Informationsmanagement und Kommunikation in der Medizin (eBook)

Rüdiger Kramme, Dipl.-Ing., geboren 1954 in DortmundStudium der Biomedizinischen Technik, Krankenhausbetriebstechnik und Volkswirtschaftslehre in Gießen und FreiburgLangjährige Berufstätigkeit in Vertrieb, Marketing und Personalentwicklung der medizintechnischen Industrie für Verbrauchs- und InvestitionsgüterSeit 1993 Planung und Projektierung von Universitätskliniken des Landes Baden-Württemberg sowie medizinischen Einrichtungen der BundeswehrLehrbeauftragter für Medizintechnik der FH-GießenVerfasser zahlreicher Fachpublikationen in Zeitschriften und BüchernAutor des Springer-Wörterbuchs "Technische Medizin"Herausgeber des "Springer Handbook of Medical Technology"

Vorwort 5
Der Herausgeber 6
Inhaltsverzeichnis 7
Autorenverzeichnis 8
1: Fusion von Medizintechnik und Informationstechnologie 10
1 Einleitung 10
2 Schnittstellenstandards 11
2.1 Health Level 7 11
2.2 DICOM 11
2.3 GDT 11
2.4 xDT 12
2.5 XML 12
3 Datenstruktur 12
3.1 HL7 CDA 12
3.2 SNOMED 12
3.3 LOINC 12
3.4 Alpha-ID 12
3.5 OID 12
3.6 UCUM 13
3.7 IHE 13
4 Integration der medizintechnischen Geräte 13
4.1 Exkurs: HL7-Kommunikationsserver 13
4.2 Schnittstellen 13
4.3 Anbindung des Medizingerätes 13
5 Organisatorische Anforderungen an die Anbindung 16
5.1 Verantwortlichkeiten 16
5.2 Integration am Beispiel „Vom Befund zur medizinischen Dokumentation`` 16
6 Zusammenfassung 17
2: Patientenüberwachung durch verteilte Alarmsysteme 20
1 Einleitung 20
2 Grundlagen und Entwicklung der Patientenüberwachung durch elektronische Monitore 20
2.1 Verteilte Alarmsysteme (VAS) gemäß IEC 60601-1-8 21
3 Rechtliche und normative Grundlagen der Patientenüberwachung durch elektronische Monitore 21
3.1 Regulatorische Grundlagen (MPBetreibV) 21
3.2 Normative Grundlagen 22
3.2.1 IEC 60601-1-8 22
3.2.2 TR/IEC 80001-2-5 23
3.3 Definitionen: Verteiltes Alarmsystem und verteiltes Informationssystem 23
3.4 Ablösung der Begriffe Primär- und Sekundärüberwachung 24
4 Anbindung an Rufanlagen nach VDE 0834 24
5 Betreiberaufgaben bei der Erstellung von verteilten Alarm- und Informationssystemen 25
6 Risikomanagement bei der Erstellung von VIS und/oder VAS 25
7 Zusammenfassung und Empfehlungen 26
Literatur 26
3: Krankenhausinformationssysteme: Ziele, Nutzen, Topologie, Auswahl 27
1 Einleitung 27
2 Notwendigkeit, Ziele und Nutzen umfassender Krankenhausinformationssysteme 28
2.1 Notwendigkeit 28
2.2 Ziele des Informationstechnologieeinsatzes im Krankenhaus 29
2.3 Nutzenpotenziale 29
3 Unterstützung des Krankenhausbetriebes durch ein KIS 30
4 Unterstützung am Fallbeispiel 32
5 Architektur und Komponenten eines Krankenhausinformationssystems 36
5.1 Logisches Architekturmodell 36
5.1.1 Administratives Informationssystem 37
5.1.2 Patientendatenverwaltungssystem 37
5.1.3 Medizinisches Informationssystem 37
5.1.4 Kommunikationssystem 38
5.1.5 Querschnittsanwendungen 38
5.2 Implementierungsalternativen: holistisch vs. heterogen 38
5.2.1 Holistisches Informationssystem 39
5.2.2 Heterogenes Informationssystem 39
