Implementación del modelo RIM de HL7 v3 en orientación a objetos y su uso en procesos de interoperabilidad semántica

El trabajo ha sido realizado dentro del marco de los proyectos EURECA (Enabling information re-Use by linking clinical REsearch and Care) e INTEGRATE (Integrative Cancer Research Through Innovative Biomedical Infrastructures), en los que colabora el Grupo de Informática Biomédica de la UPM junto a otras universidades e instituciones sanitarias europeas. En ambos proyectos se desarrollan servicios e infraestructuras con el objetivo principal de almacenar información clínica, procedente de fuentes diversas (como por ejemplo de historiales clínicos electrónicos de hospitales, de ensayos clínicos o artículos de investigación biomédica), de una forma común y fácilmente accesible y consultable para facilitar al máximo la investigación de estos ámbitos, de manera colaborativa entre instituciones. Esta es la idea principal de la interoperabilidad semántica en la que se concentran ambos proyectos, siendo clave para el correcto funcionamiento del software del que se componen. El intercambio de datos con un modelo de representación compartido, común y sin ambigüedades, en el que cada concepto, término o dato clínico tendrá una única forma de representación. Lo cual permite la inferencia de conocimiento, y encaja perfectamente en el contexto de la investigación médica. En concreto, la herramienta a desarrollar en este trabajo también está orientada a la idea de maximizar la interoperabilidad semántica, pues se ocupa de la carga de información clínica con un formato estandarizado en un modelo común de almacenamiento de datos, implementado en bases de datos relacionales. El trabajo ha sido desarrollado en el periodo comprendido entre el 3 de Febrero y el 6 de Junio de 2014. Se ha seguido un ciclo de vida en cascada para la organización del trabajo realizado en las tareas de las que se compone el proyecto, de modo que una fase no puede iniciarse sin que se haya terminado, revisado y aceptado la fase anterior. Exceptuando la tarea de documentación del trabajo (para la elaboración de esta memoria), que se ha desarrollado paralelamente a todas las demás. ----ABSTRACT--- The project has been developed during the second semester of the 2013/2014 academic year. This Project has been done inside EURECA and INTEGRATE European biomedical research projects, where the GIB (Biomedical Informatics Group) of the UPM works as a partner. Both projects aim is to develop platforms and services with the main goal of storing clinical information (e.g. information from hospital electronic health records (EHRs), clinical trials or research articles) in a common way and easy to access and query, in order to support medical research. The whole software environment of these projects is based on the idea of semantic interoperability, which means the ability of computer systems to exchange data with unambiguous and shared meaning. This idea allows knowledge inference, which fits perfectly in medical research context. The tool to develop in this project is also "semantic operability-oriented". Its purpose is to store standardized clinical information in a common data model, implemented in relational databases. The project has been performed during the period between February 3rd and June 6th, of 2014. It has followed a "Waterfall model" of software development, in which progress is seen as flowing steadily downwards through its phases. Each phase starts when its previous phase has been completed and reviewed. The task of documenting the project‟s work is an exception; it has been performed in a parallel way to the rest of the tasks.

Desarrollo de un gestor de plantillas de mensajes HL7 para la carga de datos clínicos

