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    <IdentifierDoi>10.3205/mibe000268</IdentifierDoi>
    <IdentifierUrn>urn:nbn:de:0183-mibe0002687</IdentifierUrn>
    <ArticleType>Originalarbeit</ArticleType>
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      <Title language="de">Entwicklung eines Editors zur Erstellung und Bearbeitung Pflegerischer Informationsobjekte (PIOs) zur Pflege&#252;berleitung</Title>
      <TitleTranslated language="en">Development of an editor for creating and editing PIOs (care information objects) for care transition</TitleTranslated>
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        <Address>Technische Hochschule Augsburg, An der Hochschule 1, 86161 Augsburg, Deutschland<Affiliation>Technische Hochschule Augsburg, Deutschland</Affiliation></Address>
        <Email>matthias.regner&#64;hs-augsburg.de</Email>
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        <Address>D&#252;sseldorf</Address>
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    <SubjectGroup>
      <SubjectheadingDDB>610</SubjectheadingDDB>
      <Keyword language="de">PIO-ULB Editor</Keyword>
      <Keyword language="de">medizinisches Informationsobjekt (MIO)</Keyword>
      <Keyword language="de">pflegerisches Informationsobjekt (PIO)</Keyword>
      <Keyword language="de">digitale Pflege&#252;berleitung</Keyword>
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      <Keyword language="de">Softwareentwicklung</Keyword>
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    <DatePublished>20241120</DatePublished></DatePublishedList>
    <Language>germ</Language>
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      <AltText language="en">This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License.</AltText>
      <AltText language="de">Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung).</AltText>
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      <Journal>
        <ISSN>1860-9171</ISSN>
        <Volume>20</Volume>
        <JournalTitle>GMS Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie</JournalTitle>
        <JournalTitleAbbr>GMS Med Inform Biom Epidemiol</JournalTitleAbbr>
      </Journal>
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    <ArticleNo>12</ArticleNo>
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  <OrigData>
    <Abstract language="de" linked="yes"><Pgraph>Eine Standardisierung und Digitalisierung des Pflege&#252;berleitungspro<TextGroup><PlainText>z</PlainText></TextGroup>esses in Deutschland kann zu einer Entlastung des Pflegefachpersonals beitragen, weil manuelle Arbeitsschritte automatisiert werden k&#246;nnen. Die Umsetzung und Erprobung des neuen PIO-ULB (Pflegerisches Informationsobjekt &#8211; &#220;berleitungsbogen, XML-basiertes FHIR-Bundle) in Form eines PIO-ULB Editors soll die Eignung des Formats f&#252;r einen digitalen &#220;berleitungsprozess fr&#252;hzeitig &#252;berpr&#252;fbar machen und dessen Inhalte visualisieren. Der PIO-ULB Editor ist ein Programm, das sowohl lokal installiert als auch online ausprobiert werden kann. Eine &#252;bersichtliche Nutzeroberfl&#228;che erlaubt das Eingeben von Pflege&#252;berleitungsdaten. Per Knopfdruck kann eine standardisierte PIO-XML-Datei generiert werden, die an aufnehmende Einrichtungen versendet werden kann. Der PIO-ULB Editor erm&#246;glicht ebenfalls das Importieren, Anzeigen und Editieren von PIO-ULB-Dateien. Der PIO-ULB Editor wurde im Rahmen des Forschungsprojektes CARE REGIO als prototypische Software konzipiert und implementiert. Dieser Artikel beschreibt den Entwicklungsprozess sowie die Softwarearchitektur des Editors und bietet somit eine Grundlage f&#252;r Folgeimplementierungen. Ein Lessons-Learned-Kapitel geht explizit auf Verbesserungspotentiale f&#252;r nachfolgende PIO-Software ein.</Pgraph></Abstract>
    <Abstract language="en" linked="yes"><Pgraph>Standardization and digitalization of the care transmission process in Germany can help to relieve the burden on nursing staff because manual work steps can be automated. The implementation and testing of the new PIO-ULB (care information object &#8211; nursing summary, German: <Mark1>P</Mark1>flegerisches <Mark1>I</Mark1>nformations<Mark1>o</Mark1>bjekt &#8211; <Mark1>&#220;</Mark1>ber<Mark1>l</Mark1>eitungs<Mark1>b</Mark1>ogen, XML based FHIR bundle) in form of a PIO-ULB Editor should make the suitability of the format for a digital transition process verifiable at an early stage and should visualize its contents. The PIO-ULB Editor is a program that can be installed locally or tried out online. A clear user interface allows the users to enter care transmission data. A standardized PIO-XML file can be generated automatically and sent to receiving facilities. The PIO-ULB Editor also enables the import, display and editing of PIO-ULB files. The PIO-ULB Editor was designed and implemented as prototype software as part of the CARE REGIO research project. This article describes the development process as well as the software architecture of the editor and thus provides a basis for subsequent implementations. A lessons-learned chapter explicitly addresses potential improvements for subsequent PIO software.</Pgraph></Abstract>
