Interoperabilit?t für Informationssysteme im Gesundheitswesen auf Basis medizinischer Standards

Eine Vernetzung der Dienstleister im Gesundheitswesen wird aus Effizienzgründen immer wichtiger. Schwierigkeiten bereitet jedoch die Interoperabilität, womit die korrekte Kommunikation von beteiligten Softwaresystemen verschiedener Herkunft gemeint ist. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Interoperabilitätsproblematik auf der Ebene der Anwendungsarchitekturen. Mit Hilfe von Standards und Integrationstechniken bemühen sich verschiedene Lösungsansätze die Heterogenität zu überwinden, die einer umfassenden Interoperabilität im Wege steht. Die Frage, die sich uns in diesem Zusammenhang nun stellt ist, ob diverse Standards im Gesundheitswesen sinnvoll kombiniert werden können bzw. zwischen ihnen vermittelt werden kann. In diesem Artikel stellen wir die Grundzüge einer Architektur vor, die auf der Basis von Standards eine institutionsübergreifende Interoperabilität im Gesundheitswesen ermöglichen soll. Die Strukturen der relevanten Standards werden einheitlich als Instanzen des Meta-Object Facility (MOF) spezifiziert und dann geeignet zueinander in Beziehung gesetzt. Die resultierenden Modelle und Metamodelle bilden einen Leitfaden zur Strukturanalyse der Standards und helfen so beim Entwurf der Transformationen zwischen den verschiedenen Standards. Architektur und Metamodelle dienen als Grundlage für eine prototypische Implementierung am Beispiel des Epidemiologischen Krebsregisters Niedersachsen zur Evaluation des vorgestellten Konzeptes.     

Kooperation von Projekt- und Workflow-Management-Systemen

Während Projekt-Management-Systeme zur Planung fast jedes Projekts eingesetzt werden, gewinnen Workflow-Management-Systeme für die Realisierung von prozessorientierten Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Da sich beide Systemarten um das Management von Abläufen kümmern, ist eine Kooperation entsprechender Systeme für die Praxis sehr relevant. In diesem Beitrag stellen wir die einschlägigen wissenschaftlichen und kommerziellen Ansätze vor und untersuchen sie ausführlich. Da diese nur über eine unzureichende Funktionalität verfügen, entwickeln wir anschließend Architekturen, die ein besseres Zusammenspiel der beiden Systemarten erlauben. Dabei gehen wir auch auf den in der Literatur bisher nicht betrachteten Fall ein, dass die Projektplanung auf einem höheren Abstraktionsniveau erfolgt als die Modellierung und Ausführung der Workflows. Wir zeigen für diesen in der Praxis häufig anzutreffenden Fall auf, wie eine Kooperation der beiden Systemarten mit einer auf Event-Condition-Action-Rules basierenden generischen Kopplungsarchitektur realisiert werden kann.     

Kooperation von Projekt- und Workflow-Management-Systemen

Zusammenfassung. Während Projekt-Management-Systeme zur Planung fast jedes Projekts eingesetzt werden, gewinnen Workflow-Management-Systeme für die Realisierung von prozessorientierten Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Da sich beide Systemarten um das Management von Abläufen kümmern, ist eine Kooperation entsprechender Systeme für die Praxis sehr relevant. In diesem Beitrag stellen wir die einschlägigen wissenschaftlichen und kommerziellen Ansätze vor und untersuchen sie ausführlich. Da diese nur über eine unzureichende Funktionalität verfügen, entwickeln wir anschließend Architekturen, die ein besseres Zusammenspiel der beiden Systemarten erlauben. Dabei gehen wir auch auf den in der Literatur bisher nicht betrachteten Fall ein, dass die Projektplanung auf einem höheren Abstraktionsniveau erfolgt als die Modellierung und Ausführung der Workflows. Wir zeigen für diesen in der Praxis häufig anzutreffenden Fall auf, wie eine Kooperation der beiden Systemarten mit einer auf Event-Condition-Action-Rules basierenden generischen Kopplungsarchitektur realisiert werden kann.CR Subject Classification: K.6.1, H.4.1Eingegangen am 9. Dezember 2003 / Agenommen am 24. März 2004, Online publiziert: 1. Juli 2004     

Aufbau und Realisierung des MeDoc-Volltextspeichers

Zusammenfassung.   Ziel von MeDoc war der Aufbau eines verteilten Informationsdienstes, über den eine kritische Masse an Informatik-Literatur im Volltext nachgewiesen, langfristig vorgehalten, recherchiert und beschafft werden kann. Bei einem Teil der angebotenen Literatur handelt es sich dabei um elektronische Versionen des regul?ren kommerziellen Angebots der beteiligten Verlage. Aus diesem Grund war ein wichtiges Teilziel von MeDoc die Entwicklung eines Volltextspeichers, der solche kostenpflichtigen Dokumente abrechenbar und sicher nachweist, liefert und zum Browsen zur Verfügung stellt. Der Artikel beschreibt die Konzeption und Architektur dieses Volltextspeichers. Eingegangen am 17. April 1998 / Angenommen am 21. Juli 1998     

Erscheinungsbasierte statistische Objekterkennung

Zusammenfassung.   Die automatische Erkennung und Lokalisation von Objekten in digitalen Bildern ist ein wesentlicher Bestandteil vieler praktisch relevanter Anwendungen. In diesem Artikel wird ein erscheinungsbasiertes Verfahren zur Erkennung starrer zwei- oder dreidimensionaler Objekte vorgestellt, dem eine statistische Modellierung zugrundeliegt. Im Gegensatz zu segmentierungsbasierten Verfahren, wie sie vor allem im Bereich der 3D-Objekterkennung eingesetzt werden, erm?glicht der erscheinungsbasierte Ansatz aufgrund der Modellierung der Intensit?tswerte oder davon abgeleiteter lokaler Merkmale eines Bildes die Erkennung komplexer Objekte. Die statistische Formulierung der Problemstellung bildet den mathematischen Kontext zur Bestimmung optimaler L?sungen. Die Form der Modellierung erlaubt neben der Einzelobjekterkennung auch die Berücksichtigung von heterogenem Bildhintergrund und Mehrobjektszenen. Die dazu ben?tigten lokalen Merkmale entstehen durch r?umlich begrenzte Transformationen des Bildes, wie beispielsweise Gabor- oder Wavelet-Transformationen. Die statistische Modellierung beschreibt die Verteilung dieser lokalen Merkmale anhand einer Dichtefunktion, die sich bei der Hintergrund- und Mehrobjektmodellierung als Mischungsverteilung der Einzelobjektverteilungen ergibt. Die Aufgabenstellungen des Erlernens und Erkennens von Objekten sind damit als Parametersch?tzprobleme formal darstellbar. Dabei werden im einen Fall die Modellparameter und im anderen Fall die Lageparameter beziehungsweise die Klassen von Objekten gesch?tzt. Die experimentelle überprüfung des Ansatzes anhand realer Objektaufnahmen durch CCD-Kameras zeigt seine Brauchbarkeit zur Erkennung von 2D- und 3D-Objekten bei homogenem und heterogenem Hintergrund. Eingegangen am 5. April 2000 / Angenommen am 20. Juli 2001     

Data Warehousing als Organisationskonzept des Datenmanagements

Ohne ZusammenfassungIn dieser Rubrik erscheinen in unregelmäßiger Folge Kurzdarstellungen geplanter, laufender oder abgeschlossener Projekte. Die Darstellungen werden in der Regel von den Projektbeteiligten geliefert. Die Auswahl erfolgt durch die Herausgeber. Dabei wird die Bedeutung des Projekts für die Fortentwicklung der Informatik das Hauptkriterium sein. Bei geplanten und laufenden Projekten ist ein wichtiges Kriterium der Wunsch, Kontakte zu etablieren und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Gruppen zu fördern. Bei abgeschlossenen Projekten geht es primär um die Vermittlung von Erfahrungen und Ergebnissen, die sich nicht für die Veröffentlichung in redaktionellen Beiträgen eignen.     

Erfahrungen mit dem Einsatz anwendungsspezifischer Piktogramme zur partizipativen Anforderungsanalyse

Zusammenfassung. Die Erfahrungen aus einem Projekt im Bereich Krankenhausinformationssysteme werden in diesem Papier diskutiert. Insbesondere konzentrieren wir uns dabei auf den Einsatz von Techniken zur partizipativen Anforderungsanalyse und die dabei für die Anwender erreichte Nachvollziehbarkeit von den ermittelten Anforderungen zum entwickelten System. Ein zentraler Aspekt ist hierbei der durchg?ngige Einsatz von anwendungsspezifischen Piktogrammen in der Modellierung der Anforderungen und in der Implementierung der graphischen Benutzungsschnittstellen, wobei auch das frühzeitige Prototyping zur überprüfung der ermittelten Anforderungen eine wichtige Rolle spielt. Eingegangen am 16. Januar 1998 / Angenommen am 6. Oktober 1998     