El trabajo presentado a lo largo de este documento es el resultado del TFG1 realizado por Israel Suárez Santiago, alumno de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos (ETSIINF) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Dicho trabajo tiene como finalidad proporcionar una herramienta que, basada en estándares previamente estudiados, permita la fácil creación y gestión de plantillas de mensajes HL7v32 a las que posteriormente se le añadirán datos clínicos que serán insertados en una base de datos para su fácil acceso y consulta. La herramienta desarrollada únicamente facilita una serie de opciones para la creación de la plantilla en sí, que servirá como base para la creación de mensajes HL7v3, es decir, no permite la inclusión de datos específicos en las plantillas generadas, que deberá hacerse con alguna herramienta externa o bien manualmente. Las plantillas generadas por la herramienta se basan principalmente en el estándar CDA3, que proporciona una amplia guía para la correcta generación de mensajes HL7v3. La herramienta garantiza que las plantillas resultantes estarán correctamente formadas, siendo acordes al estándar anteriormente citado y siendo, además, sintácticamente correctas, es decir, el documento .xml generado no contendrá errores. ---ABSTRACT---This document is the result of the TFG developed by Israel Suárez Santiago, student of Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos (ETSIINF) of the Universidad Politécnica de Madrid (UPM). This work aims to offer a tool based on standards that can facilitate and manage the creation of HL7v3 templates. Clinical data will be added to those templates in order to load them into a database and query them fast and easily. The tool only facilitates several options to create the template, that will be used to generate the HL7v3 messages, but it does not permit the inclusion of data on them. The inclusion of data will be done manually or using an external tool. The generated templates are based mainly on the CDA1 standard, that provides a widely guide to create HL7v32 messages. The tool guarantees that the resulting templates have been correctly generated, following the previous standard and with no errors in the .xml document generated.

Desarrollo de un servicio de enlace entre HL7 RIM y terminologías médicas

Hoy día, en la era post genómica, los ensayos clínicos de cáncer implican la colaboración de diversas instituciones. El análisis multicéntrico y retrospectivo requiere de métodos avanzados para garantizar la interoperabilidad semántica. En este escenario, el objetivo de los proyectos EURECA e INTEGRATE es proporcionar una infraestructura para compartir conocimientos y datos de los ensayos clínicos post genómicos de cáncer. Debido en gran parte a la gran complejidad de los procesos colaborativos de las instituciones, provoca que la gestión de una información tan heterogénea sea un desafío dentro del área médica. Las tecnologías semánticas y las investigaciones relacionadas están centradas en búsqueda de conocimiento de la información extraída, permitiendo una mayor flexibilidad y usabilidad de los datos extraidos. Debido a la falta de estándares adoptados por estas entidades y la complejidad de los datos procedentes de ensayos clínicos, una capacidad semántica es esencial para asegurar la integración homogénea de esta información. De otra manera, los usuarios finales necesitarán conocer cada modelo y cada formato de dato de las instituciones participantes en cada estudio. Para proveer de una capa de interoperabilidad semántica, el primer paso es proponer un\Common Data Model" (CDM) que represente la información a almacenar, y un \Core Dataset" que permita el uso de múltiples terminologías como vocabulario compartido. Una vez que el \Core Dataset" y el CDM han sido seleccionados, la manera en la que realizar el mapping para unir los conceptos de una terminología dada al CDM, requiere de una mecanismo especial para realizar dicha labor. Dicho mecanismo, debe definir que conceptos de diferentes vocabularios pueden ser almacenados en determinados campos del modelo de datos, con la finalidad de crear una representación común de la información. El presente proyecto fin de grado, presenta el desarrollo de un servicio que implementa dicho mecanismo para vincular elementos de las terminologías médicas SNOMED CT, LOINC y HGNC, con objetos del \Health Level 7 Reference Information Model" (HL7 RIM). El servicio propuesto, y nombrado como TermBinding, sigue las recomendaciones del proyecto TermInfo del grupo HL7, pero también se tienen en cuenta cuestiones importantes que surgen al enlazar entre las citadas terminologas y el modelo de datos planteado. En este proceso de desarrollo de la interoperabilidad semántica en ensayos clínicos de cáncer, los datos de fuentes heterogéneas tienen que ser integrados, y es requisito que se deba habilitar una interfaz de acceso homogéneo a toda esta información. Para poder hacer unificar los datos provenientes de diferentes aplicaciones y bases de datos, es esencial representar todos estos datos de una manera canónica o normalizada. La estandarización de un determinado concepto de SNOMED CT, simplifica las recomendaciones del proyecto TermInfo del grupo HL7, utilizadas para poder almacenar cada concepto en el modelo de datos. Siguiendo este enfoque, la interoperabilidad semántica es conseguida con éxito para conceptos SNOMED CT, sean o no post o pre coordinados, así como para las terminologías LOINC y HGNC. Los conceptos son estandarizados en una forma normal que puede ser usada para unir los datos al \Common Data Model" basado en el RIM de HL7. Aunque existen limitaciones debido a la gran heterogeneidad de los datos a integrar, un primer prototipo del servicio propuesto se está utilizando con éxito en el contexto de los proyectos EURECA e INTEGRATE. Una mejora en la interoperabilidad semántica de los datos de ensayos clínicos de cáncer tiene como objetivo mejorar las prácticas en oncología.