    <TextBlock linked="yes" name="1 Einleitung">
      <MainHeadline>1 Einleitung</MainHeadline><Pgraph>Der Mangel an Pflegefachpersonal und die Zunahme pflegebed&#252;rftiger Personen in Deutschland <TextLink reference="1"></TextLink> erfordern die effiziente Gestaltung von Pflegeprozessen. Eine digitale Prozessunterst&#252;tzung scheint ein vielversprechender Ansatz zu sein, da aktuell viele Abl&#228;ufe papierbasiert erfolgen. Ein Beispiel hierf&#252;r ist das Pflege&#252;berleitungsmanagement. Hier werden Pflege&#252;berleitungsberichte erstellt, um versorgungsbezogene Patientendaten zwischen relevanten Gesundheitseinrichtungen auszutauschen. Die Erstellung ist jedoch sehr zeitintensiv, da die Patientendaten h&#228;ndisch in das verwendete Pflegedokumentationssystem &#252;bertragen werden m&#252;ssen, oftmals aus Papierausdrucken oder handschriftlichen Notizen. Weiterhin wird die Daten&#252;bermittlung unn&#246;tig verz&#246;gert, da die Pflege&#252;berleitungsberichte oft erst am Tag der &#220;berleitung als Ausdruck mitgegeben werden <TextLink reference="2"></TextLink>. Die aufnehmende Einrichtung kann sich daher nicht ausreichend auf die Patient:innen und Bewohner:innen vorbereiten. Gleicherma&#223;en fehlt ein einheitlicher Formatstandard, welcher den Umfang und die Strukturierung der Informationen im Pflege&#252;berleitungsbericht vorgibt (<TextLink reference="3"></TextLink>, S. 117). Diese Problemstellungen belasten die Pflegefachpersonen administrativ. Erhebungen in Form von Beobachtungen in Bayern und einer deutschlandweiten Onlineumfrage <TextLink reference="4"></TextLink> best&#228;tigten diese Erkenntnisse und zeigen auf, dass in Deutschland eine Vielzahl an unterschiedlichen Pflegedokumentationssystemen verwendet wird. Dies erschwert eine fl&#228;chendeckende Standardisierung des Pflege&#252;berleitungsprozesses zus&#228;tzlich.</Pgraph><Pgraph>Um das Kompatibilit&#228;tsproblem zu adressieren, hat die deutsche Bundesregierung 2021 das &#8222;Digitale-Versorgung-und-Pflege-Modernisierungs-Gesetz&#8220; <TextLink reference="5"></TextLink> erlassen und Auftr&#228;ge zur Standardisierung papierbasierter Gesundheitsdokumente vergeben. Seit Januar 2023 sind Pflege&#252;berleitungsberichte als sogenanntes pflegerisches Informationsobjekt (PIO) sowohl standardisiert als auch digitalisiert. Ein PIO ist eine maschinenlesbare XML-Datei, welche von der mio42 GmbH in Berlin unter Nutzung des &#8222;HL7 &#8211; Fast Healthcare Interoperability Resources&#8220;-Standards (FHIR) spezifiziert wird.</Pgraph><Pgraph>Vor der Entwicklung von MIOs und PIOs gab es bereits Bem&#252;hungen der Hochschule Osnabr&#252;ck und der Universit&#228;tsmedizin in G&#246;ttingen, den Pflege&#252;berleitungsprozess mit Hilfe eines Test-Netzwerkes und einem HL7-basierten ePflegebericht zu digitalisieren <TextLink reference="6"></TextLink>. Erkenntnisse aus diesem Projekt flossen in die Neuentwicklung des PIO-&#220;berleitungsbogens (PIO-ULB) ein.</Pgraph><Pgraph>Um den neuen PIO-ULB f&#252;r Pflegeeinrichtungen nutzbar zu machen, hat die Technische Hochschule Augsburg im Rahmen des Pilotprojektes DigiP&#220;B (Teilprojekt des Verbundforschungsprojekts CARE REGIO) eine prototypische Implementierung eines PIO-ULB Editors vorangetrieben und im Dezember 2023 unter der Apache 2.0-Lizenz als Open-Source-Projekt ver&#246;ffentlicht <TextLink reference="7"></TextLink>. Weiterhin k&#246;nnen alle Interessierten den PIO-ULB Editor auf unserer Website ausprobieren sowie selbst PIO-ULBs erstellen und exportieren <TextLink reference="8"></TextLink>.</Pgraph><Pgraph>Der Prototyp erm&#246;glicht das Erstellen, Importieren, Editieren und Exportieren von PIO-ULB-Dateien und kann als visuelle Diskussionsgrundlage verwendet werden, sodass Nutzer:innen konstruktives Feedback bez&#252;glich des PIO-ULB-Standards geben k&#246;nnen. Die Entwicklung des zugeh&#246;rigen User Interfaces wurde bereits in einem separaten Artikel ver&#246;ffentlicht <TextLink reference="9"></TextLink>. Dieser Artikel legt den Fokus auf die technische Entwicklung des Editors. In diesem Rahmen werden Grundlagen zum PIO-ULB erl&#228;utert, die Softwarearchitektur des Editors vorgestellt und komponentenweise im Detail beschrieben. Ein Lessons-Learned-Kapitel rundet den Artikel ab.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="2 Grundlagen">
