Combining ontologies and open standards to derive a middle layer information model for interoperability of personal and electronic health records

Objectives: To enable better interoperability between Personal Health Record (PHR) and Electronic Health Record (EHR) systems to allow exchange of data from patients to providers and vice versa in order to encourage PHR use and patient self-management. Methods: A non-binding middleware based on open technologies and standards that resides between a PHR and EHR system has been developed. Specifically, the middleware consists of an ontology-driven information model based on the HL7 Reference Information Model (RIM) and a set of transformation rules that work in conjunction with the information model to process data exported from a PHR or EHR system and prepare it according to constraints imposed by the receiving system. Results: The information model was evaluated by executing a set of use case scenarios containing data exported from a PHR system, transformed according to the transformation rules, transferred to an EHR system and vice versa (EHR to PHR). This allowed various challenges to emerge as well as revealed gaps in current standards in use. Conclusions: The proposed middleware information model offers a number of advantages. When modifications are made to either a PHR or EHR system, they can be incorporated by altering only the instantiation of the information model. The model uses classes and attributes based on HL7 RIM to define how data is captured which allows greater flexibility in how data can be manipulated by receiving systems. The solution is applicable to existing PHR systems, or could be used as a blueprint to develop new PHR applications

Interoperabilidade em Medicina Dentária Forense

A Interoperabilidade é a capacidade que diferentes sistemas de informação, dispositivos e aplicativos têm de aceder, trocar, integrar e usar cooperativamente dados de maneira coordenada, dentro e além fronteiras organizacionais e geográficas, para fornecer portabilidade de informações de forma oportuna e adequada, otimizando os cuidados de saúde de indivíduos e populações em todo o mundo. A Medicina Dentária Forense, uma das muitas valências das Ciências Forenses, pode definir-se como o ramo da Medicina Dentária que, para esclarecimentos da Justiça, trata de provas e factos de natureza dentária. Diversas fontes de informação podem ser consideradas para a tomada de decisões, tais como registos clínicos, designadamente dentários, que podem incluir dados radiológicos. A informatização dos registos clínicos dentários é uma realidade crescente. Ainda que se reconheça a utilidade destes dados, não existe informação relevante no que concerne à interoperabilidade dos mesmos. Pretende-se demonstrar a importância da interoperabilidade dos registos clínicos dentários e sua relevância no âmbito forense, procurando dar um impulso importante para a integração dos registos clínicos dentários na plataforma SNS24, com a concomitante mudança de paradigma por parte dos médicos dentistas na prática clínica e na escolha do software informático.Interoperability is the ability of different information systems, devices and applications to access, exchange, integrate and cooperatively use data in a coordinated manner, within and across organizational and geographical boundaries, to provide information portability in a timely and appropriate manner, optimizing the healthcare of individuals and populations around the world. Forensic Dentistry, one of the many valences of Forensic Sciences, can be defined as the branch of Dentistry which, for the clarification of Justice, deals with evidence and facts of a dental nature. Various sources of information can be considered for decision-making, such as clinical records, such as dental records, which may include radiological data. The computerisation of dental clinical records is a growing reality. Although the usefulness of these data is recognised, there is no relevant information regarding their interoperability. The aim of this study is to demonstrate the importance of the interoperability of dental clinical records and their relevance in the forensic field, seeking to provide an important impetus for the integration of dental clinical records in the SNS24 platform, with the concomitant paradigm shift on the part of dentists in clinical practice and in the choice of computer software

