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Virtualisierung zur Optimierung des klinischen Prozesses, O. J. Bott

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2/97 Carolo-Wilhelmina


VIRTUALISIERUNG<br />

ZUR OPTIMIERUNG DES<br />

KLINISCHEN PROZESSES<br />

VON OLIVER JOHANNES BOTT<br />

Institut für Medizinische Informatik<br />

der Technischen Universität Braunschweig<br />

ABBILDUNG 1:<br />

Informelles Metamodell<br />

<strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses.<br />

Die Qualität der ärztlichen<br />

Versorgung hängt auch davon ab,<br />

was der Arzt über seinen Patienten<br />

weiß und wie rasch und in welcher<br />

Qualität ihm die entsprechenden<br />

Daten <strong>zur</strong> Verfügung stehen. Im<br />

Ernstfall kann eine gute<br />

medizinische Dokumentation Leben<br />

retten. Aber gerade der Klinikalltag<br />

ist oft so komplex und<br />

stressbeladen, dass herkömmliche<br />

Softwarekonzepte bei der<br />

Datenverarbeitung versagen – eine<br />

Herausforderung für die<br />

Medizinische Informatik.<br />

Medizinische Dokumentation<br />

steht immer in engem Zusammenhang<br />

mit medizinischem<br />

Handeln: Sie »spiegelt« die Aktivitäten <strong>des</strong><br />

medizinischen Personals unter Einbeziehung<br />

ihrer informativen Resultate. Die<br />

Idee, die medizinische Dokumentation zu<br />

verbessern, indem die zugrunde liegenden<br />

Aktivitäten beziehungsweise Prozesse<br />

durch Rechnersysteme unterstützt werden,<br />

liegt nahe. Hierzu existieren eine Reihe von<br />

Ansätzen, aber selbst der konsequenteste<br />

Ansatz, Workflow-Management-Technologie<br />

<strong>zur</strong> Unterstützung medizinischer Prozesse<br />

einzusetzen, führte bislang nicht zu<br />

den gewünschten Resultaten.<br />

Um die Ursachen der Probleme dieser Ansätze<br />

der Prozessunterstützung im medizinischen<br />

Umfeld und insbesondere im Krankenhaus<br />

zu verstehen, wird am Institut für<br />

Medizinische Informatik der Technischen<br />

Universität Braunschweig (IfMI) ein analytisches<br />

Metamodell <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> <strong>Prozesses</strong><br />

entwickelt und mit dem Metamodell für<br />

Workflow-Management-Systeme (WfMS)<br />

der Workflow Management Coalition<br />

verglichen. Darüber hinaus wird auf Grundlage<br />

<strong>des</strong> Metamodells ein Architekturkonzept<br />

für prozessunterstützende Systeme im<br />

medizinischen Umfeld entwickelt, <strong>des</strong>sen<br />

zentrale Eigenschaft die <strong>Virtualisierung</strong> <strong>des</strong><br />

