Weaving interoperability: combining local, regional and national solutions on hospital level

1

SerAPI 41

Web services-soveltamistavat arviointi

Se man tiikan tarkku us

Ke h itysv älin e tu ki

Op ittav uu s

Te knin e nlaaje nn e ttav u u s

Keh itykse nsu orav iiv aisuus

Sisällö lline njo u stav uu s

XM L/http

Op e n CDA /SO AP

WSDL/SOAP

HL7 v 3 + W S-t rans po rt

Page 8

Context of HSSP SpecificationsContext of HSSP Specifications

Abi

lity

to In

tero

pera

te

High

Low

2,22,01,82,8Sovellustuotannon nopea reagointi muuttuneisiin toimintatapoihin

2,02,01,72,5Sovellusten helppo mukautettavuus eri organisaatioiden vaatimuksiin (konfiguroimalla)

2,82,53,02,8Terveydenhuollon ammattilaisia palvelevien toimintojen yhtenäiset ohjelmistorajapinnat

2,21,52,22,7Sovellusten tuottajille valmiina saatavien ohjelmistopalvelujen tarjoaminen

2,22,02,52,0

Terveydenhuollon asiakkaille suunnattujen palveluiden ja sovellusten tukeminen ohjelmistopalveluilla

2,52,72,22,8Päällekkäisten tietojen ja toimintojen vähentäminen sovelluksissa

2,42,32,22,8Useiden järjestelmien tarvitsemien tietojen keskitetty ylläpito

KaikkiInfrayrityksetTH-ohjelmisto-toimittajatTH-organisaatiot

Miten tärkeinä pidätte seuraavia palveluiden ja rajapintojen tavoitteita?

2,22,01,82,8Sovellustuotannon nopea reagointi muuttuneisiin toimintatapoihin

2,02,01,72,5Sovellusten helppo mukautettavuus eri organisaatioiden vaatimuksiin (konfiguroimalla)

2,82,53,02,8Terveydenhuollon ammattilaisia palvelevien toimintojen yhtenäiset ohjelmistorajapinnat

2,21,52,22,7Sovellusten tuottajille valmiina saatavien ohjelmistopalvelujen tarjoaminen

2,22,02,52,0

Terveydenhuollon asiakkaille suunnattujen palveluiden ja sovellusten tukeminen ohjelmistopalveluilla

2,52,72,22,8Päällekkäisten tietojen ja toimintojen vähentäminen sovelluksissa

2,42,32,22,8Useiden järjestelmien tarvitsemien tietojen keskitetty ylläpito

KaikkiInfrayrityksetTH-ohjelmisto-toimittajatTH-organisaatiot

Miten tärkeinä pidätte seuraavia palveluiden ja rajapintojen tavoitteita?

Weaving interoperability:combining local, regional and

national solutions on hospital level

IMIA HIS Conference, Oeiras, July 3, 2006Juha Mykkänen, Mikko Korpela

HIS R&D Unit, University of Kuopio, Finland

22

In this presentation

• HIS, sub-systems and interoperability• Local, regional and national health information

infrastructure initiatives in Finland• HIS architectural components: hospital view• Some challenges for advanced interoperability• Emerging interoperability best practices• Summary + discussion

33

IMIA HIS, Heidelberg, April 2002:• "need a common description for components in health

information systems" - still a valid need• components = units of composition, reuse and interoperability:

– scope, availability, granularity, physical and conceptual nature– healthcare-specific scope: infrastructure, administration, care support,

direct care, diagnostics, communication, simulation– information and semantics, instance / type / context / meta levels– functionality and interactions - capabilities + collaboration– relation to reference architectures and specific application architecture– technical aspects - data communication, interfaces, technical

infrastructure, integration platforms etc.– cross-cutting aspects: security, management, flexibility, extensibility– relationship to systems lifecycle - development paradigm, migration

Myk

käne

n, T

uom

aine

n 20

06, I

nfor

mat

ion

and

Sof

twar

e Te

chno

logy

, sub

mitt

ed.

44

Process model of a hospital – systems are for processes

Core process:Direct care

Sup

port

proc

esse

s:

Labo

rato

ry

Rad

iolo

gy

…

Input: illness

Output: wellness?

Auxiliary processes:Management, …

Kor

pela

200

5, p

rese

ntat

tion

at S

un Y

at-s

en U

nive

rsity

Can

cer C

ente

r, G

uang

zhouRole of information systems in

hospitals

55

Hospital care

Home GP Rehabilitation

Kor

pela

200

5, p

rese

ntat

tion

at S

un Y

at-s

en U

nive

rsity

Can

cer C

ente

r, G

uang

zhou

Beyond the hospital – seamless care

66

Health information infrastructure developments / Finland Kuopio

Helsinki

• Hospitals and health centres– primary care = health centres: ~100 % use EPR systems– hospitals: replacing legacy core applications > 10 years– continuous heterogeneity in processes, applications, infrastructures– managerial and clinical process developments - e.g. DRG, decision support

• Regional– new organisational models of health services (e.g. laboratories, regional clusters) – regional information systems, references to back-end HIS data– shared electronic services (e.g. prescriptions, electronic booking)– disease-specific specialised systems

• National– national services: EHR for professionals, code sets/vocabularies etc.– migration from regional to national services

• Citizen– e-services emerging first for professionals, then patients– PHR: little real integration to professional-oriented EPRs

77

Sample high-end composition of the hospital-wide information system today:

Helsinki-Uusimaa hospital district

ASLAasiakaslaskutus

MD-MIRANDApotilaskertomushoitopalautteet

lääkitystietokanta,Digi-sanelu

Agfa RISPACS

kuva-arkisto

WebLabMULTILAB II(sis. SAMBA

QPATI)VERTTI

PICISAnestesiatj.

ja tehotj.

INFOpuhelinkeskus

TITANIA, PRIMA, ymhh,koulutus,kulunv.

EVÄSateriatilaus

ORACLE MAN.materiaalikeskus

Päivittäis-raportointi

HUS DWtietovarasto

ORACLEFINANCIALS

MYNLAmyyntilaskutus

Gentia, HILMOEcomedPowerPlay

SAI Sairaala-infektioiden rek. OPERA Leikkaustoiminnan ohjausjärjestelmä

OBSTETRIXsynnytysosas-

tojen tj.

ENDOBASEgastroenterolo-

gia

Kardiologia,muut osasto-järjestelmät

Tilaukset,

henkilöstö

Väistyvätjärjestelmät,

migraatioalusta

MUSTIPotilasrekisteri

MAKSULITOTIRADUAHA

SAIR. SENIORI

LASKUTUS-, SEURANTA- JA RAPORTOINTIJÄRJESTELMÄT

TUKIPALVELU-JÄRJESTELMÄT

Ulkoisetyhteydet

ATJ

SAUKKO

2.

4.

3.

5.

6.

1.

9.

7

8.

10.11. 12.

13.14.

15.

16.

17.

18.

21. 22. 23.

24. 25.26.

27.

28.

50.

51.3.

52..

MARELAapteeki

MD-OBERONlähete-,

ajanvaraus-,avo- ja vuodeos.

toiminnot, tilaukset,väestörekisteri

RONDO,OFA, ym.

HALLINNONJÄRJESTELMÄT

DYNASTYasianhallinta, AMS

Lomakepankki (suunnitteilla) VIRVE, ym.

TIETU

INTRA, INTERNET

ASLAasiakaslaskutus

MD-MIRANDApotilaskertomushoitopalautteet

lääkitystietokanta,Digi-sanelu

Agfa RISPACS

kuva-arkisto

WebLabMULTILAB II(sis. SAMBA

QPATI)VERTTI

PICISAnestesiatj.

ja tehotj.

INFOpuhelinkeskus

TITANIA, PRIMA, ymhh,koulutus,kulunv.

EVÄSateriatilaus

ORACLE MAN.materiaalikeskus

Päivittäis-raportointi

HUS DWtietovarasto

ORACLEFINANCIALS

MYNLAmyyntilaskutus

Gentia, HILMOEcomedPowerPlay

SAI Sairaala-infektioiden rek. OPERA Leikkaustoiminnan ohjausjärjestelmä

OBSTETRIXsynnytysosas-

tojen tj.

ENDOBASEgastroenterolo-

gia

Kardiologia,muut osasto-järjestelmät

Tilaukset,

henkilöstö

Väistyvätjärjestelmät,

migraatioalusta

MUSTIPotilasrekisteri

MAKSULITOTIRADUAHA

SAIR. SENIORI

LASKUTUS-, SEURANTA- JA RAPORTOINTIJÄRJESTELMÄT

TUKIPALVELU-JÄRJESTELMÄT

Ulkoisetyhteydet

ATJ

SAUKKO

2.

4.

3.

5.

6.

1.

9.

7

8.

10.11. 12.

13.14.

15.

16.

17.

18.

21. 22. 23.

24. 25.26.

27.

28.

50.

51.3.

52..

MARELAapteeki

MD-OBERONlähete-,

ajanvaraus-,avo- ja vuodeos.

toiminnot, tilaukset,väestörekisteri

RONDO,OFA, ym.

HALLINNONJÄRJESTELMÄT

DYNASTYasianhallinta, AMS

Lomakepankki (suunnitteilla) VIRVE, ym.