5.3 Integrationsaspekte heterogener Krankenhausinformationssysteme 41
6 Aktuelle Trends und Perspektiven 42
6.1 Medizinische Dokumentation 42
6.2 Integration Medizintechnik 42
6.3 Vernetzung mit externen Einrichtungen 43
6.4 Entscheidungsunterstützung für Ärzte 44
6.5 Unterstützung der Patientensicherheit 44
6.6 Genetische Daten 44
7 Auswahl und Einführung von Krankenhausinformationssystemen 44
7.1 Vorbemerkungen 44
7.2 Projektphasen und kritische Faktoren 45
7.2.1 Vorbereitungsphase 45
7.2.2 Projektierung 46
7.2.3 Systemanalyse 46
7.2.4 Pflichtenhefterstellung 47
7.2.5 Auswahl 50
7.2.6 Vertragsgestaltung 50
7.2.7 Abnahme und Einführung 51
7.2.8 Frühe Betriebsphase 51
7.2.9 Weitere, nicht phasenbezogene Einflussfaktoren 51
8 Zusammenfassung 52
Literatur 52
4: Management und Befundung radiologischer Bilder 54
1 Einleitung 54
2 Radiologischer Arbeitsablauf 56
2.1 Anforderung 56
2.2 Anmeldung und Terminplanung 56
2.3 Untersuchung 57
2.4 Steuerung der Befundung 57
2.5 Bilddarstellung und Bildbefundung 57
2.6 Diagnose und Therapievorbereitung mithilfe von Advanced Visualization (AV) 57
2.7 Automatische Identifikation anatomischer Strukturen 59
2.8 Anforderungen an elektronische Displays (Befundungsmonitore) 59
2.9 Erstellung des Befundberichts 60
2.10 Klinisch-radiologische Demonstrationen 60
2.11 Befund- und Bildverteilung 60
3 Integration und Vernetzung 60
3.1 Integration von Informationssystemen 61
3.2 Integration von Image-Managementsystemen 61
3.3 Teleradiologie 61
3.4 Mobile Endgeräte 61
3.5 Moderne IT-Infrastruktur 62
3.6 Informationslebenszyklusmanagement 63
3.7 Cloud Computing 63
3.8 Regionale IT-Virtualisierung 63
4 Zusammenfassung 64
5: Telemedizin am Beispiel aktiver Implantate 65
1 Einleitung 65
2 Telemedizin im Operationssaal 65
3 Telemedizin in der häuslichen Pflege 66
4 Implantattelemetrie 67
4.1 Implantattelemetrie mittels induktiver Kopplung 69
4.2 Implantattelemetrie mittels Funk 70
4.3 Optische transkutane Übertragung 72
4.4 Energieversorgung für Implantate 72
5 Einbeziehung von aktiven medizinischen Implantaten in Telemedizinsystemen 73
Literatur 74
6: Medizinische Bildverarbeitung 76
1 Einleitung 76
2 Vorbemerkungen zur Terminologie 77
3 Bildbearbeitung 78
4 Merkmalsextraktion 81
5 Segmentierung 83
5.1 Pixelorientierte Segmentierung 84
5.2 Kantenorientierte Segmentierung 85
5.3 Regionenorientierte Segmentierung 86
5.4 Hybride Segmentierungsverfahren 87
6 Klassifikation 89
7 Vermessung 92
8 Interpretation 93
9 Bilddarstellung 93
10 Bildspeicherung 95
11 Resümee und Ausblick 97
Literatur 99
Allgemeine Literatur zur digitalen Bildverarbeitung 99
Grundlegende Literatur zur medizinischen Bildverarbeitung 99
Spezielle Literatur 99
7: Virtuelle Realität in der Medizin 101
1 Einführung 101
2 Medizinische Anwendungsfelder 102
2.1 Anatomische Ausbildung 102
2.2 Präoperative Planung 103
2.3 Intraoperative Unterstützung 103
2.4 Chirurgisches Training 104
3 Ausblick 107
Literatur 109
8: Technologiegestütztes Lehren und Lernen in der Medizin 111