medizinischen <strong>Prozesses</strong> ist.<br />

DOKUMENTATION IM<br />

KLINIKALLTAG<br />

Der klinische Prozess ist charakterisiert<br />

durch arbeitsteiliges Handeln medizini-<br />

Carolo-Wilhelmina 1/2001


schen Personals verschiedener Ausbildung<br />

und Spezialisierung. Strukturiert in Organisationseinheiten<br />

unterschiedlicher Komplexität<br />

tauschen die Beteiligten Informationen<br />

in mehr oder weniger formalisierten<br />

Kommunikationsprozessen aus. Das nach<br />

wie vor wichtigste Kommunikationsmedium<br />

ist die medizinische Dokumentation zu<br />

einem Patienten, die in der Regel in Form<br />

einer Krankenakte alle relevanten Informationen<br />

über den Patienten als Texte, Bilder,<br />

Filme, Kurven, Messwerte etc. enthält. Es<br />

ist unzweifelhaft, dass die Qualität medizinischer<br />

Versorgung abhängt von der Qualität<br />

dieser medizinischen Dokumentation<br />

und ihrer Verfügbarkeit.<br />

Analysiert man die patientenbezogene<br />

medizinische Dokumentation, kommt man<br />

rasch zu dem Schluss, dass sie im Wesentlichen<br />

medizinisches Handeln und seine informatorischen<br />

Resultate widerspiegelt. Es<br />

ist kein Geheimnis, dass Dokumentation im<br />

durch Stress und Hektik gekennzeichneten<br />

Klinikalltag oft als lästige Zusatzarbeit empfunden<br />

wird, die nur widerwillig und mit<br />

minimalem Aufwand durchgeführt wird.<br />

Berücksichtigt man dies, ist schnell die Idee<br />

geboren, den medizinischen Prozess mit<br />

Mitteln der Informationstechnik derart zu<br />

»begleiten«, dass die medizinische Dokumentation<br />

als »Nebenprodukt« der Ausführung<br />

der Aktivitäten möglichst automatisch<br />

entsteht.<br />

Dieser Idee folgend wurden bereits einige<br />

Lösungsansätze entwickelt, die den <strong>klinischen</strong><br />

Prozess durch Informationstechnologie<br />

zu unterstützen suchen: Verschiedene<br />

Ansätze entstammen dem Software-Engineering<br />

und leiten die Software-Entwicklung<br />

gezielt in Richtung eines prozessorientierten<br />

Systems, so zum Beispiel der PRO-<br />

MISE-Ansatz (Szc<strong>zur</strong>ko 1997). Andere wiederum<br />

resultieren in einer Systemarchitektur,<br />

welche die Prozessunterstützung durch<br />

spezielle Services unterstützt (zum Beispiel<br />

der Act-Management-Server der RICHE-<br />

Architektur (Frandji 1997), die Activity<br />

Healthcare-related Common Services der<br />

Healthcare Information Systems Standardarchitektur<br />

(CEN 1997) oder – zum Teil –<br />

das Medical Transcription Management<br />

von CORBAmed (Object Management<br />

Group 1998)). Ein vielversprechender Ansatz<br />

ist der Einsatz von Workflow-Management-Technologie<br />

(s. hierzu zum Beispiel<br />

Jablonski und Bußler 1996) im <strong>klinischen</strong><br />

Umfeld, da diese Technologie naturgemäß<br />

einen starken Fokus auf die explizite Unterstützung<br />

von Unternehmensprozessen hat.<br />

Zur Vereinheitlichung von Terminologie,<br />

Architektur und Schnittstellen von Workflow-Management-Systemen<br />

WfMS wurde<br />

im Jahre 1993 die Workflow Management<br />

Coalition (WfMC) gegründet. In zwei wichtigen<br />

Arbeiten (Workflow Management Coalition<br />

1996, Hollingsworth 1995) legt die<br />

WfMC die Terminologie und ein Referenzmodell<br />

für Architektur und Schnittstellen<br />

eines WfMS fest. Gemeinsam ist allen genannten<br />

Ansätzen, dass sie bei Abbildung<br />

und Unterstützung der Prozesse und Subprozesse<br />

einen Top-Down-Ansatz verfolgen.<br />

Im deutschen Sprachraum haben sich in<br />

jüngster Zeit zwei Projekte mit dem Einsatz<br />

von WfMS im Krankenhaus auseinandergesetzt:<br />

Im Projekt »Workflow-Management<br />

im <strong>klinischen</strong> Umfeld« <strong>des</strong> Software-Labors<br />

