Aktive elektronische Dokumente in Telekooperationsumgebungen (eBook)

Dr. Stephan Wilczek promovierte bei Prof. Dr. Helmut Krcmar am Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik der Universität Hohenheim. Er ist geschäftsführender Gesellschafter der Weigle Wilczek GmbH.

Geleitwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
Abbildungen 14
Tabellen 18
Quellcode-Beispiele 20
Abkürzungen 22
1 Einführung 25
1.1 Ausgangsüberlegung und Motivation 25
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise 27
1.3 Wissenschaftstheoretische Einordnung 28
1.4 Aufbau der Arbeit 31
2 Grundlagen 35
2.1 Informations- und Wissensrepräsentation 35
2.1.1 Ordnungssysteme 37
2.1.2 Ontologien und Kontexte 43
2.1.3 Modellierung und Explikation von Ontologien 56
2.1.4 Verarbeitung von Kontexten 62
2.2 Gemeinsames Material, Kontext und Dokumente 69
2.2.1 Kooperation und gemeinsames Material 69
2.2.2 Nutzung von Kontext für gemeinsames Material 73
2.2.3 Dokumente und digitale Dokumente 76
2.2.4 Materialzentrierter Ansatz der Telekooperation 81
3 Aktive Dokumente und Telekooperationsumgebungen 83
3.1 Konzepte und Ansätze für Aktive Dokumente 83
3.1.1 Entwurfsmetaphern und Werkzeug-Automat-Material-Ansatz 85
3.1.2 Objekte und Objektorientierung 85
3.1.3 Komponenten 87
3.1.4 Mobiler Code und mobile Objekte 88
3.1.5 Agenten und mobile Agenten 91
3.1.6 Service-orientierte Architekturen 94
3.1.7 Verteilte Komponenten und Frameworks 94
3.2 Spezifikation und Abgrenzung für Aktive Dokumente 96
3.2.1 Kernanforderungen an Aktive Dokumente 96
3.3 Telekooperationsumgebungen für Aktive Dokumente 103
3.3.1 Telekooperationsumgebungen 104
3.3.2 Elemente einer Telekooperationsumgebung für Aktive Dokumente 105
3.4 Beispielszenarien für die Unterstützung durch Aktive Dokumente 110
3.4.1 Szenario I – Flexible Datenrepräsentation, Datenpräsentation und Übersetzungsdienste 110
3.4.2 Szenario II – Aktive Komponenten 111
3.4.3 Szenario III – Nutzung von Kontextinformationen 112
3.4.4 Szenario IV – Migration und Prozessunterstützung 113
3.5 Weitere Unterstützungsmöglichkeiten 113
4 Grundlagen der elektronischen Patientenakte 115
4.1 Informationstechnologie im Gesundheitswesen 115
4.2 Grundlagen einer elektronischen Patientenakte 116
4.2.1 Dokumentation und elektronische Patientenakte 117
4.2.2 Die sektorübergreifende elektronischen Patientenakte 127
4.2.3 Betriebswirtschaftliche Nutzenbetrachtung 133
4.2.4 Das Integrationsprojekt „Gesundheitskarte“ als Vorstufe einer elektronischen Patientenakte 135
4.2.5 Beurteilung und Ausblick 136
4.3 Die elektronische Patientenakte im stationären Bereich 138
4.3.1 Elektronische Patientenakte innerhalb eines Krankenhausinformationssystems 138
4.3.2 Unterstützung von Kooperationsprozessen 142
5 Fallstudien und Analyse 147
5.1 Auswahl und Ziele der Fallstudien 147
5.2 Analyserahmen und Methodik 148
5.2.1 Needs Driven Approach, Fallstudien und materialorientierter Ansatz 148
5.2.2 Behandlungsprozesse als Strukturierungshilfe 150
5.2.3 Aspekte der Szenarien I-IV in der Praxis 151
5.3 Fallstudie 1: Privatklinik – Gesamtprozess 152
5.3.1 Patientenaufnahme 154
5.3.2 Diagnostik 156
5.3.3 Behandlung 159
5.3.4 Verwaltung 161
