Ontology-based Framework for Electronic Health Records - - PowerPoint PPT Presentation

Ontology-­‑based ¡Framework ¡for ¡ Electronic ¡Health ¡Records ¡ Interoperability ¡

¡

Carolina ¡González. ¡PhD ¡ Diego ¡M. ¡López. ¡PhD ¡

University ¡of ¡Cauca, ¡Colombia ¡

Bernd ¡Blobel, ¡PhD ¡

eHealth ¡Competence ¡Center ¡-­‑ ¡Regensburg, ¡Germany ¡

Oral ¡Presenta8on ¡

2 ¡

Seman8c ¡interoperability ¡defini8on: ¡

Primary ¡Healthcare ¡ Provider ¡ Pharmacy ¡ Laboratory ¡ Diagnos8c ¡Services ¡ Hospital ¡ Administra8on ¡ Homecare ¡ Insurance ¡Company ¡ Emergency ¡Services ¡ Health ¡Authority ¡

¡

Exchange ¡of ¡ ¡ Informa8on ¡

¡

Pa8ent ¡

¡ Effec8ve ¡ ¡Collabora8on ¡

¡

Seman8c ¡Interoperability: ¡ability ¡to ¡understand ¡the ¡informa8on ¡that ¡is ¡being ¡exchanged. ¡ ICT ¡SoluHon: ¡Agreement ¡(using ¡standards) ¡on ¡common ¡clinical ¡data ¡representa8on, ¡

• terminology. ¡
• 1. ¡IntroducHon ¡

Technical ¡ ¡Problem: ¡They ¡are ¡inconsistent, ¡overlapping, ¡informal ¡, ¡and ¡incomplete ¡à à ¡Ontology ¡

¡

• 2. ¡Objec8ve ¡
• Propose ¡an ¡interoperability ¡framework ¡based ¡
• n ¡an ¡ontological ¡approach ¡to ¡support ¡

computable ¡seman8c ¡interoperability ¡among ¡ Electronic ¡Health ¡Record ¡Systems ¡ ¡

• 2. ¡Methods ¡

Generic ¡Component ¡Model ¡ Ontologies ¡and ¡Concept ¡RepresentaHon ¡

Types ¡of ¡ontologies ¡(aSer ¡Rebstock ¡et. ¡2008), ¡changed ¡

• 3. ¡Results ¡(1/2) ¡
• Philosophical ¡ontology ¡àCategoriza8on ¡of ¡universals ¡or ¡classes ¡of ¡

reality ¡and ¡the ¡rela8ons ¡exis8ng ¡between ¡them ¡(Smith, ¡1997) ¡

• Computer ¡Sciences ¡à ¡“specifica8on ¡of ¡a ¡conceptualiza8on”, ¡i.e. ¡the ¡

provision ¡of ¡knowledge ¡representa8on ¡primi8ves ¡(classes, ¡a[ributes ¡ and ¡rela8onships) ¡to ¡model ¡reality ¡(Gruber, ¡1993) ¡ ¡

1 ¡ 2 ¡ 3 ¡ 4 ¡

4.a ¡ 4.b ¡ 4.c ¡ 4.d ¡

Conceptual ¡Framework ¡for ¡EHR ¡SemanHc ¡Interoperability ¡

• 3. ¡Results(2/2) ¡
• 1. ¡The ¡Role ¡of ¡the ¡Framework ¡in ¡computable ¡semanHc ¡

Interoperability! ¡

LIS ¡

Common ¡Informa8on ¡Model! ¡

EHR-­‑S

¡

Hospital ¡ Administra8on ¡

OBO ¡Foundry ¡ ¡ SNOMED-­‑CT, ¡LOINC, ¡UMLS ¡ ¡ OWL, ¡RDF ¡Representa8on ¡ Basic ¡Formal ¡Ontology ¡(BFO) ¡

R2RML: ¡RDB ¡ to ¡RDF ¡ Mapping ¡ Language ¡ Capture-­‑Informa8on ¡ ¡Converter ¡ Mapping-­‑Execu8on ¡ Post-­‑processing ¡ ¡Syntac8c ¡ ¡Seman8c ¡ Compute-­‑Similarity ¡ ¡External ¡ ¡ Resources ¡ ¡ (Ontologies) ¡

Mapping ¡Algorithms ¡

Framework ¡for ¡EHR ¡SemanHc ¡Interoperability ¡

Hospital ¡ Administra8on ¡

• 4. ¡Interoperability ¡Scenario ¡

Mirth ¡Messaging ¡ Module ¡ Interoperability ¡ Service ¡ CDA ¡Laboratory ¡Results ¡(Localized) ¡to ¡RDF/OWL. ¡ RDF/OWL ¡representaHon ¡to ¡Indivo ¡Lab ¡Schema ¡

