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 Conceptos sobre ontologías y el estándar HL7-CDA
 Metodología e Implementación
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 OWL: Ontology Web Language
 HL7: Health Level 7
 CDA: Clinical Document Architecture
 RIM: Reference In...
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 OntoCRF: arquitectura y metodología
basada en ontologías para la construcción
dinámica en tiempo r...
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 Antecedentes (2):
 Help4Mood: proyecto del 7th FP para el
desarrollo de una plataforma TIC de
soporte a la depresión.
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 Antecedentes (y 3)
 Formulario PHQ9: Patient Health
Questionnaire para el diagnóstico de la
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 Objetivo principal
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 Objetivo principal:
 Uso de OWL para representar el modelo de
referencia R-MIM de CDA para la
instanciación de docum...
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 Falta de una definición clara en el estándar CDA para
crear plantillas de documentos: propon...
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Conceptos sobre ontologías y
el estándar HL7-CDA
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 Ontologías (1):
 Una ontología es la Conceptualización
explícita de un dominio (Gruber, 1993).
 Elementos principal...
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 Ontologías (2):
 Motivaciones para su desarrollo:
1. Compartición de información entre personas/agentes
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 Ontologías (y 3):
 Pasos para el desarrollo:
1. Dominio de la ontología (Preguntas de competencia)
2. Posibilidad de...
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 HL7, RIM y CDA (2):
 RIM (Reference Information Model):
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 CDA (Clinical Document Architecture):
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 HL7, RIM y CDA (4):
• HL7 v3 StandardRIM  R-MIM  HMD  Schema XML
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 Guía de implementación de CDA:
 Especifica
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 Diseño y arquitectura de las ontologías:
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 Modelado en OWL:
 Ontología ISO 21090: ontología reutilizada que
modela los tipos de datos
 Ontología CDA: contiene...
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 Pasos en el desarrollo (1):
1. Dominio de la ontología:
• Modelo de información R-MIM de CDA y formulario PHQ9
2. Pos...
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 Pasos en el desarrollo (2):
4. Definir las clases y su jerarquía
5. Definir las propiedades de las clases
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 Se han conseguido los objetivos marcados:
 Posibilidad de instanciar un documento y
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 Resultados y conclusiones (y 3)
 Limitaciones: la especificación CDA se queda en
cómo construir una instancia concre...
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 Puntos abiertos:
 Explotación de información mediante SparQL
 Armonización con otros estándares (CEN
13606, 13940, ...
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Interoperabilidad semántica basada en estándares: CDA y OWL

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Presentación del proyecto Final de Máster en Ingenieraía Biomédica: Interoperabilidad semántica basada en estándares: CDA y OWL

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  • CDA Information Model - RMIM
  • Estructura del Body: estructurado o no estructurado
  • Componentes principales de un documento CDA
  • Ontologia CDA.owl hace una importacion de ISO21090. Se muestra la jerarquía de clases para Act i ClinicalDocument, así como la lista de sus propiedades
  • En este caso, se muestran dos tipos diferentes de propiedades de ClinicalDocument: Por un lado, el tipo ISO21090 act_id, que puede tomar un único valor en cada instancia (se indica con el atributo Functional) Por otro lado, la propiedad document_author que es del tipo Author declarado en esta misma ontología i que puede tomar múltiples valores para cada instancia de un ClinicalDocument (un documento clínico puede tener varios autores)
  • Notar que la ontología PHQ9 realiza una importación de la CDA.owl i vemos un ejemplo de una instancia creada a partir de ClinicalDocument para un documento de recogida de la presión arterial i como toman valores algunas de las propiedades e instancias del mismo. Se puede ver como también se crean slots para cada una de las propiedades de las clases de las que hereda (ClinicalDocument, Act,…)
  • Ejemplo de la metaclass creada para ClinicalDocument i poder fijar valores por defecto. Para que estos valores tomen efecto en las siguientes instancias creadas de ClinicalDocument, es necesario indicar que esta clase es, a su vez, instancia de la metaclass.
  • En este caso, se muestra como se ha modelado un cuerpo estructurado i sus componentes (secciones i entries) que contendrán la información estructurada del documento clínico. Así mismo, también se ejemplifica otro modelado de las metaclases correspondientes (en este caso Act) i los valores por defecto correspondientes.
  • Pasos per crear una instancia del documento donde guardar los datos identificativos del header. Nombre del document, fecha, nombre del paciente y autor (role i entidad).
  • Creación de un cuerpo estructurado. Creación de las instancias correspondientes que recogerán los valores de nuestro formulario para contestar a cada una de las preguntas. Creación StructuredBody. Nueva sección que englobará las 2 entries (scores i evaluation) i como cada una de las respuestas toma los valores prefijados permitidos para el cuestionario.
