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Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung
 

Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung

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Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung.

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    Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung Presentation Transcript

    • Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung. Dr.rer.med. Ralf Belusa M.Sc.Dipl.-Ing.(FH) Experimentelle Chirurgie der Medizinischen Fakultät Charité) U N I V E R S I T Ä T S M E D I Z I N B E R L I N
    • Thema: Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung.
    • Agenda
      • Allg. kurze Vorstellung
      • Einleitung
      • Fragestellung
      • Methodik
      • Ergebnisse
      • Diskussion
    • Worum geht es heute?
      • Thema:
      • Modellierung und Entwicklung einer Business Intelligence Lösung am Beispiel der humanen extrakorporalen Zellforschung
      90er Jahre durch die Gartner Group geprägt Betriebswirtschaftlichen Auswertungen und Weiterverarbeitungen. „ Business Intelligence [...] bezeichnet den analytischen Prozess, der – fragmentiert – Unternehmens- und Wettbewerbsdaten in handlungsgerichtetes Wissen über die Fähigkeiten, Positionen, Handlungen und Ziele der betrachteten internen oder externen Handlungsfelder (Akteure und Prozesse) transformiert“
    • Einleitung: MELS (Modulares Extrakorporales Leber System) Leberversagen und seine Ursachen. - schwere und oft tödliche Erkrankung - Erforderliche Lebertransplantation (Engpass der Spenderorgane) - Infektions- und Vergiftungsgefahr (Virushepatitis, Pilze) - Entgiftungsfunktion, und Stoffwechsel und Produktionsfunktionen werden eingestellt. - klinisches Versagen weiterer Organe (z.B. Nieren) MELS - Behandlung auf Intensivstation (vgl. Nierenersatztherapie) - MELS DetoxModule, MELS DialysisModule, MELS Cellmodule Hierzu gehören die Hämodialyse , die Peritonealdialyse (Bauchfelldialyse, CAPD) und die Nierentransplantation . Abbildung 1: Bioreaktor zur extrakorporalen bioartifiziellen Leberunterstützung (Quelle: AG Prof.Dr.Dr.Gerlach Experimentelle Chirurgie der Medizinischen Fakultät Charité)
    • Einleitung: Was kann man sich darunter vorstellen? Mit sogenannten Bioreaktoren werden in-vitro-Bedingungen geschaffen, um mit Zellen besiedelte Gerüste zu vitalem, dreidimensionalen Gewebe heranreifen zu lassen. In diesen Systemen werden in-vivo-Bedingungen künstlich nachgeahmt und die Konstrukte werden mit Sauerstoff, Wachstumsfaktoren, Zellkulturmedium versorgt und parallel biomechanischen Bedingungen (Fluß, Druck, Dehnung und Kompression) ausgesetzt, die die Gewebebildung fördern. Aber warum benötigt man hier ein BusinessIntelligence System? Abbildung 2: Wiederherstellung des Lebergewebes zwischen den Kapillaren des Bioreaktors. (Quelle: AG Prof.Dr.Dr.Gerlach Experimentelle Chirurgie der Medizinischen Fakultät Charité)
    • Fragestellung und Ziel
      • Wissenschaftliche und klinische Fragestellung:
      • Klinische Fragestellung:
          • Kenntnisse über das Verfahren von Business Intelligence Systemen in klinischen
          • Anwendungen am Beispiel der extrakorporalen hybriden Leberunterstützung voran
          • zu treiben und somit auf klinisch-wissenschaftliche Fragestellungen darzustellen.
      • Wissenschaftliche Fragestellungen und Ziel:
      • 1. ein modulares Business Intelligence System zur Erfassung und Analyse von humanen Zell- und Reaktordaten , welche bei der Herstellung, Betriebs- und Qualitätskontrolle von Systemen der extrakorporalen Leberunterstützung anfallen, zu implementieren,
      • 2. um mit diesem System Innovationszyklusverbesserungen der Zellkulturen zu erzielen.
      • 3. die Einhaltung von Qualitätsstandards als Voraussetzung für ISO Zertifizierungen im Rahmen klinischer Studien zu gewährleisten.
      • 4. einheitliche Analysetools für die Auswertung von großen komplexen Zelldaten zur Verfügung zu stellen.
    • Methodik zur Fragestellung: Vorgehensmodell und Setup
      • Das Verfahren/ internationale Zertifizierungen
      • Dieses Gesamtkonzept, welches mit Hilfe von Modellierungsaspekten (Entwurfsmuster V-Modell) entwickelt wurde, wird auch unter dem Namen Business Intelligence (BI) verstanden.
      • Die Grundelemente dieser Technologie u.a. der ISO/V-Modell XT beschreiben Regeln zur:
      • - Planung,
      • - Definition,
      • - Entwurf,
      • - Implementierung,
      • - Abnahme und Einführung sowie
      • Wartung und Pflege.
      Abbildung 3: Allgemeines V-Modell (Quelle: IABG München 1997)
