Wie man biomedizinische Forschungsdatensätze interaktiv macht

Wie macht man biomedizinische Forschungsdaten wechselwirkungsfähig?

Das Prinzip der Interoperabilität definiert die Fähigkeit verschiedener Systeme, sich zu verbinden. Dies ist eine erhebliche Schwierigkeit in der biomedizinischen Forschung sowie speziell im Bereich der individualisierten Medikation, die vor allem auf der Erhebung und Auswertung unzähliger Datensätze beruht. Unter Umständen hat die COVID-19-Pandemie gezeigt, dass auch bei der technologischen , rechtmäßige sowie ehrliche Beschränkungen erhoben werden, sind die Informationen aufgrund semantischer Unklarheiten weiterhin schwer zu beurteilen. Unter der Schirmherrschaft des Swiss Personalized Health Network (SPHN) sowie in enger Zusammenarbeit mit Vertretern aller 5 Schweizer Lehrspitäler sowie eHealth Suisse, einer Forschergruppe der Universität Genf (UNIGE) sowie der Universitätsspitäler Genf (HUG) haben in Zusammenarbeit mit dem Schweizerischen Institut für Bioinformatik SIB sowie dem Universitätsspital Lausanne (CHUV) die Technik für einen landesweiten Rahmen geschaffen, der von allen Schweizer Lehrspitälern und schulischen Einrichtungen getragen wird. Diese Technik basiert mit ihrer praxisorientierten Strategie auf der Weiterentwicklung einer üblichen semantischen Struktur, die nicht darauf abzielt, bestehende Anforderungen zu verändern, sondern sie kollaborativ sowie vielseitig entsprechend den Anforderungen der Forschung sowie der Begleiter zu nutzen mit sich gebracht. Die bereits begonnene Anwendung dieser Technik stellt eine wichtige Maßnahme dar, um die Forschung und Entwicklung für ein wirklich massgeschneidertes Medikament in der Schweiz zu fördern

Die personalisierte Medikation basiert auf der Nutzung und Auswertung riesiger Informationsmengen, ob genomisch, epidemiologisch oder aus der klinischen Bildgebung, bis hin zur Wesensdefinition. Um dies tun zu können, sind Querverweise sowie die Anhäufung ebenso unverwechselbarer Informationen obligatorisch, auch wenn sie aus wirklich unterschiedlichen Quellen stammen.

Vor diesem Hintergrund hat der Bund 2017 das Swiss Personalized Health Network (SPHN) ins Leben gerufen, eine Kampagne unter der Leitung der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften in Zusammenarbeit mit dem SIB Schweizerisches Institut für Bioinformatik, die für die Nutzung als sowie Austausch von Wellness-Informationen für die Forschung „Trotz großer Investitionen in den letzten zehn Jahren gibt es immer noch große Unterschiede“, sagt Christian Lovis, Leiter der Abteilung für Radiologie sowie Medizinische Informatik an der Medizinischen Fakultät der UNIGE sowie Leiter des Abteilung Medizinische Informationswissenschaften der HUG. „Deshalb wollten wir mit unseren Partnern und dem SPHN eine Strategie und gemeinsame Standards vorschlagen, die flexibel genug sind, um alle Arten von aktuellen und zukünftigen Datenbanken zu berücksichtigen.“

Eine Drei-Säulen-Technik

Wir verbinden uns auf 3 Hauptanforderungen: die Definition, die wir anbieten, um Punkte, da wir uns auf eine übliche Basis einigen müssen, um sich gegenseitig zu verstehen; eine technologische Anforderung – der Lärm, mit dem wir sprechen; sowie letztlich die Begleitung der Definition sowie Rauschen mit Sätzen sowie Grammatik, um die Interaktion verständlich zu gestalten. „Bei den Daten ist es das Gleiche“, erklärt Christophe Gaudet-Blavignac, Forscher im Team um Christian Lovis. Man muss sich auf eine Semantik einigen, um konzeptionell abzubilden, was kommuniziert werden soll. Dann brauchen wir eine kompositorische Sprache, um diese Bedeutungen mit all der Freiheit zu verbinden, die erforderlich ist, um alles auszudrücken, was ausgedrückt werden muss. Und schließlich wird diese je nach Projekt und Forschungsgemeinschaft je nach Bedarf in Datenmodelle ‚übersetzt‘, die so zahlreich sind wie die weltweit gesprochenen Sprachen.“

„Unser Ziel war es daher, Vokabeln so zu vereinheitlichen, dass sie in jeder Grammatik kommuniziert werden können, anstatt ein neues Vokabular von Grund auf neu zu erstellen, das jeder neu lernen müsste“, sagt Christian Lovis : Sie hat uns gezwungen, uns eine dezentrale Strategie vorzustellen, die überall angewendet werden kann. Der Zwang hat daher die Möglichkeit geschaffen, ein System zu entwickeln, das trotz lokaler Sprachen, Kulturen und Vorschriften funktioniert.“ Dadurch ist es möglich, bestimmte Informationsversionen zu verwenden, um nur die letzte Aktion an die Stile eines bestimmten Jobs anzupassen – das Layout der Food and Drug Administration (FDA) bei der Zusammenarbeit mit einem amerikanischen Konzern, als Beispiel oder jede Art von verschiedenen anderen speziellen Layouts, die von einer bestimmten Nation oder Forschungskampagne verwendet werden. Dies beinhaltet eine Verständlichkeitsgarantie sowie eine enorme Zeitersparnis.

Kein Einfluss auf die Informationsverteidigung

Informationsinteroperabilität bedeutet jedoch nicht einen methodischen Informationsaustausch. „Die Bankenwelt beispielsweise hat längst globale Interoperabilitätsstandards übernommen“, betont Christophe Gaudet-Blavignac. Eine einfache IBAN kann verwendet werden, um Geld von einem beliebigen Konto auf ein anderes zu überweisen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass jeder, sei es Einzelpersonen, private Organisationen oder Regierungen, ohne einen strengen rechtlichen Rahmen wissen kann, was in diesen Konten enthalten ist.“ In der Tat sollte zwischen den Werkzeugen, die die Interoperabilität sowie deren Anwendung herstellen, einerseits und der regulativen Struktur, die ihre Zugänglichkeit regelt, andererseits unterschieden werden.

Strategieanwendung

Diese Technik wurde in der Schweiz tatsächlich schrittweise angewendet, wenn man bedenkt, dass Mitte 2019 in der Struktur des Schweizerischen Personalisierten Gesundheitsnetzwerks „Schweizer Universitätsspitäler bereits die vorgeschlagene Strategie verfolgen, interoperable Daten für alle multizentrischen Forschungsprojekte auszutauschen, die von der SPHN-Initiative“, berichtet Katrin Crameri, Leiterin der Personalised Health Informatics Group bei SIB, verantwortlich für das SPHNData Coordination Center. Darüber hinaus beginnen einige medizinische Einrichtungen diese Technik nach der SPHN-Kampagne anzuwenden.