  • Interoperabilidad semántica basada en estándares: CDA y OWL

    1. 1. 1 Interoperabilidad semántica basada en estándares: Sistema personal de monitorización y seguimiento de pacientes con depresión mayor a domicilio Juan Carlos Castro Director: Raimundo Lozano 20 Septiembre 2013 Proyecto Final de Estudios Máster Ingeniería Biomédica
    2. 2. 2  Antecedentes y Objetivos  Conceptos sobre ontologías y el estándar HL7-CDA  Metodología e Implementación  Instanciación de un formulario PHQ9  Conclusiones y Pasos Futuros
    3. 3. 3  Glosario:  OWL: Ontology Web Language  HL7: Health Level 7  CDA: Clinical Document Architecture  RIM: Reference Information Model  R-MIM: Refined Message Information Model  PHQ9: Personal Health Questionnaire
    4. 4. 4 Antecedentes y Objetivos 4
    5. 5. 5  Antecedentes (1):  OntoCRF: arquitectura y metodología basada en ontologías para la construcción dinámica en tiempo real de sistemas de recogida de datos y su representación gráfica mediante formularios web específicos.
    6. 6. 6  Antecedentes (2):  Help4Mood: proyecto del 7th FP para el desarrollo de una plataforma TIC de soporte a la depresión.
    7. 7. 7  Antecedentes (y 3)  Formulario PHQ9: Patient Health Questionnaire para el diagnóstico de la depresión.  Instrumento diagnóstico validado para el uso en atención primaria.  Utilizado en el proyecto Help4Mood previa validación de los espec. clínicos
    8. 8. 8
    9. 9. 9  Objetivo principal
    10. 10. 10  Objetivo principal:  Uso de OWL para representar el modelo de referencia R-MIM de CDA para la instanciación de documentos mediante la implantación de un caso de uso en el ámbito del proyecto Help4Mood y el cuestionario PHQ9, permitiendo el intercambio de documentos CDA
    11. 11. 11  Objetivos secundarios:  Falta de una definición clara en el estándar CDA para crear plantillas de documentos: proponemos una nueva aproximación.  Utilización de estándares de información clínica (HL7, CDA, ISO 21090)  Integración con el proyecto OntoCRF para la generación de formularios  Desarrollo de una Guía de Implementación para documentos CDA
    12. 12. 12 Conceptos sobre ontologías y el estándar HL7-CDA 12
    13. 13. 13  Ontologías (1):  Una ontología es la Conceptualización explícita de un dominio (Gruber, 1993).  Elementos principales: clases, propiedades e instancias.  Uso extendido en el campo de la Inteligencia Artificial.
    14. 14. 14  Ontologías (2):  Motivaciones para su desarrollo: 1. Compartición de información entre personas/agentes 2. Reutilización del conocimiento 3. Son formalizaciones explícitas de un dominio de conocimiento 4. Separación del conocimiento del dominio del operacional (p.ej. algoritmos) 5. Permiten el análisis del conocimiento del dominio mediante métodos formales (razonadores semánticos)
    15. 15. 15  Ontologías (y 3):  Pasos para el desarrollo: 1. Dominio de la ontología (Preguntas de competencia) 2. Posibilidad de reutilización de otras ontologías 3. Enumerar términos importantes (clases, propiedades) 4. Definir las clases y su jerarquía 5. Definir las propiedades de las clases 6. Definir las características de las propiedades (tipo, cardinalidad, valores por defecto, obligatoriedad) 7. Crear instancias
    16. 16. 16  HL7, RIM y CDA (1):  HL7 (Health Level 7):  Conjunto de estándares para especificar comunicación de información clínica  Origen en EEUU pero alcance internacional  Principales estándares: mensajería v2.x y v3, RIM, CDA y EHR System Functional Model  Estándares ANSI
    17. 17. 17  HL7, RIM y CDA (2):  RIM (Reference Information Model):
    18. 18. 18  HL7, RIM y CDA (3):  CDA (Clinical Document Architecture):  Estándard de marcaje basado en XML para definir la estructura y la semántica de un documento clínico  Deriva su modelo de información R-MIM de una especialización del modelo RIM  Objetivos: persistencia, administración y custodia, potencial para autenticación, información adicional para procesamiento  Elementos principales de un documento conforme con CDA: Encabezado (Header) y Cuerpo (Body)
    19. 19. 19  HL7, RIM y CDA (4): • HL7 v3 StandardRIM  R-MIM  HMD  Schema XML Narrative blocks  human Entries  machine Un documento CDA R2 consiste en una mezla de « narrative blocks » y « entries » estructuradas. HeaderHeader BodyBody text Observation Substance administration Body site Procedure Patient encounter « Organizer » Multimedia observation
    20. 20. 20 CDA Header CDA Body Ext. Ref. CDA Entries Clinical Document Participations Non-XML or Structured Body Nested Sections with Narrative Clinical Statements Custodian Record Target Encounter Related Documents Linked Artifacts Medication Observation Procedure
    21. 21. 21
    22. 22. 22 <ClinicalDocument> ... <StructuredBody> <Section> <text>...</text> <Observation> ... </Observation> <Observation> <reference> <ExternalObservation> ... </ExternalObservation> </reference> </Observation> </Section> <Section> <Section>...</Section> </Section> </StructuredBody> </ClinicalDocument> D O C U M E N T S E C T I O N S B O D Y Header E N T R I E S Narrative Block
    23. 23. 23  HL7, RIM y CDA (y 5):  Guía de implementación de CDA:  Especifica  Secciones textuales obligatorias y opcionales  Códigos terminológicos, esquemas de identificación  Otras restricciones particulares al país: formatos de teléfonos, direcciones, códigos de identificación de pacientes.