der Universität Ulm ist der Versuch unternommen<br />

worden, ein kommerzielles<br />

WfMS im <strong>klinischen</strong> Umfeld einzusetzen<br />

(Reichert et al. 1997). Weiterhin wurden in<br />

dem Projekt »Analyse und Spezifikation<br />

eines Abteilungsinformationssystems für<br />

unfallchirurgische Abteilungen« <strong>des</strong> Instituts<br />

für Medizinische Informatik der Technischen<br />

Universität Braunschweig Konzepte<br />

aus dem Bereich der Workflow-Technologie<br />

eingesetzt und Untersuchungen bezüglich<br />

<strong>des</strong> Einsatzes von WfMS im <strong>klinischen</strong><br />

Umfeld veröffentlicht (Schäfer et al. 1998).<br />

Sowohl das Ulmer als auch das Braunschweiger<br />

Projekt kommen zu dem<br />

Schluss, dass heutige WfMS <strong>zur</strong> Unterstützung<br />

der Arbeitsabläufe in der Klinik nur<br />

sehr bedingt geeignet sind (Reichert und<br />

Dadam 1998, Reichert et al. 1997, Schäfer<br />

et al. 1998). Die Hauptgründe hierfür liegen<br />

in der Komplexität der organisatorischen<br />

Strukturen und der Dynamik der Prozesse<br />

im <strong>klinischen</strong> Umfeld, die mit den<br />

existierenden Metamodellen nur un<strong>zur</strong>eichend<br />

abgebildet werden können. Dadam,<br />

Reichert und Kuhn sehen in den <strong>klinischen</strong><br />

Arbeitsabläufen gar eine »Killer-Applikation«<br />

für prozessorientierte Systeme (Dadam,<br />

Reichert und Kuhn 1997). Dennoch wird<br />

erwartet, dass sich Prozessorientierung und<br />

Workflow-Technologie mittelfristig durchsetzen<br />

werden (Penger 1998, von Eiff<br />

1995, Scheer, Chen, und Zimmermann,<br />

1996, Reichert, Kuhn und Dadam 1997).<br />

OLIVER JOHANNES<br />

BOTT<br />

(Dipl.-Inform.), Jg. 1968,<br />

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am<br />

Institut für Medizinische Informatik der<br />

Technischen Universität Braunschweig in<br />

der Arbeitsgruppe Medizinische<br />

Informationssysteme. Studium der<br />

Informatik an der Universität Hil<strong>des</strong>heim.<br />

Vorsitzender der Lan<strong>des</strong>vertretung<br />

Niedersachsen <strong>des</strong> Berufsverban<strong>des</strong><br />

Medizinischer Informatiker e.V. (BVMI)<br />

sowie Stellvertretender Obmann <strong>des</strong><br />

Arbeitsausschusses G 1 »Modellierung«<br />

<strong>des</strong> Fachbereichs G »Medizinische<br />

Informatik« <strong>des</strong> Normenausschusses<br />

Medizin (DIN). Sein Fachgebiet vertrat er<br />

unter anderem beim »Global Dialogue«<br />

auf der EXPO 2000.<br />

1/2001 Carolo-Wilhelmina


strukturierter Aufgaben geeignet, wie sie im<br />

Bereich arbeitsteilig organisierter soziotechnischer<br />

Systeme häufig vorkommen.<br />

Seine Eignung für Anwendungssysteme in<br />

der Medizin hat bereits Wiederspohn 1989<br />

gezeigt. Das konzeptuelle Modell <strong>des</strong> Anwendungssystems<br />

– einem zentralen Baustein<br />

der Referenzarchitektur – ist angereichert<br />

um Prototypen von Benutzerschnittstellen<br />

zu den Anwendungen, die zum<br />

größten Teil in den genannten Projekten<br />

durch klinisches Personal evaluiert worden<br />

sind.<br />

ABBILDUNG 2:<br />

Pflegeprozess und Pflegestandards<br />

SOFTWARE FÜR<br />

KOMPLEXE ABLÄUFE<br />

Es stellt sich somit die Frage, welche spezifischen<br />

Anforderungen an ein prozessorientiertes<br />

System im Krankenhaus zu stellen<br />

sind und wie die Architektur eines solchen<br />

Systems beschaffen sein muss. Diese Fragestellung<br />

ist in einem Forschungsprojekt<br />

<strong>des</strong> IfMI wie folgt angegangen worden:<br />

1. Analyse <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses<br />

und Entwicklung eines Metamodells<br />

seiner Konstituenten und ihrer Beziehungen<br />

sowie<br />

2. Verwendung <strong>des</strong> Metamodells <strong>zur</strong><br />

a) Erklärung der Ursachen der Probleme<br />

insbesondere <strong>des</strong> WfMS-Ansatzes,<br />

b) Ableitung von Anforderungen an die<br />

Architektur eines prozessunterstützenden<br />

Informationssystems für das Krankenhaus.<br />

MATERIAL UND<br />

METHODE<br />

Die Analyse <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses<br />

fußt auf Resultaten zweier Projekte <strong>zur</strong><br />

Spezifikation von Informationssystemen im<br />

Krankenhaus. Ein Projekt befasste sich mit<br />

der informationstechnischen Unterstützung<br />

<strong>des</strong> Pflegedienstes im stationären Dienst<br />

einer Lan<strong>des</strong>klinik (<strong>Bott</strong> et al. 1995). Die<br />

