Standards-based clinical data repository

Abstract

Während der Behandlung eines Patienten ist es nicht unüblich, dass der behandelnde Arzt eine Laboruntersuchung in Auftrag gibt (z.B. Erstellung eines Blutbildes). Die Übermittlung des Laborbefunds geschieht meist mittels Fax oder per Post. Die strukturierten Labordaten, die vom Labor initial erstellt werden, sind für den Arzt nicht verfügbar. Überdies muss der Arzt den Laborbefund manuell in sein Praxisverwaltungssystem importieren. Der elektronische Datenaustausch zwischen dem Labor und den Gesundheitsdienstleistern stellt somit eine Verbesserung des bisherigen Behandlungsprozesses dar.Ziel war die Integration eines Labors an einen bestehenden verteilten Health Information Exchange (HIE), in welchem bereits angebundene klinische Systeme einen Dokumentenaustausch mittels Cross-Enterprise Document Sharing (XDS) durchführen. Eine Herausforderung war die Umsetzung einer transparenten Anbindung durch Nutzung der bereits etablierten Mechanismen zum Datenaustausch und der verfügbaren Schnittstellen. Während das Laborinformationssystem (LIS) seine Labordaten mittels Health Level 7 (HL7) V2 Nachrichten über TCP/IP verschickt, folgt der HIE dem dokumentenbasierten Ansatz zum Datenaustausch mittels XDS über SOAP 1.2. Für das Labor wurde ein Clinical Data Repository (CDR) entwickelt und installiert, welches Labordaten mittels Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) Ressourcen speichert und verwaltet. Außerdem wurde ein Health Service Bus (HSB) entwickelt um die Kommunikation zwischen dem LIS, dem CDR und den am HIE angebundenen Systemen zu unterstützen. Strukturierte Laborbefunde, welche auf dem Clinical Document Architecture (CDA) Standard basieren, konnten erstellt und mit am HIE angebundenen Gesundheitsdienstleistern ausgetauscht werden. Der HSB integriert Übersetzungsservices, welche für die Umwandlung von HL7 V2 Nachrichten in FHIR Ressourcen und in weiterer Folge von FHIR Ressourcen in CDA Dokumente verantwortlich sind.Die Integration des Labors an den HIE war erfolgreich. Eine adäquate Übersetzung zwischen den Standards HL7 V2, FHIR und CDA konnte spezifiziert werden. Unterschiede zwischen den jeweiligen Standards konnten identifiziert werden und wenn notwendig, wurden Erweiterungen der Datenstrukturen definiert. Der FHIR Standard konnte seine Eignung als flexibles und robustes Speicherformat unter Beweis stellen und hat gezeigt, dass nicht nur Labordaten aus HL7 V2 Nachrichten damit abgebildet werden können, sondern auch, dass aus zusammenhängenden FHIR Ressourcen CDA Dokumente erstellt werden können.

During the treatment process of a patient the physician usually requests a Laboratory Report (e.g. a blood count) from the laboratory. The delivery of the Laboratory Report is ususally performed via fax or letter to the treating physician. The structured laboratory data, which were initially generated by the laboratory, are not available for the physician. Furthermore, the physician has to import the Laboratory Report manually to the Electronic Medical Record (EMR) system. Thus, enabling the electronic data exchange between a laboratory and relevant healthcare providers improves the current treatment processes.The aim was the connection between a laboratory and an existing distributed Health Information Exchange (HIE), where several healthcare providers are connected to exchange medical documents via the Cross-Enterprise Document Sharing (XDS) profile. A challenge was to perform the integration transparently with existing established exchange mechanisms and interfaces. While the Laboratory Information System (LIS) sends laboratory data via Health Level 7 (HL7) V2 messages over Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), the HIE follows the document-based approach, and exchanges documents via XDS transactions over SOAP 1.2.A Clinical Data Repository (CDR) has been established for the storage and management of the laboratory data as Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) resources. Furthermore, a Health Service Bus (HSB) has been developed to support the communication between the LIS, the CDR, and the HIE participating systems and components. The Clinical Document Architecture (CDA) standard was used to create a structured laboratory document, which has been exchanged with the participating healthcare providers of the HIE. The HSB integrates translation engines, which are responsible for the mapping from HL7 V2 messages into FHIR resources and further from FHIR resources into CDA documents.The integration of the laboratory with the HIE was successful. An adequate mapping between the HL7 V2, FHIR, and CDA standards has been specified. Gaps between the particular standards have been identified and if necessary, an extension of the data structure has been defined. FHIR has proven its suitability as a flexible and robust storage format and its ability to provide the appropriate data structure to map laboratory data from HL7 V2 and convert FHIR resources to a CDA document.