Crs Standards [Mode de compatibilité]

Informatique Médicale et Technologies de Communication
UE MINF4100 IMTC, master ISM ; http://www-sante.ujf-grenoble.fr/imtc/
Principes et standards d’échange de données
en informatique médicale:
Diversité des standards
Un exemple de standard : HL7
Le standard de représentation UML
Vincent Rialle
Maître de conférences-praticien hospitalier, dr. ès sciences
Responsable de l’Unité Fonctionnelle « Alzheimer, Technologie et Méthodes d'Intervention Sanitaires
et Sociales » au CHU de Grenoble (Pôle de Santé Publique)
&Laboratoire TIMC-IMAG UMR UJF/CNRS 5525 / équipe AFIRM
1
11
Standards médicaux et organismes de standardisation
/1
(http://www.hbroussais.fr/Broussais/InforMed/Standards/Stand.html)
ACR-NEMA/DICOM - American College of Radiology, National Electrical
Manufacturers Association / Digital Imaging and Communications in Medicine
ANSI ASC X12 - American National Standards Institute, Accredited Standards
Committee X12
http://polaris.disa.org : Data Interchange Standards Association
http://www.gap.net/ansix12.htm : ANSI X12 Standards for EDI
ASTM - American Society for Testing and Materials
Digital Imaging and Communications in Medicine
http://eviewbox.sourceforge.net/JFR98/technique1.html
http://www.astm.org : ASTM
CEN - Comité Européen de Normalisation
http://www.centc251.org/ : CEN Health Informatics
http://www.cenorm.be/ISSS.htm : Information Society Standardization System
2
…/2
EDIFACT - Electronic Data Interchange For Administration Commerce and
Trade
EMEDI - European Medical Electronic Data Interchange
ganges.cs.tcd.ie/4ba2/edi/edifact.html : EDI for Administration Comerce ( EDIFACT)
www.unicc.org/unece/trade/untdid/ : United Nations directories for electronic
data Interchange for administration, Commerce and Transport
www.ecworld.org/Resource_Center/EDIWIndow/vol2-no1/wwatch.html : Electronic
Commerce World Institute
www.sosi.cnrs.fr/~lmb/Article/Art1995/1IST58.html : Le Micro Bulletin
www.ecworld.org/Members/edifranc.html : EDIFRANCE
http://www.sosi.cnrs.fr/~lmb/Article/Art1995/1IST58.html : Le Micro Bulletin
GALEN - Generalised Architecture for Languages, Encyclopaedias and
Nomenclatures in medicine
http://www.cs.man.ac.uk/mig/giu/: Galen in use
3
…/3
HL7 - Health Level Seven Standard for electronic data exchange in healthcare
environments
MED - Medical Entities Dictionary
http://www.va.gov/publ/standard/health/9508/P1073.HTM : Institute for Electrical
and Electronic Engineers (IEEE) P1073 Medical Information Bus (MIB)
MIB - Medical Information Bus
http://www.cpmc.columbia.edu/homepages/ciminoj/research.html : Medical
Entities Dictionary Research
MEDIX - Medical Data Interchange
http://www.npac.syr.edu/users/sangeeta/HL7/Main.html : Northeast Parallel
Architectures Center et Syracuse University
http://elmshorn.netsurf.de/~guido.krueger/hl7 : Guido Krüger's Home Page
http://www.thebook.com/linkmib/mibstand.htm : Link Tech
http://stdsbbs.ieee.org/groups/mib : Standards Committee Home Page
Research - Department of Computer Science Washington University in St.
Louis
http://siesta.cs.wustl.edu/~dhk1/research.html : Dave's HL7 Compiler and Other
Compiler Tools
4
EDIFACT
Electronic Data Interchange For Administration Commerce and Transport
= Échange de données électroniques dans l'administration, les échanges
commerciaux et le transport
La norme internationale utilisée pour l’Échange de Données Informatisé (EDI)
est la norme UN/EDIFACT maintenue et coordonnée par le Centre pour la
Facilitation des procédures et pratiques dans l'Administration, le Commerce et
les Transports (CEFACT).
UN/EDIFACT est un langage normalisé à l'échelle internationale, avec des
règles approuvées et publiées par la Commission Économique pour l'Europe de
l'ONU dans le répertoire pour l'échange de données commerciales des Nations
Unies (UNTDID) et tenues à jour par des procédures agréées.
Elles se composent d'un ensemble de recommandations approuvées à
l'échelon international, de répertoires et de directives pour l'échange
électronique de données structurées. EDIFACT repose sur une grammaire: la
syntaxe EDIFACT (norme ISO 9735) et un vocabulaire TDED (norme ISO
7372).Mise en oeuvre des premiers échanges EDIFACT dans le domaine de
l'Assurance Maladie entre hôpitaux et mutuelles (MEDFRQ : demande de prise
en charge - MEDFRP : réponse de prise en charge)
http://www.amgitweb.com/definitions/edifact_edisante.htm
5
EDIFACT /1
Electronic Data Interchange For Administration Commerce and Trade
ganges.cs.tcd.ie/4ba2/edi/intro.html
EDIFACT est un standard international de l'EDI (Electronic Data Interchange)
Définition
EDIFACT a été développé à partir de 2 standards assez utilisés et utilise le
meilleur des 2
"The agreed representation of information (what items and how they are
individualy structured and put together) to be sent from one computer application
to another"
Le JEDI (americain)
United Nations standard for Europe
Né en septembre 1987
Technical Commetee 154 of the International Organisation
6
EDIFACT /2
Compléments (ganges.cs.tcd.ie/4ba2/edi/intro.html) :
should be considered in any application were values can be generated in
character format for data exchange purposes.
The EDIFACT Standard is:
application independent
communication medium independent
machine independent
So EDI and more concretly EDIFACT gives to the user:
quicker delivery and overall greater accuracy in ordering
improval logistics generally, particularly resulting in lower storage/warehousing
costs
7
EDISANTE
EDISANTE est une association à but non lucratif régie par la loi du 1er juillet
1901
créée en 1992
pour étudier la mise en place de la norme EDIFACT dans le monde de la santé
comprend les principaux acteurs de la Santé qui travaillent au développement
et à la promotion des échanges de données informatisés dans les réseaux de
santé en France et à leur interopérabilité
le rôle d'EDISANTE est de permettre aux multiples projets d'applications
médicales de se parler et d'échanger des informations.
EDISANTE travaille sur les différents échanges médicaux et sur la convergence
et la cohabitation des divers formats : EDIFACT, Noémie/B2, HPRIM, HL7 et
jusqu'aux outils récents d'Internet comme XML et en général les démarches
orientées objet.
Participe au travaux du CEN
http://www.amgitweb.com/definitions/edisante.htm
http://myweb.worldnet.net/~amgit44/definitions/edisante.htm
8
GALEN
Generalised Architecture for Languages, Encyclopaedias and Nomenclatures
in medicine
GALEN-IN-USE was a project that followed on from the GALEN project. It ran
for 42 months, from 1st January 1996 until 31st July 1999.
The GALEN-IN-USE project promoted the development of Europe-wide
institutions to maintain and develop common resources for clinical
classifications, terminology and language. It resulted in a major transfer of
technology from academia into health care institutions and industry. In
cooperation with the European Federation of Classification Centres it
developed a Common Reference Model for Medical Procedures and assisted
national classification centres in producing and harmonising national
classifications of procedures which were coherent with that common model.
The tools and infrastructure developed served as a foundation for developing
terminology and language resources for health care. At the same time GALENIN-USE validated the resources it developed through demonstrators covering
clinical protocols and data entry systems for General Practice, Diabetic Care,
and Cardiology mounted in collaboration with other projects in the Fourth
Framework Programme and related national initiatives.
9
HL7 /1
Health Level Seven Standard for electronic data exchange in healthcare
environments
http://www.npac.syr.edu/users/sangeeta/HL7/Main.html
HL7 = standard flexible pour l'échange électronique de données dans les
environnements de santé (version actuelle : 2.2)
Objectif :
HL7
standardisation de formats et de protocole d'échange de certains ensembles clés de
données partagées par un certain nombre de systèmes informatiques
est sous la conduite de l' ANSI (American National Standards Institute)
est aussi le nom du groupe qui publie ces standards
est utilisé dans plusieurs pays : Australie, Allemagne, Japon, Pays-Bas, Nouvelle
Zélande
Réfère au niveau 7 du modèle OSI de l'ISO
voir :
http://www.mcis.duke.edu/standards/HL7/faq/HL7FAQ10.HTM#X4X1X1X
10
HL7 /2
HL7 définit des interfaces entre divers systèmes qui :
Envoient ou reçoivent des notifications d'admission/enregistrement de patients
Délivrent ou transfèrent des
Données
Requêtes
Commandes
Résultats
Observations cliniques
Factures
Fichiers
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HL7 /3
Objectifs
Immediate transfer of single transactions should be supported along with bulk transfers
of multiple transactions
The greatest possible degree of standardization consistent with site variations in the
usage and format of certain data elements. The Standard should accommodate
necessary site-specific variations ie. site specific tables, code definitions, site specific
message segments etc.
Support evolutionary growth as new requirements are recognized.
The Standard should be built upon the experience of existing production protocols and
accepted industry-wide standard protocols.
Initial versions of the standard focused on information systems within hospitals, latter
ones will cover formats and protocols for computer applications in all healthcare
environments.
Cooperation with other related healthcare standards efforts, for e.g., ACR/NEMA,
DICOM, ASC X12, ASTM, IEEE, NCPDP, etc.
There is no HL7 specification for image management that is ready for implementation.
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Un standard de conception / développement
La Conception/Programmation Orientée Objet
Approches
de l'analyse d'un système informatique :
Décomposition
Chaque module dans le système dénote un pas important dans le processus global
La décomposition algorithmique met en lumière l'ordre des événements
Décomposition
algorithmique
orientée-objet
Chaque module dans le système est une abstraction importante (clé) dans le domaine
du problème à modéliser
La décomposition orientée-objet met l'accent sur l'agent qui cause l'action ou sur
lequel porte l'action
D'où les liens étroits en l'Orienté-Objet et le Multi-Agents (IA Distribuée et MultiAgents)
Orienté-Objet ↔ programmation
Multi-agents ↔ intelligence artificielle
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Une notion fondamentale de la Programmation
Orientée Objet : la hiérarchie des classes
Object
Figure_géométrique
Rectangle
Triangle
Cercle
Carré
Chaque
Elle
classe "dérive" d'une classe parente (et une seule en Java)
a accès à ses membres et aux membres de ses sur-classes
Java, une classe particulière, la classe Object constitue la racine de toutes
les classes
En
14
Figures géométriques : développons l'exemple...
Object
Figure_géométrique
int largeur, hauteur (écran)
double surface()
double périmètre()
Rectangle
Tous ce qui est spécifique
aux rectangles...
Triangle
Tous ce qui est spécifique
aux triangles...
Classe
abstraite
Cercle
Tous ce qui est spécifique
aux cercles...
Carré
Tous ce qui est spécifique
aux carrés...
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Qu'est-ce qu'une classe ?
Une
classe est une description de données et de fonctions
Une
classe "hérite" de ses classes "parentes"
On
appelle membres d'une classe ses divers constituants
attributs :
variables de classe, variables d'instance, constantes...
méthodes
classe
Forme_géométrique
attributs
:
largeur,hauteur (pour affichage)
méthodes
surface
périmètre
catégorie
surface_écran
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Une classe "hérite" de ses classes "parentes"
classe
Forme_géométrique
attributs
:
largeur,hauteur (pour affichage)
nom
méthodes
surface
périmètre
catégorie
surface_écran
classe
Rectangle étend Forme_géométrique
attributs
classe
Cercle étend
Formes_géométrique
attributs
méthodes
surface= hauteur x largeur
périmètre = 2 x (longueur + largeur)
nom="rectangle"
:
rayon
méthodes
surface= pi x rayon x rayon
périmètre = 2 x pi x rayon
nom="triangle"
classe Carré...
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Objets, classes, messages, méthodes, héritage...
Les
objets sont des instances
= des "réalisations", "matérialisations"... obtenues à partir des classes
Les
classes sont des descriptions de données et de méthodes: les objets
Les
objets communiquent entre eux à l’aide de messages
Les
messages sont pris en charge par les méthodes de l’objet
Les
méthodes sont des procédures (des fonctions en Java) qui réagissent
aux messages et (souvent) induisent des modifications sur les objets
Les
classes héritent de leurs classes "parentes"
Les
objets héritent des données et méthodes de leurs classes parentes
Une
classe "fille" est une spécialisation d'une classe "mère"
Une
classe "mère" est une généralisation d'une classe "fille"
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Les objets sont définis au moyen de classes par...
leur
nom: identificateur permettant dans le programme de distinguer un
objet d’un autre sans ambiguïté
des
attributs
l’ensemble des attributs définit l'état de l’objet à un instant donné
les attributs sont nommés et typés
des
ex: int longueur, largeur; double surface;
méthodes
définissent le comportement de l’objet : en général , des actions utilisant les
attributs de l'objet
ex:le rectangle à une longueur de 10 cm et une largeur de 5 cm
ex: dessiner le triangle, calculer sa surface
implémentent les algorithmes invocables sur cet objet
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Modélisation des données et traitements médicaux
une tendance majeure : UML
UML : Unified Modeling Language
standard mondial pour la modélisation des applications informatiques complexes
… mais pas uniquement informatiques…
Né en Janvier juin 96 : UML 0.9 ; aujourd'hui : UML 2.0
Mis au point par trois auteurs méthodologistes :
Grady BOOCH (méthode OOD), Ivar JACOBSON (méthode OOSE), Jim RUMBAUGH
(méthode OMT)
Plus les consultants de la Rational Software Corporation
Documentation complète UML en .pdf sur www.rational.com
Unification de leurs méthodes (OMT, OOD, OOSE)
Soutenu pas l'Object Management Group (OMG)
Adopté par tous les "grands" de l'informatique : IBM, Microsoft, Oracle, HP, …
UML se veut intuitif, simple, et plus universel et cohérent que les autres
langages de représentation
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Que permet UML ?
Offre un cadre conceptuel et de représentation pour la modélisation des
processus, mécanismes, systèmes, etc.
