Seminario Daniela Ghironi, 25-10-2012

Standard internazionali e linee guida per il software nel settore della salute

Daniela Ghironi - [email protected]

Monday, October 29, 2012

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

eventoclinico pro!lo IHE

sistemi informativiintegrati

1 2

4progettazione

software

3

CONTESTO CLINICO ANALISI

processo di integrazione


pro!lo IHE

attore 2

attore 1

transazioni

descrive

1. identi!cazione attori• software già esistente o da implementare/integrare

2. identi!cazione fonti dati per le transazioni• eventuale integrazione tra le fonti

3. progettazione moduli software da sviluppare

4. progettazione sistema di messaggistica per le transazioni

progettazione


consideriamo il caso più completo, in cui affronteremo:

• sviluppo dei due moduli software che implementano gli attori LB e LIP

• supporto messaggi HL7

• protocollo di rete per lo scambio dei messaggi HL7 per la transazione lab62

caso d’uso - lab62

pro!lo LBL

LIP

LB

lab-62

descrive


moduloLB

messaggi HL7 *

via LAN

* come previsto dalla transazione LAB-62: QBP^SLI^QBP_Q11 e RSP^SLI^RSP_K11

moduloLIP

DATABASE LISpazienti

esami

leggeSERVER

PC operatore

architettura


1. Il paziente Mario Rossi arriva nella sala prelievi e consegna il proprio codice !scale all’operatore;

2. L’operatore effettua la ricerca per codice !scale:1. LB invia un messaggio HL7 con i parametri di ricerca al LIP2. LIP risponde con un messaggio HL7 contenente i risultati della ricerca

3. L’operatore visualizza la lista degli esami per il paziente e vengono stampate le etichette;

4. L’operatore effettua il prelievo.

moduloLB

moduloLIP

QBP^SLI^QBP_Q11

RSP^SLI^RSP_K11

messaggi HL7

caso d’uso - lab62


• quale linguaggio di programmazione?

• come creare e gestire messaggi HL7?

• come inviare il messaggio da LB al LIP?

scelte implementative


quale linguaggio di programmazione?

la scelta dipende da diversi fattori:• contesto in cui ci si deve integrare• eventuali limitazioni hw/sw

per i nostri progetti usiamo prevalentemente Python, ma questo ovviamente non signi!ca che sia l’unica scelta possibile!



Pythonhttp://python.org

• linguaggio di programmazione ad alto livello

• creato nel 1991

• multi-paradigma (orientato agli oggetti, imperativo, ...)

• multi-piattaforma (Linux/Unix, Mac OS X, Windows, ...)

• opensource

Guido van Rossum


http://python.org

http://python.org

• "It was nice to learn Python; a nice afternoon." *

• estesa libreria standard - batteries included

• prototipazione rapida

* cit. Donald Knuth, autore di “The art of computer programming” - Trento, 2012

Pythonpunti di forza



• quale linguaggio di programmazione?Python

• come creare e gestire messaggi HL7?



come creare e gestire messaggi HL7?


libreria HL7 “from scratch”

libreria HL7 esistente


libreria HL7

per ogni versione dello standard, dovrebbe supportare:

• creazione di messaggi, segmenti, etc.• supporto sequenze di escape e delimitatori custom• tipi di dati semplici e complessi • parser di messaggi in formato ER7• validazione dei messaggi• "essibilità in caso di messaggi/segmenti/campi non conformi


Alcune delle librerie opensource più usate:

libreria HL7

Nome Linguaggio Licenza Supporta

HAPI Java MPL / GPL v3 2.x

nhapi .NET MPL 2.x

python-hl7 Python BSD 2.x


libreria HL7

Stato dell’arte delle librerie Python

Nome Parser Validazione Data types

python-hl7 Incompleto No No

ankhos-python-hl7-parser Incompleto No No

pyhl7 Incompleto No No


libreria Python open source attualmente in sviluppo al CRS4

• standard HL7 2.x

• permette di creare messaggi “from scratch” o tramite parsing

• supporto tipi di dati semplici e complessi

• valida i messaggi segnalando eventuali violazioni dello standard

• licenza MIT

hl7apy


Messaggio HL7 generato dal modulo LB per la ricerca esami del paziente 123456:

