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Einleitung und Fragestellung: Innerhalb des Clusters für individualisierte Immunintervention (Ci3) soll ein patientenzentrierter, integrierter Biomarkerforschungs- und Entwicklungshub [1] etabliert werden, der gemeinsam von öffentlichen Forschungseinrichtungen, Transferinstituten sowie Industriepartnern getriebene Forschungsvorhaben ermöglicht. Einen besonderen Stellenwert nehmen hier die medizinischen Daten aus dem Versorgungskontext ein, hier die Verlaufsdokumentation aus Arztpraxis und Klinik. Diese gilt es aus den Datensenken der beteiligten Gesundheitsversorgungseinrichtungen datenschutzkonform zu extrahieren und entsprechend aufbereitet für die Forschung nutzbar zu machen. Umgekehrt sollen die im Verlauf erzielten Forschungsergebnisse, wo sinnvoll, in aufbereiteter Form in die Gesundheitsversorgung des Patienten zurückgespiegelt werden.

Erschwert wird dieses Vorhaben einerseits durch die im Gesundheitswesen bestehende heterogene IT-Landschaft sowie dem Umstand, dass sich Format und Struktur der an unterschiedlichen Gesundheitsversorgungseinrichtungen erfassten Daten voneinander unterscheiden. Andererseits können die für die Forschung notwendigen Analysedaten (Next Generation Sequencing, Proteomik, Metabolomik etc.) aufgrund ihrer üblichen Größe von mehreren GB bis hin zu TB nur mit erheblichem Aufwand übertragen werden.

Material und Methoden: Um der eingeschränkten institutionsübergreifenden Vergleichbarkeit von Daten zu begegnen, sieht das IT-Konzept des Ci3 die Verwendung von Metadaten vor. Dabei handelt es sich um Daten über Daten, die u.a. Bedeutung, Datentyp und eine Liste gültiger Ausprägungen eines Attributs beschreiben. Die Metadaten basieren in Format und Struktur auf den im ISO-Standard 11179 [2] definierten Vorgaben und werden in einem sogenannten Metadata Repository (MDR) vorgehalten sowie über entsprechende Schnittstellen für andere Softwarekomponenten verfügbar gemacht.

Das generische Datenmodell der Softwarelösung Samply, ursprünglich für die sowohl autarke als auch insbesondere föderierte Verwaltung von Probendaten in Biomaterialbanken entwickelt, ermöglicht eine metadatenbasierte Persistenz von Daten [3]. Aufgrund der damit verbundenen Flexibilität in Bezug auf Inhalt, Format und Struktur der zu speichernden Daten wird Samply für die zentrale Persistenz der medizinischen Verlaufsdaten verwendet.

Für die Zusammenführung aller aus unterschiedlichen Systemen stammenden Daten eines Patienten kommt die Mainzelliste [4] zum Einsatz. Dabei handelt es sich um einen Pseudonymisierungsdienst erster Stufe, der die Umwandlung von identifizierenden Daten in Personenidentifikatoren erlaubt, dank Record-Linkage-Funktionalitäten auch bei Ungenauigkeiten wie Tippfehlern.

Die für dieses Konzept benötigten Schnittstellen zwischen den beteiligten IT-Systemen folgen dem mit REST [5] bezeichneten Architekturstil, da die dafür notwendigen Technologien aufgrund ihres Ursprungs im World Wide Web in den meisten Implementierungen ohnehin zur Verfügung stehen oder sich verhältnismäßig einfach nachrüsten lassen. Sowohl die Mainzelliste, das MDR als auch Samply verfügten außerdem bereits über REST-Schnittstellen, mit welchen wir dementsprechend bereits gute Erfahrungen sammeln konnten.

Ergebnisse: Für die Zusammenführung der bei den jeweiligen Verbundpartnern über einen Patienten vorliegenden Daten wurde ein IT-Konzept spezifiziert. Um der Heterogenität der IT-Landschaft Rechnung zu tragen, wurde ein modularer Ansatz gewählt, der ein Netzwerk bestehend aus verschiedenen spezialisierten IT-Systemen beschreibt sowie die für deren Anbindung und Kommunikation benötigten Schnittstellen. Zum einen können so höchst unterschiedliche Softwaresysteme wie Krankenhausinformationssysteme und Arztpraxisverwaltungssysteme über technisch einfach zu realisierende Schnittstellen angebunden und zum anderen die Entwicklung der einzelnen Systemkomponenten auf die jeweils darauf spezialisierten Partner aufgeteilt werden.

Die Sammlung und Bereitstellung der klinischen Verlaufsdaten erfolgt in einer zentralen Datenbank, wobei Inhalt, Format und Struktur der von den Verbundteilnehmern bereitgestellten Daten einem innerhalb des Forschungsverbundes konsentierten Meldedatensatz entsprechen müssen. Naturgemäß muss sich ein solcher Datensatz über die Zeit genauso verändern wie die beschriebene Fachdomäne, um so die adäquate Datenbasis für zukünftige Forschungsfragen abbilden zu können. Daher werden die einzelnen Attribute des Meldedatensatzes mittels Metadaten im MDR formal spezifiziert. Diese Informationen können von dort abgerufen werden und es kann daraus direkt abgeleitet werden, welche Daten zur Verfügung stehen und welche Sachverhalte von diesen repräsentiert werden.

Die Speicherung der Daten in der zentralen Datenbank erfolgt durch Hochladen seitens der jeweiligen Partnerinstitution. Aus Gründen des Datenschutzes dürfen die Daten ihren jeweiligen Entstehungsort ausschließlich in pseudonymisierter Form verlassen, was durch die Vorschaltung der Mainzelliste sichergestellt wird.

Damit die in der zentralen Datenbank gespeicherten medizinischen Daten durchsucht und dazu passende, bei den Verbundpartnern vorgehaltene Forschungsdatensätze für weiterführende Berechnungen und Analysen abgerufen werden können, ist als weitere zentrale Komponente ein sogenannter Querybroker vorgesehen. Dieser nimmt Suchanfragen, die MDR-gestützt formuliert worden sind, entgegen und beantwortet diese sowohl mit den medizinischen Daten als auch mit Verweisen auf die dezentral gespeicherten Forschungsdaten eines Patienten.

Diskussion: Die ISO11179-annotierte Speicherung von Daten ermöglicht die Integration weiterer Datenelemente, auch diejenigen ohne Berücksichtigung in einem Meldedatensatz, ohne dafür Veränderungen an der Implementierung der einzelnen Softwarekomponenten vornehmen zu müssen. Dadurch sowie aufgrund der modularen Architektur des konzeptionierten IT-Netzwerks sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, auch zukünftige Partner des Ci3-Verbundes integrieren und deren Datensenken verbundweit verfügbar machen zu können.

Ärzte und Forschungseinrichtungen erhalten die Möglichkeit, geeignete Patienten für neue Forschungsvorhaben suchen und diese gezielt kontaktieren zu können. Die Suche und die Kontaktaufnahme setzen jedoch das differenzierte Einverständnis des Patienten voraus; eine solche Einwilligungserklärung steht bisher aber noch nicht zur Verfügung. Ferner wäre zu prüfen, ob aufgrund zukünftiger Forschungsfragen und Kontaktaufnahmen möglicherweise ein Kontakt- und Einwilligungsmanagement als weitere zentrale IT-Komponente vorgesehen werden müssen.