unfallchirurgische Abteilung eines Universitätsklinikums<br />

bildete das Zielsystem <strong>des</strong><br />

zweiten Projekts (Dresing et al. 1996, <strong>Bott</strong><br />

et al. 1998).<br />

Obschon beide Projekte zusammengenommen<br />

bereits ein breites Spektrum von<br />

Prozessen im Krankenhaus behandeln, ist<br />

es <strong>zur</strong> Verallgemeinerung ihrer Ergebnisse<br />

notwendig, zunächst eine allgemein gültige<br />

begriffliche Grundlage zu definieren. Hier<br />

wurde die maßgebliche Literatur <strong>zur</strong> Organisationstheorie<br />

im Allgemeinen sowie speziell<br />

im Krankenhaus und Gesundheitswesen<br />

zugrunde gelegt. Vor allem die professionellen<br />

Handlungsmodelle der zentralen<br />

Protagonisten im <strong>klinischen</strong> Leistungsprozess,<br />

das heißt der Ärzte und Pflegekräfte,<br />

wurden ausführlich analysiert. Bei<br />

der Analyse der organisatorischen Strukturen<br />

im Krankenhaus wurde sukzessive ein<br />

informelles Metamodell für Prozesse im<br />

Krankenhaus entwickelt, das die Komponenten<br />

einer Organisation beziehungsweise<br />

eines Krankenhauses und deren Abhängigkeiten<br />

beschreibt.<br />

Dieses Metamodell bildet im Sinne <strong>des</strong> Ergebnisses<br />

einer objektorientierten Analyse<br />

als Vorstufe eines objektorientierten Entwurfs<br />

(vgl. Coad und Yourdon 1991 a und<br />

b) die Grundlage einer Architektur eines<br />

prozessunterstützenden Informationssystems<br />

für Krankenhäuser. Die Referenzarchitektur<br />

ist in der Unified Modeling<br />

Language (Rumbaugh et al. 1999) modelliert.<br />

Ihr Design folgt dem Analyse- und Entwurfsmuster<br />

nach Budde et al. (1992), das<br />

in Analogie <strong>zur</strong> Beziehung zwischen Werkzeug<br />

und Material unterscheidet zwischen<br />

Anwendungsobjekten und Anwendungen<br />

(das heißt Programmen), die auf diesen Objekten<br />

arbeiten. Das Werkzeugkonzept ist<br />

vor allem <strong>zur</strong> Unterstützung schwach<br />

EIN METAMODELL<br />

DER KLINIKARBEIT<br />

Die Analyse <strong>des</strong> Problembereichs resultierte<br />

in ein informelles Metamodell <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses Das Modell betrachtet<br />