MSH|^~\&|LB|Modulo LB|LIP|Reparto A|201210251630||QBP^SLI^QBP_Q11|001|P|2.5QPD|SLI^Specimen Labeling InstructionsÎHE_LABTF|0001|123456

RCP|I||R

messaggi HL7esempio

moduloLB

QBP^SLI^QBP_Q11

moduloLIP




RCP|I||R

messaggi HL7struttura

ogni riga* è un segmento

* ad esser precisi, i segmenti sono separati dal carattere CR (carriage return)




RCP|I||R


segmento MSH



QPD|SLI^Specimen Labeling InstructionsÎHE_LABTF|0001|123456RCP|I||R


segmento QPD

MSH|^~\&|LB|Modulo LB|LIP|Reparto A|201210251630||QBP^SLI^QBP_Q11|001|P|2.5



RCP|I||R


ogni segmento è composto da campi*


* il separatore è con!gurabile e de!nito nel segmento MSH - di default è il carattere pipe “|”



RCP|I||R


campo MSH.9de!nisce il tipo di messaggio




RCP|I||R


campo QPD.3parametro di ricerca (id paziente)

QPD|SLI^Specimen Labeling InstructionsÎHE_LABTF|0001|123456MSH|^~\&|LB|Modulo LB|LIP|Reparto A|201210251630||QBP^SLI^QBP_Q11|001|P|2.5



RCP|I||R


QPD|SLI^Specimen Labeling InstructionsÎHE_LABTF|0001|123456MSH|^~\&|LB|Modulo LB|LIP|Reparto A|201210251630||QBP^SLI^QBP_Q11|001|P|2.5

in Python con hl7apy:

messaggio = Message(‘QBP_Q11’, version=‘2.5’)messaggio.MSH.MSH_6 = ‘Reparto A’messaggio.QPD.QPD_3 = ‘123456’




• come creare e gestire messaggi HL7? hl7apy




come inviare il messaggio da LB al LIP?

i messaggi HL7 devono esser scambiati via LAN, per cui:

• LIP deve accettare connessioni in ingresso (server)• LB deve stabilire una connessione con il LIP (client)

deve essere implementato il protocollo MLLP


Minimal Lower Layer ProtocolMLLP

• protocollo standard per lo scambio di messaggi HL7 via TCP/IP

• aggiunge caratteri di controllo per poter identi!care inizio e !ne di un messaggio

Start\x0b

End\x1c\x0d

MessageMSH|^~\&|LB|Modulo LB|LIP|...


LIP

server TCP in grado di ricevere messaggi HL7 codi!cati secondo il protocollo MLLP

il LIP deve:

1. accettare connessioni TCP;

2. veri!care il contenuto del messaggio ricevuto:deve essere di tipo QBP^SLI^QBP_Q11;

3. rispondere con un messaggio RSP^SLI^RSP_K11.

moduloLB

moduloLIP

QBP^SLI^QBP_Q11

RSP^SLI^RSP_K11

messaggi HL7


LB

client TCP in grado di trasmettere messaggi HL7 codi!cati secondo il protocollo MLLP

LB deve:

1. stabilire una connessione TCP;

2. inviare un messaggio QBP^SLI^QBP_Q11 codi!cato secondo MLLP;

3. veri!care il messaggio di risposta: deve essere di tipo RSP^SLI^RSP_K11.

moduloLB

moduloLIP

QBP^SLI^QBP_Q11

RSP^SLI^RSP_K11

messaggi HL7


come inviare il messaggio da LB al LIP?

esistono svariate librerie Python per implementare protocolli di rete e server TCP, anche nella libreria standard;

nel nostro caso, utilizzeremo una delle più complete:

Twisted



• framework Python per sviluppare applicazioni di rete

• programmazione orientata agli eventi

• supporta numerosi protocolli (es. HTTP, XMLRPC, SMTP, etc.) e standard (es TCP, UDP, SSL, ...)

