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Jonathan Schmitt

• Das Gesundheitssystem befindet sich derzeit im Wandel. Medizin wird zunehmend nicht mehr als Kunst betrachtet, bei der ein Arzt sich auf seine Intuition verlässt, wenn er eine Diagnose erstellt oder eine Behandlung auswählt. Die steigenden Kosten zwingen die Beteiligten dazu, die Effizienz der Behandlungen zu steigern. Ein Mittel dies zu erreichen sind medizinische Leitlinien. Dabei handelt es sich um Anleitungen, die den "Goldstandard" der Behandlung einer Krankheit zusammenfassen und so dem Arzt Wissen kompakt zur Verfügung stellen. Basierend auf diesem Wissen sollen Ärzte Behandlungen und Diagnosen durchführen. Die Erwartung ist, dass durch den Einsatz von Leitlinien in einer Behandlung die Qualität der Behandlung steigt während gleichzeitig die Behandlungskosten sinken. Mit zunehmender Verbreitung gewinnen medizinische Leitlinien immer mehr an Bedeutung. Damit stellt sich die Frage nach der Qualitätssicherung von Leitlinien. Bisher agieren die Organisationen, die LeitlinienDas Gesundheitssystem befindet sich derzeit im Wandel. Medizin wird zunehmend nicht mehr als Kunst betrachtet, bei der ein Arzt sich auf seine Intuition verlässt, wenn er eine Diagnose erstellt oder eine Behandlung auswählt. Die steigenden Kosten zwingen die Beteiligten dazu, die Effizienz der Behandlungen zu steigern. Ein Mittel dies zu erreichen sind medizinische Leitlinien. Dabei handelt es sich um Anleitungen, die den "Goldstandard" der Behandlung einer Krankheit zusammenfassen und so dem Arzt Wissen kompakt zur Verfügung stellen. Basierend auf diesem Wissen sollen Ärzte Behandlungen und Diagnosen durchführen. Die Erwartung ist, dass durch den Einsatz von Leitlinien in einer Behandlung die Qualität der Behandlung steigt während gleichzeitig die Behandlungskosten sinken. Mit zunehmender Verbreitung gewinnen medizinische Leitlinien immer mehr an Bedeutung. Damit stellt sich die Frage nach der Qualitätssicherung von Leitlinien. Bisher agieren die Organisationen, die Leitlinien erstellen, wie etwa die niederländische CBO, auf Basis der Annahme, dass eine Leitlinie keine nennenswerten Fehler mehr enthält, wenn sie von Experten erstellt und korrekturgelesen wurde. Dabei bietet die Existenz einer Leitlinie alleine keine Garantie dafür, dass Behandlungen in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden, dass veraltete Behandlungen unterlassen werden oder stets die günstigste Form der Behandlung gewählt wird. In Anbetracht der Tatsache, dass tausende Patienten anhand von einer Leitlinie behandelt werden und ein Fehler in einer Leitlinie sehr hohe Kosten und sehr großes Leid verursachen kann, scheint die Annahme der Korrektheit fahrlässig. In der Softwaretechnik werden formale Methoden auf ähnliche Probleme angewendet. Dabei gibt der Einsatz formaler Methoden die Garantie, dass ein Modell keine Fehler mehr enthält. Diese Arbeit bringt medizinische Leitlinien und formale Methoden zusammen, und zeigt auf diese Weise, dass eine Leitlinie fehlerfrei ist. Damit ist beispielsweise gemeint, dass vorgeschriebene Behandlungssequenzen eingehalten werden oder veraltete Behandlungen nicht von der Leitlinie vorgeschrieben werden. Um dies verifizieren zu können, wird ein Modell der Leitlinie erstellt, welches mit einer formalen Semantik unterlegt ist. Dieses Modell wird dann als Programm interpretiert, wobei der Arzt als "Ausführungseinheit" agiert und mit Diagnosen und Behandlungen den Zustand des Patienten abfragt und ändert. Mit dieser Interpretation werden Methoden zur Qualitätssicherung von Programmen auf Leitlinien angewendet. Das Ergebnis dieses Ansatzes sind Leitlinien, die garantiert fehlerfrei sind. Gleichzeitig sind die auf diese Weise qualitätsgesicherten Leitlinien strukturell nicht von den bisherigen zu unterscheiden, wodurch vermieden wird, dass das medizinische Personal sich beim Einsatz gesicherter Leitlinien gegenüber dem bisherigen Vorgehen umstellen muss.…
• The upcoming of medical guidelines and protocols is currently changing the health systems world wide. Until recently, doctors were seen as "gods in white" and their judgement and knowledge determined the treatment of a patient. This is somewhat unsatisfying, as the knowledge explosion in the medical domain has passed a point, where a singular person is capable of keeping himself up to date. To address this issue, clinical guidelines and protocols have been devised. Guidelines and protocols summarize the medical knowledge currently in existence for the diagnosis and/or treatment of a disease and serve as a checklist for the doctor. The importance of these guidelines, which serve as a foundation for the treatment of thousands of patients, raises the question of the quality of the guidelines itself. This thesis transfers quality assurance methods from the software engineering domain and applies them to medical guidelines with the result, that it is possible to verify the correctness ofThe upcoming of medical guidelines and protocols is currently changing the health systems world wide. Until recently, doctors were seen as "gods in white" and their judgement and knowledge determined the treatment of a patient. This is somewhat unsatisfying, as the knowledge explosion in the medical domain has passed a point, where a singular person is capable of keeping himself up to date. To address this issue, clinical guidelines and protocols have been devised. Guidelines and protocols summarize the medical knowledge currently in existence for the diagnosis and/or treatment of a disease and serve as a checklist for the doctor. The importance of these guidelines, which serve as a foundation for the treatment of thousands of patients, raises the question of the quality of the guidelines itself. This thesis transfers quality assurance methods from the software engineering domain and applies them to medical guidelines with the result, that it is possible to verify the correctness of medical guidelines using formal modelling and interactive verification.…