TIETU

INTRA, INTERNET

HU

S,S

inik

ka R

ipat

ti 20

04

Hospital level

88

Example of a major vendor’s architecture

Liitännäis-järjestelmä


MD-ARIEL käynnistykset ja parametrinvälitykset sekä pääsynvalvonta


A

MD-ARIEL Kontekstin hallinta ja yhteiset tietovarastot sekä palvelut

MD-ARIEL & MD-UMBRIEL Käyttöoikeuksien määritys

Toiminnanohjauksenydin

MD-OBERON

Potilaskertomuksen ydin

MD-MIRANDA

A(esim. Lab) B

(esim. RIS)C

(esim. toimenpide-järjestelmä)


D(Esim. Diabetes)


E(Esim. kuva-

arkisto)

"Peruskäyttäjät"

Esim. palveluyksiköiden käyttäjät

Med

ici D

ata

Oy,

Juh

a S

orri

7.10

.200

4HMIS core

EPR system

Loosely connected systems

Common context & services

Launching

Common user

Hospital level

• inner circles: optimised usability, reduced maintenance and redundancy, tightly integrated application families and components

• outer circles: flexibility, cross-organisational processes

99

Migration situation in a major hospital

CRIS/PACS Rtg:n tuotan-nonohjausjär-jestelmä Rtg-työlistat Rtg-lähetteet Rtg-lausunnot Rtg-kuvat

RADU Rtg-lähetteet Rtg-lausuntojen katselu

UPO poliklinikkajärjestelmä Ajanvaraukset Lähetteet

UJO Hoidonvarausjonojen hallinta

TOTI Toimenpideyksiköiden tietojärjestelmä

MPOTI potilashallinto Käyntien ja hoito-jaksojen kirjaus Laskutus

Henkilötiedot MULTILAB Laboratorion tietojärjestelmä

MD-Oberon

Henkilötiedot VAJAT Ajan- ja hoi-donvaraukset Hoidonvarausjonojen hallinta

Lähete Hoitopalaute

AVOS avo- ja osastohoidot Käyntien ja hoitojakso-jen kirjaus Käyttö KPK ASLA Laskutus

MD-Miranda

Potilaskertomus Hoitopalaute

Terveys-keskusjär-jestelmät Sähköiset lähetteet ja hoitopalautteet sekä sähköiset laboratoriopyynnöt ja vastaukset laajenevat koko shp:n alueelle vuoden 2006 aikana Lähete ja hoitopalaute Kuopion tk Laboratoriopyyntö ja vas-taus (HL7) Kuopio tk Siilinjärvi-Maaninka tk Varkaus tk

MD-ympäristö

Ajanvaraus Lähete

Musti-ympäristö

YKERT Sairauskertomusten hallintajärj.

Merkinnät: Käytössä Otetaan käyttöön tulevaisuudessa

KY

S, P

ekka

Sip

ilä, 2

006Old HIS

systems

New HIS systems

Health center

systems

Hospital level

1010

Core database

Patient administration core: master patient data, code sets, …

Healthcare organization in charge

APIs

Elements of a HIS architecture: hospital viewCommon core services: Starting point for HIS

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• presumptions:– heterogeneous

specialised applications, existing (legacy) systems

– practicality, feasible implementation threshold in multi-vendor environment

– extensibility– service-

orientation supported by generic middleware

1111

Application databases

Core database


Spezialized clinical

systems: outpatient, laboratory,

ophthalmol…


DBMS

APIs

“Pluggable” specialized clinical subsystems

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• alternatives:– non-pluggable

clinical subsystems

– no clinical subsystems

1212

EHR data (CDA/XML)


Core database




ophthalmol…


DBMS

APIs

Standard structured EPR/EHR data storage

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• alternatives:– system-specific

data views– point-to-point

queries– (personal /

virtual health record - outside organization)

1313

Front-end for clinicians in charge: EHR viewer, professional portal

EHR data (CDA/XML)


Core database




ophthalmol…

Invocation by context

passing


DBMS

APIs

Front-end viewer for health professionals (EHR-S)

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• alternatives:– context

management– no point-of-

decision integration

– (additional) workflow management systems

1414


EHR data (CDA/XML)


Core database




ophthalmol…


passing


DBMS

APIs

XML

Information exchange by messages across facilities

Potentiallysame data structure

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• alternatives:– central

repository (for some scenarios - see next slide)

– peer-to-peer negotiations / mediation

1515


EHR data (CDA/XML)


Core database




ophthalmol…

Regional / national / EU-wide /

global front-end

EHR data or indices


passing


Other healthcare or welfare organizations

DBMS

APIs

XML

Adap-tor

Indexing

Clinical on-line access across facilities

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• alternatives:– peer-to-peer

negotiations / mediation

1616


EHR data (CDA/XML)


