Website
Modulhandbuch Master Medizinische Informatik ab WS 2014/15

Modul CS4364

Semantische Datenintegration in der Medizin (SemDatInt)

Dauer:


1 Semester
Angebotsturnus:


Wird nicht mehr angeboten
Leistungspunkte:


6
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Master Medizinische Informatik 2014 (Wahlpflicht), eHealth / Informatik, 1. oder 2. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • CS4364-Ü: Semantische Datenintegration in der Medizin (Übung, 2 SWS)
  • CS4364-V: Semantische Datenintegration in der Medizin (Vorlesung, 2 SWS)
Workload:
  • 60 Stunden Präsenzstudium
  • 30 Stunden Prüfungsvorbereitung
  • 90 Stunden Selbststudium und Aufgabenbearbeitung
Lehrinhalte:
  • Medizinische Daten sind sehr heterogen und oftmals in proprietären Formaten repräsentiert. Grob unterscheidet man klinische Daten, medizinische Bilddaten, molekularbiologischen OMICS- Daten und Wellness-Daten. In der Lehrveranstaltung sollen die Studierenden moderne Verfahren zur semantischen Integration medizinischer Daten kennenlernen. Hierbei werden internationale Standards und Ontologien genutzt, um heterogene Daten semantisch korrekt zu fusionieren und auszutauschen. Beim Austausch patientenspezifischer Daten spielen zudem die Rahmeninfrastruktur, Datenschutzaspekte, Patienteneinwilligung und Pseudonymiserungsdienste eine wichtige Rolle.
  • Informationsintegration bei verteilten Systemen im Gesundheitswesen: IST-Situation (HL 7 V2 etc.)
  • Konzepte zu semantischen Datenintegration
  • Rahmeninfrastruktur für die semantische Datenintegration
  • Datenschutzaspekte, Patienteneinwilligung, Pseudonymisierungsdienste
  • Methoden zur Integration klinischer Daten
  • Middleware-Technologien für einrichtungsübergreifend interoperable verteilte Systeme
  • Medizinische Standards für eine verbesserte semantische Interoperabilität in der Medizin
  • HL7 Version 3: Framework mit statischer und dynamischer Modellierung, HL7 CDA (Clinical Document Architecture), HL7 FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) ISO 13606 bzw. openEHR mit Alternative für Informationsmodell (IS) => 2-Ebenen-Ansatz: separat definierte und ins IS integrierbare klinische Inhaltsmodelle (Archetypen)
  • Informationsmodell, Templates und Terminologien für medizinische Bilder (DICOM SR)
  • Domain-Informationsmodelle und Terminologien für medizinische Geräte (ISO/IEEE 11073)
  • Informationsmodell und Terminologien für die klinische Forschung und Studien (CDISC)
  • IHE (Integrating the Healthcare Enterprise): Integrationsprofile
  • Terminologien und Ontologien für eine verbesserte semantische Interoperabilität in der Medizin
  • Unified Medical Language System (UMLS): Terminologieserver und terminologische Dienste
  • Semantic Web Standards: RDF, RDF-Schema, OWL, SPARQL, usw.
  • Beschreibungslogiken: Repräsentation und Inferenz für (formale) Ontologien
  • Referenzterminologie in der Medizin: SNOMED CT
  • Terminologien/Ontologien für molekularbiologische Daten OBO
  • Terminologien/Ontologien für medizinische Bilddaten: RadLex usw.
  • Metadaten-Repository; auch Master Data (Stammdaten) Management
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Die Studenten können die IST-Situation der semantischen Interoperabilität im ambulanten und stationären Sektor erläutern (HL 7 V2 etc.)
  • 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 kennen Konzepte zu semantischen Datenintegration
  • Sie können die benötigte Rahmeninfrastruktur für die semantische Datenintegration beschreiben
  • Sie kennen Verfahrensweisen, durch die Datenschutzaspekte berücksichtigt werden (incl. Typen von Patienteneinwilligungen, Pseudonymisierungsdienste etc.)
  • Sie können den modell-gestützten HL7 V3 - Standard mit seinen statischen und dynamischen Modellanteilen und das RIM-Modell und seine Backbone-Klassen interpretieren.
  • Sie können Kriterien nennen, über die Nachrichten und Dokumente sowie Strukturierung und Standardisierung der Inhalte differenziert werden können.
  • 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 (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 Formalisierungen von Inhalten mittels beschreibungslogischer Konstruktoren erstellen bzw. interpretieren, insbesondere unter Beachtung der zugrundeliegenden ''Open World Assumption''.
  • Sie kennen die Struktur radiologische Terminologien und Ontologien (SNOMED CT, RADLEX etc.) und können diese bei der semantischen Datenintegration verwenden.
  • Sie können die Struktur und von Middleware-Komponenten nennen und erläutern
  • Sie kennen Methoden zur Realiesrung von Terminologie-Servern und Metadaten-Repositories.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Klausur oder mündliche Prüfung nach Maßgabe des Dozenten
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
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.

Letzte Änderung:
17.7.2019