ροής δεδομένων των βασικών λειτουργιών του νοσοκομείου Ανάλογα με τη βασική λειτουργία που εξυπηρετεί, κάθε μια από τις μονάδες αυτές υπάγεται σε ένα υπερσύνολο λειτουργικών μονάδων, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 1-1, που είναι: Η εκτέλεση ιατρικών εξετάσεων και η παραγωγή ιατρικών αναφορών (Λ1) Η διαχείριση ιατρικών περιστατικών και η λήψη αποφάσεων (Λ2) Η οργάνωση διαχειριστικής πληροφορίας και ο συντονισμός των ιατρικών πράξεων (Λ3) Η κάθε μια βασική μονάδα αποτελεί ένα αυτόνομο λειτουργικό τμήμα του νοσοκομείου, το οποίο παράγει και διαχειρίζεται ένα συγκεκριμένο σύνολο πληροφορίας το οποίο και ανταλλάσσει με τις υπόλοιπες μονάδες, όπως παρουσιάζεται στο διάγραμμα της Εικόνα 1-2. Το διάγραμμα αυτό είναι ένα διάγραμμα ροής δεδομένων και περιγράφει το τρόπο με τον οποίο οι μονάδες κάθε βασικής λειτουργίας συνεργάζονται και ανταλλάσσουν πληροφορία μεταξύ τους. 1.2 Το ηλεκτρονικό λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου Με σκοπό την ανάπτυξη του χώρου της ηλεκτρονικής υγείας (e-health) και τη δημιουργία του ηλεκτρονικού νοσοκομείου (e-hospital) αναπτύχθηκε η επιστήμη της ιατρικής πληροφορικής. Η ιατρική πληροφορική παρέχει εύχρηστες και αποδοτικές λύσεις στο ανθρώπινο δυναμικό που κινείται και εργάζεται σε ένα νοσοκομείο, «...αντιμετωπίζοντας θέματα που αφορούν στην οργάνωση, πρόσβαση, ανάλυση και διακίνηση της πληροφορίας μέσα σε ένα περιβάλλον παροχής ιατρικής φροντίδας» [3]. Σύμφωνα με τη Βρετανική Εταιρεία Ιατρικής Πληροφορικής (British Medical Informatics Society - BMIS), η ιατρική πληροφορική ορίζεται ως «...η κατανόηση, η εξειδίκευση και τα εργαλεία που καθιστούν δυνατή τη διάθεση και χρήση της πληροφορίας με σκοπό την παροχή και προώθηση ιατρικής φροντίδας» και ως «...το όνομα ενός επιστημονικού κλάδου που αναπτύχθηκε και εξελίχθηκε κατά τη διάρκεια των προηγούμενων δεκαετιών από μια παγκόσμια επιστημονική κοινότητα που συμμετείχε στην προώθηση και τη διδασκαλία της γνώσης, σχετικά με την εφαρμογή των πληροφοριών και των τεχνολογιών στην υγειονομική περίθαλψη είναι ο χώρος όπου οι επιστήμες της υγείας, η επιστήμη των υπολογιστών και της πληροφορίας, η ψυχολογία και η εφαρμοσμένη μηχανική τέμνονται» [3]. Με την πρόοδο της επιστήμης της ιατρικής πληροφορικής εισήχθησαν και εδραιώθηκαν νέοι τεχνολογικοί όροι στο χώρο της υγείας. Ό βασικότερος και κεντρικός όρος είναι αυτός του ηλεκτρονικού ιατρικού φακέλου. Ο βασικός στόχος της ιατρικής πληροφορικής επικεντρώνεται πλέον στη διάθεση λύσεων που επιτρέπουν τη διαχείριση και λειτουργία του ηλεκτρονικού Διδακτορική Διατριβή 1-3

24 Κεφάλαιο 1 ιατρικού φακέλου με συνεπή, ασφαλή και αξιόπιστο τρόπο. Για το σκοπό αυτό αναπτύσσει και χρησιμοποιεί εργαλεία και τεχνικές που διευκολύνουν στην [5]: Πρόσβαση σε κλινικές διαγνωστικές αναφορές και δεδομένα, διασφαλίζοντας ποιότητα και συνέπεια στην πληροφορία Παροχή υγειονομικής περίθαλψης έξω από τα αυστηρά, φυσικά όρια των χώρων παροχής ιατρικής φροντίδας Ελαχιστοποίηση κλινικών σφαλμάτων κατά την εκτέλεση ιατρικών πράξεων και τη διακίνηση της πληροφορίας Βελτίωση της αποδοτικότητας των διαδικασιών υγειονομικής περίθαλψης Για την εφαρμογή της ιατρικής πληροφορικής στο χώρο του νοσοκομείου και τη διευθέτηση των προβλημάτων που απορρέουν από τις ειδικές λειτουργικές απαιτήσεις του, αναπτύχθηκαν δύο αλληλεπιδρούσες περιοχές, αυτή των Ιατρικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΙΠΣ) και αυτή των Προτύπων Επικοινωνίας Δεδομένων ή Πρότυπα Μηνυματοδοσίας (ΠΜ). Καθεμία από τις περιοχές αυτές αντιμετωπίζει το λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου από διαφορετική σκοπιά. Τα ΙΠΣ, μέσω σύγχρονων τεχνολογιών οργάνωσης, αποθήκευσης, πρόσβασης και διαχείρισης της πληροφορίας, επιτυγχάνουν τόσο την αυτοματοποίηση των λειτουργιών και της ροής των εργασιών των μονάδων ή τμημάτων του νοσοκομείου, όσο και την αντιμετώπιση των εξειδικευμένων επιστημονικών αναγκών τους. Κάθε νοσοκομείο μπορεί να αποτελείται από ένα κεντρικό και/ή από πολλά επιμέρους ΙΠΣ. Τα ΠΜ στοχεύουν τόσο στην αποδοτική διάθεση και μεταφορά της πληροφορίας από τα επιμέρους ΙΠΣ όσο και στην ελαχιστοποίηση των σφαλμάτων κατά την εκτέλεση και συντονισμό ιατρικών πράξεων. Οι ιδιαίτερες απαιτήσεις και τα προβλήματα που καλούνται να καλύψουν τα ΠΜ αφορούν στη διαχείριση κάθε δυνατής λειτουργίας που λαμβάνει χώρα σε ένα περιβάλλον παροχής ιατρικής φροντίδας λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα και μεταβλητότητα που τις χαρακτηρίζει. Για το σκοπό αυτό, τα ΠΜ παρέχουν σύνολα συμφωνημένων προδιαγραφών που ορίζουν κανόνες: Μορφοποίησης των δεδομένων σε δομημένα πακέτα πληροφορίας Αυτοματοποίησης των επαναλαμβανόμενων διεργασιών που εκτελούνται από τα ΙΠΣ Συμβατότητας ανάμεσα στις εφαρμογές των ΙΠΣ, καθιστώντας δυνατή την ανάπτυξη διαλειτουργικών και ολοκληρωμένων λύσεων στο χώρο του νοσοκομείου 1.3 Η διαλειτουργικότητα στο χώρο της υγείας Ο γενικός ορισμός της διαλειτουργικότητας κατά IEEE και ISO είναι «η ικανότητα δύο ή περισσότερων συστημάτων να ανταλλάσσουν δεδομένα και να επεξεργάζονται αποδοτικά την πληροφορία που αυτά εσωκλείουν» [1]. Επιπρόσθετα, η διαλειτουργικότητα διακρίνεται σε τρία επίπεδα, στη λειτουργική, στη συντακτική και στην εννοιολογική. Η λειτουργική και η συντακτική διαλειτουργικότητα διασφαλίζουν τη δυνατότητα ανταλλαγής πληροφορίας μεταξύ δύο ή περισσότερων συστημάτων που θέλουν να επικοινωνήσουν. Η εννοιολογική διαλειτουργικότητα διασφαλίζει ότι η πληροφορία που θα ανταλλάξουν δύο συστήματα που έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνήσουν μεταξύ τους είναι επεξεργάσιμη και από τα δύο συστήματα. 1-4 Λ. Κολοβού

25 Εισαγωγή HIMSS IEEE CEN Ενιαίο τρόπο μεταφοράς δεδομένων Ενιαίο τρόπο παρουσίασης δεδομένων Ενιαίο τρόπο ελέγχου χρήστη Ενιαίο τρόπο ασφάλειας και προστασίας δεδομένων Ενιαίο τρόπο εξασφάλισης εμπιστευτικότητας των δεδομένων ασθενή Επικοινωνία δεδομένων Μοντέλο πληροφορίας Διαχείριση συστήματος και εμπιστευτικότητα Μοντέλο εφαρμογών, υπηρεσιών και πρακτόρων Κατατομές πληροφορίας (information profiles) Κατατομές υποδομής τεχνολογίας της πληροφορίας (IT infrastructure profiles) Ενιαίο τρόπο εξασφάλισης κοινής ποιότητας υπηρεσιών Κοινό περιβάλλον χρήστη Διεπαφή εφαρμογής χρήστη Διαχείριση δεδομένων εφαρμογών Κατατομές ροής εργασιών (workflow profiles) Πίνακας 1-1: Οι διαστάσεις της διαλειτουργικότητας κατά HIMSS, IEEE και CEN Εστιάζοντας στο χώρο της Υγείας η διαλειτουργικότητα έχει πολλές διαστάσεις, σύμφωνα με τις διαφορετικές σκοπιές που αυτή εξετάζεται και τους επιμέρους ορισμούς που της δίνουν οι διάφοροι επίσημοι οργανισμοί τυποποίησης. Στον Πίνακας 1-1 δείχνονται οι διαστάσεις αυτές, όπως ορίζονται από τους HIMSS [33], IEEE [34]και CEN [35] καθώς και οι μεταξύ τους συσχετίσεις. Οι προσεγγίσεις των τριών αυτών οργανισμών για τις διαστάσεις της διαλειτουργικότητας στο χώρο της υγείας παρουσιάζονται αναλυτικά στο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής χρησιμοποιείται μόνο το μοντέλο αναφοράς διαλειτουργικότητας της IEEE, το οποίο και θα αναφέρεται ως IEEE-Μοντέλο Αναφοράς. Επίσης, αναφέρεται ότι η διατριβή εστιάζεται σε μια από τις επτά διαστάσεις της διαλειτουργικότητας του IEEE-Μοντέλου Αναφοράς, αυτή της επικοινωνίας δεδομένων. 1.4 Το πρόβλημα διαλειτουργικότητας στο επίπεδο επικοινωνίας δεδομένων Γενικά, η έλλειψη διαλειτουργικότητας στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων οφείλεται στους παρακάτω λόγους: Υπάρχουν πολλά πρότυπα και τυποποιήσεις, τα οποία θεωρητικά παρέχουν τα κατάλληλα εργαλεία για την ανάπτυξη συστημάτων, ικανών να ανταλλάσσουν μεταξύ τους συντακτικά σύμφωνη πληροφορία (HL7(v2.4, v3.0), DICOM, OpenEHR, κλπ), τα οποία συχνά αφορούν σε κοινά πληροφοριακά συστήματα Τα πρότυπα μηνυματοδοσίας που υπάρχουν σήμερα δεν είναι συμβατά μεταξύ τους Διδακτορική Διατριβή 1-5