      <MainHeadline>2 Grundlagen</MainHeadline><SubHeadline>2.1 Health Level 7 &#8211; Fast Healthcare Interoperability Resources (HL7 &#8211; FHIR)</SubHeadline><Pgraph>Das HL7 FHIR-Datenformat ist ein international anerkannter und weit verbreiteter Standard zur maschinenlesbaren Abbildung von medizinischen Daten <TextLink reference="10"></TextLink>. FHIR ist ein ressourcenbasiertes Konzept, wobei jede Ressource einen Informationsbaustein darstellt (z.B. Patient, Organisation, Arzt, Medikament, Pflegeplan, Allergie, usw.). Die Ressourcen k&#246;nnen zu einem Paket (Bundle) inklusive Inhaltsverzeichnis (<Mark2>Composition</Mark2>) zusammengefasst werden, um Patienteninformationen abzubilden (siehe Abbildung 1 <ImgLink imgNo="1" imgType="figure"/>). Dabei bleibt FHIR so flexibel, dass der internationale Standard leicht an spezifische Anwendungskontexte angepasst werden kann. Jeder Ressource ist eine statische ID zugeordnet. So haben zum Beispiel zwei Hausarzt-Ressourcen jeweils eine eigene ID, damit jede Ressource eindeutig identifizierbar ist. Innerhalb einer Ressource sind die Daten hierarchisch gegliedert und sehr feingra<TextGroup><PlainText>nu</PlainText></TextGroup>lar aufgeteilt. Wie eine spezielle Ressource strukturiert ist, wird von dessen FHIR-Strukturdefinition eindeutig vorgeschrieben. FHIR-Bundles k&#246;nnen als JSON- oder XML-Datei abgespeichert werden und sind daher maschinenlesbar.</Pgraph><SubHeadline>2.2 PIO-&#220;berleitungsbogen (PIO-ULB)</SubHeadline><Pgraph>Im Rahmen der Bem&#252;hungen, papierbasierte Gesundheitsdokumente zu standardisieren, wurde die Kassen&#228;rztliche Bundesvereinigung (KBV) gesetzlich beauftragt, sogenannte medizinische und pflegerische Informationsobjekte (MIOs &#38; PIOs) zu definieren. Der gesetzliche Auftrag wurde an die mio42 GmbH weitergegeben, welche eine vollst&#228;ndige Tochter der KBV ist. Diese Informationsobjekte sind FHIR-Bundles, die als XML-Datei abgespeichert werden und auf einen speziellen Anwendungskon<TextGroup><PlainText>t</PlainText></TextGroup>ext &#8211; also auf ein spezielles Gesundheitsdokument &#8211; zugeschnitten sind. MIOs und PIOs sollen zuk&#252;nftig in der elektronischen Patientenakte abgelegt oder mithilfe des Dienstes &#8222;Kommunikation im Medizinwesen&#8220; (KIM) versendet werden. Beides sind Dienste des deutschen Gesundheitsnetzwerks, der Telematikinfrastruktur (TI).</Pgraph><Pgraph>Im Januar 2023 wurde der PIO-&#220;berleitungsbogen (PIO-ULB) ver&#246;ffentlicht, welcher einen Pflege&#252;berleitungsbericht mit Hilfe von 90 FHIR-Ressourcen abbildet <TextLink reference="11"></TextLink>. Dabei stellt jede Ressource einen Baustein dar (z.B. Angeh&#246;rige, Pflegefachpersonen, &#196;rzte, Patient, Medikamente, Pflegeplan, Vitalparameter, Allergien, Pflegema&#223;nahmen, Diagnosen, usw.), welche je nach &#220;berleitungsfall modular zusammengesetzt werden. Der PIO-ULB ist das erste und wichtigste Informationsobjekt f&#252;r die Pflege, mit dem die Anbindung von Pflegeheimen an die TI vorangetrieben werden soll. Abbildung 2 <ImgLink imgNo="2" imgType="figure"/> zeigt einen Ausschnitt aus einem PIO-ULB im XML-Format, welcher eine Adresse darstellt. Eine Adresse ist keine eigene Ressource, sondern nur ein Teil einer Ressource. Die <Mark2>&#8222;extensions&#8220;</Mark2> sind ein von FHIR bereitgestelltes Werkzeug, um den internationalen Standard an nationale Gegebenheiten anzupassen. </Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="3 Konzeption des PIO-ULB Editors">
      <MainHeadline>3 Konzeption des PIO-ULB Editors</MainHeadline><Pgraph>Folgendes Kapitel befasst sich mit der Softwarearchitektur des PIO-ULB Editors. Aufgrund des gro&#223;en Umfangs der PIO-ULB Spezifikation wurde ein Sub-Set mit den wichtigsten Elementen ermittelt, welches als Teilmenge des PIO-ULB-Standards zu verstehen ist und im Folgenden als <Mark2>PIO-Small</Mark2> bezeichnet wird. Das Sub-Set beinhaltet nur Elemente, die von unseren Praxispartnern als relevant f&#252;r den &#220;berleitungsprozess eingestuft wurden. Als relevant gelten jene Elemente, welche in einer sechs Mal durchgef&#252;hrten Befragung wiederholt von Pflegefachper<TextGroup><PlainText>s</PlainText></TextGroup>onen als relevant eingestuft wurden. So konnte der Umfang der Spezifikation auf zwei Drittel reduziert werden. Eine exakte Beschreibung des <Mark2>PIO-Smalls</Mark2> wird im Rahmen des PIO-ULB Editors bereitgestellt <TextLink reference="12"></TextLink>. Der prototypische PIO-ULB Editor kann ausschlie&#223;lich das <Mark2>PIO-Small</Mark2> vollumf&#228;nglich verarbeiten. Daten, die nicht im <Mark2>PIO-Small</Mark2> enthalten sind, k&#246;nnen importiert und vereinfacht dargestellt werden, sind jedoch nicht editierbar oder exportierbar.