Modellierung und dynamische Adaption klinischer Pfade auf Basis semantischer Prozessfragmente

Abstract

In Folge des hohen Kosten- und Qualitätsdrucks durch Politik, Krankenversicherungen und Patientenverbände, müssen Krankenhäuser ihre medizinischen und administrativen Prozesse vereinheitlichen und verschlanken, um wettbewerbsfähig zu bleiben. So genannte »Klinische Pfade« werden als Prozessstandards in Kliniken eingeführt; sie sollen dafür sorgen, dass Behandlungsabläufe besser planbar, kalkulierbar, dokumentierbar werden und sich qualitativ an den Erkenntnissen der evidenzbasierten Medizin orientieren. Zur Unterstützung der Einhaltung klinischer Pfade kommen zunehmend IT-Systeme, nämlich Workflow Management Systeme (WfMS) zum Einsatz.

Bisher wurden WfMS vornehmlich zur Steuerung industrieller Fertigungsprozesse genutzt. Die Natur solcher Prozesse unterscheidet sich von klinischen Prozessen in einem wesentlichen Punkt Während in der Industrie das zu fertigende Produkt im Vordergrund aller Arbeiten steht, geht es im Gesundheitswesen um den Patienten und die Patientin, also Individuen, mit individuellen Bedürfnissen und Ansprüchen. Die Kernanforderung, die WfMS zur Unterstützung klinischer Prozesse erfüllen müssen, besteht also im geeigneten Umgang mit dem Spannungsverhältnis zwischen Prozessstandardisierung im Sinne von Planbarkeit, Kostenkalkulation und Qualität einerseits und Prozessflexibilisierung zur adäquaten Bedrücksichtigung fallbezogener Besonderheiten andererseits. Aktuelle Ansätze zum Umgang mit Varianz vom Standardprozess sind mit hohem Aufwand verbunden, führen mehrheitlich zu komplexen und unübersichtlichen Prozessdefinitionen und erfordern ein fundiertes technisches Know-How. Alle drei Aspekte sind Ausschlusskriterien für den flächendeckenden Einsatz von WfMS im klinischen Bereich.

Das hier erarbeitete Lösungskonzept basiert auf der Erkenntnis, dass fachliche Anwender Prozessabläufe nur dann dynamisch an die individuellen Besonderheiten eines Behandlungsfalles anpassen können, wenn sie zuvor selbst in der Lage waren, die ausführbare Prozessbeschreibung zu erstellen. Um die Voraussetzungen dafür zu schaffen, wird ein formales Domänenmodell spezifiziert, das der Verstetigung des Prozesswissens einer Einrichtung dient und aus dem sich sowohl klinische Pfade als Prozessstandards ableiten als auch flexibel Änderungen vornehmen lassen. Beim Domänenmodell handelt es sich um eine besondere und formale Variante des Feature-Modells, das sämtliche technische Anwendungskomponenten als Prozessfragmente in einen semantischen Kontext stellt, innerhalb dessen das Fragment ausgeführt werden kann; auf diese Weise werden aus unabhängig voneinander definierten und entwickelten Prozessfragmenten semantische Prozessfragmente (SPF). Die Erstellung und Anpassung von Prozessen erfolgt durch regelbasierte Komposition dieser Fragmente; die Regelmenge wird durch das Domänenmodell vorgegeben und ist als Graphgrammatik formalisiert. Fachliche Anwender können sich nun innerhalb des durch die Graphgrammatik aufgespannten Möglichkeitsraums bewegen, um technisch valide und ausführbare Prozessdefinitionen zu erzeugen. Die resultierenden Prozesse sind unabhängig von speziellen WfMS und Ausführungsumgebungen; das Lösungskonzept spezifiziert formale, systemübergreifende Regeln zur Transformation der Modelle in Prozessdefinitionen, die tatsächlich von einem WfMS ausgeführt werden können. Zu den häufigen Ursachen für Abweichungen von klinischen Pfaden zählen Vorerkrankungen oder Komplikationen. Vorerkrankungen wie Diabetes mellitus oder Hypertonie müssen unabhängig von der aktuellen Einweisungsdiagnose und damit auch in unterschiedlichen klinischen Pfaden berücksichtigt werden. Dasselbe gilt für eine Vielzahl von Komplikationen, wie z.B. Infektionen, die darüber hinaus zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Behandlung auftreten können. Das Lösungskonzept ist flexibel genug, um diese Besonderheiten sowohl während der Definition eines klinischen Pfades als auch nach seiner Instanziierung adäquat zu berücksichtigen. Es stellt jedoch auch die Mittel zur Verfügung, um für bestimmte Abweichungsursachen eigene Domänenmodelle zu kreieren; diese können genutzt werden, um Prozessvarianten als »Best practices« zur Modifikation klinischer Pfade in Folge einer speziellen Varianz anzulegen. In diesem Fall entsprechen die im Domänenmodell referenzierten

semantischen Prozessfragmente also Änderungsoperationen auf den Prozessdefinitionen der Pfade. Die Anpassung eines klinischen Pfades als Reaktion auf das Feststellen der Vorerkrankung Diabetes melltitus reduziert sich für die Anwender anschließend auf die Auswahl der entsprechenden Variante. Analog zu den klinischen Pfaden selbst, können jedoch auch Prozessvarianten zuvor noch flexibel an individuelle Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten angepasst werden.