Schnittstellen: Grundlage eines vernetzten Labors 4.0
DOI: https://doi.org/10.47184/td.2026.01.07 Unter Labor 4.0 wird in Anlehnung an die Industrie 4.0 ein komplett digitalisiertes und vernetztes Labor verstanden: Aufträge werden elektronisch ans Labor gesandt, anhand der eintreffenden Probe wird der Auftrag aktiviert, die Proben werden automatisch aliquotiert, auf die entsprechenden Analyzer verteilt, die Tests werden durchgeführt, und die Ergebnisse werden ins Laborinformationssystem zurückgespielt. Es erfolgt die (Auto-)Validation der Messergebnisse, ein elektronischer Befund wird erstellt und auch elektronisch an die Arztpraxis oder die einsendende Abteilung übermittelt. Die Grundlage für eine effiziente Kommunikation zwischen verschiedenen Software- und Hardwaresystemen sind so genannte Schnittstellen. Doch was ist eine Schnittstelle überhaupt? Was sollte man beachten?
LIS, GUI, API, HL7-FHIR, SiLA2, AnIML, OPC-UA/LADS, ADF
Der Begriff der Schnittstelle ist nicht offiziell definiert und schwankt je nach Anwendungsgebiet. So kann man Schnittstellen zum Beispiel nach dem Abstraktionsgrad einteilen. Die uns allen am besten bekannte Schnittstelle dürfte die Mensch-Maschine-Schnittstelle sein – auch Graphical User Interface (GUI) genannt, weil sie typischerweise auf grafischen Elementen (Knöpfe, Mauszeiger usw.) basiert. Wenn wir uns durchs Laborinformationssystem (LIS) bewegen, auf verschiedene Reiter klicken und Befunde mit einem Klick validieren, nutzen wir eine solche Mensch-Maschine-Schnittstelle, indem das GUI unseren Willen (über unsere Klicks) in eine für den Computer lesbare Form übersetzt. Schnittstellen regeln also die Kommunikation zwischen verschiedenen Instanzen, indem sie entweder eine Sprache nutzen, die beide Seiten verstehen, oder indem sie zwischen den verschiedenen Sprachen übersetzen. Eine Abstraktionsebene tiefer spricht man von den Softwareschnittstellen. Diese ermöglichen die Kommunikation zwischen Softwarekomponenten oder -programmen. Nutzen wir zum Beispiel eine Middleware eines Geräteherstellers, so muss diese mit unseren LIS kommunizieren können. Dabei kann die Kommunikation unidirektional (nur in eine Richtung) oder bidirektional (in beide Richtungen) erfolgen. Im Englischen wird häufig die Bezeichnung API (Application Programming Interface) genutzt. Über eine API kann festgelegt werden, ob Nachrichten nur gesendet, nur empfangen oder gesendet sowie empfangen werden sollen. Darüber hinaus wird definiert, wie diese Nachrichten aufgebaut sind. Eine moderne Form der API, die vor allem für Webservices optimiert sind, sind die sogenannten „REST-API“ oder „RESTful API“ (REST = Representational State Transfer). Eine Softwareschnittstelle ist dann „RESTful“, wenn sie entsprechenden Anforderungen entspricht (z. B. mit einer Server-Client-Struktur arbeitet, Anfragen über HTTP verwaltet usw.; weiterführende Literatur siehe [8]). Auf der niedrigsten Abstraktionsebene finden sich die Hardwareschnittstellen. Dabei handelt es sich um verschiedene Möglichkeiten der physischen Vernetzung von Hardwaresystemen, also Kabel (z. B. USB, HDMI usw.). In diesem Artikel wollen wir uns mit den Softwareschnittstellen beschäftigen, da diese die Grundlage für das Labor 4.0 bilden.
Tohuwabohu im Softwareschnittstellenland
Als Softwareschnittstelle bezeichnet man den Teil eines Softwareprogramms, über den die Kommunikation mit anderen Systemen erfolgt. Damit eine Kommunikation stattfinden kann, müssen sich die beiden Seiten „verstehen“. Es muss also die Hardwareschnittstelle als physische Grundlage einer Kommunikation vorliegen (ein Analyzer muss eine Verbindung zum Server erhalten, damit Kontakt zum LIS hergestellt werden kann), und zusätzlich muss die gleiche Sprache gesprochen beziehungsweise übersetzt werden (damit das LIS den Analyzer versteht und andersherum) (Abb. 1).