</Pgraph><SubHeadline>3.1 Softwarearchitektur des PIO-ULB Editors</SubHeadline><Pgraph>Die einzelnen Bestandteile des PIO-ULB Editors und deren Schnittstellen sind im Komponentendiagramm (siehe Abbildung 3 <ImgLink imgNo="3" imgType="figure"/>) dargestellt. Der Frontend-Server sowie der Backend-Server sind als Hauptkomponenten zu verstehen, die jeweils Dienste des Meta- und FHIR-Repositories beanspruchen. W&#228;hrend das FHIR-Repository Strukturinformationen &#252;ber den PIO-ULB sowie verwendete Codesysteme bereitstellt, b&#252;ndelt das Meta-Repository Klassen, Typen und Interfaces, die in beiden Hauptkomponenten ben&#246;tigt werden. Hierf&#252;r wurden eigene Node-Package-Manager-Module implementiert, die in einer privaten GitLab Registry gehostet und dann eingebunden werden. Die Validator-Komponente kann ein XML-Dokument gegen&#252;ber FHIR-spezifischen Strukturdefinitionen offline validieren und wird nur vom Frontend angesprochen. Im Folgenden werden die Hauptkomponenten n&#228;her erl&#228;utert:</Pgraph><Pgraph>Der <Mark2>Backend-Server</Mark2> erm&#246;glicht es mehreren Nutzer:innen gleichzeitig, PIOs zu bearbeiten, insofern jeder Nutzer und jede Nutzerin &#252;ber ein eigenes Frontend angemeldet ist. Sobald die Nutzer:innen ihren Vor- und Nachnamen eingegeben haben, erstellt der &#8222;AnmeldeService&#8220; eine neue Session. Die Eingabe eines Passwortes ist nicht n&#246;tig, da der Editor keine interne Nutzerverwaltung anbietet. Der Nutzername wird im PIO automatisch als Autor hinterlegt. F&#252;r jede Session werden alle weiteren Nutzereingaben zeitbegrenzt serverseitig gespeichert, sodass durch einen Absturz des Frontends keine Daten verloren gehen. Weiterhin stellt das Backend Logik zum Importieren und Exportieren von XML-Dateien bereit. Eine globale serverseitige Datenbank &#8211; das Adressbuch &#8211; kann FHIR-Organisationsressourcen permanent speichern, sodass Nutzer:innen nicht jedes Mal erneut Daten eines bekannten Pflegeheimes oder Krankenhauses eingeben m&#252;ssen.</Pgraph><Pgraph>Der <Mark2>Frontend-Server</Mark2> ist als React Webanwendung <TextLink reference="13"></TextLink> implementiert und kann &#252;ber den Browser aufgerufen werden. Die Benutzeroberfl&#228;che verwendet vorgefertigte Interface-Komponenten aus der &#8222;Ant Design&#8220; Bibliothek <TextLink reference="14"></TextLink> f&#252;r die Dateneingabe. Thematisch zusammengeh&#246;rende Eingabefelder sind zu einem <Mark2>Ant Design Formular</Mark2> zusammengefasst. Dies erm&#246;glicht eine selbstst&#228;ndige Datenverarbeitung durch jedes <Mark2>Formular</Mark2> selbst (siehe Kapitel 3.2). Um jede FHIR-Ressource eindeutig zu identifizieren, wird ein &#8222;Universally Unique Identifier&#8220; (UUID) verwendet. Die UUIDs von jeder zur Laufzeit erstellten FHIR-Ressource werden im Hintergrund vom UUID-Service gespeichert, damit eingegebene Daten stets der richtigen Ressource zugeordnet werden k&#246;nnen. Der Redux Store wird als Zustandsspeicher verwendet. Hier sind Nutzer- und Navigationsinformationen sowie Daten, die &#252;ber mehrere React-Komponenten synchron gehalten werden m&#252;ssen, tempor&#228;r abgelegt.</Pgraph><SubHeadline>3.2 Funktionales Zusammenspiel der Hauptkomponenten (Frontend &#38; Backend)</SubHeadline><Pgraph>Im Frontend werden HTTP-Requests erzeugt, die das Ba<TextGroup><PlainText>c</PlainText></TextGroup>kend entgegennimmt. Wenn sich ein Nutzer im Editor anmeldet, wird ein JSON Web Token (JWT) erstellt, welcher der eindeutigen Identifizierung der zugeh&#246;rigen Session im Backend dient und bei jedem folgenden HTTP-Request dem Header angeh&#228;ngt wird. Der Austausch von PIO-Daten erfolgt &#252;ber sogenannte SubTrees (siehe Kapitel 4.2). Die eigens implementierte SubTree-Klasse wird vom Meta-Repository bereitgestellt und repr&#228;sentiert einen beliebigen Ausschnitt aus der XML-Baumstruktur des PIO-ULBs. Jedes <Mark2>Ant Design Formular</Mark2> h&#228;lt einen oder mehrere SubTrees bereit, um Werte aus den Eingabefeldern als SubTree an das Backend zu schicken.</Pgraph><Pgraph>Neben der Neuerstellung eines PIOs, dem XML-Export und dem Erzeugen von neuen FHIR-Ressourcen wurde sowohl die Nutzeraktion &#8222;Eingabefeld editieren&#8220; als auch &#8222;&#214;ffnen einer XML-Datei&#8220; als besonders aussagekr&#228;ftig erachtet und deshalb im Sequenzdiagramm abgebildet (siehe Abbildung 4 <ImgLink imgNo="4" imgType="figure"/>). Beide Prozesse werden im Folgenden erkl&#228;rt:</Pgraph><Pgraph>Nach dem <Mark2>Editieren eines Eingabefeldes</Mark2> mit anschlie&#223;endem &#8222;Herausklicken&#8220; (Fokuswechsel) wird der neue Wert automatisch in den hinterlegten SubTree (siehe Kapitel 4.2) des <Mark2>Formulars</Mark2> geschrieben und zum Abspeichern an das Backend geschickt. Dieses Vorgehen erm&#246;glicht eine automatisierte Speicherung der eingegebenen Daten, ohne das eine Nutzeraktion n&#246;tig ist.</Pgraph><Pgraph><Mark2>&#214;ffnen Nutzer:innen eine PIO-XML-Datei</Mark2>, wird nach erfolgreicher Frontend-Inputvalidierung der zweite Prozess im Sequenzdiagramm angesto&#223;en. Der XML-String wird im Backend von einer eigenen Deserialisierungslogik geparst. Daraufhin fr&#228;gt der UUID-Service die UUIDs aller eingelesenen FHIR-Ressourcen ab und speichert sie zur weiteren Verwendung im Frontend. &#220;ber eine Initialisie<TextGroup><PlainText>r</PlainText></TextGroup>ungslogik holen sich alle <Mark2>Formulare</Mark2> ihre ben&#246;tigten SubTrees selbstst&#228;ndig vom Backend und verwenden dabei die Ressourcen-UUIDs. Diese SubTrees enthalten die geparsten Patientendaten, welche von jedem <TextGroup><Mark2>Formular</Mark2></TextGroup> selbstst&#228;ndig in die Eingabefelder &#252;bertragen werden. Die Nutzer:innen k&#246;nnen nun die Patientendaten einsehen.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="4 Entwicklung des PIO-ULB Editors">
      <MainHeadline>4 Entwicklung des PIO-ULB Editors</MainHeadline><Pgraph>Bei der Entwicklung des PIO-ULB Editors wurde das Projekt in mehrere Teilprojekte (Repositories) zerlegt, die miteinander interagieren und haupts&#228;chlich in TypeScript geschrieben sind. Dies hilft bei der konzeptionellen Trennung von Komponenten und vermeidet Redundanzen im Code. Zu Beginn werden zwei Repositories (FHIR &#38; Meta) beschrieben, welche Code enthalten, der in mehreren anderen Teilprojekten ben&#246;tigt und somit ausgelagert wurde. Danach wird auf die beiden Hauptkomponenten (Frontend &#38; Backend) sowie den Validator genauer eingegangen.</Pgraph><SubHeadline>4.1 FHIR-Repository</SubHeadline><Pgraph>In dieser Komponente werden JSON-Dateien erzeugt, welche strukturelle Informationen des PIO-ULBs, gem&#228;&#223; der FHIR-Spezifikation, in Form von LookUpTables enthalten. Die &#8222;ResourceLookUpTable&#8220; enth&#228;lt alle validen PIO-XML-Pfade mit zugeh&#246;rigen Datentypen, w&#228;hrend die &#8222;ResourceLookUpTableSmall&#8220; nur das in Kapitel 3 beschriebene <Mark2>PIO-Small</Mark2> darstellt. Kapitel 4.3 geht genauer auf die Verwendung der LookUpTables ein.</Pgraph><Pgraph>Des Weiteren wird eine JSON-Datei generiert, welche alle f&#252;r den PIO-ULB relevanten Codesysteme enth&#228;lt. In der PIO-ULB-Spezifikation werden neben Terminologien wie LOINC, ICD und Alpha-ID meist SNOMED CT-Codes verwendet, um Interoperabilit&#228;t zu gew&#228;hrleisten. Der PIO-ULB Editor unterst&#252;tzt nur SNOMED CT-Codes in vollem Umfang, alle anderen Codesysteme k&#246;nnen zwar eingelesen und dargestellt, aber nicht aktiv &#252;ber Drop-Down-Men&#252;s ausgew&#228;hlt werden. Relevante Codesysteme wurden in englischer Sprache vom &#8222;International SNOMED CT Browser&#8220; heruntergeladen und mit deutschen Formulierungen angereichert, insofern Mappings auf deutschsprachige Konzepte von der KBV oder der mio42 GmbH in Form von ConceptMaps zur Verf&#252;gung gestellt wurden.</Pgraph><SubHeadline>4.2 Meta-Repository</SubHeadline><Pgraph>Das Meta-Repository h&#228;lt unter anderem die Klassendefinition eines SubTrees (siehe Abbildung 5 <ImgLink imgNo="5" imgType="figure"/>). </Pgraph><Pgraph>Ein SubTree ist rekursiv aufgebaut (<Mark2>property:</Mark2> <Mark2>children</Mark2>) und stellt einen Teilbereich der XML-Baumstruktur eines PIOs dar. Dabei kann jedes Element einen Wert enthalten (<Mark2>property:</Mark2> <Mark2>data</Mark2>). Diese Werte sind analog zu FHIR als &#8222;primitive Datentypen&#8220; (z.B. String, Code, Integer, UUID) implementiert. F&#252;r jeden dieser Datentypen stellt das Meta-Repository eine eigene Klasse bereit (siehe Abbildung 5 <ImgLink imgNo="5" imgType="figure"/>). Au&#223;erdem wird in jedem SubTree hinterlegt, an welche Stelle im XML-Dokument dessen Daten platziert werden sollen (siehe Abbildung 5 <ImgLink imgNo="5" imgType="figure"/>, <Mark2>property: absolutePath</Mark2>). SubTrees verf&#252;gen weiterhin &#252;ber Methoden zur Datenmanipulation, damit die <Mark2>Formulare</Mark2> im Frontend Nutzerein<TextGroup><PlainText>g</PlainText></TextGroup>aben im hinterlegten SubTree speichern k&#246;nnen.</Pgraph><Pgraph>Weiterhin stellt das Meta-Repository Interfaces bereit, die eine komplette FHIR-Ressource repr&#228;sentieren (z.B. repr&#228;sentiert IAllergyObject eine Allergieressource). Sie werden f&#252;r Akkordeon-Men&#252;s und den Redux Store im Frontend sowie das Adressbuch im Backend ben&#246;tigt.