Ontology mapping for semantically enabled applications

In this review, we provide a summary of recent progress in ontology mapping (OM) at a crucial time when biomedical research is under a deluge of an increasing amount and variety of data. This is particularly important for realising the full potential of semantically enabled or enriched applications and for meaningful insights, such as drug discovery, using machine-learning technologies. We discuss challenges and solutions for better ontology mappings, as well as how to select ontologies before their application. In addition, we describe tools and algorithms for ontology mapping, including evaluation of tool capability and quality of mappings. Finally, we outline the requirements for an ontology mapping service (OMS) and the progress being made towards implementation of such sustainable services

A Unified Framework for Biomedical Terminologies and Ontologies

The goal of the OBO (Open Biomedical Ontologies) Foundry initiative is to create and maintain an evolving collection of non-overlapping interoperable ontologies that will offer unambiguous representations of the types of entities in biological and biomedical reality. These ontologies are designed to serve non-redundant annotation of data and scientific text. To achieve these ends, the Foundry imposes strict requirements upon the ontologies eligible for inclusion. While these requirements are not met by most existing biomedical terminologies, the latter may nonetheless support the Foundry’s goal of consistent and non-redundant annotation if appropriate mappings of data annotated with their aid can be achieved. To construct such mappings in reliable fashion, however, it is necessary to analyze terminological resources from an ontologically realistic perspective in such a way as to identify the exact import of the ‘concepts’ and associated terms which they contain. We propose a framework for such analysis that is designed to maximize the degree to which legacy terminologies and the data coded with their aid can be successfully used for information-driven clinical and translational research

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

Towards a Conceptual Framework for Persistent Use: A Technical Plan to Achieve Semantic Interoperability within Electronic Health Record Systems

Semantic interoperability within the health care sector requires that patient data be fully available and shared without ambiguity across participating health facilities. Ongoing discussions to achieve interoperability within the health care industry continue to emphasize the need for healthcare facilities to successfully adopt and implement Electronic Health Record (EHR) systems. Reluctance by the healthcare industry to implement these EHRs for the purpose of achieving interoperability has led to the proposed research problem where it was determined that there is no existing single data standardization structure that can effectively share and interpret patient data within heterogeneous systems. \ \ The proposed research proposes a master data standardization and translation (MDST) model – XDataRDF -- which incorporates the use of the Resource Description Framework (RDF) that will allow for the seamless exchange of healthcare data among multiple facilities. Using RDF will allow multiple data models and vocabularies to be easily combined and interrelated within a single environment thereby reducing data definition ambiguity.