    • Methodik zur Fragestellung: ISO Zertifizierung Analyse und Matching von ISO Regularien, um eine Zertifizierung der Prozesswege innerhalb des Unternehmens und der Forschungseinrichtung zu gewährleisten . Tabelle 1: ISO 9000 Teil 3 erarbeitete Anforderungen       ISO 9000, Teil 3   V-Modell | V-Modell XT Aktivitat Wo in der Arbeit zu finden? 4.1 Verantwortung der obersten Leitung     4.1.1 Verantwortung der obersten Leitung des Lieferanten     4.1.1.1 Qualitätspolitik QS-Plan Anhang 7.1. 4.1.1.2 Organisation Projekt-Hand-Buch Anhang 7.2. 5.4.1 Allgemeines 5.4.2.2 Management 5.4 Planung der Entwicklung 5.4.2 Entwicklungsplan 5.4.2.1 Phasen 5.4.2.3 Entwicklungsmethoden und Werkzeuge
    • Methodik Modellierung, Erfassung und Analyse von Daten Methodik zur IST-/SOLL Modellierung (Systems Engineering, V-Modell XT) - Objektmodellierung - Ausgetauschte Ereignisse und Information - Tailoring (int./externe Objekte) - Reduktion (Wegstreichen von Objekten) - Prozessbeschreibung Methodik zur Systementwicklung und Analyse von Meßdaten: - ROI und Maintainancebetrachtung, sowie Vorteil-, Nachteilreview: Hardware, Programmiersprache und Plattform. - Modularisierte Datenbankmodellierung nach Entity-Relationship-Modell. - Softwareentwicklung der Anforderungen nach V-Modell (Rapid Development) einheitliche Analysetools Innovationszyklusverbesserungen
    • Ergebnisse: Soll-Systemmodellierung Das Verfahren: Entwurfsmuster Systems Engineering, V-Modell XT, IST/Soll-Modellierung Arbeitsergebnisse: (siehe Abbildung) Methodenübersicht zur Erklärung: - Objektmodellierung - Ausgetauschte Ereignisse und Information - Tailoring (int./extern) - Reduktion (Wegstreichen von Objekten) - Prozessbeschreibung Abbildung 4: Kommunikationsdiagramm 1. Ebene (Quelle: Ralf Belusa)
    • Ergebnisse: Systementwicklung Das Verfahren: ROI, Maintainancebetrachtung, sowie Vorteil-, Nachteilreview Hardware, Programmiersprache und Plattform. Datenbankmodellierung nach ER-Modell Abbildung 5: ER-Datenmodellentwurf (Quelle: Ralf Belusa) Abbildung 6: Microsoft Vstudio.NET Entwicklungsumgebung (Quelle: Ralf Belusa) Das Verfahren: Softwareentwicklung nach V-Modell in VisualBasic.NET, CrystalReports, u.a. Zellisolierungsprotokolle,Exportmechanismen. Programmierung, Test, Abnahmephase (MA-Review)
    • Ergebnis: Eingabemöglichkeiten Abbildung 7: Online Eingabemaske Eurotransplantprotokoll (Quelle: Ralf Belusa)
    • Ergebnisse: Analysemöglichkeit der Messdaten Abbildung 8: Analyse und Darstellung der Messdaten in der BI-Applikation (Quelle: Ralf Belusa) Abbildung 9: generierter Zellisolierungsreport (Quelle: Ralf Belusa) Das Methodenverfahren: Grafische, und statistische Standardvisualisierungsmodule implementiert.
    • Ergebnis Innovationszyklus Die Durchführung der Datenanalyse für Ammoniak, NH3, Viabilität, Zellmenge, HLA-Type u.a. Messparameter auf alle 3 Auswahlbereiche selected bioreators, all bioreactors, worse bioreactors benötigte mit herkommlichen Analysen ca. 10 MH (Mannstunden) zur Eingabe der 3360 Messparameter und 3 MH (zur Analyse und Zusammenstellung des Diagramms mit Formatanpassungen in SPSS) Duch die neuartige Systemlösung wird die Durchlaufzeit von 3 Std. auf ca. 3 Minuten reduziert/verbessert. Abbildung 10: generierter Zellisolierungsreport (Quelle: Ralf Belusa)
    • Kritische Einschätzung der Ergebnisse Die Datenbankmodellierung und der Einsatz von Softwaremodellierung und des V-Modell XT ist vorteilhaft . ISO Zertifizierungsmaßnahmen sind erfolgreich und durchschaubar. Schlussendlich ist aber dennoch anzumerken, dass das V-Modell bzw. V-Modell XT noch nicht in jedem Management und Verantwortlichkeitskreis Einzug gefunden hat, und deswegen oft als dokumentationsüberladene Verfahrens- und Vorgehensanweisung abgelehnt wird oder nicht gekannt wird. Weiterhin wird auch die nachträglichen Struktur und Modelländerungen nach einem JourFix/Abnahme kritisiert, da dies die Entwicklung teilweise um Monate verschob. Weiterhin ist zu überlegen, in welcher statistischen Form diese großen Datenmengen verarbeitet, verwaltet und visualisiert werden und in welchem allgemeingültigen Datensystem die Daten statistisch analysiert und weiterverarbeitet werden sollen. Hierfür müssten grundlegende Forschungen angestellt werden, welche Methode eine hohe Transparenz und Portabilität ermöglicht damit die gewonnenen Daten auch für andere Projekte eingesetzt werden können.
    • Kritische Einschätzung Es sollte ebenfalls über eine Integration in dynamische messtechnische Regelsysteme nachgedacht werden, um eventuell in Echtzeit die gewonnenen Parameter von Steuer- und Regelsoftware direkt in den Bioreaktor zurückzuleiten. ROI und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen waren innerhalb des Projektes verbesserungswürdig.
    • Abschluss und Diskussion Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! und weiter zur Diskussion