den <strong>klinischen</strong> Leistungsprozess<br />

entlang zweier Dimensionen (Abbildung 1):<br />

1. Einer von inhaltlichen Aspekten freien<br />

Strukturdimension auf abstraktem Niveau,<br />

welche die Beschreibungsebenen<br />

und -elemente für Prozesse abbildet (Unterteilung<br />

in Instanzen-, Schema- und<br />

Metaschemaebene) sowie<br />

2. einer auf inhaltliche Aspekte ausgerichtete<br />

Dimension der Sichten, die eine<br />

Differenzierung <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses<br />

in den ärztlichen Behandlungsprozess<br />

und den Pflegeprozess<br />

als <strong>des</strong>sen zentrale Konstituenten sowie<br />

in Führungs- und Leitungsprozesse, Qualitätsmanagement-Prozesse<br />

etc. vornimmt.<br />

Die Strukturdimension bildet den Grad der<br />

Individualität von Prozessen ab: Prozesse<br />

auf der Instanzenebene sind individuelle<br />

klinische Prozesse während oder nach ihrer<br />

Ausführung. Die Schemaebene berücksichtigt<br />

den Aspekt der Planung individueller<br />

Prozesse. Die Metaschemaebene umfasst<br />

die Beschreibung von Prozessmustern, die<br />

in Prozesse der Schemaebene »eingebaut«<br />

werden können. Die Metaprozesse, welche<br />

die Übergänge von einer Ebene <strong>zur</strong> anderen<br />

betreffen, sind »Planung« und »Ausführung«.<br />

Die Sichtendefinition reflektiert die Erkenntnis,<br />

dass der klinische Leistungsprozess<br />

als zusammengesetzt aus verschie<strong>des</strong>nen<br />

Sichten auf einen Gesamtprozess zu<br />

verstehen ist. Diese Sichten resultieren beispielsweise<br />

aus der Zugehörigkeit zu einer<br />

Carolo-Wilhelmina 1/2001


estimmten Berufsgruppe (Ärzte und Pflegekräfte<br />

etc.) oder einer organisatorischen<br />

Einheit, oder sie stehen in Beziehung <strong>zur</strong><br />

Zielsetzung <strong>des</strong> <strong>Prozesses</strong> (Führungs- und<br />

Unterstützungsprozesse etc.). Weitere Sichten<br />

sind vorstellbar.<br />

Ein Beispiel: Der Pflegeprozess besteht<br />

vereinfacht dargestellt aus den zyklisch zu<br />

durchlaufenden Phasen Informationssammlung,<br />

Pflegeplanung, Ausführung und Bewertung<br />

der Pflege (vergleiche Trill 1993).<br />

Der Teilprozess der Pflegeplanung umfasst<br />

die Festlegung der Pflegeprobleme und<br />

–ziele, sowie davon ausgehend die Planung<br />

der Pflegemaßnahmen <strong>zur</strong> Erreichung der<br />

Ziele. Zur Sicherstellung der Pflegequalität<br />

sollte bei der Pflegeplanung und -durchführung<br />

auf Pflegestandards <strong>zur</strong>ückgegriffen<br />

werden (siehe Abbildung 2).<br />

Der Pflegeprozess stellt eine Sicht auf den<br />

<strong>klinischen</strong> Leistungsprozess dar. Bezogen<br />

auf die Ebenen der Strukturdimension ist<br />

die von einer Pflegekraft auszuführende<br />

Pflegeplanung zu einem Patienten ein Metaprozess<br />

(ebenso wie der Pflegeprozess<br />

selbst), der zu patientenbezogenen Pflegeplänen<br />

als Elemente der Schemaebene<br />

führt. Pflegeplanung ist Prozessplanung.<br />

Pflegestandards, die in Pflegepläne eingearbeitet<br />

werden, sind auf der Metaschemaebene<br />

angesiedelt und bilden Prozessmuster.<br />

Die aus einem Pflegeplan resultierenden<br />

Pflegemaßnahmen und ihre informatorischen<br />

Resultate (Messwerte wie Temperatur,<br />

Blutdruck u.s.w., Beurteilung der Pflegebedürftigkeit<br />

etc.) bilden die Elemente<br />

der Instanzenebene.<br />

Das Metamodell ermöglicht es, die<br />

Schwächen <strong>des</strong> WfMS-Ansatzes zu erklären:<br />

ein WfMS, das der Referenzarchitektur<br />

für WfMS der WfMC folgt, automatisiert<br />

die Planung von Prozessen auf der<br />

Basis vordefinierter Prozessmuster der Metaschemaebene<br />

und kontrolliert nachfolgend<br />

die Ausführung der Prozesse beziehungsweise<br />

der sie konstituierenden Aktivitäten.<br />

Der Zwischenschritt der Anpassung<br />

eines Prozessmusters im Rahmen einer individuellen<br />

Planung wird in der Regel nicht<br />

unterstützt. Im hochdynamischen <strong>klinischen</strong><br />

Kontext ist die Planung von Prozessen<br />

(besonders durch Ärzte und Pflegekräfte),<br />

das heißt die Erstellung von Prozessplänen<br />

auf Schemaebene, aber zentraler Bestandteil<br />

täglicher professioneller Arbeit.<br />

Die Modellierung von Prozessmustern<br />

und Prozessplänen durch Endbenutzer ist<br />

oft ebenfalls nicht vorgesehen. Statt<strong>des</strong>sen<br />

versucht der Modellierer von Prozessmustern,<br />

Abweichungen von den Mustern vorauszusehen<br />

und in der Modellierung von<br />

vornherein zu berücksichtigen. Dies ist<br />

aber bei dem hohen Grad an Nichtdeterminismus<br />

in der Planung und Ausführung <strong>des</strong><br />

<strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses aufwendig<br />

und in vielen Fällen auch nicht möglich<br />

(Reichert und Dadam 1998, Dadam, Reichert<br />

und Kuhn 1997, Schäfer et al. 1998).<br />

Zusammenfassend kann gesagt werden,<br />

dass der WfMS-Ansatz ausreichend sein<br />

mag, hoch strukturierte administrative Prozesse<br />

zu unterstützen, er scheitert aber<br />

dann, wenn Prozessplanung ebenfalls unterstützt<br />

werden muss.<br />

Die zentrale Folgerung lautet demnach:<br />

ein Anwendungssystem <strong>zur</strong> Unterstützung<br />

<strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses hat gleichermaßen<br />

die Instanzen-, Schema- und<br />

Metaschemaebene von Prozessen zu unterstützen.<br />

Die Existenz eines solchen Systems<br />

wird konstruktiv durch seine Modellierung<br />

gezeigt. Das Modell <strong>des</strong> Anwendungssystems<br />

unterscheidet drei Systemebenen<br />

(siehe Abbildung 3):<br />

1. Die Ausführungsschicht: Diese unterste<br />

Schicht der Prozessunterstützung umfasst<br />

die Dokumentation der Ausführung<br />

von Elementaraufgaben (z.B. Pflegeanamnese<br />

aufnehmen, Vitalwerte bestimmen,<br />

Klinische Untersuchung durchführen)<br />

und der damit in Beziehung<br />

stehenden Informationsergebnisse (z.B.<br />

Pflegeanamnese, Vitalwerte, Klinischer<br />

Befund). Die Ausführungsschicht ist zugleich<br />

die einzige Systemschicht, die effizient<br />

auch ohne Vorhandensein der weiteren<br />

Ebenen betrieben werden kann.<br />

Diese Tatsache reflektiert das erste von<br />

zwei Entwurfsparadigmen der Systemarchitektur:<br />

Die Unterstützung <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses durch Informationstechnologie<br />