Combining ontologies and rules with clinical archetypes

Al igual que otros campos que dependen en gran medida de las funcionalidades ofrecidas por las tecnologías de la información y las comunicaciones (IT), la biomedicina y la salud necesitan cada vez más la implantación de normas y mecanismos ampliamente aceptados para el intercambio de datos, información y conocimiento. Dicha necesidad de compatibilidad e interoperabilidad va más allá de las cuestiones sintácticas y estructurales, pues la interoperabilidad semántica es también requerida. La interoperabilidad a nivel semántico es esencial para el soporte computarizado de alertas, flujos de trabajo y de la medicina basada en evidencia cuando contamos con la presencia de sistemas heterogéneos de Historia Clínica Electrónica (EHR). El modelo de arquetipos clínicos respaldado por el estándar CEN/ISO EN13606 y la fundación openEHR ofrece un mecanismo para expresar las estructuras de datos clínicos de manera compartida e interoperable. El modelo ha ido ganando aceptación en los últimos años por su capacidad para definir conceptos clínicos basados en un Modelo de Referencia común. Dicha separación a dos capas permite conservar la heterogeneidad de las implementaciones de almacenamiento a bajo nivel, presentes en los diferentes sistemas de EHR. Sin embargo, los lenguajes de arquetipos no soportan la representación de reglas clínicas ni el mapeo a ontologías formales, ambos elementos fundamentales para alcanzar la interoperabilidad semántica completa pues permiten llevar a cabo el razonamiento y la inferencia a partir del conocimiento clínico existente. Paralelamente, es reconocido el hecho de que la World Wide Web presenta requisitos análogos a los descritos anteriormente, lo cual ha fomentado el desarrollo de la Web Semántica. El progreso alcanzado en este terreno, con respecto a la representación del conocimiento y al razonamiento sobre el mismo, es combinado en esta tesis con los modelos de EHR con el objetivo de mejorar el enfoque de los arquetipos clínicos y ofrecer funcionalidades que se corresponden con nivel más alto de interoperabilidad semántica. Concretamente, la investigación que se describe a continuación presenta y evalúa un enfoque para traducir automáticamente las definiciones expresadas en el lenguaje de definición de arquetipos de openEHR (ADL) a una representación formal basada en lenguajes de ontologías. El método se implementa en la plataforma ArchOnt, que también es descrita. A continuación se estudia la integración de dichas representaciones formales con reglas clínicas, ofreciéndose un enfoque para reutilizar el razonamiento con instancias concretas de datos clínicos. Es importante ver como el acto de compartir el conocimiento clínico expresado a través de reglas es coherente con la filosofía de intercambio abierto fomentada por los arquetipos, a la vez que se extiende la reutilización a proposiciones de conocimiento declarativo como las utilizadas en las guías de práctica clínica. De esta manera, la tesis describe una técnica de mapeo de arquetipos a ontologías, para luego asociar reglas clínicas a la representación resultante. La traducción automática también permite la conexión formal de los elementos especificados en los arquetipos con conceptos clínicos equivalentes provenientes de otras fuentes como son las terminologías clínicas. Dichos enlaces fomentan la reutilización del conocimiento clínico ya representado, así como el razonamiento y la navegación a través de distintas ontologías clínicas. Otra contribución significativa de la tesis es la aplicación del enfoque mencionado en dos proyectos de investigación y desarrollo clínico, llevados a cabo en combinación con hospitales universitarios de Madrid. En la explicación se incluyen ejemplos de las aplicaciones más representativas del enfoque como es el caso del desarrollo de sistemas de alertas orientados a mejorar la seguridad del paciente. No obstante, la traducción automática de arquetipos clínicos a lenguajes de ontologías constituye una base común para la implementación de una amplia gama de actividades semánticas, razonamiento y validación, evitándose así la necesidad de aplicar distintos enfoques ad-hoc directamente sobre los arquetipos para poder satisfacer las condiciones de cada contexto

Ontology-based Semantic Harmonization of HIV-associated Common Data Elements for Integration of Diverse HIV Research Datasets