DETAILED CLINICAL MODELS AND THEIR RELATION WITH ELECTRONIC HEALTH RECORDS

Tesis por compendio[EN] Healthcare domain produces and consumes big quantities of people's health data. Although data exchange is the norm rather than the exception, being able to access to all patient data is still far from achieved. Current developments such as personal health records will introduce even more data and complexity to the Electronic Health Records (EHR). Achieving semantic interoperability is one of the biggest challenges to overcome in order to benefit from all the information contained in the distributed EHR. This requires that the semantics of the information can be understood by all involved parties. It has been stablished that three layers are needed to achieve semantic interoperability: Reference models, clinical models (archetypes), and clinical terminologies. As seen in the literature, information models (reference models and clinical models) are lacking methodologies and tools to improve EHR systems and to develop new systems that can be semantically interoperable. The purpose of this thesis is to provide methodologies and tools for advancing the use of archetypes in three different scenarios: - Archetype definition over specifications with no dual model architecture native support. Any EHR architecture that directly or indirectly has the notion of detailed clinical models (such as HL7 CDA templates) can be potentially used as a reference model for archetype definition. This allows transforming single-model architectures (which contain only a reference model) into dual-model architectures (reference model with archetypes). A set of methodologies and tools has been developed to support the definition of archetypes from multiple reference models. - Data transformation. A complete methodology and tools are proposed to deal with the transformation of legacy data into XML documents compliant with the archetype and the underlying reference model. If the reference model is a standard then the transformation is a standardization process. The methodologies and tools allow both the transformation of legacy data and the transformation of data between different EHR standards. - Automatic generation of implementation guides and reference materials from archetypes. A methodology for the automatic generation of a set of reference materials is provided. These materials are useful for the development and use of EHR systems. These reference materials include data validators, example instances, implementation guides, human-readable formal rules, sample forms, mindmaps, etc. These reference materials can be combined and organized in different ways to adapt to different types of users (clinical or information technology staff). This way, users can include the detailed clinical model in their organization workflow and cooperate in the model definition. These methodologies and tools put clinical models as a key part of the system. The set of presented methodologies and tools ease the achievement of semantic interoperability by providing means for the semantic description, normalization, and validation of existing and new systems.[ES] El sector sanitario produce y consume una gran cantidad de datos sobre la salud de las personas. La necesidad de intercambiar esta información es una norma más que una excepción, aunque este objetivo está lejos de ser alcanzado. Actualmente estamos viviendo avances como la medicina personalizada que incrementarán aún más el tamaño y complejidad de la Historia Clínica Electrónica (HCE). La consecución de altos grados de interoperabilidad semántica es uno de los principales retos para aprovechar al máximo toda la información contenida en las HCEs. Esto a su vez requiere una representación fiel de la información de tal forma que asegure la consistencia de su significado entre todos los agentes involucrados. Actualmente está reconocido que para la representación del significado clínico necesitamos tres tipos de artefactos: modelos de referencia, modelos clínicos (arquetipos) y terminologías. En el caso concreto de los modelos de información (modelos de referencia y modelos clínicos) se observa en la literatura una falta de metodologías y herramientas que faciliten su uso tanto para la mejora de sistemas de HCE ya existentes como en el desarrollo de nuevos sistemas con altos niveles de interoperabilidad semántica. Esta tesis tiene como propósito proporcionar metodologías y herramientas para el uso avanzado de arquetipos en tres escenarios diferentes: - Definición de arquetipos sobre especificaciones sin soporte nativo al modelo dual. Cualquier arquitectura de HCE que posea directa o indirectamente la noción de modelos clínicos detallados (por ejemplo, las plantillas en HL7 CDA) puede ser potencialmente usada como modelo de referencia para la definición de arquetipos. Con esto se consigue transformar arquitecturas de HCE de modelo único (solo con modelo de referencia) en arquitecturas de doble modelo (modelo de referencia + arquetipos). Se han desarrollado metodologías y herramientas que faciliten a