• 5. ¡Discussion ¡and ¡Conclusion ¡
• An ¡ interoperability ¡ framework ¡ based ¡ on ¡ an ¡
• ntology ¡ approach ¡ to ¡ support ¡ seman8c ¡

interoperability ¡ between ¡ Electronic ¡ Health ¡ Records ¡systems ¡has ¡been ¡presented. ¡

• Ontology ¡ mapping ¡ Algorithms; ¡ ApplicaHon ¡

Ontology ¡formalizaHon. ¡

• The ¡prototype ¡is ¡currently ¡being ¡tested ¡in ¡order ¡

to ¡ evaluate ¡ the ¡ effecHveness ¡ of ¡ the ¡ matching ¡ process ¡ (case ¡ study ¡ PHR-­‑EHR-­‑LIS/experiment, ¡ Recall ¡, ¡Precision ¡of ¡Matching). ¡

Thank you for your attention!

Carolina ¡Gonzalez, ¡Ph.D. ¡ cgonzals@unicauca.edu.co ¡ ¡ Departamento ¡de ¡Sistemas ¡ Facultad ¡de ¡Ingeniería ¡Electrónica ¡y ¡ Telecomunicaciones ¡ Universidad ¡del ¡Cauca ¡ Calle ¡5 ¡No. ¡4-­‑70 ¡-­‑ ¡Popayan, ¡Colombia ¡

• Tel. ¡ ¡+57-­‑(2)-­‑8209800

¡ Fax: ¡+57-­‑(2)-­‑8209810 ¡

¡

Acknowledgment ¡ This ¡ work ¡ was ¡ founded ¡ ¡ by ¡ the ¡ US ¡ NaHonal ¡ InsHtutes ¡ of ¡ Health ¡ (QUIPU ¡ ¡ Program ¡ Grant: ¡ 1D43TW008438-­‑0109 ¡ ), ¡ the ¡ German ¡ Academic ¡ Exchange ¡ Service ¡ DAAD ¡ and ¡ Colciencias ¡ ¡ (Fondo ¡ Francisco ¡ José ¡ de ¡ Caldas ¡ Contract ¡ 567-­‑2011), ¡ the ¡ eHeath ¡ Competence ¡ Center ¡ Regensburg, ¡ and ¡ University ¡ of ¡ Cauca ¡ (Vicerrectoría ¡ de ¡ inves8gaciones ¡Project ¡ID ¡3286). ¡

| ¡

Annex: ¡Results ¡

• 2. ¡The ¡ontology ¡mapping ¡process_phases ¡

Capture-­‑Informa8on ¡ ¡Converter ¡ Mapping-­‑Execu8on ¡ Post-­‑processing ¡ ¡Syntac8c ¡ ¡Seman8c ¡ Compute-­‑Similarity ¡ ¡External ¡ ¡ Resources ¡ ¡ (Ontologies) ¡

1 ¡ 2 ¡ 3 ¡

Users General User Expert User

HELP

Utilities Module

Explanation Module Expert Module Knowledge acquisition

Knowledge Base

Inference Motor

Expert System Module Control ¡Module

Solutions Repository Access ¡File Expert Access Semantic Network ¡ access Expert System Repository Access ¡Data ¡Module G E N E R A L M O D U L E F I L E S M O D U L E LMMS

Memory Work

Annex: ¡Results ¡

Laboratory ¡Model ¡Mapping ¡System ¡Design ¡

Laboratory ¡Model ¡Mapping ¡System ¡ Design ¡

• Produc8on ¡Rules ¡

Si es una persona y atiende un paciente que tiene una historia clínica y labora dentro de un departamento de servicios asistenciales que forma parte de una empresa prestadora de servicios de salud, entonces, es un medico.

If ¡person ¡and ¡a[ends(pa8ent(x)) ¡and ¡ E ¡[(department)] ¡à ¡doctor ¡ LMMS: ¡An ¡Approach ¡to ¡Support ¡Seman8c ¡Mapping ¡of ¡E-­‑R ¡Models ¡to ¡HL7 ¡Informa8on ¡Models ¡

General ¡ ¡ Concept ¡

Descrip8on ¡

Specific ¡ ¡ Concepts ¡

Mapping ¡

Affirma8on ¡

HL7 ¡Mapping ¡

Descrip8on ¡ Descrip8on ¡

Rule ¡ Statement ¡

Name ¡ State ¡ Name ¡ State ¡ Id ¡ State ¡ … ¡

If ¡x ¡à ¡y ¡and ¡If ¡y ¡à ¡z ¡ If ¡x ¡à ¡z ¡