A secure architecture for Australia’s index based e-health environment

This paper proposes a security architecture for the basic cross indexing systems emerging as foundational structures in current health information systems. In these systems unique identifiers are issued to healthcare providers and consumers. In most cases, such numbering schemes are national in scope and must therefore necessarily be used via an indexing system to identify records contained in pre-existing local, regional or national health information systems. Most large scale electronic health record systems envisage that such correlation between national healthcare identifiers and pre-existing identifiers will be performed by some centrally administered cross referencing, or index system. This paper is concerned with the security architecture for such indexing servers and the manner in which they interface with pre-existing health systems (including both workstations and servers). The paper proposes two required structures to achieve the goal of a national scale, and secure exchange of electronic health information, including: (a) the employment of high trust computer systems to perform an indexing function, and (b) the development and deployment of an appropriate high trust interface module, a Healthcare Interface Processor (HIP), to be integrated into the connected workstations or servers of healthcare service providers. This proposed architecture is specifically oriented toward requirements identified in the Connectivity Architecture for Australia’s e-health scheme as outlined by NEHTA and the national e-health strategy released by the Australian Health Ministers.

Sharing with care : an information accountability perspective

Health information sharing has become a vital part of modern healthcare delivery. E-health technologies provide efficient and effective ways of sharing medical information, but give rise to issues that neither the medical professional nor the consumers have control over. Information security and patient privacy are key impediments that hinder sharing information as sensitive as health information. Health information interoperability is another issue which hinders the adoption of available e health technologies. In this paper we propose a solution for these problems in terms of information accountability, the HL7 interoperability standard and social networks for manipulating personal health records.

Classification of pathology reports for cancer registry notifications

Objective: To develop a system for the automatic classification of pathology reports for Cancer Registry notifications. Method: A two pass approach is proposed to classify whether pathology reports are cancer notifiable or not. The first pass queries pathology HL7 messages for known report types that are received by the Queensland Cancer Registry (QCR), while the second pass aims to analyse the free text reports and identify those that are cancer notifiable. Cancer Registry business rules, natural language processing and symbolic reasoning using the SNOMED CT ontology were adopted in the system. Results: The system was developed on a corpus of 500 histology and cytology reports (with 47% notifiable reports) and evaluated on an independent set of 479 reports (with 52% notifiable reports). Results show that the system can reliably classify cancer notifiable reports with a sensitivity, specificity, and positive predicted value (PPV) of 0.99, 0.95, and 0.95, respectively for the development set, and 0.98, 0.96, and 0.96 for the evaluation set. High sensitivity can be achieved at a slight expense in specificity and PPV. Conclusion: The system demonstrates how medical free-text processing enables the classification of cancer notifiable pathology reports with high reliability for potential use by Cancer Registries and pathology laboratories.

Towards a smart cancer registry

Aims Pathology notification for a Cancer Registry is regarded as the most valid information for the confirmation of a diagnosis of cancer. In view of the importance of pathology data, an automatic medical text analysis system (Medtex) is being developed to perform electronic Cancer Registry data extraction and coding of important clinical information embedded within pathology reports. Methods The system automatically scans HL7 messages received from a Queensland pathology information system and analyses the reports for terms and concepts relevant to a cancer notification. A multitude of data items for cancer notification such as primary site, histological type, stage, and other synoptic data are classified by the system. The underlying extraction and classification technology is based on SNOMED CT1 2. The Queensland Cancer Registry business rules3 and International Classification of Diseases – Oncology – Version 34 have been incorporated. Results The cancer notification services show that the classification of notifiable reports can be achieved with sensitivities of 98% and specificities of 96%5, while the coding of cancer notification items such as basis of diagnosis, histological type and grade, primary site and laterality can be extracted with an overall accuracy of 80%6. In the case of lung cancer staging, the automated stages produced were accurate enough for the purposes of population level research and indicative staging prior to multi-disciplinary team meetings2 7. Medtex also allows for detailed tumour stream synoptic reporting8. Conclusions Medtex demonstrates how medical free-text processing could enable the automation of some Cancer Registry processes. Over 70% of Cancer Registry coding resources are devoted to information acquisition. The development of a clinical decision support system to unlock information from medical free-text could significantly reduce costs arising from duplicated processes and enable improved decision support, enhancing efficiency and timeliness of cancer information for Cancer Registries.

Marcação CE de dispositivos médicos e segurança em software

Com o crescente aumento da Teleradiologia, sentiu-se necessidade de criar mais e melhores softwares para sustentar esse crescimento. O presente trabalho pretende abordar a temática da certificação de software e a sua marcação CE, pois para dar entrada no mercado Europeu todos os Dispositivos Médicos (DM) têm de estar devidamente certificados. Para efetuar a marcação CE e a certificação serão estudadas normas e normativos adequados para marcação de DM ao nível Europeu e também dos Estados Unidos da América. A temática da segurança de dados pessoais será também estudada de forma a assegurar que o dispositivo respeite a legislação em vigor. Este estudo tem como finalidade a certificação de um software proprietário da efficientia sysPACS, um serviço online abrangente, que permite a gestão integrada do armazenamento e distribuição de imagens médicas para apoio ao diagnóstico.

Post-MAPS: An interactive acquisition platform for gastroenterology

Post-MAPS is a web platform that collects gastroenterological exam data from several european hospital centers, to be used in future clinical studies and was developed in partnership with experts from the gastroenterological area and information technology (IT) technicians. However, although functional, this platform has some issues that are crucial for its functioning, and can render user interaction unpleasant and exhaustive. Accordingly, we proposed the development of a new web platform, in which we aimed for an improvement in terms of usability, data uni cation and interoperability. Therefore, it was necessary to identify and study different ways of acquiring clinical data and review some of the existing clinical databases in order to understand how they work and what type of data they store, as well as their impact and contribution to clinical knowledge. Closely linked to the data model is the ability to share data with other systems, so, we also studied the concept of interoperability and analyzed some of the most widely used international standards, such as DICOM, HL7 and openEHR. As one of the primary objectives of this project was to achieve a better level of usability, practices related to Human Computer-Interaction, such as requirement analysis, creation of conceptual models, prototyping, and evaluation were also studied. Before we began the development, we conducted an analysis of the previous platform, from a functional point of view, which allowed us to gather not only a list of architectural and interface issues, but also a list of improvement opportunities. It was also performed a small preliminary study in order to evaluate the platform's usability, where we were able to realize that perceived usability is different between users, and that, in some aspects, varies according to their location, age and years of experience. Based on the information gathered during the platform's analysis and in the conclusions of the preliminary study, a new platform was developed, prepared for all potential users, from the inexperienced to the most comfortable with technology. It presents major improvements in terms of usability, also providing several new features that simplify the users' work, improving their interaction with the system, making their experience more enjoyable.