Konzeptueller und logischer Data-Warehouse-Entwurf

Zusammenfassung. Im Data-Warehouse-Bereich gibt es sowohl auf der konzeptuellen als auch auf der logischen Ebene unterschiedliche Modellierungsansätze, deren Entwicklung sich in der Regel an typischen Fragestellungen aus dem Bereich des Online Analytical Processing (OLAP) orientierte. Daneben spielen aber auch andere Ansätze zur Analyse der Daten in einem Data Warehouse eine bedeutende Rolle. Ein wichtiger Vertreter ist Data Mining, mit dessen Hilfe bislang unbekannte Muster und Zusammenhänge in Daten identifiziert werden können. Im vorliegenden Artikel wird untersucht, inwieweit sich die in der Literatur vorgeschlagenen konzeptuellen Datenmodelle für ein Data Warehouse eignen, das OLAP- und Data-Mining-Analysen gleichermaßen unterstützt. Hierzu wird das COCOM-Modell, das auf den Modellierungsmöglichkeiten verschiedener publizierter Modelle aufbaut, vorgestellt und bewertet. Für das logische Schema eines Data Warehouse wird häufig ein sogenanntes Star-Schema oder ein Snowflake-Schema erstellt. Für diese und weitere Schematypen wird analysiert, welchen Einfluss die Wahl des logischen Schemas auf Anwendungen aus den Bereichen OLAP und Data Mining hat. Wichtige Kriterien sind hier unter anderem der Informationsgehalt und die Performanz. Insgesamt zeigt dieser Beitrag, dass das COCOM-Modell und das Star-Schema eine gute Grundlage für den integrierten Einsatz von OLAP und Data-Mining bilden.Eingegangen am 30. April 2002, Angenommen am 25. Juni 2003 CR Subject Classification: H.2.1, H.2.7, H.2.8     

DNA-Computing – ein funktionales Modell im laborpraktischen Experiment

Zusammenfassung.   Im Zentrum der Betrachtungen zum DNA-Computing steht die Frage nach den Chancen und Grenzen dieses neuen Berechnungsmodells, nachdem in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung auf das Thema aufmerksam machte. Neben beachtlichen theoretischen Untersuchungen zum “Rechnen im Reagenzglas” werden auch laborpraktische Implementierungen favorisiert. An der TU Dresden wurde in interdisziplin?rer Arbeit ein Integer-Rucksackproblem mittels eines DNA-Algorithmus im Labor gel?st und dabei eine Vielzahl molekularbiologischer Operationen analysiert. Mit Hilfe dieses Satzes von Operationen gelang eine universelle und labornahe Modellierung des DNA-Computing. Hierbei angewandte Techniken und Methoden werden vorgestellt und bewertet. Die Beschreibung des DNA-Algorithmus zeigt, wie sich Einzeloperationen vorteilhaft zu Operationsfolgen zusammensetzen lassen und gemeinsam mit einer geeigneten DNA-Kodierung der Eingangsdaten zur L?sung des Problems im Labor führen. Erstmalig wurden hierbei natürliche Zahlen verarbeitet. Die Arbeitsgemeinschaft DNA-Computing Dresden konzentriert sich auf Aufgabenstellungen, die formale Modelle des DNA-Computing mit überzeugenden Laborimplementierungen verbinden. Eingegangen am 14. Februar 2000 / Angenommen am 26. Oktober 2000     

Eine Erweiterung der Unified Modeling Language zur Verfolgung von Software-Anforderungen in sicherheitskritischen Systemen

Zusammenfassung.   Softwareentwicklungsprozesse auf Basis von Phasenmodellen verlangen eine Ermittlung der Anforderungen zu Beginn der Entwicklung. Die Anforderungen bilden die Basis für die nachfolgenden T?tigkeiten in der Entwicklung. Daher sind die Verfolgbarkeit der Anforderungen durch die Softwareentwicklung und die überprüfung der korrekten Realisierung der Anforderungen wichtig. Dies gilt insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungsbereichen. Einerseits ist die Unified Modeling Language (UML) zur Zeit der Standard im Bereich der objektorientierten Software-Modellierung. Andererseits weist die UML Defizite in Bezug auf die Verfolgbarkeit von Anforderungen auf. Im Folgenden werden mehrere L?sungsm?glichkeiten zur Behebung dieses Problems diskutiert. Die Erweiterung des UML-Meta-Modells um eine Meta-Klasse Requirement wird im Detail vorgestellt. Eingegangen am 22. Februar 2002 / Angenommen am 8. Mai 2002