5.3.5 Zusammenfassung 163
5.4 Fallstudie 2: Grosse Klinik – Teilprozess 166
5.4.1 Leitstelle 168
5.4.2 Untersuchung 170
5.4.3 Schreibpool 177
5.4.4 Zusammenfassung 179
5.5 Analyse 181
5.5.1 Folgerungen aus der Betrachtung der Domäne 181
5.5.2 Folgerungen aus den Fallstudien 182
5.6 Aufgabenstellungen für die Realisation der Konzeptpotentiale 188
5.6.1 Szenario I – Flexible Datenrepräsentation, Datenpräsentation und Übersetzungsdienste 188
5.6.2 Szenario II – Aktive Komponenten 194
5.6.3 Szenario III – Kommunikation mit der Umgebung und Nutzung von Kontextinformationen 197
5.6.4 Szenario IV – Migration und Prozessunterstützung 199
6 Architekturvorschlag für ein Gesamtsystem Aktiver Dokumente in einer Telekooperationsumgebung 203
6.1 Aktive Dokumente und Aktive Komponenten 203
6.2 Vorschlag einer verteilten, serviceorientierten Gesamtarchitektur 207
6.2.1 Gesamtarchitektur 207
6.2.2 Host-Umgebungen 209
6.2.3 Dokument und Dokumentenformat 211
6.2.4 Aktive Komponenten 214
6.2.5 Kontextverarbeitung 221
6.2.6 Zentrale und dezentrale Dienste 222
6.3 Basistechnologien und Frameworks 224
6.3.1 Aspekte der Technologieauswahl 224
6.3.2 Middleware 225
6.3.3 Mehrschichtige Anwendungen und Container-Architekturen 229
6.3.4 Backend-Komponenten 234
6.3.5 Frontend-Komponenten 236
6.3.6 XML-Technologien 241
6.4 Technologieauswahl 243
6.4.1 Gesamtarchitektur 243
6.4.2 Host-Umgebung 243
6.4.3 Dokument und Dokumentenformat 244
6.4.4 Aktive Komponenten 244
6.4.5 Kontextverarbeitung 245
6.4.6 Zentrale und dezentrale Dienste 245
7 Prototypische Umsetzung des Gesamtsystems 247
7.1 Technische Gesamtarchitektur 247
7.1.1 Technische Architektur der Umgebung 247
7.1.2 Technische Architektur des Host-Systems 249
7.2 Einzelaspekte 250
7.2.1 Benutzerschnittstelle 250
7.2.2 Jini, JavaSpaces und Web Services 250
7.2.3 Deployment und Start der Umgebung 252
7.3 Beispielhafte Implementierung der Szenarien 253
7.3.1 Szenario I – Flexible Datenrepräsentation, Datenpräsentation und Übersetzungsdienste 254
7.3.2 Szenario II – Aktive Komponenten 270
7.3.3 Szenario III – Kommunikation mit der Umgebung und Nutzung von Kontextinformationen 276
7.3.4 Szenario IV – Migration und Prozessunterstützung 280
7.4 Erfahrungen, Nutzenpotentiale und Grenzen 282
7.4.1 Erfahrungen aus dem Prototyping-Prozess 283
7.4.2 Nutzenpotentiale 288
7.4.3 Technische Herausforderungen und Grenzen 289
8 Zusammenfassung, Fazit und Ausblick 291
8.1 Beantwortung der Forschungsfragen 291
8.1.1 Aktive Dokumente für die Unterstützung kooperativer Arbeit 291
8.1.2 Aktive Dokumente für kooperativen Aufgabenstellungen in der Medizin 292
8.1.3 Ergebnisse der Architekturkonzeption und der prototypischen Realisierung 292
8.2 Weitere Ergebnisse 293
8.2.1 Nutzung von Kontext 293
8.2.2 Eignung einer flexiblen Architektur für das Gesundheitswesen 294
8.2.3 Ausschöpfung des Potentials im Gesundheitswesen 294
8.3 Fazit 294
8.4 Ausblick 295
Literaturverzeichnis 297
Anhang 315
Anhang A – Kardex (Auszug) 315
Anhang B – Nutzung einer OWL-basierten Ontologie am Beispiel des Konzepts „Blutdruck“ (Auszug) 316
Anhang C – Archetyp und Archetyp-Instantiierung am Beispiel des Konzepts „Blutdruck“ (Auszug) 318