Integración de repositorios digitales en salud, desafíos y alternativas de interoperabilidad

Este artículo presenta una descripción de los repositorios digitales y su caracterización dentro del contexto de las ciencias de la salud. Se analiza la forma en como viene siendo almacenada, clasificada, accedida y compartida la información médica representada principalmente en ayudas diagnosticas (como imágenes médicas, resonancias, electrocardiogramas, etc.) así como casos, reportes, diagnósticos entre otros. Aprovechando modelos de interoperabilidad propuestos entre sistemas de información médica (basados en estándares como DICOM, HL7, CDA), se analiza como pueden coexistir e integrarse a mecanismos más tradicionales dentro de repositorios digitales científicos o de otros tipos tanto de colecciones como en el ámbito temático. Retos de interoperabilidad en protocolos, metadatos, formatos digitales de objetos, servicios son las principales demandas de estos repositorios y federaciones. La heterogeneidad es un factor común y un desafío de cara a la interoperabilidad de repositorios, aplicaciones clínicas, metadatos, servicios y hasta dispositivos. A menudo, los servicios expuestos por una entidad, son limitados a ciertas funcionalidades o a ser accedidos por una población determinada de usuarios finales, sea por que su caracterización así lo exige dentro del establecimiento de sus requerimientos o lógica de negocio; como también porque las condiciones (arquitecturas diferentes, sistemas operativos, lenguajes de programación, tecnologías de redes y protocolos de interconexión, elementos hardware, productos software) del o de los dominios organizacionales en los que se encuentran impiden la integración y/o agregación de los diferentes recursos que se desean compartir con objetivos de colaboración. El enfoque de derechos de autor, varia considerablemente respecto a los enfoques tradicionales de repositorios institucionales y la eventual promoción de contenidos en acceso abierto en repositorios de salud representan otro gran reto. Se hace necesario lograr una gran abstracción de todos esos recursos para poder hablar de interoperabilidad, en este caso de repositorios de objetos médicos en donde la abstracción esta asociada a diferentes tecnologías subyacentes de almacenamiento, diferentes condiciones de interconexión de red, diferentes protocolos de comunicación, múltiples idiomas y vocabularios controlados por diferentes comunidades en salud que conllevan a una definición de modelos sintácticos y semánticos de metadatos que representen adecuadamente estos objetos. La implementación de redes de repositorios de objetos médicos, pueden plantear dos acercamientos diferentes: (1) mediante un mecanismo de integración débilmente acoplada, representada por modelos de metadatos y protocolos de interoperabilidad agregados en un punto central, a través del cual se ofrecen los servicios a sus usuarios (tecnologías como OAI-PMH, Dublin Core, HTTP, XML entre algunas otras son los pilares de estos modelos de integración) y (2) mediante un mecanismo de integración fuertemente acoplada, para cuyo caso se plantea una arquitectura de integración basada en Computación en Malla. Como tecnología emergente de computación distribuida, aborda mecanismos que permitan verificar el grado de eficiencia de la interoperabilidad que puede ofrecer a través de un middleware que sirva de enlace entre los usuarios, las aplicaciones y los recursos, para lograr esa gran abstracción . Así mismo se resalta en el contexto colombiano la ausencia de estrategias basadas en estándares para el acceso compartido a dicha información médica, por lo que es de gran interés la exploración de diferentes mecanismos o alternativas propuestas de integración de repositorios médicos con objetivos de propender por un trabajo colaborativo entre instituciones del sector de la salud, y tener una herramienta más que contribuya a la toma de decisiones por parte del personal médico especializado así como el apoyo a la educación en áreas de la salud.