26 Κεφάλαιο 1 Κάθε πρότυπο επικοινωνίας δεδομένων έχει περιορισμένο περιβάλλον εφαρμογής (HL7: διαχειριστική και κλινική πληροφορία, DICOM: απεικονιστικές εξετάσεις, ECG-EPC: καρδιογραφήματα, OpenEHR: συστήματα Ηλεκτρονικού Ιατρικού Φακέλου, κλπ) και απαιτείται η ταυτόχρονη και σύγχρονη εφαρμογή τους για τη δημιουργία ενημερωμένου, έγκυρου και αξιόπιστου ηλεκτρονικού ιατρικού φακέλου Τα εξελιγμένα πρότυπα και οι τυποποιήσεις εισάγουν αυξημένη πολυπλοκότητα στο σχεδιασμό και την υλοποίηση ΙΠΣ που βασίζονται σε αυτά λόγω των σύνθετων μοντέλων και διαγραμμάτων που προδιαγράφουν (HL7 version 3, OpenEHR, κλπ) Τα πρότυπα προδιαγράφουν τις δομές των μηνυμάτων που ανταλλάσσονται, αλλά είναι ασαφή σε επίπεδο υλοποίησης, με αποτέλεσμα ΙΠΣ που βασίζονται στο ίδιο ΠΜ και προέρχονται από διαφορετικούς κατασκευαστές να μην μπορούν να επικοινωνήσουν Πολλά πρότυπα εμπεριέχουν πολλούς προαιρετικούς κανόνες όσον αφορά στη σύνταξη των μηνυμάτων. Π.χ. HL7 version 2 παρέχει εναλλακτικές δυνατότητες στην κωδικοποίηση των μηνυμάτων, στην εισαγωγή νέων, developer-defined fields ( Z segments) Η εφαρμογή νέων, εξελιγμένων προτύπων και τυποποιήσεων που προδιαγράφονται από τους οργανισμούς ανάπτυξης προτύπων απαιτούν την αντικατάσταση των παλιότερων ΙΠΣ για την επίτευξη της συνεργασίας αυτών με τα πιο σύγχρονα. 1.5 Τρέχουσες λύσεις και μειονεκτήματα Οι λύσεις που μέχρι σήμερα έχουν προταθεί για να καλύψουν το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας στο επίπεδο επικοινωνίας δεδομένων διαχωρίζονται σε τρεις βασικές κατηγορίες, οι οποίες παρουσιάζονται στη συνέχεια Συγκεκριμένες υλοποιήσεις συσχετισμένων ΙΠΣ Περιγραφή Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει τις λύσεις που αντιμετωπίζουν το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας σε συγκεκριμένες υλοποιήσεις μεταξύ συσχετισμένων ΙΠΣ, όπως για παράδειγμα στις περιπτώσεις HIS-LIS, HIS-RIS, HIS-RIS-PACS, RIS-PACS, κλπ. Οι λύσεις αυτές αντιμετωπίζουν το θέμα της διαλειτουργικότητας από τη σκοπιά της ικανότητας διασύνδεσης των ΙΠΣ μεταξύ τους. Τα επιμέρους ΙΠΣ που περιλαμβάνονται στις διάφορες υλοποιήσεις των λύσεων αυτών βασίζονται στις ίδιες τεχνολογίες και στα ίδια πρότυπα μηνυματοδοσίας και αφορούν μεμονωμένα τμήματα του ηλεκτρονικού περιβάλλοντος του νοσοκομείου. Οι λύσεις αυτές διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Σε υλοποιήσεις που δεν εφαρμόζουν ΠΜ Σε υλοποιήσεις που εφαρμόζουν κάποιο ΠΜ για τη σύνταξη των μηνυμάτων που ανταλλάσσουν οι εφαρμογές των ΙΠΣ 1-6 Λ. Κολοβού

27 Εισαγωγή Μειονεκτήματα Τα μειονεκτήματα της κατηγορίας αυτής συνοψίζονται στα εξής: Τα ΙΠΣ αυτά παρέχουν αφιερωμένες διεπαφές επικοινωνίας. Αυτό μεταφράζεται σε κλειστά συστήματα που δεν παρέχουν δυνατότητα αλληλεπίδρασης με τα υπόλοιπα ΙΠΣ του νοσοκομείου Οι λύσεις αυτές, έχουν γενικά περιορισμένο πεδίο εφαρμογής στο ηλεκτρονικό λειτουργικό περιβάλλον του νοσοκομείου. Αυξάνουν το αναπτυξιακό και λειτουργικό κόστος του των ΙΠΣ ενός νοσοκομείου, γιατί για την επίτευξη της επικοινωνίας n ΙΠΣ μεταξύ τους, απαιτείται η ανάπτυξη n 2 /2 διεπαφών Η απάντηση Για την επίτευξη της διαλειτουργικότητας στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων, στις λύσεις αυτής της κατηγορίας επιβάλλεται αρχικά η εφαρμογή των ΠΜ και έπειτα, για κάθε ΙΠΣ, απαιτείται η ενσωμάτωση όλων των ΠΜ που εφαρμόζονται από τα συσχετιζόμενα με αυτό ΙΠΣ Μηχανές διεπαφής Περιγραφή Η δεύτερη