Eine Schnittstelle für Arztpraxisdaten mittels einer Ontologie auf Basis von HL7 Version 3

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1 Eine Schnittstelle für Arztpraxisdaten mittels einer Ontologie auf Basis von HL7 Version 3 Jan Kunze, Thomas Riechert, Sören Auer Universität Leipzig Augustusplatz Leipzig XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

2 Kooperationsarbeit Kassenärztliche Bundesvereinigung Herbert-Lewin-Platz 2, Berlin Universität Leipzig Fakultät für Mathematik und Informatik Abteilung Augustusplatz 10-11, Leipzig Arbeitsgruppe: Agile Knowledge Engineering and Semantic Web (AKSW) XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

3 Health Level 7 ANSI-akkreditierte Standard Developing Organization Domain: klinische und administrative Daten im Gesundheitswesen zu Grunde liegende Standard für die Kommunikation basiert auf dem ISO/OSI-Referenzmodell für die Kommunikation (ISO7498-1) auf der Ebene 7 (application layer) weltweit am meisten genutzter Standard im medizinischen Bereich neue Version, HL7 v3: objektorientierter Ansatz Anwendung Prinzipien der Unified Modeling Language (UML) gesamter Nachrichtenaustausch basiert auf dem so genannten Reference Information Modell (RIM) XML-basiert Beseitigung überflüssiger optionaler Felder XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

4 HL7 v3 Vorgehensmodell Vorgehensmodell zur Implementierung von Nachrichten in HL7v3 [A.Hinchley;HIN03] XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

5 Archivierungsschnittstelle mit HL7 KBV untersuchte den Einsatz von HL7v3 im Rahmen der Archivierungsschnittstelle In diesem Zusammenhang sind folgende vier Anwendungsfälle von Interesse: Archivierung aller Daten einer Arztpraxis zur Datensicherung Wechsel der eingesetzten Praxisverwaltungssoftware modularer Aufbau eines Praxisverwaltungssystems Auflösung einer Arztpraxis XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

6 Anwendungsfall: Archivierung einer Überweisung XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

7 Anwendungsfall: Archivierung einer Überweisung XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

8 Flexible Schnittstellen im Gesundheitswesen Schnittstellen im medizinischen Umfeld müssen sehr variabel und flexibel gestaltet sein wesentliche Änderungen und Schnittstellenanpassungen sind mit konstanter Systematik zu erwarten Hintergrund: gesetzliche und vertragliche Vorgaben Praktische Erfahrung: Änderung an der Schnittstelle mit jedem Abrechnungsquartal (vierteljährlich) Problem: XML-Schnittstellen definieren feste Kommunikationsregeln, gewünschte Flexibilität nur schwer zu erreichen Gesucht sind aktuelle Technologien für: schnell und oft veränderbare Schnittstellen Automatischer Vergleich von Daten XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

9 Ansatz: Semantic Web Technologien Die Arbeitsgruppe AKSW untersuchte einen Ansatz auf Grundlage von Semantic Web Technologien. Ontologie Instanzen (Daten) innerhalb der Ontologie Fragestellungen: Erstellung/Konvertierung der Ontologie der Archivierungsschnittstelle Mapping der Instanzen (Daten) in die Ontologie XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

10 Methoden für die Konvertierung OWL bzw. RDF/RDFS sind XML übergeordnete Konzepte, es existiert ein Abbildungsmechanismus von der XML- Schnittstelle nach OWL. Es gibt verschiedene, auf bestimmte Wissensbereiche spezialisierte Ansätze für die Erstellung von OWL/RDF-Ontologien aus vorhandenen XML-Schnittstellen, aber keine ausgereifte Methodik. Untersucht wurden zwei verschiedenartige Ansätze: 1. Entwicklung einer MPEG-7 Ontologie [J.Hunter;HUN01] 2. Mapping von XML nach OWL [H.Bohring,S.Auer;BOH05] XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

11 Ansatz 1: Entwicklung einer MPEG-7 Ontologie Vollständige manuelle Abbildung aller MPEG-7 Daten in RDF [J.Hunter;HUN01] Abbildungsprozess: 1. Schritt: Finden aller elementaren Multimediaentitäten (Klassen) und deren Hierarchie 2. Schritt: weiteren Verfeinerungsprozess, Spezifikation der einzelnen Segmentklassen und ihrer Relationen 3. Schritt: Abbildung der Objekteigenschaften 4. Schritt: Erweiterung der Ontologie um alle nicht-multimedialen Klassen 5. Schritt: Verknüpfung des XML-Schemas für MPEG-7 mit der Ontologie XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

12 Ansatz 2: Mapping von XML nach OWL Automatische Transformation von XML Instanzen zu OWL Ontologien [H.Bohring,S.Auer;BOH05] Unterscheidung nach Ausgangsdokument (XML-Instanz bzw. XML-Schema) Getroffene Annahme: zu transformierenden XML-Dokumente beinhalten relationale Strukturen Tabellen in RDF/OWL als Klassen, Spalten als Eigenschaften und Reihen als Instanzen abbildbar Aufstellen von Transformationsregeln XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

13 Ontologie einer Archivierungsschnittstelle Entwicklungsprozess orientiert sich dem beschrieben manuellen Ansatz (MPEG-7 Ontologie) 1. Schritt: Finden und Abbilden aller elementarer Klassen und deren Hierarchie (ClinicalDocument,..) 2. Schritt: Finden und Abbilden aller Klasseneigenschaften als OWL-Properties (classcode,..) 3. Schritt: Finden und Abbilden von Restriktionen, Kardinalitäten, und funktionalen Eigenschaften 4. Schritt: Finden und Abbilden der Beziehungen der Klassen untereinander als OWL-Properties (author,..) 5. Schritt: Anreicherung der Ontologie mit erklärenden Beitexten, Labels und Kommentaren XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

14 Ontologie der Archivierungsschnittstelle Klassenbeziehungen der Teilschnittstelle Überweisung XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

15 Automatisches Mapping von Instanzen Ziel ist eine automatische Konvertierung von Instanzen der Schnittstelle zu Instanzen der Ontologie An Hand eines ganz konkreten Falls wurde gezeigt, dass automatisches Mapping praktisch realisierbar ist. Verwendete Technologie: XSLT Ausgangsdokument: XML-Instanz einer Überweisung Zieldokument: OWL-Instanz des Modells XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

16 Zusammenfassung und Ausblick Aktueller Stand: Archivierungsschnittstelle auf Basis von HL7v3 befindet sich derzeit in der Begutachtungsphase. Ergebnisse der Umsetzung der Archivierungsschnittstelle in eine Ontologie zeigt die Möglichkeit der Anwendung einer flexiblen Schnittstelle in diesem Bereich. Es ist besteht noch Forschungssbedarf im vollautomatischen Konvertieren und Mapping von Schemabeschreibungen und XML- Daten. XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

17 Literatur HL7: [HIN03] Hinchley, A.: Understanding Version 3, Alexander Mönch Verlag, München, [HUN01] Hunter, J.: Adding Multimedia to the Semantic Web - Building an MPEG-7 Ontology, [BOH05] Bohring, H.; Auer, S.: Mapping XML to OWL Ontologies, Leipziger Informatik-Tage, LNI, Vol. 72, pp , GI, ISBN: , XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! XML-Tage, Berlin - Jan Kunze

Eine Schnittstelle für Arztpraxisdaten mittels einer Ontologie auf Basis von HL7 Version 3

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