verlangt eine <strong>Bott</strong>omup-Sicht<br />

auf die Prozesse.<br />

2. Die Planungsschicht: Sie ermöglicht den<br />

planungsbevollmächtigten Akteuren die<br />

Planung und Kontrolle der Ausführung<br />

von Prozessinstanzen (z.B. Therapiepläne,<br />

Pflegepläne).<br />

3. Die Katalogebene: Sie ermöglicht die<br />

explizite Formulierung von Prozessmustern<br />

(z.B. Pflegestandards, Klinische<br />

Leitlinien) <strong>zur</strong> Wiederverwendung in der<br />

Prozessplanung und nachfolgenden<br />

Prozessinstanziierung.<br />

ABBILDUNG 3:<br />

Schichten eines Systems <strong>zur</strong> Unterstützung <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses in Relation zu <strong>des</strong>sen<br />

Metamodell.<br />

1/2001 Carolo-Wilhelmina


Jede der drei Architekturschichten virtualisiert<br />

je eine Ebene <strong>des</strong> 3-Ebenen-Metamodells<br />

und zerfällt ihrerseits<br />

1. ein Anwendungsobjektmodell (abgek.<br />

AOM), das im Sinne eines Datenmodells<br />

die Informationsstrukturen der jeweiligen<br />

Schicht abbildet, und in<br />

1. das Modell eines Systems einzelner Anwendungen<br />

(Anwendungssystemmodell,<br />

abgekürzt ASM), das dem Benutzer <strong>des</strong><br />

Systems den Zugang zu den Funktionalitäten<br />

der Prozessunterstützung dieser<br />

Schicht ermöglicht.<br />

Die Schichten der Systemarchitektur korrespondieren<br />

mit der Strukturdimension <strong>des</strong><br />

Metamodells <strong>des</strong> Klinischen Leistungsprozesses<br />

(s. Abbildung 3). Dies reflektiert das<br />

zweite der Systemarchitektur zugrunde liegende<br />

Entwurfsparadigma: Die Unterstützung<br />

<strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> Leistungsprozesses erfordert<br />

die konsequente <strong>Virtualisierung</strong> <strong>des</strong><br />

<strong>Prozesses</strong> in der Realität. Jeder Aspekt der<br />

Strukturdimension <strong>des</strong> Metamodells ist modelliert<br />

als Klassenstruktur im System der<br />

Anwendungsobjekte der korrespondierenden<br />

Architekturschicht. Diese Klassen werden<br />

<strong>zur</strong> Laufzeit eines der Architektur entsprechenden<br />

Systems instanziiert, und<br />

zwar während beziehungsweise nach Ausführung<br />

eines <strong>Prozesses</strong> in der Realität, bei<br />

der Prozessplanung oder der Prozessmusterdefinition.<br />

Analog dazu, dass aus jedem Aspekt <strong>des</strong><br />

Metamodells korrespondierende Anwendungsobjekte<br />

beziehungsweise Anwendungsobjektklassen<br />

abzuleiten sind, können<br />

Anwendungen modelliert werden, die<br />

auf diesen Strukturen arbeiten und Aktivitäten<br />

wie »Planung eines <strong>Prozesses</strong>«, »Dokumentation<br />

einer ausgeführten Aktivität«,<br />

»Definition eines Prozessmusters« etc. unterstützen.<br />

Die Ableitung der notwendigen<br />

Anwendungen folgt einer Use-Case-Analyse<br />

zu jeder Systemschicht. Anzumerken ist,<br />

dass einige der modellierten Anwendungsobjekte<br />

notwendigerweise selbstreferenzierend<br />

sind, denn »Planung eines <strong>Prozesses</strong>«<br />

und »Definition eines Prozessmusters« sind<br />

Prozesse beziehungsweise Aktivitäten, die<br />

andere Prozesse oder Aktivitäten betreffen.<br />

Dieser Feststellung folgt die Einführung <strong>des</strong><br />

Konzepts der Metaprozesse. Typische Metaprozesse<br />

sind der Pflegeprozess (Potter and<br />

Perry 1989), Verfahren einer prozessorientierten<br />

Qualitätssicherung (Donabedian<br />

1982) etc.<br />

ABBILDUNG 4:<br />

Prototyp <strong>des</strong> Anweisungsmanagers mit integriertem Aktivitätenmanager.<br />