κατηγορία περιλαμβάνει λύσεις μέσω των μηχανών διεπαφής (interface engines), οι οποίες επικεντρώνονται στα προβλήματα της διαλειτουργικότητας που σχετίζονται με τη διαδικασία της μηνυματοδοσίας. Οι μηχανές αυτές είναι ανεξάρτητες εφαρμογές, παρεχόμενες από τρίτους φορείς (third-party applications), όπως το Orion Raphsody, NeoTool NeoIntegrate, Softmedical broker και interfaceware Chameleon. Οι εφαρμογές αυτές παρέχουν τη δυνατότητα σε διαφορετικές ενδο-νοσοκομειακές εφαρμογές να επικοινωνούν μεταξύ τους ανταλλάσσοντας μηνύματα, μέσω μιας ενιαίας υπηρεσίας μηνυματοδοσίας. Συνοπτικά, τα χαρακτηριστικά τους είναι τα εξής: Αντιμετωπίζουν το θέμα της διαλειτουργικότητας από τη σκοπιά της ικανότητας ανταλλαγής μηνυμάτων μεταξύ διαφορετικών ΙΠΣ Η βασική τους λειτουργία είναι η μετατροπή των μηνυμάτων από τη δομή που αποστέλλονται από ένα ΙΠΣ, στη δομή που αναγνωρίζει το άλλο ΙΠΣ και αντίστροφα Είναι ανεξάρτητες εφαρμογές από τα ΙΠΣ, παρεχόμενες από τρίτους φορείς Παρέχουν ενιαία υπηρεσία μηνυματοδοσίας Παρουσιάζουν το μεγάλο πλεονέκτημα της ανεξαρτησίας τους από την πλατφόρμα πάνω στην οποία εφαρμόζονται Μειονεκτήματα Τα μειονεκτήματα της κατηγορίας αυτής συνοψίζονται στα εξής: Διδακτορική Διατριβή 1-7

28 Κεφάλαιο 1 Είναι αποδοτικές για μικρό πλήθος εφαρμογών, γιατί απαιτούν την ύπαρξη φυσικού χρήστη για τη μετατροπή της δομής των μηνυμάτων που ανταλλάσσονται μεταξύ δύο διαφορετικών ΙΠΣ Διαχειρίζονται μηνύματα συγκεκριμένων ΠΜ, με αποτέλεσμα να μην υποστηρίζουν την ενοποίηση επιπρόσθετων ΠΜ Δεν περιλαμβάνουν ελέγχους ανίχνευσης λαθών και μηχανισμούς ειδοποίησης των επικοινωνούντων ιατρικών εφαρμογών κατά την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ τους Απαιτούν την εκπαίδευση των χρηστών τους Αυξάνουν σημαντικά το κόστος τους για την προσαρμογή τους στις συνθήκες των διαφορετικών επιχειρησιακών χώρων νοσοκομείων σε σχέση με την αγορά της βασικής τους έκδοσης Η απάντηση Για την επίτευξη διαλειτουργικότητας στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων, με χρήση των λύσεων αυτής της κατηγορίας, απαιτείται η αυτοματοποίηση της διαδικασίας διαχείρισης των μηνυμάτων, με σκοπό: Τη μετατροπή της δομής των μηνυμάτων ανάμεσα διαφορετικά ΠΜ των επιμέρους ΙΠΣ Τον έλεγχο και την ανίχνευση λαθών κατά τη μετατροπή και μεταφορά των μηνυμάτων Την ανάπτυξη μηχανισμών ειδοποίησης Τη δυνατότητα υποστήριξης όλων των ΠΜ Μεταφραστές Περιγραφή Στην τρίτη κατηγορία περιλαμβάνονται οι μεταφραστές (translators), οι οποίοι υιοθετούν και επεκτείνουν τις βασικές αρχές των μηχανών διεπαφής, με στόχο την εξασφάλιση της διαλειτουργικότητας μεταξύ διαφορετικών προτύπων μηνυματοδοσίας. Τα συστήματα μεταφραστών που έχουν προταθεί μέχρι σήμερα, αποτελούν αναπόσπαστα τμήματα εξειδικευμένων υλοποιήσεων και παρέχουν την ενοποίηση συγκεκριμένων προτύπων επικοινωνίας δεδομένων και τη συνεργασία μεμονωμένων ΙΠΣ. Συνοπτικά, οι μεταφραστές: Αντιμετωπίζουν το θέμα της διαλειτουργικότητας από τη σκοπιά της ικανότητας ενοποίησης διαφορετικών ΠΜ Υιοθετούν και επεκτείνουν τις αρχές λειτουργίας των μηχανών διεπαφής Είναι τμήματα εξειδικευμένων υλοποιήσεων Μειονεκτήματα Το βασικό μειονέκτημα των μεταφραστών είναι ότι, παρόλο που γενικά χαρακτηρίζονται από κοινές λειτουργίες (μετάφραση, δρομολόγηση και μεταφορά μηνυμάτων), ωστόσο η μεθοδολογία ανάπτυξης αυτών δεν επιτρέπει την γενικού σκοπού εφαρμογή τους. Πιο αναλυτικά, 1-8 Λ. Κολοβού