los editores de arquetipos el soporte a múltiples modelos de referencia. - Transformación de datos. Se propone una metodología y herramientas para la transformación de datos ya existentes a documentos XML conformes con los arquetipos y el modelo de referencia subyacente. Si el modelo de referencia es un estándar entonces la transformación será un proceso de estandarización de datos. La metodología y herramientas permiten tanto la transformación de datos no estandarizados como la transformación de datos entre diferentes estándares. - Generación automática de guías de implementación y artefactos procesables a partir de arquetipos. Se aporta una metodología para la generación automática de un conjunto de materiales de referencia de utilidad en el desarrollo y uso de sistemas de HCE, concretamente validadores de datos, instancias de ejemplo, guías de implementación , reglas formales legibles por humanos, formularios de ejemplo, mindmaps, etc. Estos materiales pueden ser combinados y organizados de diferentes modos para facilitar que los diferentes tipos de usuarios (clínicos, técnicos) puedan incluir los modelos clínicos detallados en el flujo de trabajo de su sistema y colaborar en su definición. Estas metodologías y herramientas ponen los modelos clínicos como una parte clave en el sistema. El conjunto de las metodologías y herramientas presentadas facilitan la consecución de la interoperabilidad semántica al proveer medios para la descripción semántica, normalización y validación tanto de sistemas nuevos como ya existentes.[CA] El sector sanitari produeix i consumeix una gran quantitat de dades sobre la salut de les persones. La necessitat d'intercanviar aquesta informació és una norma més que una excepció, encara que aquest objectiu està lluny de ser aconseguit. Actualment estem vivint avanços com la medicina personalitzada que incrementaran encara més la grandària i complexitat de la Història Clínica Electrònica (HCE). La consecució d'alts graus d'interoperabilitat semàntica és un dels principals reptes per a aprofitar al màxim tota la informació continguda en les HCEs. Açò, per la seua banda, requereix una representació fidel de la informació de tal forma que assegure la consistència del seu significat entre tots els agents involucrats. Actualment està reconegut que per a la representació del significat clínic necessitem tres tipus d'artefactes: models de referència, models clínics (arquetips) i terminologies. En el cas concret dels models d'informació (models de referència i models clínics) s'observa en la literatura una mancança de metodologies i eines que en faciliten l'ús tant per a la millora de sistemes de HCE ja existents com per al desenvolupament de nous sistemes amb alts nivells d'interoperabilitat semàntica. Aquesta tesi té com a propòsit proporcionar metodologies i eines per a l'ús avançat d'arquetips en tres escenaris diferents: - Definició d'arquetips sobre especificacions sense suport natiu al model dual. Qualsevol arquitectura de HCE que posseïsca directa o indirectament la noció de models clínics detallats (per exemple, les plantilles en HL7 CDA) pot ser potencialment usada com a model de referència per a la definició d'arquetips. Amb açò s'aconsegueix transformar arquitectures de HCE de model únic (solament amb model de referència) en arquitectures de doble model (model de referència + arquetips). S'han desenvolupat metodologies i eines que faciliten als editors d'arquetips el suport a múltiples models de referència. - Transformació de dades. Es proposa una metodologia i eines per a la transformació de dades ja existents a documents XML conformes amb els arquetips i el model de referència subjacent. Si el model de referència és un estàndard llavors la transformació serà un procés d'estandardització de dades. La metodologia i eines permeten tant la transformació de dades no estandarditzades com la transformació de dades entre diferents estàndards. - Generació automàtica de guies d'implementació i artefactes processables a partir d'arquetips. S'hi inclou una metodologia per a la generació automàtica d'un conjunt de materials de referència d'utilitat en el desenvolupament i ús de sistemes de HCE, concretament validadors de dades, instàncies d'exemple, guies d'implementació, regles formals llegibles per humans, formularis d'exemple, mapes mentals, etc. Aquests materials poden ser combinats i organitzats de diferents maneres per a facilitar que els diferents tipus d'usuaris (clínics, tècnics) puguen incloure els models clínics detallats en el flux de treball del seu sistema i col·laborar en la seua definició. Aquestes metodologies i eines posen els models clínics com una part clau del sistemes. El conjunt de les metodologies i eines presentades faciliten la consecució de la interoperabilitat semàntica en proveir mitjans per a la seua descripció semàntica, normalització i validació tant de sistemes nous com ja existents.Boscá Tomás, D. (2016). DETAILED CLINICAL MODELS AND THEIR RELATION WITH ELECTRONIC HEALTH RECORDS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62174TESISCompendi

