Ausgewählte Arbeiten

SPRACHDOKUMENTATION / INTEROPERABILITÄT

Vital Mapper

Sprache → strukturierte klinische Daten → FHIR

Eine sprachgestützte Pflegedokumentationsplattform, die gesprochene Beobachtungen in belegte, prüfbare klinische Struktur überführt und freigegebene Dokumentation über ein versioniertes Interoperabilitäts-Gateway weiterleitet.

IMPLEMENTIERTER PROTOTYP · HUMAN REVIEW ERFORDERLICH
Wie kann unstrukturierte klinische Sprache zu interoperablen Daten werden, ohne menschliche Kontrolle zu verlieren?

01 / Problem

Das klinische Signal beginnt in natürlicher Sprache.

Pflegenotizen enthalten relevante Beobachtungen, doch gesprochene Sprache ist nicht automatisch strukturiert, codiert oder integrationsfähig. Die Engineering-Aufgabe besteht darin, die Aussage zu erhalten, Unsicherheit sichtbar zu machen und die finale Entscheidung beim Menschen zu belassen.

  • Vitalwerte und Flüssigkeitsaufnahme
  • Schmerz, Symptome, Mobilität und Beobachtungen
  • Pflegeinterventionen und Kontextangaben

02 / Architektur

Ein Modell schlägt vor; freigegebene Daten passieren einen kontrollierten Vertrag.

Die Implementierung trennt lokale Sprach- und Sprachmodellverarbeitung von typisierter klinischer Extraktion, Grounding-Prüfungen, Review und einem versionierten Gateway-Vertrag. Vital Mapper schreibt nicht direkt nach HAPI FHIR; das Monitoring besitzt das verbindliche FHIR-, LOINC- und UCUM-Mapping.

  1. 01
    SpracheingabeExplizite Mikrofonaktion
  2. 02
    Verschlüsselter Audio-StoreGeschützte Aufnahme-Persistenz
    implementiert
  3. 03
    faster-whisperLokaler Speech-to-Text-Service
    implementiert
  4. 04
    Ollama-ExtraktionLokaler strukturierter Vorschlag
    implementiert
  5. 05
    Grounding + kanonisches ModellUnbelegte Fakten werden abgelehnt
  6. 06
    Menschliche FreigabeKorrektur vor Übergabe
  7. 07
    Interop-GatewayMonitoring-Vertrag und FHIR-Grenze
    implementiert
Das Sprachmodell ist keine FHIR-Autorität. Es dient als eingegrenzte Extraktionsassistenz.

03 / Datenfluss

Human-in-the-loop ist ein Gate, keine Fußnote.

Das Quelltranskript bleibt neben extrahierter Information und FHIR-Vorschlag sichtbar. Eine Pflegekraft kann jedes Element bestätigen, korrigieren oder ablehnen, bevor persistiert wird.

  1. 01Transkript
  2. 02Extrahierte Information
  3. 03FHIR-Vorschlag
  4. 04Pflege-Review
  5. 05Bestätigen / korrigieren / ablehnen
  6. 06Über kontrollierte API persistieren

Diese Fallstudie modelliert Assistenz, keine autonome klinische Entscheidungsinstanz.

04 / Klinisches Datenmodell

Von der Aussage zum belegten klinischen Modell.

Die implementierte Extraktion hält Quellenbezug und fehlende Information sichtbar. Die Zwischenstruktur erlaubt, Seite, Mobilität und Einheiten zu prüfen, bevor freigegebener Bericht und Vitalwerte an den Monitoring-Vertrag gehen.

SYNTHETISCHE PFLEGEEINGABE
„Der Patient berichtet seit heute Morgen über Schmerzen im rechten Knie. Mobilität eingeschränkt. Temperatur: 37,8 °C.“
Symptom
Knieschmerz
Seite
Rechts
Mobilität
Eingeschränkt
Temperatur
37,8 °C
Monitoring-seitige FHIR-Repräsentation · synthetisches Beispiel

Nach der Freigabe leitet das Gateway belegte Vitalwerte an Monitoring Pflege weiter. Dessen Backend mappt Messarten deterministisch zu einer Observation; der freigegebene Text wird mit aktivem Encounter als Composition gespeichert.

{
  "resourceType": "Observation",
  "status": "preliminary",
  "subject": { "reference": "Patient/synthetic-1042" },
  "encounter": { "reference": "Encounter/synthetic-enc-37" },
  "code": { "text": "Body temperature" },
  "valueQuantity": {
    "value": 37.8, "unit": "°C",
    "system": "http://unitsofmeasure.org", "code": "Cel"
  }
}

05 / Interoperabilität

Interoperabilität ist mehr als valides JSON.

