Der Stellenwert von Health Level Seven (HL7) in LIMS

Das Gesundheitswesen hat in den letzten Jahren eine massive Digitalisierung und Standardisierung erfahren. Angesichts der ständig wachsenden Menge an patientenbezogenen Informationen sind effiziente Speicherung, zeitnaher Zugriff und Sicherheit zu den wichtigsten Merkmalen jeder Lösung im Gesundheitswesen geworden. Ein großer Teil der Patienteninformationen liegt in Form von Testergebnissen vor, z.B. aus der Biochemie, Hämatologie, Bildgebung und Pathologie.

Die Gesundheitsbranche verfügt über die besten medizinischen Geräte, um genaue und zeitnahe Berichte über Untersuchungs- und Studienergebnisse zu erstellen. Alle auf dem Markt erhältlichen medizinischen Geräte sind speziell auf die Anforderungen von Labortests zugeschnitten. Die Ergebnisse werden an eine Vielzahl von Geräten weitergeleitet. Die meisten Schnittstellen, die bei der Anzeige der Ergebnisse helfen, sind unklar und ineffizient. Das Krankenhaus-Informations-Management-System (HIMS) und das Labor-Informations-System (LIS) bilden das Rückgrat des Gesundheitswesens und tragen zu einer besseren Verwaltung und Bereitstellung von Testergebnissen bei, wodurch die Durchlaufzeit (TAT) verringert wird.

Typische Funktionen eines Labor-Informations-Management-Systems (LIMS)

• Verwaltung von Patientenakten
• Erstellung von Testanfragen
• Probenentnahme und Identifizierung
• Versand von Proben und Anträgen (Beitritt)
• Geräteanschluss und Ergebniserfassung (Interfacing)
• Qualitätskontrolle (QC)
• Konsolidierung und Verteilung der Ergebnisse
• Technische und klinische Validierung
• Verwaltung von Rechnungen und Statistiken

Die Prüfung der Proben erfolgt auf der Ebene der Instrumente, die das Gehirn des gesamten Systems sind.

Was ist eine Instrumentenschnittstelle?

Über eine Geräteschnittstelle kann ein Laborgerät, sei es ein Hämatologie-Analysegerät oder ein zytogenetisches Bildgebungsgerät, mit dem LIMS der Einrichtung kommunizieren. Das LIMS wiederum leitet die Patientenergebnisse direkt an ein EMR weiter, so dass ein Techniker oder ein Angestellter die Daten nicht erneut manuell eingeben muss. Das ist also schneller, effizienter und weniger fehleranfällig.

Schnittstellen sind in der Regel unidirektional, bidirektional oder Host-Query, aber meistens eine Kombination aus all diesen Möglichkeiten. Verschiedene Standards oder Initiativen im Gesundheitswesen dienen verschiedenen Segmenten des Gesundheitswesens zur effektiven Übermittlung wichtiger Informationen zwischen Systemen. Beispiele für wichtige Integrationsstandards im Gesundheitswesen sind HL7, DICOM, HL7 CDA, CCR, CCOW, LOINC, ELINCS, X12, SNOMED, NCPDP, IHE, CCHIT, HITSP.

Da Legacy-Systeme hinter den geschlossenen Mauern ihrer Netzwerke arbeiten, ist es für sie nicht möglich, auf einfache Weise Einblick in die Systeme der anderen zu nehmen. Stattdessen sind die Altsysteme darauf angewiesen, verschiedene Daten in eine Textdatei zu packen und diese sicher an eine andere Person zu übermitteln. Der wichtigste Inhaltsstandard für diese Dateien ist HL7 (Health Level 7), wobei 7 die Schicht 7 (Anwendung) im OSI-Modell ist.

Voraussetzungen für eine Schnittstelle

Analysegeräte, die an ein LIS angeschlossen werden können, finden sich in allen Bereichen des klinischen Labors: Biochemie, Hämatologie, Urinanalyse, Immunologie, Mikrobiologie usw.; meist alle klinischen Geräte, die mit einem seriellen RS-232 E/A-Anschluss ausgestattet sind. Viele neue Kommunikationspunkte wie USB- und TCP/IP-Anschluss sind ebenfalls vorhanden.

Hier finden Sie eine Liste der grundlegenden Anforderungen für die Schnittstelle zu Instrumenten.

A. Physikalische Hardware

Das Gerät muss mit einem aktiven E/A-Anschluss ausgestattet sein, an den Computergeräte angeschlossen werden können.

• Das Hostsystem muss über einen entsprechenden nicht-blockierenden E/A-Anschluss verfügen
• Bei klinischen Analysegeräten ist dies ein serieller, synchroner RS-232-Anschluss.
• Ein Verbindungskabel zwischen dem Analysegerät und einem Schnittstellengerät oder dem Endpunkt des Hostsystems
• Geräte wie Barcode-Scanner, Drucker, Überwachungsgeräte, usw.

B. Software für das Betriebssystem

Die Betriebssystemsoftware wird in der Regel von einem Hardwarehersteller oder einem Drittanbieter bereitgestellt. Sie steuert grundlegende Rechnerfunktionen wie die Interaktion mit E/A-Geräten, die Speicherverwaltung, den Festplattenzugriff und die Erstellung der Anwendungssoftwareumgebung.