Archetype development and governance methodologies for the electronic health record

[ES] La interoperabilidad semántica de la información sanitaria es un requisito imprescindible para la sostenibilidad de la atención sanitaria, y es fundamental para afrontar los nuevos retos sanitarios de un mundo globalizado. Esta tesis aporta nuevas metodologías para abordar algunos de los aspectos fundamentales de la interoperabilidad semántica, específicamente aquellos relacionados con la definición y gobernanza de modelos de información clínica expresados en forma de arquetipo. Las aportaciones de la tesis son: - Estudio de las metodologías de modelado existentes de componentes de interoperabilidad semántica que influirán en la definición de una metodología de modelado de arquetipos. - Análisis comparativo de los sistemas e iniciativas existentes para la gobernanza de modelos de información clínica. - Una propuesta de Metodología de Modelado de Arquetipos unificada que formalice las fases de desarrollo del arquetipo, los participantes requeridos y las buenas prácticas a seguir. - Identificación y definición de principios y características de gobernanza de arquetipos. - Diseño y desarrollo de herramientas que brinden soporte al modelado y la gobernanza de arquetipos. Las aportaciones de esta tesis se han puesto en práctica en múltiples proyectos y experiencias de desarrollo. Estas experiencias varían desde un proyecto local dentro de una sola organización que requirió la reutilización de datos clínicos basados en principios de interoperabilidad semántica, hasta el desarrollo de proyectos de historia clínica electrónica de alcance nacional.[CA] La interoperabilitat semàntica de la informació sanitària és un requisit imprescindible per a la sostenibilitat de l'atenció sanitària, i és fonamental per a afrontar els nous reptes sanitaris d'un món globalitzat. Aquesta tesi aporta noves metodologies per a abordar alguns dels aspectes fonamentals de la interoperabilitat semàntica, específicament aquells relacionats amb la definició i govern de models d'informació clínica expressats en forma d'arquetip. Les aportacions de la tesi són: - Estudi de les metodologies de modelatge existents de components d'interoperabilitat semàntica que influiran en la definició d'una metodologia de modelatge d'arquetips. - Anàlisi comparativa dels sistemes i iniciatives existents per al govern de models d'informació clínica. - Una proposta de Metodologia de Modelatge d'Arquetips unificada que formalitza les fases de desenvolupament de l'arquetip, els participants requerits i les bones pràctiques a seguir. - Identificació i definició de principis i característiques de govern d'arquetips. - Disseny i desenvolupament d'eines que brinden suport al modelatge i al govern d'arquetips. Les aportacions d'aquesta tesi s'han posat en pràctica en múltiples projectes i experiències de desenvolupament. Aquestes experiències varien des d'un projecte local dins d'una sola organització que va requerir la reutilització de dades clíniques basades en principis d'interoperabilitat semàntica, fins al desenvolupament de projectes d'història clínica electrònica d'abast nacional.[EN] Semantic interoperability of health information is an essential requirement for the sustainability of healthcare, and it is essential to face the new health challenges of a globalized world. This thesis provides new methodologies to tackle some of the fundamental aspects of semantic interoperability, specifically those aspects related to the definition and governance of clinical information models expressed in the form of archetypes. The contributions of the thesis are: - Study of existing modeling methodologies of semantic interoperability components that will influence in the definition of an archetype modeling methodology. - Comparative analysis of existing clinical information model governance systems and initiatives. - A proposal of a unified Archetype Modeling Methodology that formalizes the phases of archetype development, the required participants, and the good practices to be followed. - Identification and definition of archetype governance principles and characteristics. - Design and development of tools that provide support to archetype modeling and governance. The contributions of this thesis have been put into practice in multiple projects and development experiences. These experiences vary from a local project inside a single organization that required a reuse on clinical data based on semantic interoperability principles, to the development of national electronic health record projects.This thesis was partially funded by the Ministerio de Economía y Competitividad, ayudas para contratos para la formación de doctores en empresas “Doctorados Industriales”, grant DI-14-06564 and by the Agencia Valenciana de la Innovación, ayudas del Programa de Promoción del Talento – Doctorados empresariales (INNODOCTO), grant INNTA3/2020/12.Moner Cano, D. (2021). Archetype development and governance methodologies for the electronic health record [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16491

Servicio web para el acceso a información sanitaria de pacientes renales

La e-Salud alude a la práctica de cuidados sanitarios apoyada en tecnologías de la información y las comunicaciones, introduciendo dichas tecnologías en la vida de los pacientes, y haciendo que participen de forma activa en el cuidado de su salud. Con un número cada vez mayor de sistemas de e-Salud trabajando conjuntamente, se hace necesario que interoperen e intercambien información con el fin de mejorar la atención a los pacientes, reducir costes y hacer sostenibles los complejos sistemas sanitarios. Hacer que sistemas independientes interoperen no es una tarea sencilla pues dichos sistemas pueden trabajar internamente de maneras muy distintas. Por ello se hace necesario que, de cara a comunicarse con otros sistemas, se utilice un lenguaje común que todos entiendan. Ese lenguaje común puede ser convenido entre cada par de sistemas (protocolo propietario) o adoptado desde un estándar de interoperabilidad en salud. Este trabajo tiene por objeto, el diseño y desarrollo de un servicio web, siguiendo la especificación Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) de la organización Health Level 7 (HL7), para el acceso a información sanitaria almacenada en la base de datos de un sistema de e-Salud para monitorización remota de pacientes renales. Aunque el dominio de aplicación del servicio es la patología renal, los resultados son extensibles a cualquier otro sistema que gestione información de pacientes crónicos. Previo al diseño del servicio web, se ha llevado a cabo un profundo estudio del estándar, así como de su estado actual y los principales sistemas que lo utilizan o planean utilizar, con el objetivo de enmarcar nuestro trabajo en el contexto actual.e-Health alludes to healthcare supported in TICs, introducing these technologies into patient’s lifes, and making them participate in an active way in their own health care. With a growing number of e-Salud systems working all together, it is increasingly necessary that they are able to interoperate and share information, in order to improve patient’s care, reduce costs and help the complex sanitary systems to be sustainable. Getting independent systems into working together it’s not an easy task, because those systems could internally work in so many different ways. It is because of that sort of things that we need a common language for the systems to communicate, a language understandable by all of them. That common language could be agreed between each pair of systems (proprietary protocol) or adopted from an interoperability standard in health. The aim of this work is the design and development of a web service, following the Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) specification from the HealthLevel 7(HL7) organization, for access the healthcare information stored in an e-Salud system for remote monitoring of renal patients. Although the service application domain is renal pathology, results could be extended to any other system used to manage chronicle patient’s information. Previous to the design of web service, it has conducted a thorough study of the standard, its current status and major systems that use or plan to use, in order to frame our work in the current context.Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicació