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Kompetenznetzwerke und integrierte Versorgung

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Einleitung

Die koronare Herzkrankheit ist nach wie vor eine der Hauptursachen der Sterblichkeit in der Bundesrepublik Deutschland1. Die derzeitige demogra-phische Entwicklung lässt erwarten, daß die Mortalitätsrate dieser Patientengruppe in den nächsten Jahren weiter zunehmen wird. Unter diesen Überlegungen gilt es, die vorhandenen Infrastrukturen zu ana-lysieren und zu verbessern. Insbesondere in dringenden Fällen, wenn jede Minute kostbar ist, kann eine schnelle Indikati-onsstellung zur Operation lebensrettend sein. Die Kommunikationstechnologien ISDN und Breitband-Internetverbin-dungen eröffnen für die Infrastruktur der akuten Krankenversorgung von Herzerkrankungen bei der Diagnostik und Behandlung neue Optionen. Durch schnelle Datenverbindungen und optima-le Befundübermittlung können dem kriti-schen Faktor Zeit wichtige Minuten und Stunden abgerungen werden. Aus diesem Grunde initiierte die Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie des Universi-tätsklinikums Münster (THG) ein Projekt gemeinsam mit dem St. Vincenz-Hospital in Coesfeld, dem Kreiskrankenhaus in Lü-denscheid, dem Evangelischen Kranken-haus in Hamm und dem St. Franziskus Hospital in Münster und der Fa. ITZ-Me-dicom (Willich), um unter Zuhilfenahme der bekannten Übertragungsmöglichkei-ten eine Vernetzung der kardiologischen Partner mit dem Herzzentrum Münster zu entwickeln. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden der gegenwärtige Stand der Befundübermittlung als Teil des telemedi-zinischen Projektes sowie Zukunftspers-pektiven aufgezeigt.

Aufgabenstellung

Nach sorgfältiger Bedarfs- und Kos-tenanalyse konnte das Projekt initiiert werden. Dabei wurde besonderer Wert auf die Kostenneutralität für die kardio-logischen Zuweiser gelegt. Eventuelle dort anfallende Kosten sollten aus dem Budget der THG-Chirurgie kompensiert werden. Der erste Schritt zur Umsetzung des Projektes „TELEMEDIZIN – online Be-fundübermittlung zwischen Kardiologie und Herzchirurgie“ war die Installation eines zentralen Servers, welcher als Bild- und Befundserver die Daten der Zuweiser aufnimmt, speichert und verwaltet.

Die Vernetzung der Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie des Universi-tätsklinikums Münster mit seinen Part-nern gliederte sich in zwei Teilprojekte:

– Teilprojekt A: Bild- und Befundüber-mittlung über ISDN (128 kBit/s über Kanalbündelung)

– Teilprojekt B: Bild- und Befundüber-mittlung über IPsec VPN (100 MBit/s über Internet)

Besonderer Wert wurde auf die ubi-quitäre Verfügbarkeit der empfangenen Daten im Hause der Herzchirurgen gelegt. Der dort Dienst habende Arzt hat nicht immer die Möglichkeit, einen

Konferenzraum aufzusuchen. Daher sollte die Möglichkeit bestehen, die Daten über das klinikeigene Intranet in Augenschein nehmen zu können. Annähernd alle Arzt- und Schwesternzimmer des Uni-versitätsklinikums Münster insbesondere die Operationssäle verfügen über einen solchen Zugang und bieten daher opti-male Vorraussetzungen. Auch sollte bei Eintreffen eines neuen Katheterfilmes eine automatische Benachrichtigungsfunktion aktiviert werden, um die chirurgischen Kollegen in der Bereitschaft über dieses Ereignis zu informieren.

Folgende Aufgaben wurden an das Sys-tem gestellt:

1. schnellstmöglicher Datenaustausch 2. synchrone Betrachtung von Sender

und Empfänger3. keine aufwendige Gerätetechnik zum

Abspielen der unterschiedlichen Medi-en

4. Einhaltung der BSI-Sicherheitsvor-schriften gem. IT-Grundschutzhand-buch (Datenschutz)

5. geringe Übertragungskosten6. DICOM-III Konformität7. Skalierbarkeit auf andere Modalitäten8. plattformunabhängige Viewer

Autoren: G. Hülsken, M. Raus, W. Hoenen, D. Herff, U. Kamphausen, H. H. ScheldTitel: Telemedizin per VPN und ISDN: Kooperation zwischen Kardiologie und HerzchirurgieIn: Jäckel (Hrsg.) Telemedizinführer Deutschland, Ober-Mörlen, Ausgabe 2004Seite: 118-121

