Elektronische Gesundheitsakten (engl. "Electronic Health Records", abgekürzt EHRs) sollen helfen das immer größere Datenaufkommen in der Medizin zu bewältigen. Um die integrierte Versorgung und den Austausch von EHR-Daten zwischen Gesundheitsdiensteanbietern (GDAs) auf regionaler und nationaler Ebene zu ermöglichen, gewinnen sogenannte Shared-EHR-Systeme immer mehr an Bedeutung. Es müssen jedoch effiziente Methoden entwickelt werden, um die für eine konkrete Behandlungssituation relevanten Informationen in umfangreichen EHRs von Patienten zu finden und eine Informationsüberflutung der GDAs zu verhindern. Aktuelle Standards zur Spezifikation von strukturierten EHRs (i.e. ISO/EN 13606, HL7 CDA, openEHR) bauen auf dem sogenannten Zwei-Modell-Ansatz auf. Die Inhalte von EHRs werden dabei mittels sogenannter Archetypen spezifiziert (erste Modell-Ebene), die aus vordefinierten Komponenten eines Referenzmodells (zweite Modell-Ebene) zusammengesetzt werden. Ziel der Arbeit ist es anhand von fünf Anwendungsszenarien das Potenzial von Archetypen in Shared-EHR-Systemen aufzuzeigen. Der Hauptfokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der Entwicklung einer inhaltsbasierten Suche in einer auf der weit verbreiteten Spezifikation Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) Cross Enterprise Document Sharing (IHE XDS) basierenden Shared-EHR-Systemarchitektur. Dies stellt eine wesentliche Erweiterung der bisherigen Standard-Suchfunktionalität von IHE XDS dar, welche auf einige wenige Dokument-Metadaten limitiert ist und als Resultat der Suche ausschließlich gesamte EHR-Dokumente zurückliefert. Die inhaltsbasierte Suche ermöglicht es im Gegensatz dazu, nach elementaren Inhalten in EHR-Dokumenten zu suchen und liefert als Ergebnis diese, aus den EHR-Dokumenten extrahierten Inhalte zurück. Im vorgestellten Ansatz werden sämtliche EHR-Dokumente mittels Archetypen beschrieben und dem GDA darauf basierende Suchbegriffe zur Verfügung gestellt. Die Suchanfrage wird mithilfe der Archetypen in eine standardkonforme metadatenbasierte Suchanfrage, sowie eine an den EHR-Standard angepasste XQuery konvertiert. Durch die metadatenbasierte Suchanfrage werden alle für die Suchanfrage potentiell relevanten EHR-Dokumente geladen, die XQuery extrahiert die Suchergebnisse, die dann für den GDA aufbereitet und visualisiert werden. Ergänzend zur inhaltsbasierten Suche wird ein iterativer Archetypen-Entwicklungszyklus vorgestellt, um GDAs besser in die Entwicklung von Archetypen integrieren zu können, eine Methode zur Plug-and-Play-Formulargenerierung, um archetypkonforme EHR-Dokumente erzeugen zu können, sowie eine auf XML-Schema basierende Methode zur semantischen Validierung von EHR-Dokumenten. Mit dem iterativen Archetypen-Entwicklungszyklus wurden 133 ISO/EN 13606 Archetypen erzeugt. Die Plug-and-Play-Formulargenerierung wurde in einer Webapplikation umgesetzt, mittels derer 82 archetypbasierte ISO/EN 13606 EHR-Extrakte erzeugt wurden. Im Zuge der Evaluierung wurde die inhaltsbasierte Suche von sieben GDAs als schnell und ausreichend stabil empfunden, sie sei intuitiver und schneller als die herkömmliche metadatenbasierte Suche in IHE XDS. Archetypen erwiesen sich für die in dieser Arbeit präsentierten Anwendungen als geeignet. Der vorgestellte Ansatz zur inhaltsbasierten Suche stellt eine punktuelle Erweiterung von IHE XDS dar und kann somit in existierende IHE XDS Umgebungen eingebunden werden, ohne bisherige Funktionalitäten zu beeinträchtigen. Die vorliegende Arbeit entstand im Kontext des FWF-Projekts EHR-Arche.
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Electronic Health Records (EHRs) should help to handle the increasing amount of data in the health care domain. Shared EHR systems are getting more important to enable an integrated care and the exchange of EHRs between health care providers on a regional and national level. In order to prevent information overload, efficient methods to find relevant information in large EHRs of a patient have to be developed. Current standards in the domain of structured EHRs (i.e. ISO/EN 13606, HL7 CDA, openEHR) apply the so called dual model approach. The EHR content is described by so called Archetypes (first model), which specify how the generic classes from the Reference Model (second layer) have to be assembled. The goal of this work is to show the potential of Archetypes in Shared EHR systems by means of five areas of application. The main focus of the present work is the implementation of a contentbased search in the widely-used Integrating the Health care Enterprise (IHE) Cross Enterprise Document Sharing Profile (IHE XDS) Shared EHR system architecture. This is an extension to the basic search function from IHE XDS, which only allows retrieval of complete documents by querying a restricted set of document metadata. In contrast the content-based search allows to search medical content within EHR documents and only the relevant parts of EHRs are returned. In the presented approach all EHR documents are described by Archetypes. Based on these Archetypes possible search terms are offered to the health care professional. The resulting search query is transformed into a standardized meta-data-based search query and a content-based XQuery using the knowledge about the structure of the EHR documents in the Archetypes. The meta-data-based search query is used to retrieve a set of potentially relevant EHR documents from the shared EHR system, the XQuery is used to extract the relevant parts from the EHR documents, which are then visualised. Additionally to the content-based search, an iterative archetype development cycle to support the participation of the health care professionals in the development of archetypes, a method for a plug-and-play case form generation to create archetype-based EHR documents as well as a method to semantically validate EHR documents using XML Schema are presented. Using the iterative archetype development cycle 133 ISO/EN 13606 Archetypes were developed. The plug-and-play case form generation was implemented in a web application and 82 archetype-based ISO/EN 13606 EHR extracts were created. They were the basis for an evaluation of the implemented content-based search in an IHE XDS environment. The evaluation of the implemented content-based search with seven health care professionals has been found fast and stable, it was found more intuitive and faster than conventional meta-data based search in IHE XDS. Archetypes have proven themselves adequate to solve the presented areas of application. The presented content-based search is an add-on to IHE XDS and can be incorporated into existing IHE XDS environments without affecting existing functionality. This work was written in the context of the FWF project EHR-Arche.
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache
