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Einleitung: Data Warehouse-Systeme (DWH) sind etablierte Werkzeuge zur Unterstützung von Forschung und Qualitätssicherung im klinischen Umfeld. Die Open-Source-Software i2b2 [1] ist in der Medizininformatik das am weitesten verbreitete DWH und wird in Deutschland bereits an vielen Universitätskliniken betrieben. Mit zunehmender Verbreitung von Forschungsverbünden steigt die Notwendigkeit für klinikumsübergreifende Suchanfragen. Bisher ist dies für i2b2 nur mit der SHRINE-Infrastruktur möglich [2] – verbunden mit Einschränkungen in IT-Sicherheit und Datenschutz: Insbesondere ist eine direkte Netzwerkverbindung IN die betreffenden Kliniken notwendig und die synchrone sofortige Durchführung der Abfragen verhindert per-Abfrage-Freigaben und Benutzerinteraktion.

Ziel dieser dieses Projekts ist die Entwicklung eines Software-Prototypen zur asynchronen Verteilung von Abfragen an beliebige i2b2 DWH, ohne direkte Netzwerkverbindungen in Zielkrankenhäuser oder eine sofortige Ausführung vorauszusetzen.

Methoden: Die Entwicklung eines asynchronen Netzwerks von i2b2 Data Warehouse-Installationen kann zerlegt werden in drei Teile: (a) Infrastruktur zur Verteilung von Datenabfragen, (b) einer zentralen Benutzeroberfläche zur Erstellung/Verwaltung verteilter Abfragen sowie (c) Software für die teilnehmenden DWH zur Durchführung von Abfragen.

Für die dezentrale Abfrageinfrastruktur (a) wurden Softwarekomponenten aus dem deutschen Notaufnahmeregister AKTIN verwendet [3]. Da diese Komponenten unabhängig von den Inhalten der Abfragen und Ergebnissen arbeiten, waren keine Anpassungen notwendig.

Die zentrale Oberfläche zur Abfrageverwaltung (b) und die DWH-Integration (c) wurden mit li2b2-façade [4] realisiert – einer Abstraktionsschicht/-fassade zwischen der originalen i2b2-Benutzeroberfläche und den entsprechenden Web-Applikationen. Auf diese Weise kann der originale i2b2-Webclient zur Erstellung verteilter Abfragen verwendet werden – die auf den Zielsystemen ausgeführt werden wie jede andere i2b2-Abfrage.

Ergebnisse: Eine eigenständige zentrale Serveranwendung (Broker) wurde entwickelt, die sich den Anwendern in Gestalt der bekannten i2b2-Weboberfläche präsentiert. Verteilte Anfragen werden erstellt wie bei einer herkömmlichen i2b2-Installation. Die Abfragen werden zentral hinterlegt und können von den teilnehmenden Kliniken zu beliebiger Zeit abgerufen werden. Nach der Ausführung werden die Ergebnisse an den zentralen Server zurückübermittelt und in der Weboberfläche dargestellt.

Terminologie und Suchlogik der zentralen Abfragen lassen sich an die lokale Parametrierung anpassen über Zuordnungstabellen und XML-Transformationen. Transformationen unterstützen den vollen Funktionsumfang der i2b2-Syntax (Datentypen, Werte, Modifier, Zeiteinschränkungen, etc.)

Zur Einbindung einer i2b2-Installation in das Abfrage-Netzwerk wird in einer zentralen Konfigurationsdatei ein API-Key hinterlegt. Die Abfrage-Infrastruktur wurde erfolgreich getestet mit 20 parallelen i2b2-Installationen.

Der gesamte Quelltext ist Open-Source und online verfügbar bei GitHub: https://github.com/li2b2/li2b2-shrine.

Diskussion: Im Gegensatz zu dem originalen i2b2 SHRINE-Projekt erfordert die vorgestellte Lösung keine vollständige Installation eines i2b2-Data-Warehouse für die zentrale Suchoberfläche. Die Serversoftware lässt sich ebenso wie die Data-Warehouse-Integration ohne Installation auf allen Betriebssystemen mit Java-Unterstützung ausführen.

Die Data-Warehouse-Integration der vorgestellten Infrastruktur kann mit wenig Aufwand an weitere Data-Warehouse-Systeme angepasst werden. Eine prototypische Implementierung für das kommerzielle Data Warehouse Centraxx der Firma Kairos über eine RESTful-Schnittstelle erforderte 200-300 Zeilen Code (Quellcode s.O).

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Die Autoren geben an, dass kein Ethikvotum erforderlich ist.

Beitrag angenommen für MedInfo 2017