Telemedizin per VPN und ISDN: Kooperation zwischen Kardiologie und Herzchirurgie

G. Hülsken1, M. Raus2 , W. Hoenen3, D. Herff3, U. Kamphausen2 , H. H. Scheld1

1 Universitätsklinikum Münster2 Evangelisches Krankenhaus Hamm3 ITZ Medicom Willich

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3Material und Methoden

Im Mittelpunkt des Projektes steht ein Serversystem bestehend aus einer Win-dows 2000-Serverplattform von Microsoft dem HyperWEBWeb-Archiv der Fa. ITZ Medicom2. Dieser Server wurde um eine MySQL-Datenbank, einen Microsoft Internet Information Server (IISInforma-tionserver V. 5.0) mit PHP-Servererwei-terungen erweitert. Damit bietet diese Maschine die Möglichkeit, DICOM-III konforme Daten zu archivieren und über eine Java basierte Webapplikation zu prä-sentieren.

Die Daten werden entweder über ISDN oder per FTP über ein virtuelles privates Netz, geschützt durch einen IP-Sec-Tunnel [3DES und Pre Shared Key (PSK)], übermittelt. Als ISDN-Gateway kommt für alle Sender der ISDN-Router X.1200 der Fa. BinTec zum Einsatz. Die IPsec – Übertragung wurde auf Seiten der THG mittels einer Linux basierten

Firewall unter Einsatz der Software IP-Cop 1.33 mit FreeSWAN 1.994 realisiert. Ihr gegenüber steht im EVK-Hamm eine Symantec Enterprise Firewall und auf Sei-ten des Franziskus Hospitals Münster eine Checkpoint Firewall.

Die IPsec-Tunnel-Verbindungen nut-zen dabei die in den Häusern ohnehin bestehende Internet-Festverbindung als Träger. Diese Verbindungen sind per-manent. Nach 3DES-Verschlüsselung wurden hier im Durchschnitt Bandbreiten um die 500kb/s erreicht. Es entstehen kei-ne weiteren Gebühren.

Die ISDN-Leitungen werden bei Be-darf aufgebaut, d.h. der zweite S0-Kanal wird – sofern verfügbar – automatisch hinzugeschaltet (Kanalbündelung). Da-durch kann eine maximale Bandbreite von 128kb/s erreichten werden. Es fallen die üblichen Verbindungsgebühren bei der Deutschen Telekom an.

Aus diesem Zusammenschluss ver-schiedener verteilter Netze über sichere

Verbindungen entstand ein virtuelles Pri-vates Netzwerk (VPN)5.

Die empfangenen Daten werden nach Entschlüsselung in einem temporären Verzeichnis abgelegt, von wo sie in das DICOM-Web-Archiv eingelesen werden. Dabei werden die Bilder komprimiert, um bei einer 10Mbit-Halbduplex-Verbindung dennoch ein flüssiges Angiogramm zu er-halten. Der dabei zwangsläufig entstehen-de objektive Qualitätsverlust ist jedoch aus Anwendersicht nichtsignifikant6.

Mit dem Eintreffen des Filmmaterials wird eine Benachrichtigungsfunktion getriggert, die eine definierte Empfänger-gruppe per E-Mail bzw. SMS (Abbildung 2) über das Ereignis informiert. Im Text-körper der Mail ist ein Hyperlink direkt auf die entsprechende Untersuchung gesetzt, damit der Empfänger schnellst möglich an die Informationen gelangt. Der Bild- und Textbefund wird durch einen DICOM-Viewer dargestellt. Durch den Einsatz der Java-Technologie ist dieser

Abbildung 1: Datenempfang per ISDN und VPN und Verteilung über den Hyper.WEB-Server

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3Viewer plattformunabhängig und kann auf jedem Betriebssystem eingesetzt werden. Zudem ist das Webarchiv in das klinik-eigene Intranet (Abbildung 3) integriert, welches durch eine 128 Bit SSL-Schlüssel (https) und Netzwerkauthentifizierung vor unautorisiertem Zugriff geschützt ist. Das Webarchiv zeigt in einer Übersicht sämtliche gespeicherten Untersuchungen und lässt sich nach den verschiedenen En-titäten (Einweiser, Untersuchungsdatum, Patientenname etc.) sortieren.

Ergänzend wurde eine Möglichkeit ge-schaffen, um vorhandene DICOM-CD-ROMs ebenfalls in das System einzuspie-len. Dazu wurde das Tool Hyper.TOAST entwickelt, mit welchem die PCs in der THG ausgestattet wurden. Der Gesamt-komplex aus der Datenübertragung aus den externen Häusern und die interne Bildverteilung läuft seit dem 1. März im Routinebetrieb.

Darüber hinaus konnte Dank der DI-COM-Kompatibilität des Webarchives bereits erfolgreich eine Socket-Verbindung zum Institut für Klinische Radiologie des Universitätsklinikums Münster aufgebaut werden, über welche sich ebenfalls Echo, Röntgen- und CT-Bilder in das System integrieren ließen. Um dieses zu ermög-lichen, musste lediglich ein kleines DOS-Programm (storescp.exe)7 als Serverdienst eingerichtet werden, mit dem je Modalität ein TCP-Port zur Übermittlung offen ge-halten wird. Da das Universitätsklinikum Münster derzeit nicht über ein klinikums-weites PAC-System verfügt, wird ange-dacht, diese Lücke intermediär über eine solche „kleine Lösung“ zu schließen.

Ergebnisse und Perspektiven

Es ist gelungen, ein neues Werkzeug für die Kooperation zwischen den kardi-ologischen Zuweisern und dem herzchi-rurgischen Zentrum zu etablieren. Die Bildverteilung über ein Intranet ist in den klinischen Alltag der Herzchirurgen integriert und unverzichtbar geworden. Das System läuft seit März diesen Jahres ohne Störungen.

Die Akzeptanz des neuen Zuweisungs- und Verteilungssystems für Herzkathete-runtersuchungen ist sehr positiv. Jedoch macht sich die Übertragungsgeschwin-digkeit auch in der Wahl des Datenträ-germediums auf Seiten des Zuweisers bemerkbar. Die beiden Partner, welche via IPsec Tunnel übertragen, benötigen im Durchschnitt 5 Minuten pro Patienten-befund. Der Anteil der Befunde, die auf diesem Wege übertragen werden, beträgt über 80 %. Die Übertragung per ISDN dauert im Schnitt pro Patientenbefund ca. 25 Minuten. Der Nutzungsgrad der Online-Übertragung liegt bei beiden Häusern bei nur ca. 10%. Bei genauerer Betrachtung konnten wir erkennen, dass diese Möglichkeit ausschließlich bei Not-fällen genutzt wird. Die Übertragungszeit von 25 Minuten ist deutlich höher als die Brenndauer der Untersuchung auf eine CD-ROM. Ein nächstes Ziel dieses Pro-jektes wird es also sein, die ISDN-Über-tragung durch IPsec-Tunnel zu ersetzen.

Durch die DICOM-III konforme Um-setzung des Projektes ist die Integration anderer Modalitäten möglich. Für die Darstellung der Röntgenbilder wird hier

Abbildung 3: Zugriff über das Intranet auf das Archiv

Abbildung 4: JAVA-basierter Hyperweb DICOM-Vierwer zeigt ein typisches Angi-ogramm

Abbildung 2: Benachrichtigung per SMS und Mail

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Abbildung 5: Auch andere Modalitäten wie Röntgen- und CT-Bilder werden unterstützt

eine gleichzeitige Betrachtungsmöglich-keit von aktueller und Voraufnahme zum besseren Vergleich angestrebt.

Die Entstehung eines virtuellen Pri-vaten Netzes, die aus diesem Projekt re-sultierte, ermöglicht es, künftig über die bisher unidirektional genutzte Vernetzung hinaus auch in beide Richtungen zu ver-wenden. Die elektronische Übermittlung der Abschlussuntersuchungen oder die Nutzung eines gemeinsamen Intranets mit all seinen Features ist so ideal zu verwirkli-chen. Aufgabe für die nächste Zeit wird es sein, die sich nun bietenden Chancen zur Verbesserung der Infrastruktur und damit auch zur Patientenversorgung zu nutzen.

Kontaktadressen

• Dr. G. Hülsken: gregor.huelsken@ukmuenster.de; http://www.thg.uni-muenster.de

• W. Hoenen: info@itz-medi.com; http://www.itz-medi.com

Referenz

G. Hülsken et. al.Telemed 2003 AbstractbandSteyer, Löhr, Tolxdorff (Hrsg.)S. 137-143

Fußnoten

1 Statistisches Bundesamt, http://www.destatis .de/basis/d/gesu/gesutab19.htm

[Zugriff: 25.09.2003 – 11:10 Uhr]2 ITZ-Medicom, http://www.itz-medi.

com/hyper_web.html [Zugriff 27.09.2003 – 21:15 Uhr]3 IPCOP Firewall, GNU Lizenz, http:

//www.ipcop.org/cgi-bin/twiki/view/IPCop/WebHome

[Zugriff: 29.09.2003 – 19:40 Uhr]4 Freeswan, GNU Lizenz, http://www.

freeswan.org/ [Zugriff 29.09.2003 – 22:21 Uhr]5 VPN Consortium, http://www.vpnc.

org/vpn-technologies.pdf [Zugriff 30.09.2003 - 20:10 Uhr]6 DICOM and Phase III of the Interna-

tional ACC/ESC Compression Study, http://www.uni-mainz.de/Cardio/incis/1998/ps11b.htm

[Zugriff: 01.10.2003 – 10:29 Uhr]7 ImpactScan, http://www.impactscan.

org/dicomtopc.htm [Zugriff: 30.09.2003 – 14:43 Uhr]

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