• permette lo sviluppo rapido di protocolli e moduli di integrazione

• opensource - licenza MIT

Twistedhttp://twistedmatrix.com/


http://python.org

http://python.org

• paradigma di programmazione

• tipica della programmazione di interfacce gra!che

• a differenza della programmazione imperativa, il "usso di esecuzione non è predeterminato, ma dipende dal veri!carsi di una successione di eventi che non è conosciuta a priori

• il programmatore de!nisce solo il codice da eseguire al veri!carsi di un dato evento

programmazione ad eventi


programmazione ad eventiesempio GUI

termineesecuzione

avvioChrome

pressionepulsante

attesaeventi


Twisted è un framework asincrono orientato agli eventi, il che signi!ca che:

• l’applicazione rimane in esecuzione in attesa di eventi da processare;• solo al veri!carsi di un evento, vengono eseguite le istruzioni associate all’evento stesso;

nel nostro caso, una connessione TCP in ingresso è un nuovo evento, e dovremmo:

1. veri!care che il messaggio in ingresso sia un messaggio HL7 di tipo QBP^SLI^QBP_Q11;2. eseguire la ricerca e restituire un messaggio HL7 di tipo RSP^SLI^RSP_K11

programmazione ad eventi

termineesecuzione

avvioLIP

nuovo messaggio

reactorloop


server LIP

class LIP(Factory): protocol = MLLP

class MLLP(LineReceiver): delimiter = "\x1c\x0d"

def lineReceived(self, content): message = Message.from_string(content) if message.type == "QBP_Q11": [... esegue la ricerca nel database ...] response = Message("RSP_K11") [... popola il messaggio RSP_K11...] content = "\x0b" + response.to_string() self.sendLine(content)

reactor.listenTCP(8888, LIP())reactor.run()


LBclass LB(object): def lab62(self, ssn): client = ClientCreator(reactor, MLLPClient) protocol = client.connectTCP("LIP_HOST", LIP_PORT) message = Message("QBP_Q11") [... popola il messaggio QBP_Q11 ...] protocol.sendMessage(message)

class MLLPClient(MLLProtocol):

def sendMessage(self, message): message = "\x0b" + message.to_string() self.sendLine(message)

def lineReceived(self, content): message = Message.from_string(content) if message.type == "RSP_K11": [... estrae i dati e stampa le etichette...]




• come creare e gestire messaggi HL7? hl7apy

• come inviare il messaggio da LB al LIP?Twisted


DEMO


qualche curiosità...

Interfaccia webSencha Touch 2

DatabaseDjango

Server webTwisted Django

LBTwisted

LIPTwisted

DjangoORM

MLLP

Push serverTwisted

Autobahn

HTTP

XMLRPC

websocket

noti!ca messaggi

~650 righe di codice, di cui:~400 GUI con Sencha Touch 2 ;~50 modulo LB;~50 modulo LIP;~50 protocollo MLLP;~30 push tramite websockets;~70 script avvio di tutti i servizi (HTTP, XMLRPC, LIP, LB, websockets)

Django www.djangoproject.comTwistedwww.twistedmatrix.comAutobahnautobahn.wsSencha Touch 2www.sencha.com/products/touch


http://www.djangoproject.com

http://www.djangoproject.com

http://www.twistedmatrix.com

http://www.twistedmatrix.com

http://autobahn.ws

http://autobahn.ws

http://www.sencha.com/products/touch

http://www.sencha.com/products/touch

Date post:	18-May-2015
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Seminario Daniela Ghironi, 25-10-2012

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