kropp olika värden har uppmätts, mellan den medicintekniska
apparaten och sjukhusets journalsystem. Detta beror på att
det finns många standarder gällande hur kroppsdelar ska
benämnas, och att alla apparater och IT-system på sjukhuset
följer olika standarder.
AV: ELIS KULLBERG
INFÖR ÖPPNANDET AV NKS (Nya Karolinska Solna) förbereds införandet av väldigt
mycket toppmodern medicinteknik på sjukhuset. För att uppnå en fungerande helhet måste ofta olika separata tekniska produkter byggas ihop via så kallade systemintegra- tioner. Ett exempel på detta är när en sjuksköterska eller läkare vill mäta blodtrycket på en patient via en blodtrycksmanschett. Ett modernt och automatiserat förfarande för att genomföra detta är att:
1. Sjuksköterskan väljer, beroende på patientens ålder och fysiska förutsättningar, den bästa mätpunkten på kroppen för blodtrycket. Det är vanligtvis höger eller vänster övre arm.
2. Sjuksköterskan kopplar upp patienten till en elektronisk manschett, som i sin tur är kopplad till en medicinteknisk apparat (en s.k. spot-check monitor).
3. Sjuksköterskan slår på apparaten, och fyller i patientens personnummer (till exem- pel 121212-1212), samt information gällande vart på patientens kropp som blod- trycksmanschetten har anslutits (t.ex. höger arm).
4. Därefter trycker sjuksköterskan på en ”starta”-knapp, varpå apparaten automatiskt mäter patientens blodtryck via manschetten, och skickar det till journalsystemet. 5. Sedan kan all vårdpersonal, via sjukhusets journalsystem, se detaljerad informa-
tion gällande mätningen, inklusive vart på patientens kropp det togs (t.ex. höger arm).
I samband med att detta förfarande förbereds inför öppnandet av NKS, identifieras ett problem. Det blir mycket svårt att överföra informationen gällande vart på patients kropp olika mätvärden (såsom ett blodtryck via blodtrycksmanschett) uppmättes, mel- lan den medicintekniska apparaten och sjukhusets journalsystem. Detta beror på att det finns många standarder gällande hur kroppsdelar ska benämnas, och att alla appa- rater och IT-system på Karolinska följer olika standarder. Att automatiskt konvertera mellan dessa standarder är komplicerat och i vissa fall till och med omöjligt. Tabellen nedan exemplifierar olika sätt att beskriva begreppet ”höger arm”.
Teknikstandard Beskrivning av ”höger arm”
SNOMED-CT 368209003 | Right upper arm structure
(body structure)
IEEE 11073 10101 1782 | MDC_UPEXT_ARM_UPPER_R
Nuvarande IT-system på Karolinska C3 (refererar till koordinater på en bild på en människokropp)
Bakgrund till projektet
Under mars 2016 genomför jag de första föredragningarna gällande innovationslabbets referensarkitektur med tillhörande prototyp-IT-system för intressenter på Karolinska. Referensarkitekturen understryker vikten av sjukhusets ägarskap och kontroll på den semantik som används för att beskriva olika vårdrelaterade tillstånd och händelser. Detta sammanfattas under referensarkitekturens princip för ”hållbarhet genom infor- matiskt ägarskap”(se också principerna genererade i CAPACITY-projektet). Sådant ägarskap och kontroll innefattar bland annat förvaltningen av en kanonisk semantisk modell samt den tekniska förmågan att översätta andra semantiska standarder till och från den kanoniska standarden. Med andra ord exakt den förmåga som behövs inför öppnandet av NKS. Vid denna tidpunkt har vi tyvärr inte hunnit konkretisera referens- arkitekturens princip kring informatik ägarskap till teknisk funktionalitet i labbets prototyp-IT-system. Jag identifierar att många deltagare på föredragningarna gällande referensarkitekturen är intresserade gällande hur sådan teknisk funktionalitet skulle kunna fungera.
I ett parallellt projekt jobbar jag med en expertkonsult inom medicinteknisk inte- gration som visar sig ha bra förståelse för datalogin kring klinisk informatik. Det visar sig att han finns tillgänglig för ett kortare uppdrag under april-maj, och har den kom- petens som behövs för att bygga ut labbets prototyp-IT-system så att det även innefattar konvertering av semantik till/från en kanonisk semantisk informationsmodell. Efter förankring med labbets övriga projektmedlemmar beslutar vi att påbörja ett sådant projekt. Detta beslut tas utifrån att utbyggnaden stärker legitimiteten gällande refe- rensarkitekturens tekniska genomförbarhet. Dessutom identifieras möjligheten att ny kunskap på området genereras, då väldigt få implementeringar av tekniska lösningar för konvertering av klinisk semantisk faktiskt existerar på marknaden.
Planering
I dialog med expertkonsulten, och med hänsyn till innovationslabbets övergripande resursbudget, beslutar vi att projektet ska genomföras på halvtid över två månader (dvs. en heltidsarbetsmånad). Utifrån dessa förutsättningar börjar jag och expertkonsulten planera projektets omfattning och prioriteringar. Vi beslutar oss för genomföra två
parallella aktiviteter. Ett systemutvecklingsprojekt, där vi utökar prototypen för att göra enklare semantiska konverteringar för en begränsad ontologi. Dessutom beslutar vi oss för att validera generaliserbarheten av vår prototyp genom att föra en dialog med andra projekt i norden som arbetar med liknande frågeställningar.
Efter visst ytterligare analysarbete beslutar vi att begränsa prototyp-IT-systemets ombyggnad till att enbart hantera ontologi rörande kroppsdelar (”body-sites”). Exem- pel på termer i denna ontologi inkluderar ”näsa”, ”höger humerus” och ”lever”. SNO- MED-CT valdes som kanonisk semantikmodell, vilket resulterade i totalt några tusen termer. Dessutom valde vi att implementera stöd för konvertering till/från MDC, vilket är en konkurrerande semantikstandard. Slutligen valde vi att implementera stöd för konvertering till/från den proprietära semantiska modell som används för att beskriva kroppsdelar i det nuvarande IT-systemet på Karolinska. Utifrån denna omfattning startar vi utvecklingsprojektet.
Genomförande
Under projektets startperiod installeras en ny typ av databas i labbets infrastruktur. Det är en så kallad grafdatabas, vilket innebär att den kan lagra attribut med ett god- tyckligt antal relationer till andra attribut, samt genomföra rekursiva sökningar utifrån dessa relationer.
Denna typ av databas behövs för att kunna lagra prototypens kanoniska semantiska modell (SNOMED-CT), på ett sökbart vis. Att en semantisk modell är ”kanonisk” innebär att den är heltäckande med hänsyn till ontologin som ska beskrivas, och att den därmed är lämplig som en minsta gemensamma nämnare mellan andra semantiska modeller. Man kan därmed se den kanoniska semantiska modellen som vårdens Espe- ranto. Den kanoniska semantiska modellen laddas in i databasen, varpå vi genomför en del tester och optimeringar. Därefter laddar vi nästa semantiska modell, MDC, vilket är en av de modeller som prototypen ska kunna konvertera till och från SNOMED-CT. För att göra konverteringar mellan dessa semantiska modeller behöver ”kopplingar” till en eller flera SNOMED-CT-termer genomföras för varje MDC-term. Som tur är finns dessa redan definierade som del av MDC-standarden, varpå databasen enkelt kan konfigureras med dessa kopplingar. Därefter kunde de första databasfrågorna som faktiskt returnerar konverterade termer ställas.
I samband med denna delleverans genomfördes även ett första möte med ett Horizon-2020 projekt vid namn KConnect. Det är ett forsknings-och kommersialise- ringsprojekt som arbetar med liknande frågor och tekniker, fast på en större skala och med proprietära tekniker. Under mötet fann vi inga möjligheter till gemensamt utveck- lingsarbete, men däremot identifierade vi möjligheten att genomföra en uppfölj- ningsworkshop där vi jämför våra tekniska lösningar på en konceptuell nivå för att bättre förstå likheter/olikheter gällande lösningsansats.
Därefter fortsatte vi systemutvecklingsarbetet, med fokus på att få konvertering till/ från den sista semantikstandarden, som tillhör ett existerande IT-system på Karolin- ska, att fungera. Ett problem gällande denna standard var att inga fördefinierade kopp- lingar till SNOMED-CT existerade. Vi beslutade därmed att ladda in semantiken i grafdatabasen utan kopplingar mot SNOMED-CT. Därefter byggdes en funktion för att dynamiskt kunna definiera dessa kopplingar, så att kliniska användare själva kan definiera kopplingar (dvs. ”denna Karolinska-term hör ihop med denna SNOMED- CT-term”) och därefter söka utifrån dessa. Därefter byggdes ett backend i Java Spring, som översätter från HL7 FHIR anrop (vilket är integrationsstandarden som styr hur användargränssnitt hämtar data från referensarkitekturen) till grafdatabasfrågor. Ovanpå detta backend byggdes ett enkelt användargränssnitt som kunde användas för att söka bland begrepp, konvertera bland begrepp, och definiera nya ”kopplingar” mel- lan termer.
Därefter var hela den planerade utbyggnaden av labbets prototyp IT-system färdig- ställd. Därmed beslutade vi att det var dags för ett nytt möte med KConnect. Under detta möte genomfördes en konceptuell jämförelse av innovationslabbets tekniska ansats, och den tekniska ansats som användes av KConnect i större skala. Det visade sig att ansatserna relativt lika, vilket ger viss kredibilitet till generaliserbarheten och skal- barheten för vår lösningsansats.
Dissemination
Det uppdaterade prototyp-IT-systemet demonstrerades för innovationslabbets övriga medarbetare, samt ett flertal övriga nyckelintressenter på Karolinska. Det visade sig att den relativt enkla och konkreta ontologin (kroppsdelar) som prototyp-IT-systemet hanterade skapade rejäla pedagogiska fördelar då det gjorde hela problemställningen kring semantisk interoperabilitet mycket mer konkret. Dessutom producerades utför- lig dokumentation gällande databasen, backend samt tillhörande användargränssnitt. Projektet stängdes därefter inom givna tids- och budgetramar.
Valda semantiska standarder
Semantisk standard ”Höger hand” utryckt enligt standard Kommentar IEEE 11073 10101 (används av medicin- tekniska apparater) 368455003 (Entire right hand (body structure) |
https://standards.ieee.org/ findstds/stan- dard/11073-10101-2004.html IHTSDO SNOMED-CT (används av moderna journalsystem) MDC_UPEXT_HAND_R 1774 http://www.ihtsdo.org/ snomed-ct Nuvarande PDMS- system på Karolinska
C8 Baseras på ett “koordinat-
system” ovanpå en kropps- silhuett. Vänster hand har exempelvis koordinat J8.