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IT-Architektur und mehrstufiges Datenmanagement für Systemmedizin beim multiplen Myelom

Das Gesamtziel des Teilprojekts 'IT-Architektur und mehrstufiges Datenmanagement für Systemmedizin beim multiplen Myelom' ist die Entwicklung und Bereitstellung eines IT-Systems, um die Nutzung von Ergebnissen der biomedizinischen Forschung für die Versorgung von Patienten mit multiplem Myelom im Sinne einer individualisierten Therapie nachhaltig zu ermöglichen. Das Teilprojekt bietet eine Plattform für alle wissenschaftlichen Daten von CLIOMMICS und stellt somit ein Querschnittsprojekt dar.
Um dieses Ziel zu erreichen, müssen innovative Methoden der Aggregation, der Visualisierung und des Managements von umfangreichen, heterogenen Datensätzen und der nachhaltigen Bereitstellung von biomedizinischen und klinischen Daten erforscht werden. Damit setzt das Teilprojekt explizit das übergeordnete Ziel des Förderprogramms e:Med um, Krankheiten systemorientiert zu erforschen, in dem Lebens- und Informationswissenschaften verknüpft werden.
Im Rahmen von CLIOMMICS wurde eine dreistufige IT-Architektur für Systemmedizin entwickelt. Die Komponenten dieser Architektur sind in der folgenden Abbildung dargestellt:

Die erste Ebene umfasst die Datenrepräsentation. Ein Forschungsdatawarehouse, basierend auf der Open-Source-Software i2b2 stellt Phänotyp-spezifische Daten für das Multiple Myelom bereit. Das Datawarehouse besitzt eine eigene Nutzerschnittstelle zum Datenzugriff für die Forschung. Basierend auf der CLIOMMICS-Patientenkohorte können Sub-Kohorten nach spezifischen Kriterien gefiltert und exportiert werden. Detaillierte statistische Analysen können mit spezialisierten Werkzeugen wie R oder SAS durchgeführt werden. Der Generic-Case-Extractor (GCE) erlaubt die fallorientierte Ausgabe der Daten für weitere Komponenten.

Die zweite Ebene der IT-Architektur enthält Komponenten für die Entscheidungsunterstützung. Dies geschieht zum einen im Case-Based-Reasoning (CBR) Modul auf Basis der Ähnlichkeit zwischen Patienten. Als Fallbasis dient hierbei das Datawarehouse unter Nutzung des GCE. Alternativ zu CBR werden regelbasierte Entscheidungsunterstützungsverfahren als Module erprobt, sodass ein hybrides Konzept zur Verfügung steht.

Die dritte Ebene stellt sicher, dass die über die Ebenen 1 und 2 generierten Daten bedarfsgerecht aufbereitet und dargestellt werden. Hierzu gehört sowohl eine interaktive webbasierte Nutzerschnittstelle, als auch Berichtsgenerator, der die Informationen in Form eines Arztbriefes zur Verfügung stellt.

Gegenwärtig werden im Rahmen der zweiten CLIOMMICS-Förderperiode Module für die Ebenen 2 und 3 entwickelt.


Keywords: IT-Architektur, Systemmedizin, Multiples Myelom, Unterstützung einer individualisierten Therapie