Freie Software im Gesundheitswesen

Integrative Softwareumgebung für alle medizinischen Bereiche auf der Basis von Debian GNU/Linux

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Note: There is a complete English paper online.

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Abstract

Nach der Etablierung von Linux als Serverbetriebssystem, entwickelt es sich nun auch zusehends zum akzeptablen Desktop-Betriebssystem. Die Hauptargumente hierfür sind Sicherheit und Kostengründe. Sehr großes Interesse finden dabei Büroanwendungen. Der Grund dafür ist die große Nutzerbasis, die das für Open Source Entwicklungen nötige Entwicklerpotential mit sich bringt.

Handelt es sich jedoch um die Lösung spezieller Aufgaben, wie etwa die Verwaltung einer Arztpraxis, so ist auf Grund des kleineren Anwenderkreises auch der Anteil der darunter befindlichen begabten Programmierer deutlich geringer. Seit einiger Zeit ist jedoch auch für viele Spezialgebiete Freie Software entwickelt worden und es besteht durchaus die Aussicht, daß Freie Software hier in Konkurrenz zu kommerziellen Produkten treten kann.

Diese Entwicklung ist durchaus wirtschaftlich sinnvoll. Der Bedarf für Wartung und Dienstleistung in diesen speziellen Gebieten ist deutlich höher und erfordert das Spezialwissen von auf dem jeweiligen Fachgebiet kompetenten Experten. Insofern spielen die reinen Anschaffungskosten der eingesetzten Software eine untergeordnete Rolle, was Freie Software durchaus interessant macht und interessante Geschäftsmodelle für Dienstleister ermöglicht.

Der Vortrag bietet einen Überblick über derzeit existierende Freie Software auf dem Gebiet der Medizin und skizziert, wie diese Software in die Debian GNU/Linux Distribution integriert werden kann. Es werden die Vorteile einer einheitlichen Integrationsplattform diskutiert und begründet, warum Debian GNU/Linux zu diesem Zweck ausgewählt wurde.

Die Original-Folien sind im Web.

Überblick

• Motivation
• Status Freier Software in der Medizin
• Was ist Debian?
• Was ist Debian-Med?
• Warum Debian für das Gesundheitswesen?
• Wie funktioniert Debian-Med?
• Probleme bei der Realisierung
• Zusammenfassung: Ziele von Debian-Med
• Zukunft

Motivation

• Allgemein praktizierende Ärzte
  • Sichere und zuverlässige paperlose Praxis-Verwaltung
  • Leichte und schnelle Bedienung
• Stationäre Patientenverwaltung
  • Sichere und zuverlässige Klinikverwaltung
  • Standardisierter Austausch medizinischer Daten
• Medizinische Forschung
  • Offene Plattform für Telepatologie
  • Offene Umgebung für medizinische Studien
• Mikrobiologie
  • Leicht zu bedienende Umgebung für die Analyse von Protein- und DNA-Sequenzen
  • Portable Datenformate

Nutzerprofil

• In der Regel geringe technische Kompetenz
• Nicht mit vertretbarem Aufwand in der Lage, Programme aus den Quellen zu installieren
• Kein Interesse an Administration des Betriebssystems
• Interesse an Untermenge der verfügbaren Freien Software
• Erfordernis für leichte Handhabung
• Erfordernis für Sicherheit und Zuverlässigkeit
• Erfordernis für Dokumentation in der Muttersprache

=> Gibt es eine Lösung für solche Nutzer?

Ja und Nein.

Status Freier Software in der Medizin

• Schlechte Bedienbarkeit wegen fehlender GUI
• verwaiste Software
• unübliche Lizenzen
• Portierungsprobleme (Architekturen, Byte-Anordnung, 32 vis 64 bit)
• Datenformate nicht austauschbar
• Parallelentwicklungen mit gleicher Funktionalität
• Verwendung von Werkzeugen oder Backends, die nicht für die geplante Applikation geeignet sind
• Nutzer sind nicht in der Lage, die Software zu installieren

GnuMed

• Robust, sicher, portabel
• Professionelles Design (Client - Server)
• Technologie: PostgreSQL, mehrere Clients (Python, Web, ...)
• Datensicherheit hat höchste Priorität
• Noch nicht in der Praxis nutzbar (dynamische Entwicklung)
• Debian Paket verfügbar

Torch (früher FreePM)

• Technologie: Zope
• Nachteil: keine professionelle Datenbank
• Bereits im Einsatz

Res Medicinae

• Technologie: Java (Probleme mit Lizenz)
• Vielversprechend doch noch lange nicht einsatzbereit

Tk Family Practice

• Technologie: Tcl/Tk - portabel, doch für größere Projekte ungeeignet,
• zusätzlich Web-Client, selbstgestrickte Datenbank
• Bereits im Einsatz

OIO - Open Infrastructure for Outcomes

• Klinikverwaltung, robust, flexibel
• Technologie: Zope + PostgreSQL
• Nur Browser Frontend

Weitere medizinische Praxisverwaltungssoftware

• FreeMed
  • Technologie: PHP + MySQL
  • Keine geeignete Datenbank (PHP + MySQL)
  • Entwicklung eingeschlafen
• SQL Clinic
  • Psychiatrische Klinikverwaltung
  • PostgreSQL + Perl Web-Interface
• ...und andere ...

Wozu braucht die Welt diese Vielzahl freier Programme nur um Patientendaten zu verwalten¿?¿?¿

Gründe für diese Vielfalt?

• Historisch bedingt
• Geringe Popularität
• Unterschiedliche technologische Entscheidungen
• Unterschiedliche Konzepte

Was ist Freie Software

1. Unbeschränkte Weitergabe
   Ein Bestandteil der Debian-Distribution darf durch seine Lizenz nicht verhindern, daß irgend jemand diese Software als Bestandteil einer Software-Distribution, die Programme aus den verschiedensten Quellen enthält, verkauft oder weitergibt. Die Lizenz darf keine Abgaben oder sonstige Leistungen für einen solchen Verkauf fordern.
2. Quellcode
   Das Programm muß im Quellcode vorliegen, und es muß die Weitergabe sowohl im Quellcode als auch in compilierter Form erlaubt sein.
3. Weiterführende Arbeiten
   Die Lizenz muß Veränderungen und weiterführende Arbeiten gestatten und es erlauben, daß diese unter den gleichen Lizenzbedingungen weitergegeben werden dürfen wie die Original-Software.
4. Integrität des ursprünglichen Quellcodes
   Die Lizenz darf die Weitergabe von verändertem Quellcode nur dann verbieten, wenn sie die Weitergabe von sogenannten Patch-Dateien mit dem Quellcode erlaubt, die dazu dienen, das Programm vor seiner Herstellung zu modifizieren. Die Lizenz muß ausdrücklich die Weitergabe der aus dem veränderten Quellcode erzeugten Programme erlauben. Die Lizenz darf fordern, daß die veränderten Programme einen anderen Namen oder eine andere Versionsnummer tragen müssen.
   (Dies ist ein Kompromiß. Die Debian-Gruppe ermutigt alle Autoren, Veränderungen an Dateien sowohl im Quellcode als auch in Binärform zu erlauben.)
5. Keine Diskriminierung von Personen oder Gruppen
   Die Lizenz darf keine Person oder Gruppe von Personen diskriminieren.
6. Keine Diskriminierung von Einsatzbereichen
   Die Lizenz darf keine Einschränkungen hinsichtlich des Einsatzbereichs vornehmen. Beispielsweise darf sie nicht verhindern, daß das Programm geschäftlich oder für genetische Forschungen verwendet wird.
7. Weitergabe der Lizenz
   Die mit einem Programm verbundenen Rechte müssen für alle gelten, die das Programm erhalten, ohne daß es für sie notwendig ist, eine zusätzliche Lizenz zu erwerben.
8. Keine spezielle Lizenz für Debian
   Die mit dem Programm verbundenen Rechte dürfen nicht davon abhängig sein, daß das Programm Teil des Debian-Systems ist. Falls das Programm aus der Debian-Distribution herausgenommen wird und ohne Debian genutzt oder vertrieben werden soll, ansonsten aber im Rahmen der Programmlizenz bleibt, so müssen alle Parteien, die das Programm bekommen, die gleichen Rechte haben, wie sie im Zusammenhang mit dem Debian-System gewährt wurden.
9. Keine Auswirkungen auf andere Programme
   Die Lizenz darf keine Beschränkungen besitzen, die Auswirkungen auf andere Software hat, die mit diesem Programm weitergegeben wird. Beispielsweise darf die Lizenz nicht vorschreiben, daß alle anderen Programme auf dem gleichen Medium Freie Software sein müssen.

• Beispiellizenzen
  Die GPL, BSD und Artistic Lizenzen sind Beispiele für Lizenzen, die wir als frei betrachten.

Was ist Debian?

• Linux ist nur der Kern des Betriebssystems.
• Benötigt werden darüber hinaus eine große Zahl von Anwendungen.
• Solche Sammlungen von Software um den Linux-Kern wird als Distribution bezeichnet.
• Firmen, die solche Distributionen zusammenstellen werden Distributor genannt.
• Sie erwirtschaften Geld durch den Verkauf dieser Distribution, durch Nutzerunterstützung und -schulung.
• Beispiele für solche Distributoren sind Mandrake, RedHat, Suse und andere.
• Debian ist einer dieser Distributoren.

Verzeihung. Das war nicht korrekt.

Was ist Debian? (nächster Versuch)

Das Debian-Projekt ist eine Gemeinschaft von Individuen die in Gemeinschaftsarbeit ein freies Betriebssystem entwickeln. Dieses Betriebssystem, das wir entwickelt haben, wird

Debian GNU/Linux,

genannt, oder einfach nur Debian.

Weiterhin wird daran gearbeitet, Debian mit anderen Kerneln anzubieten, hauptsächlich für Hurd. Andere mögliche Kernel sind BSD und auch Ports für MS Windows sind geplant.

Netzwerk des Vertrauens

Unterschiede zu anderen Distributionen

• Debian ist keine Firma sondern eine Organisation.
• Debian verkauft nichts.
• Debian Mitglieder (sogenannte Entwickler) sind Freiwillige.
• Die Entwickler arbeiten an dem gemeinsamen Ziel: Das bestmögliche Betriebssystem herzustellen.
• Debian ist die größte Sammlung sofort installierbarer Freier Software im Internet
• Zwei Möglichkeiten Debian GNU/Linux zu beziehen:
  • Vertrieb durch andere Distributoren auf CD
  • Kostenlose Installation direkt aus dem Web
• Der letzte Weg ist der übliche und es gibt äußerst praktische Programme, die das sehr flexibel unterstützen.

Was ist Debian-Med?

• Debian internes Projekt
• Vollständig integriert in Debian
• Besonderes Augenmerk auf Qualität von Programmpaketen in Debian, die für medizinische Zwecke einsetzbar sind
• Erstellen von Paketen medizinischer Software, die noch nicht in Debian enthalten sind und Integration dieser Pakete.
• Aufbau einer allgemeinen Infrastruktur für Nutzer in medizinischen Bereichen

Geschichte von Debian-Med

• Libre Software Meeting - Bordeaux 2001
  • Freie Software in der Medizin
  • Problem, daß freie medizinische Software oft schwer zu installieren ist

Die Debian Entwickler, die auf der Konferenz anwesend waren, tranken zuerst etwas Bordeaux Wein ...

...und bereiteten einen Vortrag vor nachdem jemand die alarmierenden Worte sagte:

Da ist ein Laptop offen!

So war die Idee geboren.

Der offizielle Start des Debian-Med Projekts war im Januar 2002.

Ziele im Detail

Beispiel: zahnärztliche Praxis

• OdontoLinux
  • => PostgreSQL, PHP, Debian Paket verfügbar
• LinuDent
  • => Tcl/Tk, gemeinsamer Code mit Tk Family Practice

Autoren stehen mittlerweile in Verbindung...

=> Ziel von Debian-Med: Integration

Mikrobiologie

• Große Zahl von Programmen für Analyse von DNA- und Proteinsequenzen
• Unterschiedlicher Entwicklungsstand
• Verschiedene Lizenzen
  • Oft nicht kompatibel mit DFSG
  • Steht Verbreitung im Weg
• Probleme
  • Inkompatible Datenformate
  • Probleme auf unterschiedlichen Hardware Architekturen
  • Unterschiedliches Nutzerinterface

=> Ziel von Debian-Med:

Qualitäts-Standards schaffen

Fehlende Freie Software Lösungen

• Medikamentendatenbank
• Pharmazie
• Physiotherapy
• Veterinärmedizinische Praxis

=> Ziel von Debian-Med:

Unterstützung von Entwicklern

Spezielle Bereiche

• Medizinische Bildverarbeitung
  • Unterschiedliche proprietäre Bildformate medizinischer Geräte
  • Lizenz- und Patentproblem
• Kontrolle medizinischer Geräte
  • Ersetzen proprietärer Software auf nicht-freien System mit Nachteilen bezügliche Funktionalität und Sicherheit

=> Ziel von Debian-Med: Aufzeigen der Vorteile

Freier Software für Programmierer

Komplexe Probleme

• Medizinische Forschung
  • Mächtige Anwendungen (DHCP / VISTA)
  • Telepathologie (ipath)
• Medizinische Datensätze
  • GEHR (OpenEHR)
  • OIO

