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MII Kerndatensatz-Spezifikation für openBIS
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Veröffentlicht: | 6. September 2024 |
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Einleitung: Im Rahmen des SMART-CARE-Projekts - einem systemmedizinischen Ansatz zur Stratifizierung von Krebsrückfällen - wird ein Massenspektrometrie (MS)-Arbeitsablauf entwickelt. An diesem Projekt sind mehrere Partner beteiligt und die interdisziplinäre Projektstruktur hat eine Vielzahl von Anforderungen. Für die optimale Integration von Daten aus bestehenden Teilsystemen sowie bestmögliche Vernetzung und Interoperabilität ist die nahtlose Integration mit bestehenden medizinischen Informationsstrukturen von entscheidender Bedeutung. Hierfür wird eine Integration des Kerndatensatzes der Medizin-Informatik-Initiative (MII) angestrebt, um Datenintegrationszentren (DIZ) der Uniklinika anzubinden.
Stand der Technik: Informationen über Patienten, medizinische Daten, Auswertungen des Proteoms und Metaboloms, sowie korrespondierende Schritte wie Probenvorbereitung, werden in SMART-CARE mit der Software openBIS erfasst. openBIS [1] ist ein open-source Laborjournal, welches sich als gute Lösung für die interdisziplinären Anforderungen erwiesen hat [2], [3]. Dateneingabe erfolgt teils über definierte Programmierschnittstellen in Python, sowie über web-basierte Eingabemasken. Die Masken entsprechen den jeweiligen Prozessen in Klinik, Labor und Auswertung.
Der Kerndatensatz der Medizininformatik-Initiative (MII) [4] stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Standardisierung von medizinischen Daten dar. Dieser besteht aus 7 Basismodulen, unter anderem den Modulen 'Patient' und 'Diagnose'. Zusätzlich gibt es Erweiterungsmodule. Jedes Modul besitzt spezifische Elemente, die unterstützt werden müssen, um eine konsistente Datenerfassung zu gewährleisten.
Die Basismodule des Kerndatensatzes werden in den medizinischen DIZ der Uniklinika, beispielsweise das MeDIC in Heidelberg, abgebildet. Eine Schnittstelle zwischen openBIS und MeDIC hat das Ziel, die Interoperabilität mit zusätzlichen Daten sicherzustellen.
Konzept: Die bestehenden Strukturdefinitionen der verschiedenen Basismodule werden in ein für openBIS verwertbares Format überführt. Hierzu bestehen drei Möglichkeiten, Maskenregistrierung mittels (1) openBIS Admin Panel (über Webbrowser), (2) Masterdaten in einer speziell strukturierten Datei im Microsoft Excel-Format (XLS) oder (3) der Python-Schnittstelle pyBIS.
Als Proof-of-Concept wird die Maskenregistrierung mittels openBIS Admin Panel auf ein Basismodul angewendet, um die grundsätzliche Möglichkeit einer Abbildung der Module zu überprüfen. Anschließend soll die Maske als Python-Skript exportiert und auf weitere Module übertragen werden.
Implementierung: Im Rahmen der Implementierung wurden mehrere Schritte durchgeführt: (1) Anlage einer Maske für das Basismodul Patient in openBIS über das Admin Panel. Der Schwerpunkt lag auf den Elementen, die unterstützt werden müssen. Zudem wurden die Datentypen identifiziert, geeignet abgebildet und Vokabulare angelegt. (2) Export der Maske als Python-Skript über openBIS. (3) Anpassung des Python-Skripts für weitere Basismodule des MII-Kerndatensatzes. (4) Laden der erstellten Python-Skripte der zusätzlichen Basismodule in openBIS zur Erstellung der neuen Masken. Dies erfolgte durch die Verwendung des openBIS-Skripts „register-master-data.sh“, welches die Registrierung und Konfiguration der Masken aus Python-Skripten automatisiert.
Gewonnene Erkenntnisse: Die Möglichkeit, Masken durch openBIS in Python-Skripte zu exportieren und diese anzupassen, hat die Erstellung neuer Masken mit ähnlicher Struktur vereinfacht und macht den Prozess effizienter. Die entstandenen Maskendefinitionen der Basismodule des MII-Kerndatensatzes sollen sowohl im Python- als auch im XLS-Format für openBIS veröffentlicht werden. Jedoch ist durch die händische Anpassung der Python-Skripte die Skalierbarkeit sehr eingeschränkt. Hier ist ein Skript zur automatischen Umwandlung für die Erweiterungsmodule denkbar. Weiterhin ist eine Schnittstelle zum Austausch von Daten zwischen openBIS und FHIR essenziell. So soll zum einen das Anlegen von Objekten in openBIS, beispielsweise Patienten, möglich sein, zum anderen das Exportieren von Informationen aus openBIS als FHIR-Ressource.
Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Die Autoren geben an, dass kein Ethikvotum erforderlich ist.
Literatur
- 1.
- Bauch A, Adamczyk I, Buczek P, Elmer FJ, Enimanev K, Glyzewski P, et al. openBIS: a flexible framework for managing and analyzing complex data in biology research. BMC Bioinformatics. 2011;12:468. DOI: 10.1186/1471-2105-12-468
- 2.
- Dudchenko A, Ringwald F, Knaup P, Ganzinger M. Towards Data Analysis Environment for Multi-Partner Clinical Research Project – SMART-CARE. Stud Health Technol Inform. 2022;290:1000-1001. DOI: 10.3233/SHTI220237
- 3.
- Ringwald FG, Dudchenko A, Knaup P, Czernilofsky F, Dietrich S, Ganzinger M. Architecture of the Mass Spectrometry Data Management Pipeline in the SMART-CARE Project. Stud Health Technol Inform. 2024;310:1016-1020. DOI: 10.3233/SHTI231118
- 4.
- Ganslandt T, Boeker M, Löbe M, Prasser F, Schepers J, Semler SC, et al. Der Kerndatensatz der Medizininformatik-Initiative: Ein Schritt zur Sekundärnutzung von Versorgungsdaten auf nationaler Ebene. Forum der Medizin-Dokumentation und Medizin-Informatik (mdi). 2018;20(1):17-21.