1 Einleitung 111
2 Historische Entwicklung 112
3 Reformansätze im Medizinstudium 113
4 Entwicklung von Lehr- und Lernsystemen 114
4.1 Interaktionsformen 114
4.2 Architekturen von Lehr- und Lernsystemen 116
4.3 Autorensysteme 116
5 Lernumgebungen 116
5.1 Funktionalität von Lernumgebungen 116
5.2 Interoperabilität, Standards 117
6 Anwendungsszenarien von Lehr- und Lernsystemen 118
7 Status und Perspektiven von E-Learning in der Medizin 118
7.1 Informationssysteme zu CBT/WBT in der Medizin und Qualitätskriterien 118
7.2 Nutzung von CBT/WBT-Systemen in der Medizin und das Problem der curricularen Integration 118
8 Forschungsbedarf und Perspektiven 119
Literatur 120
9: Aktueller Stand und Entwicklung robotergestützter Chirurgie 122
1 Einleitung 122
2 Beispiele zu marktrelevanten Systemen 123
2.1 Telepräsenzsysteme in der minimal invasiven Chirurgie 123
2.1.1 Das da Vinci-Chirurgiesystem 124
2.1.2 Die Raven-Forschungsplattform 125
2.2 Orthochirurgie - ROBODOC 125
2.3 Unterstützungssysteme für die konventionelle minimal invasive Chirurgie 126
2.3.1 Assistenzsystem ViKY 126
2.3.2 SOLOASSIST 127
2.4 Instrumentenführung in der Neurochirurgie - neuromate 128
3 Die Forschungsplattform DLR MiroSurge 129
3.1 Roboterarm Miro 129
3.2 Regelungskonzepte 129
3.3 Robotergestützte minimal invasive Chirurgie mit dem Miro-System 131
3.4 Wiederherstellung haptischer Informationen 132
3.5 Semiautonome Funktionalitäten 132
4 Ausblick und Zukunft der Chirurgierobotik 132
4.1 Single-Port-Chirurgie und NOTES 133
4.2 Beispiel zukünftiger Entwicklungen: Kartografierung, Image-Guided Surgery 133
Weiterführende Literatur 134
Weitergehende Internetinformationen 134
10: OP-Planung und OP-Unterstützung 135
1 Einleitung 135
2 Präoperative Informationsverarbeitung 136
2.1 Identifizierende Daten 136
2.2 Bilddaten 136
2.3 Biosignale 136
2.4 Textinformationen 137
2.5 Integration heterogener Patientendaten 137
3 Intraoperative Informationsverarbeitung 138
3.1 Logistik, Dokumentation 138
3.2 Integration präoperativer Daten 138
3.3 Integration intraoperativer Daten 140
3.4 Integrierter Operationssaal 142
4 Zusammenfassung und Ausblick 143
Literatur 144
Online-Referenzen: Verbundprojekte, Fachgesellschaften, Software 145
11: Datenmanagement für Medizinproduktestudien 146
1 Einführung 146
1.1 Anforderungen an Medizinprodukte 146
1.2 Klinische Prüfungen und Studien mit Medizinprodukten 147
1.3 Clinical Trial Center Aachen 148
1.4 Datenmanagement 148
2 Softwareanforderungen 149
2.1 Datenschutz 149
2.2 Technische Datenintegrität 150
2.3 Systemintegration 152
2.4 Protokolle und Schnittstellen 153
2.4.1 Operational Data Model 153
2.4.2 Web-Services 153
3 Softwaresysteme 154
3.1 Clinical Trial Management-Systeme (CTMS) 154
3.1.1 Study Management Tool (SMT) 155
3.2 Electronic Data Capture-Systeme (EDCS) 155
3.2.1 OpenClinica 156
3.3 Data Warehouse 159
3.4 mHealth 159
3.5 Systemintegration 161
3.5.1 CTMS und EDCS 161
3.5.2 CTMS und mHealth 161
3.5.3 EDCS und mHealth 162
4 Resümee und Ausblick 162
Literatur 164
Sachverzeichnis 166