</Pgraph><SubHeadline>4.3 Backend-Server</SubHeadline><Pgraph>Das Backend ist eine der beiden Hauptkomponenten und kann PIO-ULBs exportieren bzw. importieren. Dies wird durch eine Serialisierungs- bzw. Deserialisierungslogik erm&#246;glicht, welche die interne Datenstruktur (siehe Abbildung 6 <ImgLink imgNo="6" imgType="figure"/>) in ein PIO-konformes XML-Dokument konvertiert und umgekehrt. </Pgraph><Pgraph>Das gesamte FHIR-Bundle wird ressourcenweise als &#8222;EntryType&#8220; bzw. als JSON-Objekt (siehe Abbildung 6 <ImgLink imgNo="6" imgType="figure"/>) im Backend gehalten, wobei auf Kompatibilit&#228;t zum verwendeten XML-Parser (&#8222;fast-xml-parser&#8220;) geachtet wurde.</Pgraph><Pgraph>F&#252;r alle Operationen stellt das Backend API-Routen (Application Programming Interface) f&#252;r das Frontend bereit, um z.B. Daten in die Datenbank zu schreiben, bestimmte Operationen auf ein aktuell ge&#246;ffnetes PIO auszuf&#252;hren oder Nutzer:innen an- bzw. abzumelden.</Pgraph><Pgraph>Weiterhin ist das Backend m&#246;glichst generisch implementiert. Dies bedeutet, dass das Backend lediglich Daten in eine Baumstruktur schreibt, ohne die Struktur zu validieren. Das Frontend muss also den Pfad kennen, unter dem die PIO-Daten laut Spezifikation abgespeichert werden sollen. Um z.B. auf die Postleitzahl der hinterlegten Patientenadresse zuzugreifen, muss folgender absoluter Pfad verwendet werden (vgl. Abbildung 6 <ImgLink imgNo="6" imgType="figure"/>):</Pgraph><Pgraph><Indentation>24ed8a3b-59f7-47fd-8699-bb908de982c0.KBV&#95;PR&#95;MIO&#95;ULB&#95;Patient.address&#91;0&#93;.postalCode</Indentation></Pgraph><Pgraph>Des Weiteren ist zu erw&#228;hnen, dass bereits Implementie<TextGroup><PlainText>r</PlainText></TextGroup>ungen von FHIR-Ressourcen existieren, die deren Struktur als Objekte abbilden und einen XML-Export erm&#246;glichen (z.B. HAPI FHIR <TextLink reference="15"></TextLink>). Die vorgestellte Architektur verzichtet jedoch bewusst auf derartige Implementierungen, um das Backend generisch und somit wartungs&#228;rmer bzw. flexibler zu halten. Au&#223;erdem l&#228;sst sich die spezielle PIO-ULB Struktur nicht vollst&#228;ndig durch derartige allgemeing&#252;ltige Implementierungen abbilden.</Pgraph><Pgraph>Die in Kapitel 4.1 beschriebenen LookUpTables, stellen dem Backend zwar strukturbezogene Datentypinformationen zur Verf&#252;gung, diese werden aber lediglich f&#252;r die Deserialisierungslogik &#8211; also das Importieren &#8211; ben&#246;tigt, um die als String gespeicherten Daten des XML-Dokuments in die richtigen primitiven Datentypen zu parsen. Au&#223;erdem kann anhand der LookUpTables identifiziert werden, ob ein XML-Pfad zur PIO-ULB Spezifikation, zum <Mark2>PIO-Small</Mark2> oder zu keinem der beiden zugeordnet werden kann.</Pgraph><SubHeadline>4.4 Frontend-Server</SubHeadline><Pgraph>Das Frontend ist die zweite Hauptkomponente, welche die Benutzeroberfl&#228;che bereitstellt. Das Layout des PIO-ULB Editors wurde in einem iterativen Prozess mittels User-Tests entwickelt und stetig verbessert, um die Gebrauchstauglichkeit zu optimieren <TextLink reference="9"></TextLink>. Da es prim&#228;r um die Erfassung relevanter Pflegedaten geht, ist das Bereitstellen von verst&#228;ndlichen Eingabefeldern sowie die formularbasierte Verarbeitung der Daten die Kernaufgabe des Frontends. Wo ben&#246;tigt, verf&#252;gen Eingabefelder &#252;ber eine Frontendvalidierung und &#252;berpr&#252;fen zum Beispiel das Vorhandensein von Pflichtangaben. Wie die <TextGroup><Mark2>Formulare</Mark2></TextGroup> Daten mit dem Backend austauschen und dabei auf SubTrees zur&#252;ckgreifen, ist in Kapitel 3.2 beschrieben.</Pgraph><Pgraph>Ein weiterer Aspekt w&#228;hrend der Entwicklung war die Handhabung von Referenzen. FHIR erm&#246;glicht die Erstellung eines Informationsnetzwerks durch das Referenzieren von Ressourcen mittels UUIDs. So kann es z.B. passieren, dass Nutzer:innen die verantwortliche Person im <Mark2>Diagnose Formular</Mark2> ausw&#228;hlen m&#252;ssen, wobei behandelnde Personen in einem anderen <Mark2>Formular</Mark2> erstellt werden. Damit die Nutzer:innen nicht hin und her springen m&#252;ssen, falls die diagnosestellende Person noch nicht erstellt wurde, erm&#246;glicht das Drop-Down-Men&#252; im <Mark2>Diagnose</Mark2> <Mark2>Formular</Mark2> das Hinzuf&#252;gen einer neuen behandelnden Person an Ort und Stelle. Solche Informationen &#8211; wie z.B. die der behandelnden Personen &#8211; m&#252;ssen in beiden <Mark2>Formularen</Mark2> synchron gehalten werden, was mit Hilfe des zentralen Redux Stores realisiert wurde.</Pgraph><SubHeadline>4.5 Validator</SubHeadline><Pgraph>Da der PIO-ULB Editor nicht nur f&#252;r das Erstellen von PIO-ULBs gedacht ist, sondern diese auch einlesen kann, ist die Validierung einer PIO-XML-Datei ein wichtiger Prozessschritt. Hierf&#252;r bietet Firely eine API an <TextLink reference="16"></TextLink>, welche FHIR-Strukturdefinitionen einbinden und anschlie&#223;end gesamte FHIR-Bundles offline validieren kann. Nach einem initialen Setup sowie gewissen Anpassungen entsprechend der <Mark2>PIO-Small</Mark2>-Spezifikation (Herausfiltern von Fehlermeldungen, die aufgrund der Umfangsreduzierung auftreten), kann der Validator nun vom Frontend &#252;ber eine eigene API angesprochen und genutzt werden. Der Service ist in <Mark2>C-Sharp</Mark2> <Mark2>(C&#35;)</Mark2> geschrieben.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="5 Lessons Learned">