=> Ziel von Debian-Med: Forderung nach

soliden Installationsmechanismen

Dokumentation

• "Traditionelle" Schwäche Freier Software
  • Mit geringem Aufwand wertvolle Beiträge möglich
• Medicine HOWTO
  • Teil des Linux Documentation Project (LDP)
  • Beschreibung der existierenden freien medizinischen Software
  • Übersetzung wäre wünschenswert
• ResMedicinae Analyse Dokument
  • Analyse existierender Programme
  • Detaillierte Spezifikation von Anforderungen an Praxisverwaltungssoftware
  • Nur rudimentäre englische Übersetzung
  • Bedarf ähnlicher Spezifikationen für andere Bereiche

=> Ziel von Debian-Med:

Dokumentationen und Übersetzungen

Warum Debian als Integrationsplattform

• Strengste Maßstäbe an Sicherheit und Stabilität
• Linux Distribution mit mächtigen Paketverwaltungswerkzeugen
• Gründliche Qualitätskontrolle
• Strenge Regeln ("Policy")
• 11 Hardware Architekturen
  • (Auto-Übersetzer: alpha, arm, hppa, i386, ia64, m68k, mips, mipsel, powerpc, s390, sparc)
• Entwickelt von fast 1000 Freiwilligen
• Einzelne Entwickler können Einfluß nehmen - sie müssen es nur in Angriff nehmen

Wie funktioniert Debian-Med?

• Sammlung medizinischer Software in "Meta-Paketen"
  • => Keine Suche nach verfügbarer Software erforderlich
  • => Nutzer muß nicht die lange Liste von Debian-Paketen im einzelnen durchforsten
  • => Leichte Vergleichbarkeit von Software mit gleicher Funktionalität
  • => Schutz vor versehentlichem Löschen benötigter Pakete
  • => Konflikte zu inkompatiblen Paketen
  • => Vereinfachte Installation
  • => Geringer Aufwand für die Administration
• Angepaßte Konfiguration innerhalb von Meta-Paketen
  • => Berücksichtigung spezieller Bedürfnisse von Projekt-Nutzern
• Dokumentations-Pakete
  • Packen und Erzeugen relevanter Dokumentation
  • Übersetzung

Rolle: Debian-Med Nutzer

• System Administrator legt eine Nutzer-Gruppe für medizinische Software fest
• Zusätzliches Nutzer-Menü "Med"
• Nutzer mit der Rolle Med können mit zusätzlicher Konfiguration ausgestattet werden
• Andere Nutzer kommen nicht damit in Berührung

Debian-Med entwickelt keine medizinische Software.

Es wird lediglich für die problemlose Integration der freien medizinischen Software, die durch Dritte entwickelt wird, gesorgt.

Ziele von Debian-Med (Zusammenfassung)

• Integration medizinischer Software
• Qualitätsstandards für freie medizinische Software setzen
• Entwickler freier medizinischer Software unterstützen
• Kommerzielle Hersteller auf Vorteile Freier Software hinweisen
• Hohe Qualität der Debian Pakete mit medizinischer Software
• Dokumentation und Übersetzung

Probleme bei der Realisierung

Zertifizierung

• Krankenversicherung fordert korrekte Datenlieferungen
• Anwenderinteresse an fehlerfreier Abrechnung
• => Nur Anbieter, die fehlerfreie Daten liefern verbleiben am Markt
• => Gilt gleichermaßen für Open und Closed Source
• => BMfG: Zertifizierung von Open Source durch KBV nicht grundsätzlich ausgeschlossen
• => Präzedenzfall: Firmware für einige ISDN-Karten im Linux-Kernel

Änderung gesetzlicher Vorgaben

• Notwendigkeit für kurzfristige Änderungen
• => Notwendigkeit für kommerziellen Support
• => Erfordert Fachwissen von Medizin-Informatikern
• => Geschäftsmodell: Dienstleistungen für medizinische Freie Software
  • Software selbst kostenlos
  • Einnahmen für Leistungen wie
    • Beratung
    • Installation
    • Support
    • Aktualisierung

Zukunft

• Erste Schritte
• Einige Meta-Pakete sind bereits fertig
• Starkes Interesse seitens Entwicklern und Anwendern
• Erste Version wird mit Sarge erscheinen
• Live-CD auf der Basis von Knoppix

Weitere Informationen

http://www.debian.org/devel/debian-med/