1 Einführung (S. 1)

Effiziente Kooperationsprozesse stehen im Kern einer Vielzahl von Wertschöpfungsketten und sind eine Grundlage für deren betriebswirtschaftlichen Erfolg. Kooperationsprozesse benötigen in der Regel Material, über das sich die Kooperationspartner austauschen und koordinieren. Dieses Material ist seit einiger Zeit Gegenstand der Forschung und besitzt durch seinen Transfer in die digitale Welt ein großes Potential für die effizientere Unterstützung kooperativer Tätigkeiten, das noch nicht annährend ausgeschöpft ist. Mit dem Konzept „Aktives Dokument" als digitales Material für den Kooperationsprozess versucht diese Arbeit, einige dieser Potentiale erfolgreich zu nutzen.

Nach einer Diskussion der grundlegenden Begriffe und Forschungsfelder wird das Konzept zunächst theoriebasiert entwickelt, wobei die Potentiale des Konzeptes evaluiert werden und die Spezifikation von Details praxisnah in einer bestimmten Domäne erfolgt. Die Ergebnisse sind die Basis für einen im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Prototypen, dessen Gesamtarchitektur und relevante Einzelaspekte vorgestellt und kritisch diskutiert werden.

Mit dem Gesundheitswesen als spezifische Domäne liegt der Fokus dieser Arbeit auf einer der kooperations- und informationsintensivsten Branchen in Deutschland. Allerdings sind dabei die geplante Einführung der elektronischen Gesundheitskarte und die zukünftige Etablierung einer dafür notwendigen IT Infrastruktur im deutschen Gesundheitswesen längst überfällige Aktivitäten, um im ersten Schritt den sicheren Datenaustausch zwischen den Beteiligten in der Bundesrepublik flächendeckend zu ermöglichen.

Informationstechnologie als strategischer Faktor konzentriert sich im Gesundheitswesen schon seit langem nicht mehr ausschließlich auf administrative Prozesse sondern steht synonym für die Unterstützung von Geschäftsprozessen, Transparenz, Effizienzsteigerung, Integration und eine verbesserte Patientenversorgung. So zeigt diese Arbeit auch Möglichkeiten und Potentiale auf, die erst nach einer erfolgreichen digitalen inter- und intrasektoralen Vernetzung der Branche in einigen Jahren realisiert werden können.

In den folgenden Abschnitten werden zunächst Ausgangsüberlegung und Motivation der Arbeit erläutert. Anschließend wird die Zielsetzung der Arbeit mit den daraus resultierenden Forschungsfragen vorgestellt und die Vorgehensweise der Arbeit diskutiert. Nach einer wissenschaftstheoretischen Einordnung schließt ein kommentierter Aufbau der Arbeit das Kapitel ab.

1.1 Ausgangsüberlegung und Motivation

Im Zentrum kooperativer Arbeitsprozesse stehen in der Regel Arbeitsmaterialien (bspw. Akten, Dokumente, Präsentationen, Pläne), die von mehreren Personen gleichzeitig oder sukzessive bearbeitet werden. Die am Kooperationsprozess beteiligten Personen kommunizieren mit Hilfe dieser Arbeitsmaterialien untereinander und koordinieren sich über diese Materialien. Dokumente werden dabei zumeist als passive Träger von Informationen betrachtet. Das von Schrage (Schrage 1990) eingeführte Konzept des „shared space" und das von Schwabe (Schwabe 1995) und Zerbe (Zerbe 2000) darauf basierende gemeinsame Material in Kooperationsszenarien legen die Vermutung nahe, dass Dokumente bzw. Materialien, die in Kooperationsprozessen Verwendung finden, nicht nur passive sondern auch gleichzeitig aktive Eigenschaften besitzen sollten.

Bei aktiven Eigenschaften eines Dokuments handelt es sich im Rahmen dieser Arbeit um Eigenschaften, die dem Dokument die Möglichkeit geben, aktiv und in Abhängigkeit von verschiedenen Benutzungsszenarien geeignete Dienste anzubieten, in verschiedene Umgebungen zu migrieren und dabei kontextsensitiv agieren bzw. reagieren zu können. Begriffe wie „Aktivität" und „Kontext" sind dabei im Rahmen dieser Arbeit zu spezifizieren.

Es wird versucht, Material weniger als passives Objekt zu betrachten, das im Rahmen einer definierten Workflowspezifikation (fixer oder flexibler Workflow) automatisch zu einzelnen Kooperationspartnern gelangt und von diesen (auch gemeinsam) bearbeitet wird, sondern es wird im Sinne der Metapher des „mobilen Agenten" als selbständige, proaktive Einheit betrachtet, die in der Lage ist, für die Erfüllung einer bestimmten Aufgabe selbständig Teilaufgaben abzuarbeiten und Dienste aktiv zu verrichten.