Estudo da padronização visando à interoperabilidade: o caso das organizações de saúde na cidade de Marília- São Paulo

Pós-graduação em Ciência da Informação - FFC

La cartella clinica cardiologica: progetto di integrazione dei dati provenienti da apparecchiature biomediche tramite profili ihe

Tale tesi si prefigge lo scopo di mettere in evidenza l'importanza dell'introduzione della cartella clinica elettronica dispositivo medico, nel reparto ospedaliero di cardiologia. Essa contiene dati inerenti l'intera cronologia degli eventi caratterizzanti il processo di cura del paziente ed assicura un accesso veloce e sicuro ai record clinici di interesse. Grazie al suo sviluppo, è stato possibile facilitare la cura, la diagnosi e la refertazione degli esami. E' necessario operare l'integrazione fra le diverse modalità di acquisizione, permettendo la comunicazione fra loro e col sistema informativo specifico del reparto, così da poter raccogliere velocemente informazioni coerenti e prive di errori, da inserire nella cartella clinica elettronica cardiologica. Per soddisfare tali esigenze di integrazione, è stato introdotto nell'ambito clinico, l'uso dei diversi profili di integrazione IHE, ognuno riguardante uno specifico settore sanitario. L'iniziativa IHE è volta a migliorare l'efficienza dei flussi di lavoro ospedalieri e della pratica clinica, sviluppando la condivisione delle informazioni e l'integrazione fra i sistemi informativi ospedalieri ed i vari software utilizzati dalle modalità, grazie alla gestione ed uso coordinato di più standard clinici già esistenti (per esempio, DICOM e HL7). Perciò, IHE offre una base solida e comune per l'efficace scambio informativo tra i dispositivi ospedalieri di interesse, sebbene essi parlino linguaggi differenti, assicurando così che le informazioni richieste per le decisioni cliniche, siano prive di errori e contraddizioni e facilmente reperibili dal personale sanitario.

Analisi, progettazione e sviluppo di un modulo di gestione di messaggistica orientato alla sanità

Realizzazione di una libreria che permetta ad applicazioni di diverso tipo e distribuite sulla rete di scambiarsi messaggi con lo scopo di estendere le funzionalità di ciascuna applicazione con quelle fornite dalle altre applicazioni e di rendere virtuali le risorse aziendali, permettendo in questo modo alla logica di business del sistema sanitario di essere sviluppata e gestita indipendentemente dall’infrastruttura della rete e senza apportare modifiche alle applicazioni già sviluppate.

Sistemi di monitoraggio per la bassa e media intensita di cura: stato dell'arte e sviluppi futuri.

La suddivisione in aree assistenziali per intensità di cura e non in reparti e unità operative, consente al personale medico e sanitario una migliore gestione del paziente, ponendolo al centro del suo percorso di cura, evitando dispersioni, sprechi di tempo, di spazio, di risorse e consentendo una ottimizzazione del proprio lavoro. I settori su cui questo elaborato tende a focalizzarsi maggiormente, sono le aree a media e bassa intensità. Tali aree ospitano pazienti i quali necessitano di monitoraggio dei propri parametri fisiologici vitali, ma non in modo invasivo e costante come al contrario avviene in aree assistenziali ad intensità più alta. Si tratterà in particolare di quali dispositivi sono i più adatti per essere impiegati all’interno di tali aree. Si vuole sottolineare l’importanza della “modularità” di questi dispositivi, ovvero la possibilità di rilevare solo ed esclusivamente i parametri che realmente servono al medico per comprendere il quadro clinico del paziente in fase di stabilizzazione. I dati rilevati vengono poi generalmente trasmessi a un accentratore attraverso Bluetooth o altri standard a corto raggio. La cartella clinica del paziente viene aggiornata automaticamente e il personale sanitario può accedere in qualsiasi momento allo storico dei dati, ottimizzando il proprio lavoro. Per descrivere lo stato dell’arte dei dispositivi ne vengono riportati due esempi: Win@Hospital dell’azienda pisana Winmedical e EverOn dell’azienda israeliana EarlySense. L’integrazione dei dati medicali di questi dispositivi, così come per tutte le apparecchiature biomedicali presenti all’interno degli ospedali, avviene per mezzo di standard quali HL7 e sulla base di profili di integrazione definiti da IHE.