Design and implementation of an integration framework for an electronic health record based hospital information system

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war der Entwurf und die Entwicklung einer Architektur für ein Krankenhausinformationssystem, welche einen besonderen Fokus auf die Integrierbarkeit von externen Systemen legt.<br />In einem Krankenhausinformationssystem müssen viele unterschiedliche Informationen bearbeitet werden. Aufgrund der Komplexität der zu verarbeitenden Informationen gibt es viele spezialisierte Systeme. Diese Systeme basieren oft auf unterschiedlichen Architekturen und werden für unterschiedliche Aufgabenbereiche eingesetzt was zu unterschiedlichen Strukturen und Schnittstellen führen kann. Um diese Systeme zu verbinden und den Datenaustausch zwischen ihnen zu ermöglichen müssen sie in ein gemeinsames Informationssystem integriert werden. Um diese Integration zu unterstützen muss das Krankenhausinformationssystem eine offene Architektur anbieten, welche definierte Schnittstellen für eine Systemintegration bietet.<br />Im Zuge dieser Arbeit wurde eine Integrationsframework für ein Krankenhausinformationssystem entworfen und entwickelt. Die Infrastruktur basiert auf einem komplexen regelbasierten Eventsystem.<br />Die integrierten Systeme kommunizieren nur über Nachrichten, welche von dem Regelwerk versandt werden und sind so im Sinne einer serviceorientierten Architektur lose gekoppelt. Dieses System wurde an einen Datenspeicher, welcher elektronische Patientenakten mittels dem OpenEHR Standard speichert, angebunden. Zusätzlich wurde ein ERP, sowie ein PACS als Machbarkeitsnachweis in das Informationssystem integriert.<br />Die konzipierte Architektur erwies sich für die Integration von Drittsystemen als effektiv. Sowohl die Anbindung des ERP Systems, als auch die Integration des PACS erforderten nur die Entwicklung eines Konnektors sowie die Anpassung von Regeln für die Verteilung von Nachrichten. Die Aussagekraft dieses Projekts ist beschränkt auf die Anwendungsfälle welche im Zuge dieser Machbarkeitsstudie umgesetzt wurden. In weiterer Folge wäre es interessant ob auch komplexere Anwendungsfälle mit ähnlich niedrigem Aufwand in das Informationssystem integriert werden können.<br />Bedenkt man die niedrige Komplexität welche die Integration von externen Systemen mit einer solchen Architektur erfordert, wie auch die technischen Vorteile, welche damit einhergehen so erscheinen serviceorientierten Architekturen im Krankenhausumfeld durchaus vielversprechend.<br />

The purpose of this thesis was to design and implement an architecture for a hospital information system, which provides an infrastructure for easy integration of external systems. Because of the complexity of managing information in hospital environments, there are several specialized systems which may have different architectures as well as different scopes of functions and therefore incompatible interfaces. In order to allow those specialized systems to exchange data they have to be integrated into an information system. Therefore, the hospital's core information system has to provide an open architecture which supports integration on a system level.<br />During the course of this thesis an integration framework for a hospital information system has been developed. The system uses persistent one-way messaging which supports loose coupling and complies with the style of service oriented architectures. In addition, the architecture is based on a complex rule based event system which is responsible for the distribution of the messages. This system has been connected to a data storage, which holds patient information based on the OpenEHR standard.<br />Furthermore, an enterprise resource planning tool as well as a picture archiving and communication system have been integrated as a proof-of-concept. The architecture proved to be effective in integrating third party systems into the hospital's information system. Integrating the ERP system as well as the PACS only required the implementation of a connector plugin and adding or modifying rules in the rule engine. The validity of this project is limited to the use cases which have been implemented in the proof-of-concept, so it would be of further interest whether more complex use cases could be integrated that easily.<br />Considering the low complexity that is required for integrating systems as well as the technical benefits which come along using this architecture, the usage of service oriented architectures in the health care context seems to be promising. In addition, a message distribution which is controlled by a rule engine enables the system to exchange or integrate new subsystems at runtime.