C. Datenformate

(i) RS-232 Serielle Kommunikation: Dies sind die Standards für die Kommunikation mit Peripheriegeräten wie klinischen Analysegeräten. Die Parameter, die diese Kategorie klassifizieren, sind:

• Serielle Kommunikationsparameter (Baudrate, Parität, Datenbits, Stoppbits, ASCII-Standardzeichensatz)
• Das 'Handshaking'-Protokoll zwischen dem Host und einem Peripheriegerät, damit ein Datenaustausch stattfinden kann: ACK/NAK
• Nachrichtenblockierung: Wie definiert jede Seite der Kommunikation, wo eine Nachricht beginnt und endet. Zum Beispiel STX, ETX für Startbit und Endbit
• Nachrichtenstruktur (in welcher Reihenfolge werden die Datenfelder angeordnet oder wo befindet sich die Proben-ID im Verhältnis zum Rest des Datensatzes?)
• Inhalt der Nachricht (wie lautet die Proben-ID und wie lauten die mit dieser ID verbundenen Testnamen und Ergebnisse?

(ii) ASTM-Protokoll: Standards für die Kommunikation zwischen Laboranalysegeräten und Informationssystemen wurden von der ASTM (American Society for Testing and Materials) definiert. Sie zielen auf eine Vereinfachung der Verbindung zwischen klinischen Analysegeräten und Informationssystemen ab. Derzeit gibt es zwei Standards, die gelten: E 1381-91, die das Protokoll definiert, und E 1394-91, die Format/Inhalt definiert.

(iii) HL7-Standard: HL7 versuchte, einen Standard für die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen von Informationssystemen des Gesundheitswesens (HIS) zu definieren, hauptsächlich für die Kommunikation von System zu System. Im Rahmen ihrer anfänglichen Bemühungen wurde HL-7 auf die parallelen Bemühungen der ASTM aufmerksam. Die HL-7 Gruppe ist zwar separat organisiert, aber der Kommunikationsstandard, den sie angenommen hat, ist weitgehend die Arbeit eines anderen ASTM-Unterausschusses innerhalb der E31 Ausschussgruppe.

Es gibt mehrere HL7-Versionen. HL7 v1.x - eine alte Version, die derzeit wenig genutzt wird HL7 v2.x - ein einfaches Textprotokoll, das leicht zu implementieren und zu verwenden ist HL7 v3.x - ein viel komplexeres Protokoll mit flexibler und umfangreicher Semantik, Verschlüsselung und Unterstützung elektronischer Signaturen HL7 FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) - ein einfaches Protokoll, das derzeit entwickelt wird und auf offenen Standards basiert

Da sich HL7 FHIR noch in der Entwicklung befindet, bringt HL7 v3.x unnötige Komplexität mit sich. HL7 v2.x ist nach wie vor die am weitesten verbreitete Version. Diese Version hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, darunter Sicherheitsprobleme auf fast allen Ebenen. Vor HL7 V2 wurde jede Schnittstelle zwischen Systemen individuell angefertigt und erforderte die Programmierung durch die Anbieter der sendenden und der empfangenden Anwendungen. Die Schnittstellen waren teuer, da es keine Standardsammlung von Patientenattributen oder einen Standardsatz von "interessanten Ereignissen" gab.

Einige vorausschauende, gleichgesinnte Mitglieder des Gesundheitswesens gründeten eine Freiwilligengruppe, um die Schnittstellenbildung zu vereinfachen - HL7 war geboren. Es ist wichtig zu wissen, dass HL7 V2 ursprünglich von Spezialisten für klinische Schnittstellen entwickelt wurde, während V3 hauptsächlich von Medizininformatikern erstellt wurde. Folglich sind die ursprüngliche Verwendung und der Fokus für jeden Standard sehr unterschiedlich.

Wie Sie mit HL7 v2 arbeiten

Dies ist ein quelloffener, bester HL7-Parser und eine Bibliothek für Java mit dem Namen Hapi.

hapifhir.github.io/hapi-hl7v2/ Parsen Sie eine HL7-Nachricht und erstellen Sie sie mühelos.

HAPI verfügt auch über eine TestPanel-GUI, mit der wir Instrumentenschnittstellen mit verschiedenen Ports simulieren können. Sie können HL7-Nachrichten, die an ein System gesendet werden, erkennen und eine Bestätigung erhalten.

Künftiger Anwendungsbereich

Denken Sie an einen der gängigen De-facto-Standards, die heute verwendet werden: TCP, IP, HTTP, HTML, POP, Telnet, Windows oder sogar der ASCII-Zeichensatz. Sie alle sind wertvoll, weil die Benutzerbasis um ein Vielfaches gewachsen ist und die Standards in der realen Welt funktionieren. In ähnlicher Weise wird der Netzwerkeffekt für HL7 mit seiner Verwendung in Anwendungen des Gesundheitswesens zunehmen.

Die HL7-Nachrichtenstandards sind in der Gesundheitsbranche weit verbreitet und werden seit Jahrzehnten international eingesetzt. Die HL7 Version 2 ("v2") Standards für den Austausch von Gesundheitsinformationen sind eine beliebte Wahl von lokalen Krankenhausgemeinschaften für den Austausch von Gesundheitsinformationen, einschließlich elektronischer Krankenakten.

HL7 hat vor kurzem mit der Entwicklung eines neuen Standards begonnen, der als Fast Healthcare Interoperability Resources oder 'FHIR' bezeichnet wird. FHIR unterscheidet sich sowohl vom Prozess als auch vom Produkt her von früheren HL7-Nachrichtenstandards wie HL7 v2 und v3.

HL7 FHIR kombiniert die besten Eigenschaften von HL7 V2, HL7 V3 und CDA und nutzt gleichzeitig die neuesten Webdiensttechnologien. Das Design von FHIR basiert auf RESTful Web Services. Dies steht im Gegensatz zu den meisten IHE-Profilen, die auf SOAP-Webdiensten beruhen.

Zukünftige Arbeiten im Bereich der elektronischen Gesundheitsakten umfassen futuristische Technologien wie IoT, Wearables, Blockchain und KI mit prädiktiver Analytik.