Die Wahl einer FHIR-Ressource hängt von dokumentiertem Fakt, Versorgungsworkflow, lokalen Profilen und Zielsystem ab. Deshalb schlägt das Modell zuerst einen typisierten klinischen Fakt vor; der Mapper wendet die Regeln des vereinbarten Vertrags an.

01

Observation

Messungen und ausgewählte Befunde, mit Einheiten und Referenzen.

02

Condition

Kann zu einem klinisch gepflegten Problem passen—abhängig von Workflow und Governance.

03

ClinicalImpression

Kann bei passendem Kontext eine Einschätzung tragen.

04

Composition

Kann bei entsprechender Implementierung einen strukturierten Dokumentkontext bilden.

05

Provenance

Kann Erstellungs- und Review-Kontext abbilden, ohne die Quellnotiz zu ersetzen.

FHIR / terminologyTerminologie ist eine eigene semantische Schicht: UCUM kann Einheiten normalisieren; LOINC und SNOMED CT sind konzeptionelle Integrationsziele, sofern geregelte Value Sets und Lizenzkontext vorliegen. Diese Fallstudie behauptet keinen fertigen Terminologie-Service.

06 / Sicherheit

Privacy und Trust Boundaries sind im Datenpfad implementiert.

Vital Mapper nutzt serverseitige OIDC-BFF-Sessions, verschlüsselte Redis-gestützte Tokens, Rollen- und Patientenprüfungen, verschlüsselte Audioablage und Audit Logging. Lokale faster-whisper- und Ollama-Services reduzieren in der Entwicklungsarchitektur externe Modell-Datenbewegung.

01

Audio

Aufnahmen werden at rest verschlüsselt; das Frontend hält Audio aus persistentem Browser-Speicher.

02

KI-Verarbeitung

faster-whisper und Ollama laufen als lokal/on-premises-fähige Dienste in der Compose-Architektur.

03

API-Zugang

Keycloak/OIDC, serverseitige Sessions und RBAC schützen API- und Patientenzugriff.

04

Integration

Freigegebene Daten laufen über das Gateway; direkter HAPI-Zugang ist bewusst quarantänisiert.

Implementierte Kontrollen sind keine Zertifizierung und keine Behauptung eines produktiven klinischen Betriebs.

07 / Engineering-Entscheidungen

Zentrale Engineering-Entscheidungen

  1. 01

    Grounded Extraction vor Integration

    Unbelegte Werte werden abgelehnt, statt vom Modell ergänzt zu werden.

  2. 02

    Review vor Persistenz

    Jeder Vorschlag bleibt editierbare klinische Dokumentation, keine autonome Schlussfolgerung.

  3. 03

    Gateway statt direktem FHIR-Zugang

    Vital Mapper übergibt freigegebene Information über einen versionierten Gateway-Vertrag; Monitoring Pflege besitzt das verbindliche FHIR-Mapping.

Offene Engineering-Herausforderungen
  • Negation, Unsicherheit, Zeitpunkt und Zuschreibung darstellen, ohne die gesprochene Aussage zu verflachen.
  • Ressourcenprofile und Terminologie-Bindungen passend zum Zielworkflow statt zu einer generischen Demo auswählen.
  • Korrekturen nachvollziehbar machen, ohne unnötigen klinischen Inhalt in Logs preiszugeben.

08 / Stand & Ausblick

Aktueller Stand

IMPLEMENTIERTER PROTOTYP

Das Repository implementiert React/FastAPI-Workflow, verschlüsselte Audio-Persistenz, lokale faster-whisper-Transkription, Ollama-Extraktion, Grounding-Prüfungen, manuelle Freigabe, Keycloak/OIDC-BFF-Sessions, PostgreSQL/Redis und den Übergabepfad zum Monitoring-Gateway.

NÄCHSTE RICHTUNG

Nächste Richtung

Als Nächstes folgen belastbare Extraktionsevaluierung, Integrationstests über Deployments, Betriebsrichtlinien zur Aufbewahrung sowie klinische Validierung und Governance vor einem Produktionseinsatz.

09 / Was dies zeigt

Was dieses Projekt zeigt

  1. 01AI Engineering mit expliziter Human-in-the-loop-Grenze
  2. 02Klinisches Datenmodell vor Serialisierung
  3. 03FHIR-bewusstes Integrationsdesign und Terminologie-Nüchternheit
  4. 04Privacy-by-Design an Systemgrenzen