      <MainHeadline>5 Lessons Learned</MainHeadline><Pgraph>In diesem Kapitel sollen Vor- und Nachteile der gew&#228;hlten Softwarearchitektur diskutiert werden. Zuerst wird auf Punkte eingegangen, die r&#252;ckblickend <Mark1>Verbesserungspo</Mark1><TextGroup><Mark1>t</Mark1></TextGroup><Mark1>ential</Mark1> aufweisen und in weiterf&#252;hrenden Implementierungen des PIO-ULB Editors ber&#252;cksichtigt werden sollten. Der PIO-ULB Editor wurde als Prototyp konzipiert.</Pgraph><Pgraph>Weil das Backend generisch implementiert wurde (siehe Kapitel 4.3), wandert viel strukturbezogene PIO-Logik ins Frontend, obwohl Datenverarbeitung nicht die Kernaufga<TextGroup><PlainText>be e</PlainText></TextGroup>ines Frontends ist. So m&#252;ssen die einzelnen <TextGroup><Mark2>Formulare</Mark2></TextGroup> im Frontend genau wissen, an welcher Stelle im FHIR-Bundle f&#252;r sie relevante Daten zu finden sind. Im Quellcode des Frontends muss also mit String-basierten XML-Pfaden gearbeitet werden (siehe Kapitel 4.3), bei denen sich schnell schwer identifizierbare Tippfehler einschleichen. In diesem Fehlerfall w&#252;rde das Backend einfach einen falschen XML-Pfad erzeugen, obwohl dieser laut PIO-ULB-Spezifikation nicht valide ist. R&#252;ckblickend w&#252;rden wir von einem generischen Backend absehen und die FHIR-Logik in einem statischen Backend implementieren, sodass das Frontend einfach Operationen wie &#8222;createContactPerson(&#8230;)&#8220; aufrufen kann und nicht alle Daten einer Kontaktperson einzeln mit Hilfe der &#8222;setValue(&#8230;)&#8220; Methode der SubTree Klasse (siehe Abbildung 5 <ImgLink imgNo="5" imgType="figure"/>) schreiben muss. Ein statisches Backend h&#228;tte die Verwendung von bereits existierenden Implementierungen von FHIR-Ressourcen (z.B. HAPI-FHIR <TextLink reference="15"></TextLink>) erm&#246;glicht.</Pgraph><Pgraph>Die in Kapitel 3.2 beschriebene SubTree-Kommunikation zwischen Front- und Backend f&#252;hrt in unserem Prototyp zu vielen Konvertierungsschritten. Wird beispielsweise eine Allergie-Ressource als SubTree vom Backend an das Frontend geschickt, muss zuerst die Backend-Datenstruktur (siehe Abbildung 6 <ImgLink imgNo="6" imgType="figure"/>) in einen SubTree konvertiert werden. Weil Daten, die &#252;ber HTTP-Requests verschickt werden, als JSON &#252;bermittelt werden und somit Datentypen verloren gehen, m&#252;ssen vor dem Versenden Informationen &#252;ber die verwendeten primitiven Datentypen an jeden einzelnen SubTree angeh&#228;ngt werden. Das Frontend verwendet diese Informationen, um wieder Objekte des richtigen primitiven Datentyps zu erzeugen. Da Aller<TextGroup><PlainText>g</PlainText></TextGroup>ien mehrfach vorkommen k&#246;nnen und in einem <Mark2>An</Mark2><TextGroup><Mark2>t De</Mark2></TextGroup><Mark2>sign Akkordeon-Men&#252;</Mark2> gerendert werden, wird der rekursive SubTree im letzten Schritt in ein Interface mit flacher Hierarchie konvertiert (IAllergyObject), welches die Verarbeitung innerhalb des Akkordeon-Men&#252;s vereinfacht und vom Meta-Repository bereitgestellt wird. R&#252;ckblickend h&#228;tte man genau solche Interfaces &#8211; also JSON-Objekte &#8211; anstelle von SubTrees zwischen Front- und Backend austauschen k&#246;nnen. Dies impliziert jedoch ein statisches Backend.</Pgraph><Pgraph>Wie im Abschnitt oben bereits erw&#228;hnt,haben die primitiven Datentypen f&#252;r Mehraufwand bei der SubTree-Kommunikation gesorgt. In der Ausbaustufe, auf der sich unser PIO-ULB Editor befindet, bringen sie aber wenig Vorteile. R&#252;ckblickend h&#228;tten alle primitiven Daten (egal ob String, Code oder Integer) als String repr&#228;sentiert werden k&#246;nnen, da die Daten im XML-Dokument sowieso als String hinterlegt sind. Dadurch w&#228;re auch die aufwendige LookUpTable &#252;berfl&#252;ssig geworden, die der Deserialisierungslogik Datentypinformationen f&#252;r jeden PIO-XML-Pfad bereitstellt (siehe Kapitel 4.1).</Pgraph><Pgraph>Aus dem generischen Backend ergeben sich auch <TextGroup><Mark1>Vorteile</Mark1></TextGroup>. Da das Backend losgel&#246;st von der PIO-Struktur entwickelt wurde, ist es eine sehr flexible und wartungsarme Komponente. Bei strukturellen &#196;nderungen in der PIO-ULB-Spezifikation muss demnach nur die Frontend-Logik &#252;berarbeitet werden. Das generische Backend k&#246;nnte au&#223;erdem nach geringf&#252;gigen &#196;nderungen auf andere MIO&#47;PIO-Spezifikationen angewandt werden.