Modul CS4360-KP08, CS4360

Dauer:

Angebotsturnus:

Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:

• Master Medizinische Informatik 2014 (Pflicht), Medizinische Informatik, 1. oder 2. Fachsemester

Qualifikationsziele/Kompetenzen:

• Die Studenten können die IST-Situation der Interoperabilität von Software im ambulanten und stationären Sektor erläutern; einschließlich verwendeter struktureller und semantischer ''Standards'' für Datenaustausch inkl. Vokabularien.
• Sie können das Problem syntaktischer, struktureller und semantischer Heterogenität bei verteilten Anwendungssystemen erläutern und Beispiele nennen.
• Sie können Ziele und Herausforderungen einer anvisierten SOLL-Situation (semantischer) Interoperabilität in der Medizin erläutern.
• Sie können Defizite des weltweit in Krankenhäusern verwendeten HL7 V2 – Kommunikationsstandards erläutern.
• Sie können den modell-gestützten HL7 V3 - Standard mit seinen statischen und dynamischen Modellanteilen erläutern.
• Sie können das RIM-Modell und seine Backbone-Klassen interpretieren und abgeleitete Modelle durch ''Cloning and Constraining'' beispielhaft erstellen.
• Sie können Datentypen nennen und dabei die Abbildung von Instanz-Identifikationen, Wertemengen sowie interner und externer Vokabularien (u.a. über OIDs) erläutern.
• Sie können die Herkunft des XML-Schemas für HL7 CDA Dokumente erläutern und Vorteile der Ableitung aus HL7 V3 skizzieren.
• Sie können instanziierte HL7 CDA Dokumente mit Header und Body (3 Level) interpretieren. Sie können weiterhin CDA-Dokumente erstellen und deren Inhalt als ''well-formed'', ''valid'' oder ''conformant'' überprüfen.
• Sie können Kriterien nennen, über die Nachrichten und Dokumente sowie Strukturierung und Standardisierung der Inhalte differenziert werden können.
• Sie können aufzeigen, wie über Implementierungsleitfäden Business Regeln für konkrete CDA-Anwendungen formuliert werden, die in Form von referenzierten Templates (Constraints) implementiert werden.
• Sie können in Abgrenzung von HL7 V3 den alternativen HL7-Standard und Architekturansatz FHIR erläutern und aufzeigen, wie standardisierte XML-Ressourcen über REST-Kommunikation zu interoperablen Anwendungen im Gesundheitswesen genutzt werden können.
• Sie können weitere Beispiele für (domain-abhängige) Standards mit eigenen Informationsmodellen, Templates (Constrain-Mechanismen), Vokabularien und Identifikatoren nennen und kurz skizzieren, u.a. ISO 13606 bzw. openEHR mit seinem ''Two-level-approach (Archetypes)'', ISO/IEEE 11073 für medizinische Geräte, DICOM für medizinische Bilder und CDISC für klinische Studien.
• Sie können die IHE-Initiative mit Integrationsprofilen zur konkreten Umsetzung praxisrelevanter Interoperabilität skizzieren, inkl. der Rolle von Connectathons zur Vergabe von Conformance Statements.
• Sie können die Rolle der Sprache auf syntaktischer, semantischer und pragmatischer Ebene für medizinische Inhalte erläutern und einfache Verarbeitungsansätze für medizinische Freitexte skizzieren.
• Sie können ausgehend vom semiotischen Dreieck Termini (inkl. Termrelationen) von Begriffen (inkl. Begriffsrelationen) differenzieren und zusammen mit Kodes aus standardisierten Vokabularien ihren Bezug zum Thema ''semantische Interoperabilität'' diskutieren.
• Sie können die extensionale und intensionale Begriffsdefinitionen, typische Begriffsrelationen und Taxonomien erläutern.
• Sie können Eigenschaften, Typen und wesentliche Defizite aktuell verwendeter Vokabularien nennen.
• Sie können (begriffsorientierte) Terminologien / Ontologien von (statistischen) Klassifikationen und evtl. Thesauren abgrenzen, die auf anderen Ordnungsprinzipien basieren und daher um eine Konzeptebene ergänzt werden (z.B. ICD-11).
• Sie können begründen, warum Terminologien mit einer größeren Ausdrucksmächtigkeit dem Prinzip der Post-Koordination folgen müssen und daher eine ''logische Grammatik'' zum Nachweis der Konsistenz, Äquivalenz bzw. Subsumption zwischen Begriffsausdrücken erforderlich ist.
• Sie können hierfür die Verwendung von Beschreibungslogik für T-Box- und A-Box-Axiome im Vergleich zur Prädikatenlogik motivieren.
• Sie können Formalisierungen von Inhalten mittels beschreibungslogischer Konstruktoren erstellen bzw. interpretieren, insbesondere unter Beachtung der zugrundeliegenden ''Open World Assumption''.
• Sie können diese Inhalte über den Ontologie-Editor Protégé abbilden und per Beweissystem (Reasoner) auswerten.
• Sie können mehrere Mehrwerte einer im GALEN-Projekt entwickelten medizinischen Ontologie skizzieren.
• Sie können die Historie, Anwendungen und den strukturellen Aufbau der Referenzterminologie SNOMED CT erläutern.
• Sie können das bei SNOMED CT verwendete OWL 2 Sprachprofil ''EL'' erläutern.
• Sie können die besondere Problematik der ''part-of''-Relation in medizinischen Ontologien erläutern und deren beschreibungslogische Abbildung sowohl über den SEP-Tripel-Ansatz als auch über Rolleninklusionen (right identity on roles) erklären.
• Sie können alternativ zu A-Box-Deduktionen mit Protégé einen Triplestore mit RDF-Fakten und OWL-Konzeptwissen nutzen und mittels SPARQL-Anfragen gewünschte Schlussfolgerungen (z.B. Arzneimittel-Wechselwirkungen) formulieren.
• Sie können Gründe für die Berücksichtigung ontologischer Prinzipien bei (SNOMED CT -) Konzeptdefinitionen nennen und Beispiel nennen, u.a. Top-Level-Ontologie, unzulässige primitiver Subsumption, nicht-terminologisches Wissen, ...
• Sie können die TermInfo-Problematik skizzieren, d.h. die Überlappung semantischer Repräsentation in Informationsmodellen (wie HL7 RIM) und kompositionellen Terminologien (wie SNOMED CT)
• Sie können Middleware-Komponenten nennen und erläutern, die zur Umsetzung der semantischen Inhalte in praktischen IT-Umgebungen erforderlich sind, z.B. Terminologie-Server, Metadaten-Repository, OID-Registry, usw.

Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:

• Klausur

Setzt voraus:

• Informatik im Gesundheitswesen - eHealth (CS3300-KP08, CS3300SJ14)

Modulverantwortlicher:

• Prof. Dr. rer. nat. habil. Heinz Handels

Lehrende:

• Institut für Medizinische Informatik

• Prof. Dr. rer. nat. habil. Josef Ingenerf

Literatur:

• Baader F, et al.: The Description Logic Handbook: Theory, Implementation and Applications - 2. aktualisierte Auflage. Cambridge University Press 2010 (ISBN 978-0-521-15011-8)
• Benson T.: Principles of Health Interoperability – HL7 and SNOMED - London: Springer 2010 (ISBN 978-1-84882-802-5)
• Boone K W.: The CDA TM book - Springer 2011 (ISBN 978-0-857-29335-0)
• Elkin P L.: Terminology and Terminological Systems - Springer 2012 (ISBN 978-1-447-12815-1)
• Hinchley A.: Understanding version 3 - a primer on the HL7 version 3 communication standard - Mönch Publishing 2007 (ISBN 978-3-933-81921-5)
• Staab S, Studer R.: Handbook on Ontologies - Springer 2009 (ISBN 978-3-540-70999-2)

Sprache:

• Wird nur auf Deutsch angeboten

Bemerkungen:

Prüfungsvorleistungen können zu Beginn des Semesters festgelegt werden. Sind Vorleistungen definiert, müssen diese vor der Erstprüfung erbracht und positiv bewertet worden sein.

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