Das resultierende Modell der Anwendungsobjekte<br />

und Anwendungen ist generisch<br />

in Bezug auf seine Verwendung <strong>zur</strong><br />

Implementierung einer spezifischen Sicht<br />

auf den <strong>klinischen</strong> Leistungsprozess. Ein allgemeines<br />

Prozessmuster <strong>zur</strong> Adaptation <strong>des</strong><br />

generischen Modells in Bezug auf eine<br />

Sicht ist in der diesem Papier zugrunde liegenden<br />

Arbeit angegeben und beschreibt<br />

die notwendigen Schritte <strong>zur</strong> Subklassenbildung<br />

und/oder Instanziierung, beginnend<br />

mit der Ausführungsschicht bis <strong>zur</strong> Katalogschicht.<br />

Für die zentralen Sichten <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses, die ärztliche<br />

Sicht und die pflegerische Sicht, konnte die<br />

Anwendbarkeit <strong>des</strong> Konzepts gezeigt werden.<br />

Zudem wurde die Integration von Verfahren<br />

der prozessorientierten Qualitätssicherung<br />

<strong>zur</strong> <strong>Optimierung</strong> der Qualität <strong>des</strong><br />

ärztlichen <strong>Prozesses</strong> und <strong>des</strong> Pflegeprozesses<br />

betrachtet.<br />

Für zentrale Anwendungen der Systemarchitektur<br />

wurden Prototypen der Benutzerschnittstellen<br />

entwickelt, die im Rahmen<br />

der genannten Projekte von medizinischem<br />

Personal evaluiert worden sind, um die Eignung<br />

<strong>des</strong> Konzepts zu überprüfen. Abbildung<br />

4 stellt einen Prototypen eines zentralen<br />

Werkzeugs der Planungsschicht <strong>zur</strong> Exploration<br />

und Erzeugung von Anweisungen<br />

dar. Anweisungen sind Anwendungsobjekte<br />

<strong>zur</strong> Initiierung eines <strong>Prozesses</strong>. Ihnen folgt<br />

die Erstellung eines Prozessplans in der<br />

Regel durch den Ausführenden der Anweisung.<br />

Der Prototyp wurde <strong>zur</strong> Unterstützung<br />

<strong>des</strong> Pflegedienstes und <strong>des</strong> ärztlichen Dienstes<br />

einer psychiatrischen Station konzipiert.<br />

Neben der Anzeige <strong>des</strong> Benutzers beziehungsweise<br />

Mitarbeiters und <strong>des</strong> Patienten<br />

als zentralem Arbeitsobjekt auf der Station<br />

liefert das Werkzeug einen Überblick<br />

über die den Patienten betreffenden Anweisungen,<br />

die damit zusammenhängenden<br />

Aktivitäten und die Informationsergebnisse,<br />

die bei Ausführung der Aktivitäten beziehungsweise<br />

Anweisung erfasst wurden. Die<br />

angezeigten Aktivitätsmuster und durchgeführten<br />

Aktivitäten mit ihren Informationsergebnissen<br />

sind abhängig von der ausgewählten<br />

Anweisung. Zusätzlich dargestellt<br />

wird die textuelle Zusammenfassung <strong>des</strong><br />

Zeitmusters der Anweisung. Ausgehend<br />

vom Anweisungsmanager können Anweisungen<br />

eingesehen, neu erzeugt oder modifiziert<br />

werden.<br />

Eine Analyse der Effizienz <strong>des</strong> Einsatzes<br />

eines Anwendungssystems entsprechend<br />

Carolo-Wilhelmina 1/2001


der vorgestellten Architektur legt einen<br />

»Alles oder nichts«-Effekt offen: Obgleich<br />

die Ausführungsschicht eines solchen Systems<br />

im Vergleich mit der traditionellen Dokumentation<br />

auf Papier effizient die Dokumentation<br />

der Ausführung und informativen<br />

Ergebnisse eines <strong>Prozesses</strong> unterstützen<br />

kann, sind wirkliche Verbesserungen<br />

nur durch Unterstützung der Prozessplanung<br />

im Sinne der vorgestellten Planungsschicht<br />

zu erreichen. Diese wiederum kann<br />

nur effizient betrieben werden, wenn eine<br />

Katalogschicht vorhanden ist, welche die<br />

Wiederverwendung von Prozessmustern<br />

ermöglicht.<br />

EIN SPIEGELBILD DER<br />

REALEN WELT<br />

Die effiziente Unterstützung <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses erfordert die Einbeziehung<br />