Est destiné à l'informatique… mais pas uniquement :
Permet aussi de modéliser
Définit
un ensemble d'icônes utilisables pour la représentation graphique des modèles
un ensemble de types de diagrammes utile pour la description des modèles
Est fondé sur la Conception Orientée Objet (Object Oriented Design)
différents types d'organisations (sociales, institutionnelles)
différents types de flux d'information
Abstraction des données : modularité , architectures à composants distribués
Encapsulation : objets, classes, attributs, méthodes
Héritage, Polymorphisme, Liaison dynamique …
Attention : UML définit des représentations, pas une méthode générale
21
Catégories de diagrammes UML
Diagramme
Diagrammes statiques
Diagrammes de comportements
Interaction
Classes
Objets
Cas
d'utilisation
Activité
Séquence
Diagrammes d'implémentation
Composants
Déploiement
Etats-transition
Collaboration
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Exemples de modélisation UML en médecine
Patient
Simple : modèle prescripteur-prestataire
pour >
Acte ~ unité d ’activité médicale
Utilisation des "rôles" (…inutile)
Acte
réalisé par >
< demandé par
Prestataire
Prescripteur
Plus complexe : prise en charge des urgences hospitalières
Examens
complémentaires
*
1..*
Acceuil
tri des urgences
1..*
1..*
Correspondant
dans l ’hôpital
*
Correspondant
externe
Médecin de garde
*
Sénior d ’astreinte
23
Exemple de modélisation du dossier médical
(parmi d'autres…) en UML
Dossier médical
1..*
Sous-dossier
1..*
Type de sous-dossier
Attribut
1..*
Prescription
Mesure
Raisonnement
Réalisation
Type d ’attribut
(nombre, date, image…)
Cf. S. Frenot (1998) Apport des nouvelles technologies informatiques à la représentation et à la
distribution de l'information médicale. Thèse de doctorat d'informatique, Université Claude Bernard,
Lyon.
24
Diagramme UML de cas d’utilisation
(d'acteurs/tâches) en MIT
(Modélisation Industrielle de la Télémédecine)
Plate-forme de conception télémédicale
Concepteur
Définir cahier des charges PFCT
Définir protocoles télémédicaux
Utilisateur
Concepteur
Appliquer standards int. Méd.
Appliquer standards int. Techno.
Assurer la maîtrise d'ouvrage
Industriel
Commercialiseur
Identifier les marchés
Système télémédical intégré
Médical
Définir des lois
Concepteur
Identifier des besoins et priorités
Donner des agréments
Pouvoirs Publics
hôpitaux...
Décider des implantations
Réplicateur
25
Exemple UML : modélisation du diagnostic
initialisation du diagnostic
Diagramme d'activité
recueillir l'histoire du patient
observation
enregistrement des données du patient
raisonnement
comparaison avec la connaissance médicale
[diagnostic connu]
[diagnostic inconnu]
donner diagnostic
évaluation
recherche d'informations complémentaires
documentation
prescription des examens complémentaires
[doute de diagnostic]
J. Yé, mémoire DEA MIMB, 2002
26
Exemple UML : thérapie
avis du patient
Diagramme d'activité
[demande refusée]
[demande acceptée]
initialisation du traitement
protocole
fourniture de soins
évaluation de l'effet
J. Yé, mémoire DEA MIMB, 2002
27
Diagnostic et thérapie
Diagnostic_Thérapie
observation
Patient
Fournisseur de soins
raisonnement
action
Diagramme de cas d'utilisation de processus de Diagnostic et Thérapie
J. Yé, mémoire DEA MIMB, 2002
28
UML et HL7
Cas d'utilisation et modèle d'interaction
http://www.mcis.duke.edu/standards/HL7/data-model/met/C111/met0111l.pdf
29
UML et HL7
Modèle d'information
http://www.mcis.duke.edu/standards/HL7/data-model/met/C111/met0111l.pdf
30
UML et HL7
Modèle du vocabulaire et des types de données
http://www.mcis.duke.edu/standards/HL7/data-model/met/C111/met0111l.pdf
31
Abréviations
ACR American College of Radiology
ANSI American National Standards Institute
ANSPHISB American National Standards Institute, Healtheare Informatics
Standards Board
ASTM American Society for Testing and Materials
CEN Comité Européen de Normalisation
EBES European Board for EDI Standardisation
EDI Electronic Data Interchange
EN Europdische Norm (European Standard)
ENV Europische Norm Voratisgabe (European Prestandard)
EWOS European Workshop for Open Systems
HL7 Health Level 7 (US)
ISO International Organization for Standardization
MEDIX Medical Data Interchange Committee (WEE P1 157)
NCPDP National Council of Pharmaceutical Distributors and Producers (US)
NEMA National Electrical Manufacturers' Association
SOGITS Senior Officials Group for Information Technology Standardisation
32