Core database




ophthalmol…

Citizen’s front-end

Regional / national / EU-wide /

global front-end

EHR data or indices

EHR data or indices


passing


Other healthcare or welfare organizations Citizen

DBMS

APIs

XML

Adap-ter

Indexing

Patient’s / citizen’s front-end

Kor

pela

, Myk

käne

n, P

orra

smaa

, Sip

ilä 2

005,

CH

INC

con

fere

nce,

Bei

jing

• add:– opposite direction– patient-provider

communications

1717

HIS challenges for interoperability• healthcare process specifics

– balance between customer, provider and organisational objectives– complexity, legality, communication, multi-professionality, exceptions– externalisation of healthcare processes from HISs– requires flexibility of architectures, definition of migration paths

• explosion of potential interoperability solutions– architectures, evaluation of standards, development and maintenance costs

• evidence– identification of real needs, requirements traceability– collection of application experience of domain-neutral best practices in HIS

• generic innovation vs. local introduction– reduced local tailoring, increased reuse on many levels– gaps: product development - healthcare process development - academia?

1818

Interoperability apex 2006• Semantic and process integration

– structured and coded information, shared terminologies, ontology-based semantics– clinical decision support, integration and adaptation of HIS into defined or even

evidence-based workflows• Service-oriented architectures

– paradigm for open, flexible and business-aligned systems, cohesive & reusable services– process management and automation (vs. exceptional healthcare workflows)– infrastructure services (e.g. EHR access, codes and terminolofies, access control) and

added value services (e.g. decision support)– e.g. Healthcare Services Specification Project / HL7+OMG

• Profiles = constraints on application of generic mechanisms– technical: e.g. Web services interoperability (WS-I)– functional: e.g. HL7 EHR-S Functional Model– semantic: e.g. CEN/OpenEHR archectypes, HL7 templates– standardisation: e.g. Integrating Healthcare Enterprise (IHE)

1919

Summary and discussion topics• hospitals will long remain one central point for health services provision, but

will not remain "the centre"– challenges for advanced interoperability remain on local, regional, national and

international level: common frameworks needed– regional and national initiatives demand local acceptance and user benefits

• described elements are based on Finnish practical experience, international standardization, China, Africa

• one basis for generic framework architecture adjustable to the specific contexts in Portugal, Germany, UK, USA, … Mozambique?

• how can the service interfaces and semantics be developed for global reusability & local adaptability? gradually?

– understanding of and support for healthcare processes– semantic and functional views addressed

→ International standardization of relevant aspects with users and industry→ ’IT for Health’ at IFIP World IT Forum 2007 www.witfor.org→ IMIA recommendations, Health Informatics in Africa HELINA 2007 www.helina.org

2020

Healthcare application integration: PlugIT, 2001 2004: www.plugit.fi, Finnish Agency for Technology and Innovation Tekes grants no. 40664/01, 40246/02 and 90/03

Service-oriented architecture and web services in healthcare application production and integration: SerAPI, 2004 2007:

www.centek.fi/serapi, Tekes grants no. 40437/04, 40353/05

Healthcare work and information systems development in parallel: ZipIT 2004-2007 Tekes grants no. 40436/04 and 790/04, and ActAD HIS, 2004-2005

Finnish Work Environment Fund grant no. 104151 : www.centek.fi/zipitPackaging Finnish e-health expertise for international use: Export HIS, 2004 2006 www.centek.fi/exporthis (Tekes grant no. 70062/04,), e-Health Partners

Finland, 2006-2007 www.uku.fi/ehp (Tekes grants no. 40140/06, 70030/06)

Informatics development for health in Africa: INDEHELA Methods (Academy of Finland grants no. 39187,1998 2001), INDEHELA Context (201397 and 104776, 2003,

2004 2007): www.uku.fi/indehela

Open Integration Testing Environment: Avointa, 2004 2006: www.centek.fi/avointa Tekes grant no. 40449/04

Acknowledgements and more information

2121

Assets to support benefits of electronic health information interoperability

• separation of care management from patient-specific health information

• increasingly documented and formalised requirements, processes and practices in healthcare

• common concept models, vocabularies and terminologies, extended to ontological languages and tools

• component- and service-based systems development and management approaches to support changing requirements and heterogeneous environments

• guidelines, methods and reference models for acquisition, integration and systems development projects

Myk

käne

n, S

peci

ficat

ion

of R

eusa

ble

Inte

grat

ion

Sol

utio

ns in

Hea

lth In

form

atio

n S

yste

ms,

forth

com

ing.

Documents

Weaving interoperability: combining local, regional and national solutions on hospital level