aller drei Ebenen <strong>des</strong> vorgestellten<br />

Metamodells: der Instanzenebene, der<br />

Schemaebene und der Metaschemaebene.<br />

Darüber hinaus sind die verschiedenen<br />

Sichten auf den <strong>klinischen</strong> Leistungsprozess<br />

gesondert zu unterstützen. Die Sicht einer<br />

Pflegekraft auf den <strong>klinischen</strong> Leistungsprozess<br />

unterscheidet sich von der Sicht eines<br />

Arztes auf den Prozess, auch wenn die zugrunde<br />

liegenden Informationsstrukturen<br />

die gleichen sind.<br />

Eine Referenzarchitektur eines drei<br />

Schichten umfassenden Anwendungssystems<br />

wurde vorgestellt, das verwendet<br />

werden kann, um die Anwendbarkeit eines<br />

beliebigen prozessunterstützenden Systems<br />

im <strong>klinischen</strong> Umfeld zu überprüfen. Des<br />

Weiteren kann es als Entwurfsmuster im<br />

Rahmen von Entwicklungsprojekten <strong>zur</strong><br />

rechnergestützten Unterstützung <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses verwendet werden.<br />

Eine wichtige Erkenntnis ist, dass eine<br />

effektive Unterstützung <strong>des</strong> Klinischen Leistungsprozesses<br />

nur durch geeignete Implementierung<br />

aller drei Schichten erreicht<br />

werden kann.<br />

Ein wichtiges Merkmal <strong>des</strong> Metamodells<br />

ist das Konzept der Metaaktivitäten beziehungsweise<br />

der Metaprozesse, wie »Prozessplanung«,<br />

»Prozessevaluation« etc.<br />

Hierdurch können insbesondere Verfahren<br />

der prozessorientierten Qualitätssicherung<br />

<strong>zur</strong> kontinuierlichen Verbesserung der Qualität<br />

medizinischer und pflegerischer Prozesse<br />

modelliert und im Systemkonzept<br />

berücksichtigt werden.<br />

Verglichen mit dem Metamodell der<br />

WfMS-Referenzarchitektur der WfMC betont<br />

das vorgestellte Metamodell die Unterschiede<br />

zwischen Prozessmuster, Prozessplan<br />

und Prozessausführung. Darüber hinaus<br />

betont der präsentierte Ansatz die Notwendigkeit<br />

von Funktionalitäten <strong>zur</strong> Erstellung<br />

und Modifikation von Prozessplänen<br />

auf der Basis wiederverwendbarer Prozessmuster<br />

durch menschliche Handlungsträger<br />

(Ärzte, Pflegekräfte etc.) anstelle von<br />

Automatismen, die statische Prozesspläne<br />

aus einigen wenigen Prozessmustern ableiten.<br />

Im Gegensatz zum WfMS-Ansatz wird<br />

zudem ein <strong>Bott</strong>om-up-Ansatz <strong>zur</strong> Prozessdokumentation<br />

vorgeschlagen, der die Dokumentation<br />

von Aktivitäten und ihren informativen<br />

Resultaten unabhängig von<br />

einem vorhandenen Prozessplan erlaubt.<br />

Diese Eigenschaft <strong>des</strong> Systemkonzepts reflektiert<br />

die dynamische Natur <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses: Eine Vielzahl der<br />

Aktivitäten im <strong>klinischen</strong> Umfeld wird <strong>zur</strong><br />

gleichen Zeit geplant und ausgeführt (Adhoc-Aktivitäten),<br />

die Zuordnung zu einem<br />

Prozessplan erfolgt – wenn überhaupt –<br />

später. Zusammenfassend kann gesagt werden,<br />

dass das WfMC-Metamodell zu einfach<br />

ist, um die Komplexität und Dynamik<br />

<strong>des</strong> <strong>klinischen</strong> <strong>Prozesses</strong> abzudecken.<br />

Ein zentrales Entwurfsparadigma der Modellierung<br />

<strong>des</strong> vorgestellten Anwendungssystems<br />

ist die konsequente <strong>Virtualisierung</strong><br />

von Konzepten der Realität <strong>des</strong> <strong>klinischen</strong><br />

Leistungsprozesses. Als Folge davon entsteht<br />

ein »Spiegelbild« der realen Welt innerhalb<br />

<strong>des</strong> Anwendungssystems. Da eine<br />

Vielzahl der Aktivitäten in der Medizin zu<br />

kommunikationsrelevanten Informationen<br />

führt und immer mehr Aufgaben den Einsatz<br />

von Computern erfordern, wird die<br />

Grenze zwischen Realität und Virtualität im<br />

Computer in Zukunft weiter verblassen. ■<br />

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Carolo-Wilhelmina 1/2001

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