    24. 24. 24 Metodología e Implementación 24
    25. 25. 25  Diseño y arquitectura de las ontologías:
    26. 26. 26  Modelado en OWL:  Ontología ISO 21090: ontología reutilizada que modela los tipos de datos  Ontología CDA: contiene el modelo conceptual R- MIM invariante con las clases y propiedades del dominio. Guía de implementación asociada.  Ontología CDA_PHQ9: modela el formulario PHQ9 y permite la creación de una instancia. A partir de este modelo se genera el formulario web para recogida de datos en OntroCRF.
    27. 27. 27  Pasos en el desarrollo (1): 1. Dominio de la ontología: • Modelo de información R-MIM de CDA y formulario PHQ9 2. Posibilidad de reutilización de otras ontologías: • Las ontologías basadas en CDA consultadas no modelaban partes importantes como el cuerpo estructurado de documentos CDA 3. Enumerar términos importantes (clases, propiedades) • Clases principales del RIM de HL7: Act, Role, Entity, Participation. Clases principales de R-MIM de CDA: ClinicalDocument, StructuredBody.
    28. 28. 28
    29. 29. 29  Pasos en el desarrollo (2): 4. Definir las clases y su jerarquía 5. Definir las propiedades de las clases
    30. 30. 30
    31. 31. 31  Pasos en el desarrollo (3): 6. Definir las características de las propiedades (tipo, cardinalidad, valores por defecto, obligatoriedad)
    32. 32. 32
    33. 33. 33  Pasos en el desarrollo (y 4): 7. Crear instancias
    34. 34. 34
    35. 35. 35  Decisiones tomadas en la implementación y diferenciadoras respecto a otras implementaciones en la literatura al respecto:  Creación de metaclases para fijar valores pre- establecidos para las propiedades de aquellas clases que así lo requieran.  Modelización del cuerpo estructurado de los documentos CDA.
    36. 36. 36
    37. 37. 37
    38. 38. 38 Instanciación de un formulario PHQ9 38
    39. 39. 39 D O C U M E N T S E C T I O N B O D Y Header E N T R I E S
    40. 40. 40
    41. 41. 41
    42. 42. 42 Generación de un formulario web utilizando OntoCRF 42
    43. 43. 43
    44. 44. 4444
    45. 45. 45 Conclusiones y Pasos Futuros 45
    46. 46. 46  Resultados y conclusiones (1)  Outputs:  Ontología CDA: 145 clases, 172 propiedades.  Ontología CDA_PHQ9: 20 clases, 26 propiedades.  Guía de implementación documentos clínicos para la ontología generada (Anexo)
    47. 47. 47  Resultados y conclusiones (2)  Se han conseguido los objetivos marcados:  Posibilidad de instanciar un documento y generar un CDA para comunicarlo de forma estándar.  Se ha creado un sistema que permite la creación de nuevos tipos de documentos CDA.
    48. 48. 48  Resultados y conclusiones (y 3)  Limitaciones: la especificación CDA se queda en cómo construir una instancia concreta de documento. Se ha definido una plantilla y un sistema para definir nuevas plantillas (nuevos tipos de documentos). Esto representa un paso más allá en el trabajo con documentos CDA.
    49. 49. 49  Puntos abiertos:  Explotación de información mediante SparQL  Armonización con otros estándares (CEN 13606, 13940, CIMI)  Integración con RIM completo de HL7  Validar la creación de documentos CDA en base a nuevas plantillas de informes (informe de urgencias, alta hospitalaria, etc)
    50. 50. 50 Gracias por su atención
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