29 Εισαγωγή Αποτελούν αναπόσπαστα τμήματα κλειστών αρχιτεκτονικών, με αποτέλεσμα να υποστηρίζουν τη συνεργασία συγκεκριμένων ΙΠΣ και την ενοποίηση συγκεκριμένων ΠΜ, ανάλογα με το είδος των ΙΠΣ Ο σχεδιασμός τους συνδέεται άμεσα με τις τεχνολογίες υλοποίησής τους Δεν είναι γενικού σκοπού Ένα αντιπροσωπευτικό παράδειγμα αρχιτεκτονικής που στηρίζεται στην αρχή των μεταφραστών έχει προταθεί και αναπτυχθεί στα πλαίσια του προγράμματος Artemis, το οποίο χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση και υποστηρίζει τη μετάφραση μηνυμάτων ανάμεσα στις εκδόσεις 2 και 3 του HL7 προτύπου επικοινωνίας ιατρικών δεδομένων, με τη χρήση τεχνολογιών διαδικτύου Η απάντηση Για την επίτευξη διαλειτουργικότητας στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων, με χρήση των μεταφραστών, απαιτείται ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη μιας ενιαίας υπηρεσίας διαχείρισης μηνυμάτων όλων των ΙΠΣ, μέσω μιας ανοιχτής αρχιτεκτονικής, η οποία θα: Υποστηρίζει την ενοποίηση όλων των ΠΜ Παρέχει διεπαφές επικοινωνίας προς όλα τα ΙΠΣ Είναι ανεξάρτητη των επιμέρους υλοποιήσεων των ΙΠΣ Οι λύσεις που αναφέρθηκαν στο εδάφιο αυτό παρουσιάζονται αναλυτικά στο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Προτάσεις, πρωτοτυπία και αποτελέσματα της διατριβής Η παρούσα διατριβή αντιμετωπίζει τα προβλήματα διαλειτουργικότητας, τα οποία αφορούν στο επίπεδο της επικοινωνίας δεδομένων και πιο συγκεκριμένα στην υποστήριξη των λειτουργιών κοινών δομών ανταλλαγής πληροφορίας και κοινών κατατομών επικοινωνίας, όπως αυτά ορίζονται από το IEEE-Μοντέλο Αναφοράς της διαλειτουργικότητας. Η πρωτοτυπία της παρούσας διατριβής έγκειται στο σχεδιασμό και στην υλοποίηση ενός ειδικού σκοπού Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης (ΜΑΑ). Το ΜΑΑ προτείνει ένα πλαίσιο εργασίας για την ανάπτυξη συστημάτων διαχείρισης μηνυμάτων, ικανών να υποστηρίζουν τη διαλειτουργική επικοινωνία διαφορετικών ΙΠΣ στο χώρο του νοσοκομείου (Εικόνα 1-3). Το προτεινόμενο ΜΑΑ βασίζεται σε τρεις αρχές: (α) οι λειτουργίες του επιπέδου επικοινωνίας δεδομένων του IEEE μοντέλου αναφοράς της διαλειτουργικότητας ορίζουν περιγράφουν έναν διαχειριστή μηνυμάτων, του οποίου οι υπηρεσίες εκτείνονται πέρα από τη μετάφραση, (β) ένας τέτοιος διαχειριστής μηνυμάτων (τοπικός) είναι ενσωματωμένος σε κάθε ένα ΙΠΣ που εφαρμόζει ένα πρότυπο μηνυματοδοσίας και (γ) ένα ανεξάρτητο Σύστημα Διαχείρισης Μηνυμάτων (ΣΔΜ) χρησιμοποιείται για την συνεργασία όλων των τοπικών διαχειριστών μηνυμάτων και την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ των διαφορετικών ΙΠΣ. Διδακτορική Διατριβή 1-9

30 Κεφάλαιο 1 Εικόνα 1-3: Βασικό διάγραμμα σχεδιασμού του Μοντέλου Αναφοράς Ανάπτυξης Βάσει των αρχών αυτών, το ΣΔΜ που ορίζεται από το προτεινόμενο ΜΑΑ (α) παρέχει μια κοινή διεπαφή επικοινωνίας για όλα τα ΙΠΣ μέσω μιας ενιαίας υπηρεσίας μηνυματοδοσίας, (β) παρέχει αφιερωμένες κατατομές (profile) επικοινωνίας στους επιμέρους τοπικούς διαχειριστές μηνυμάτων των ΙΠΣ και (γ) υιοθετεί όλα τα χαρακτηριστικά των συστημάτων διαχείρισης μηνυμάτων, όπως αυτά ορίζονται από τις συστάσεις TU-F400 [97] και ISO/IEC [98] και όλα τα χαρακτηριστικά των μεταφραστών, με σκοπό τη μετατροπή της δομής των μηνυμάτων εφαρμογών των ΙΠΣ από το ένα πρότυπο μηνυματοδοσίας στο άλλο. Συνοπτικά, το προτεινόμενο ΜΑΑ περιγράφει: (α) την κοινή συντακτική δομή της πληροφορίας που ανταλλάσσεται πάνω από το Πεδίο φορτίου (payload) των πακέτων που εσωκλείουν τα αρχικά μηνύματα των εφαρμογών, (β) τις κατατομές επικοινωνίας των επιμέρους οντοτήτων των ΙΠΣ (εφαρμογών και αποθηκών δεδομένων), (γ) την γενική αρχιτεκτονική του ενδιάμεσου συστήματος που αναλαμβάνει τη μεταφορά, μετάφραση και δρομολόγηση των πακέτων και (δ) ένα σύνολο διεργασιών και υπηρεσιών που υλοποιούν την διαδικασία της μηνυματοδοσίας αλλά και την επίβλεψη (surveillance), τον έλεγχο (control) και τη συντήρηση (maintenance) αυτής. Τα παραπάνω, παρέχονται μέσα από ένα σύνολο προδιαγραφών που αφορούν: Στη δομή και τους τύπους των μηνυμάτων που μεταφέρονται από το ΣΔΜ, Στο λειτουργικό μοντέλο του ΣΔΜ και Στην παροχή της υπηρεσίας Μεταφοράς Μηνυμάτων (ΜΜ-υπηρεσία) Πιο αναλυτικά, τα συστήματα διαχείρισης μηνυμάτων που σχεδιάζονται σύμφωνα με το προτεινόμενο Μοντέλο Αναφοράς Ανάπτυξης: Υποστηρίζουν την εφαρμογή των προτύπων μηνυματοδοσίας που χρησιμοποιούν σήμερα τα ΙΠΣ Υποστηρίζουν την εφαρμογή σύγχρονων και ποικίλων τεχνολογιών για τη μεταφορά των μηνυμάτων, την ασφάλεια, την κωδικοποίηση και την προστασία των δεδομένων Καθιστούν δυνατή την επικοινωνία διαφορετικών ΙΠΣ Παρέχουν ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον εργασίας για τους επαγγελματίες του χώρου του νοσοκομείου, το οποίο διατηρεί την ανεξαρτησία των ΙΠΣ, χωρίς να θέτουν 1-10 Λ. Κολοβού

31 Εισαγωγή περιορισμούς που αφορούν στη σχεδίαση αυτών σε επίπεδο λειτουργιών, υπηρεσιών και γραφικού περιβάλλοντος εργασίας Υποστηρίζουν την ανάπτυξη νέων εφαρμογών και υπηρεσιών Παρέχουν στους κατασκευαστές ένα ευέλικτο εργαλείο με το οποίο μπορούν να αναπτύξουν ΙΠΣ χωρίς περιορισμούς στη χρήση εξειδικευμένων τεχνολογιών Δεν απαιτούν την αντικατάσταση των ΙΠΣ που ήδη υπάρχουν σε έναν οργανισμό παροχής ιατρικής φροντίδας, αλλά προσαρμογή αυτών στις νέες συνθήκες επικοινωνίας Παρέχουν τη δυνατότητα εφαρμογής προτύπων, μοντέλων και προδιαγραφών των επίσημων οργανισμών ανάπτυξης προτύπων και άλλων οργανισμών του χώρου της ιατρικής πληροφορικής, που αφορούν στα υπόλοιπα επίπεδα της διαλειτουργικότητας του IEEE-Μοντέλου Αναφοράς Πέραν της παρουσίασης των προδιαγραφών του ΜΑΑ, η παρούσα διατριβή εστιάζεται και στην υλοποίηση ενός ΣΔΜ που εξυπηρετεί την επικοινωνία τριών βασικών ΙΠΣ του νοσοκομείου που είναι πλήρως συμμορφωμένο με τις προτεινόμενες προδιαγραφές. Για το σκοπό αυτό και για την πλήρη κατανόηση του προβλήματος της διαλειτουργικότητας, πραγματοποιήθηκε μια ανάλυση στο χώρο του e-hospital, όσον αφορά: Στα είδη των ΙΠΣ, με σκοπό την αξιολόγηση της συνεργασίας τους, Στα επιμέρους υπάρχοντα ΠΜ, με σκοπό την αξιολόγηση της εφαρμογής τους στα ΙΠΣ και Στον τρόπο με τον οποίο ορίζεται η διαλειτουργικότητα στο ηλεκτρονικό περιβάλλον του νοσοκομείου και τα επίπεδα που τη συνθέτουν, βάσει των ορισμών των οργανισμών HIMSS, IEEE και CEN Το μοντέλο υλοποίησης του ΣΔΜ ορίζει την αρχιτεκτονική και τα επιμέρους δομικά της στοιχεία που υλοποιούν τις προδιαγραφές του προτεινόμενου ΜΑΑ. Το μοντέλο υλοποίησης αποτέλεσε τη βάση για την ανάπτυξη του ΣΔΜ, που πραγματοποιήθηκε σε τρεις φάσεις. Η έκδοση του ΣΔΜ της πρώτης φάσης ανάπτυξης υποστηρίζει τις βασικές λειτουργίες ενός Πληροφοριακού Συστήματος Εργαστηρίων (ΠΣΕ). Η έκδοση του ΣΔΜ της δεύτερης φάσης ανάπτυξης υποστηρίζει επιπρόσθετα, λειτουργίες που ορίζονται στα πλαίσια ενός Πληροφοριακού Συστήματος Ακτινολογικού τμήματος (ΠΣΑ). Η έκδοση του ΣΔΜ της τρίτης φάσης ανάπτυξης υποστηρίζει συνολικά την επικοινωνία των ΠΣΕ, ΠΣΑ και του Συστήματος Αρχειοθέτησης και Επικοινωνίας Δεδομένων (ΣΑΕΠ), σε συνεργασία με τον κεντρικό κατάλογο ασθενών του νοσοκομείου. Η αξιολόγηση του ΜΑΑ πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή τριών διαφορετικών μεθόδων: την πρακτική εφαρμογή του ΜΑΑ και την πιλοτική λειτουργία του ΣΔΜ που αναπτύχθηκε, την αξιολόγηση των κριτηρίων χρήσης του και την προσέγγιση των διαστάσεων ποιότητας. Ο λόγος για τον οποίο ακολουθήθηκε αυτή η μεθοδολογία είναι ότι δεν υπάρχει μια κοινά αποδεκτή μέθοδος αξιολόγησης για τα μοντέλα αναφοράς. Διδακτορική Διατριβή 1-11

32 Κεφάλαιο Οργάνωση διατριβής Η διατριβή αποτελείται από εννέα κεφάλαια και πέντε παραρτήματα, τα οποία περιλαμβάνουν τα παρακάτω: Κεφάλαιο 1: Περιγράφεται ο ηλεκτρονικός χώρος του νοσοκομείου, οι βασικοί τεχνολογικοί όροι που τον συνθέτουν, καθώς και το πρόβλημα διαλειτουργικότητας που υφίσταται μεταξύ των πληροφοριακών συστημάτων που το απαρτίζουν βάσει των ορισμών που έχουν διατιπωθεί από επίσημους οργανισμούς ανάπτυξης προτύπων υγείας. Επίσης, παρουσιάζονται τα πρωτότυπα σημεία της παρούσας διδακτορικής διατριβής και ο τρόπος με τον οποίο αντιμετωπίζει το πρόβλημα αυτό επικεντρώνοντας στη διάσταση της διαλειτουργικότητας που αφορά την επικοινωνία των δεδομένων. Δεν περιέχει πρωτότυπα σημεία. Κεφάλαιο 2: Περιγράφονται τα είδη και οι βασικές λειτουργίες των ΙΠΣ καθώς και ο τρόπος συνεργασίας τους. Δεν περιέχει πρωτότυπα σημεία. Κεφάλαιο 3: Παρουσιάζονται αναλυτικά οι βασικές έννοιες και οι ορισμοί που αφορούν στη χρήση των ΠΜ στο χώρο της υγείας, καθώς επίσης και τα επιμέρους ΠΜ που έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται σήμερα στο χώρο της υγείας. Στη συνέχεια αναλύονται οι απαιτήσεις ενοποίησης των ΠΜ αυτών έτσι ώστε να επιτυγχάνεται συνεργασία μεταξύ των ΙΠΣ στα οποία εφαρμόζονται. Επιπλέον, περιγράφονται ο ορισμός του μοντέλου αναφοράς, η χρηστικότητά του, καθώς επίσης και ο τρόπος με τον οποίο σχετίζεται με την έννοια των προτύπων. Δεν περιέχει πρωτότυπα σημεία. Κεφάλαιο 4: Παρουσιάζεται ο πλήρης ορισμός της διαλειτουργικότητας στη γενική του μορφή, αλλά και όπως αυτός διαμορφώνεται στο χώρο της υγείας, βάσει ορισμών που έχουν διατυπωθεί από επίσημους οργανισμούς ανάπτυξης προτύπων της υγείας. Επιπλέον, αναφέρονται οι πλέον αντιπροσωπευτικές και πρόσφατες λύσεις που έχουν προταθεί και εφαρμοστεί με σκοπό την επίλυση του προβλήματος της διαλειτουργικότητας στο χώρο του e-hospital, καθώς επίσης και η αναλυτική περιγραφή του προβλήματος στο επίπεδο της διαλειτουργικότητας που αφορά στην επικοινωνία δεδομένων. Δεν περιέχει πρωτότυπα σημεία. Κεφάλαιο 5: Παρουσιάζεται το προτεινόμενο ΜΑΑ. Αναλυτικότερα, παρουσιάζονται : (α) οι βασικές αρχές του, (β) οι προδιαγραφές του λειτουργικού μοντέλου για ΣΔΜ, (γ) οι προδιαγραφές της υπηρεσίας Μεταφοράς Μηνυμάτων και (δ) ένα παράδειγμα παροχής της ΜΜ-υπηρεσίας μεταξύ διαφορετικών ΙΠΣ, με χρήση του λειτουργικού μοντέλου. Ο ορισμός του ΜΑΑ και το σύνολο των προδιαγραφών του είναι πρωτότυπα. Κεφάλαιο 6: Προτείνεται μια νέα αρχιτεκτονική ΣΔΜ, η οποία βασίζεται στις προδιαγραφές του προτεινόμενου ΜΑΑ. Ολόκληρη η αρχιτεκτονική ΣΔΜ είναι πρωτότυπη. Κεφάλαιο 7: Παρουσιάζεται η υλοποίηση του ΣΔΜ, το οποίο εξυπηρετεί τη συνεργασία τριών διαφορετικών ΙΠΣ: ενός Πληροφοριακού Συστήματος Εργαστηρίων (Laboratory Information System), ενός Πληροφοριακού Συστήματος Ακτινολογικού (Radiology Information System) και ενός Συστήματος Αρχειοθέτησης και Επικοινωνίας Εικόνων (Picture Archiving and Communication System). Επιπλέον, στο ΣΔΜ που αναπτύχθηκε, συμπεριλήφθηκε και τμήμα του Πληροφοριακού Συστήματος Νοσοκομείου (Hospital Information System), το οποίο αφορά το κεντρικό μητρώο ασθενών. Ολόκληρη η υλοποίηση του ΣΔΜ είναι πρωτότυπη Λ. Κολοβού

33 Εισαγωγή Κεφάλαιο 8: Περιγράφεται αναλυτικά η μεθοδολογία αξιολόγησης του ΜΑΑ που εφαρμόστηκε καθώς και τα αποτελέσματά της. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε διαχωρίζεται σε τρία τμήματα. Κάθε ένα τμήμα αποτελεί και μία διαφορετική αξιολόγηση του ΜΑΑ με χρήση διαφορετικής μεθόδου. Ο λόγος για τον οποίο πραγματοποιήθηκε η αξιολόγηση με τον τρόπο αυτόν, είναι η μη ύπαρξη μιας κοινά αποδεκτής μεθόδου. Η μεθοδολογία αξιολόγησης είναι πρωτότυπη. Κεφάλαιο 9: Παρουσιάζει τα σημαντικότερα συμπεράσματα της διατριβής καθώς και τις μελλοντικές ερευνητικές κατευθύνσεις που δρομολογεί. Παράρτημα Ι: Παρουσιάζει τα σημαντικά χαρακτηριστικά των προδιαγραφών του πρωτοκόλλου HL7, τα οποία είναι: η συσχέτιση του HL7 με το μοντέλο OSI, τα πρωτόκολλα χαμηλότερων επιπέδων, ο κανόνες επεξεργασίας στο επίπεδο εφαρμογών, ειδικά πρωτόκολλα του HL7 και οι κανόνες κωδικοποίησης των μηνυμάτων. Παράρτημα ΙΙ: Παρουσιάζεται μια λίστα από τα υπάρχοντα πρότυπα μηνυματοδοσίας. Παράρτημα ΙΙΙ: Παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των στοιχείων της βιβλιοθήκης NeoTool, που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη των μηνυμάτων HL7 στο ΣΔΜ. Παράρτημα ΙV: Παρουσιάζονται τα διαγράμματα ροής των ΙΠΣ που αναπτύχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν στα πλαίσια της εφαρμογής του πρότυπου ΣΔΜ. Τα διαγράμματα αυτά είναι πρωτότυπα και αποτελούν τμήμα της διαδικασίας σχεδιασμού των ΙΠΣ που παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 7. Παράρτημα V: Παρουσιάζονται τα τμήματα του κώδικα εφαρμογής που υλοποιούν τις βασικές λειτουργίες του ΣΔΜ. Διδακτορική Διατριβή 1-13

34 Κεφάλαιο Λ. Κολοβού

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ιατρικά πληροφοριακά συστήματα ΙΑΤΡΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι η παρουσίαση όλων των βασικών τύπων ΙΠΣ που έχουν επικρατήσει στο χώρο του νοσοκομείου και παρέχουν λύσεις στην αυτοματοποίηση των διαδικασιών των επιμέρους μονάδων ή τμημάτων του νοσοκομείου, έτσι ώστε να καθοριστεί πλήρως η ανάγκη και μορφή της συνεργασίας τους. Αναλυτικά, περιγράφονται: - ο ορισμός, τα βασικά χαρακτηριστικά και οι κύριες λειτουργικές απαιτήσεις των επιμέρους ΙΠΣ και - η αλληλεπίδραση των ΙΠΣ στο χώρο του νοσοκομείου Διδακτορική Διατριβή 2-1

36 Κεφάλαιο Ιατρικά πληροφοριακά συστήματα Τα ΙΠΣ, μέσω σύγχρονων τεχνολογιών οργάνωσης, αποθήκευσης, πρόσβασης και διαχείρισης της πληροφορίας, επιτυγχάνουν τόσο την αυτοματοποίηση των λειτουργιών και της ροής των εργασιών των μονάδων ή τμημάτων του νοσοκομείου, όσο και την αντιμετώπιση των εξειδικευμένων επιστημονικών αναγκών τους. Κάθε νοσοκομείο μπορεί να αποτελείται από ένα κεντρικό και/ή από πολλά επιμέρους ΙΠΣ. Στην Εικόνα 2-1 παρουσιάζονται τα επιμέρους ΙΠΣ, σε σχέση με τις μονάδες του λειτουργικού περιβάλλοντος του νοσοκομείου, στις οποίες αντιστοιχούν και εφαρμόζονται Πληροφοριακό σύστημα νοσοκομείου (ΠΣΝ) Η βασική λειτουργία του ΠΣΝ (Hospital Information System - HIS) είναι να υποστηρίζει όλες τις δραστηριότητες του νοσοκομείου σε λειτουργικό, διαχειριστικό και διοικητικό επίπεδο. Πιο συγκεκριμένα [1], [4], [24], [44] «το ΠΣΝ στοχεύει στην όσο το δυνατόν αποδοτικότερη χρήση επικοινωνιακού εξοπλισμού και τεχνολογιών της πληροφορικής για την αποθήκευση, επεξεργασία, ανάκτηση και επικοινωνία ιατρικής και διαχειριστικής πληροφορίας, με σκοπό την κάλυψη όλων των δραστηριοτήτων του νοσοκομείου και την υποστήριξη των λειτουργικών απαιτήσεων των εξουσιοδοτημένων χρηστών». Το ΠΣΝ εξυπηρετεί τέσσερις βασικούς στόχους: Την αποτελεσματικότερη και αποδοτικότερη χρήση των κατανεμημένων στο χώρο του νοσοκομείου πηγών πληροφορίας που είναι διαθέσιμη για την παροχή ιατρικής φροντίδας Τη βελτίωση των υπηρεσιών του νοσοκομείου προς τον ασθενή Την υποστήριξη δραστηριοτήτων που υπάγονται στο χώρο της έρευνας και της προώθησης των επιστημών Την υποστήριξη δραστηριοτήτων που υπάγονται στο χώρο της εκπαίδευσης Οι δύο τελευταίοι από τους παραπάνω στόχους αφορούν κυρίως Πανεπιστημιακά νοσοκομεία. Για την κάλυψη των απαιτήσεων που δημιουργούν οι στόχοι αυτοί, ένα ΠΣΝ πρέπει να περιλαμβάνει τουλάχιστον τα ακόλουθα: Ένα ή περισσότερα μέσα αποθήκευσης δεδομένων (πχ βάση δεδομένων) Εργαλεία εισαγωγής δεδομένων στα μέσα αποθήκευσης (πχ εφαρμογές χρηστών) Επικοινωνιακό εξοπλισμό και μέσα για τη μεταφορά δεδομένων Μέσα που παρέχουν τη δυνατότητα στο χρήστη να χρησιμοποιήσουν το ΠΣΝ (πχ τερματικές συσκευές και σταθμούς εργασίας) Τα περισσότερα ΠΣΝ ενσωματώνουν και εφαρμογές που αφορούν στην αυτοματοποίηση των διαδικασιών του φαρμακείου του νοσοκομείου, καθώς και στη διαχείριση και στον έλεγχο διαδικασιών προμήθειας υλικών. 2-2 Λ. Κολοβού