</Pgraph><Pgraph>Das Aufspalten des XML-Bundles in Teilb&#228;ume (SubTrees) erm&#246;glicht es, dass jedes <Mark2>Formular</Mark2> nur den f&#252;r sich relevanten Teil der Daten h&#228;lt. Da beim Speichern von Daten nur dieser kleine Teil an das Backend geschickt wird, konnte die Netzwerkauslastung auf einem geringen Niveau gehalten werden.</Pgraph><Pgraph>Zu guter Letzt ist zu erw&#228;hnen, dass die PIO-ULB-Spezifikation den Umfang von herk&#246;mmlichen, papierbasierten Pflege&#252;berleitungsberichten weit &#252;bertrifft. Um den Nutzer durch eine hohe Anzahl an Eingabem&#246;glichkeiten nicht zu &#252;berfordern, wurde im Sinne des Pflegefachpersonals das <Mark2>PIO-Small</Mark2> entwickelt. Uns ist bewusst, dass die Definition eines bundesweiten Standards eine herausfor<TextGroup><PlainText>d</PlainText></TextGroup>ernde Aufgabe ist. Es m&#252;ssen Anforderungen von vielen Parteien ber&#252;cksichtigt und Kompromisse gefunden werden. Dennoch w&#228;re eine weniger komplexe FHIR-Struktur w&#252;nschenswert gewesen.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="6 Ausblick">
      <MainHeadline>6 Ausblick</MainHeadline><Pgraph>Die Pilotierung des PIO-ULB Editors im pflegerischen Alltag wurde im Sommer 2024 durchgef&#252;hrt. In diesem Rahmen sind Patienten&#252;berleitungen zwischen kooperierenden Pflegeeinrichtungen und dem Uniklinikum Augsburg durchgef&#252;hrt worden. Die erstellte XML-Datei versendete das Pflegepersonal mit Hilfe des KIM-Dienstes der TI. Der PIO-ULB Editor dient in dem Prozess als tempor&#228;re Br&#252;ckenl&#246;sung, welche langfristig gesehen durch einen automatischen PIO-ULB-Export aus dem Pflegedokumentationssystem ersetzt werden sollte. Diese Exportfunktion wird zuk&#252;nftig einen durchg&#228;ngig automatisierten Pflegedaten&#252;berleitungsprozess erm&#246;glichen und manuelle Schritte, wie das Eingeben von Daten in den PIO-ULB Editor, &#252;berfl&#252;ssig machen. Die Ergebnisse dieser Pilotierungsphase werden in einem weiteren wissenschaftlichen Beitrag ver&#246;ffentlicht.</Pgraph><Pgraph>Mit der Ver&#246;ffentlichung des Editors hoffen wir, anderen Softwareherstellern eine Beispielimplementierung f&#252;r die leichtere Entwicklung PIO-basierter Pflegesoftware zu bieten.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="Anmerkungen">
      <MainHeadline>Anmerkungen</MainHeadline><SubHeadline>Danksagung</SubHeadline><Pgraph>Wir bedanken uns herzlich bei unseren Kooperationspartnern f&#252;r die Bereitschaft, ihre fachliche Expertise in die Entwicklung des PIO-ULB Editors einflie&#223;en zu lassen. Ohne ihr regelm&#228;&#223;iges Feedback w&#228;re die nutzerzentrierte Konzeption und Entwicklung des PIO-ULB Editors nicht m&#246;glich gewesen. </Pgraph><Pgraph>Die Forschungsarbeit ist Teil des Verbundforschungspro<TextGroup><PlainText>j</PlainText></TextGroup>ektes CARE REGIO, welches durch das Bayerische Staatsministerium f&#252;r Gesundheit, Pflege und Pr&#228;vention gef&#246;rdert wird.</Pgraph><SubHeadline>Beitr&#228;ge der Autor:innen</SubHeadline><Pgraph>MR: Substantielle &#220;berarbeitung des Manuskripts; MR, VW, EM, SB: Schreiben des Manuskripts; MR, VW, LK: Entwicklung und Implementierung der Software; EM: Entwicklung der Benutzeroberfl&#228;che; PH: Expertenhilfe bei der Entwicklung der Softwarearchitektur; LD, ST: Pflegewissenschaftliche Unterst&#252;tzung; AM, CR, AT: Projektleitung. </Pgraph><SubHeadline>Interessenkonflikte</SubHeadline><Pgraph>Die Autoren erkl&#228;ren, dass sie keine Interessenkonflikte in Zusammenhang mit diesem Artikel haben.</Pgraph></TextBlock>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 1: Schematische Darstellung eines FHIR-Bundles (Daten aus Abb. 2 orange markiert)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 2: Darstellung der Patientenadresse im PIO-XML-Format (Daten aus Abb. 1 orange markiert)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 3: UML-Komponentendiagramm des PIO-ULB Editors</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 4: UML-Sequenzdiagramm f&#252;r zwei ausgew&#228;hlte Prozesse (1: Eingabefeld editieren, 2: XML-Datei &#246;ffnen)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 5: UML-Klassendiagramm f&#252;r SubTrees sowie einen beispielhaften primitiven Datentyp (CodePIO)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 6: Beispielhafte Darstellung der Patientenadresse als &#8222;EntryType&#8220; (gr&#252;n: primitive Daten, blau: Pfad bis zur Postleitzahl)</Mark1></Pgraph></Caption>
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