Analysis of integrated, diverse, Human Immunodeficiency Virus (HIV)-associated datasets can increase knowledge and guide the development of novel and effective interventions for disease prevention and treatment by increasing breadth of variables and statistical power, particularly for sub-group analyses. This topic has been identified as a National Institutes of Health research priority, but few efforts have been made to integrate data across HIV studies. Our aims were to: 1) Characterize the semantic heterogeneity (SH) in the HIV research domain; 2) Identify HIV-associated common data elements (CDEs) in empirically generated and knowledge-based resources; 3) Create a formal representation of HIV-associated CDEs in the form of an HIV-associated Entities in Research Ontology (HERO); 4) Assess the feasibility of using HERO to semantically harmonize HIV research data. Our approach was guided by information/knowledge theory and the DIKW (Data Information Knowledge Wisdom) hierarchical model. Our systematized review of the literature revealed that synergistic use of both ontologies and CDEs included integration, interoperability, data exchange, and data standardization. Moreover, methods and tools included use of experts for CDE identification, the Unified Medical Language System, natural language processing, Extensible Markup Language, Health Level 7, and ontology development tools (e.g., Protégé). Additionally, evaluation methods included expert assessment, quantification of mapping tasks between raters, assessment of interrater reliability, and comparison to established standards. We used these findings to inform our process for achieving the study aims. For Aim 1, we analyzed eight disparate HIV-associated data dictionaries and developed a String Metric-assisted Assessment of Semantic Heterogeneity (SMASH) method, which aided identification of 127 (13%) homogeneous data element (DE) pairs and 1,048 (87%) semantically heterogeneous DE pairs. Most heterogeneous pairs (97%) were semantically-equivalent/syntactically-different, allowing us to determine that SH in the HIV research domain was high. To achieve Aim 2, we used Clinicaltrials.gov, Google Search, and text mining in R to identify HIV-associated CDEs in HIV journal articles, HIV-associated datasets, AIDSinfo HIV/AIDS Glossary, AIDSinfo Drug Database, Logical Observation Identifiers Names and Codes (LOINC), Systematized Nomenclature of Medicine (SNOMED), and RxNORM (understood as prescription normalization). Two HIV experts then manually reviewed DEs from the journal articles and data dictionaries to confirm DE commonality and resolved semantic discrepancies through discussion. Ultimately, we identified 2,179 unique CDEs. Of all CDEs, data-driven approaches identified 2,055 (94%) (999 from the HIV/AIDS Glossary, 398 from the Drug Database, 91 from journal articles, and a total of 567 from LOINC, SNOMED, and RxNorm cumulatively). Expert-based approaches identified 124 (6%) unique CDEs from data dictionaries and confirmed the 91 CDEs from journal articles. In Aim 3, we used the Protégé suite of ontology development tools and the 2,179 CDEs to develop the HERO. We modeled the ontology using the semantic structure of the Medical Entities Dictionary, available hierarchical information from the CDE knowledge resources, and expert knowledge. The ontology fulfilled most relevant criteria from Cimino’s desiderata and OntoClean ontology engineering principles, and it successfully answered eight competency questions. Finally, for Aim 4, we assessed the feasibility of using HERO to semantically harmonize and integrate the data dictionaries from two diverse HIV-associated datasets. Two HIV experts involved in the development of HERO independently assessed each data dictionary. Of the 367 DEs in data dictionary 1 (D1), 181 (49.32%) were identified as CDEs and 186 (50.68%) were not CDEs, and of the 72 DEs in data dictionary 2 (D2), 37 (51.39%) were CDEs and 35 (48.61%) were not CDEs. The HIV experts then traversed HERO’s hierarchy to map CDEs from D1 and D2 to CDEs in HERO. Of the 181 CDEs in D1, 156 (86.19%) were found in HERO, and 25 (13.81%) were not. Similarly, of the 37 CDEs in D2 32 (86.48%) were found in HERO, and 5 (13.51%) were not. Interrater reliability for CDE identification as measured by Cohen’s Kappa was 0.900 for D1 and 0.892 for D2. Cohen’s Kappas for CDEs in D1 and D2 that were also identified in HERO were 0.885 and 0.688, respectively. Subsequently, to demonstrate the integration of the two HIV-associated datasets, a sample of semantically harmonized CDEs in both datasets was categorically selected (e.g. administrative, demographic, and behavioral), and D2 sample size increases were calculated for race (e.g., White, African American/Black, Asian/Pacific Islander, Native American/Indian, and Hispanic/Latino) and for “intravenous drug use” from the integrated datasets. The average increase of D2 CDEs for six selected CDEs was 1,928%. Despite the limitation of HERO developers also serving as evaluators, the contributions of the study to the fields of informatics and HIV research were substantial. Confirmatory contributions include: identification of effective CDE/ontology tools, and use of data-driven and expert-based methods. Novel contributions include: development of SMASH and HERO; and new contributions include documenting that SH is high in HIV-associated datasets, identifying 2,179 HIV-associated CDEs, creating two additional classifications of SH, and showing that using HERO for semantic harmonization of HIV-associated data dictionaries is feasible. Our future work will build upon this research by expanding the numbers and types of datasets, refining our methods and tools, and conducting an external evaluation

Decision support system for in-flight emergency events

Medical problems during flight have become an important issue as the number of passengers and miles flown continues to increase. The case of an incident in the plane falls within the scope of the healthcare management in the context of scarce resources associated with isolation of medical actors working in very complex conditions, both in terms of human and material resources. Telemedicine uses information and communication technologies to provide remote and flexible medical services, especially for geographically isolated people. Therefore, telemedicine can generate interesting solutions to the medical problems during flight. Our aim is to build a knowledge-based system able to help health professionals or staff members addressing an urgent situation by given them relevant information, some knowledge, and some judicious advice. In this context, knowledge representation and reasoning can be correctly realized using an ontology that is a representation of concepts, their attributes, and the relationships between them in a particular domain. Particularly, a medical ontology is a formal representation of a vocabulary related to a specific health domain. We propose a new approach to explain the arrangement of different ontological models (task ontology, inference ontology, and domain ontology), which are useful for monitoring remote medical activities and generating required information. These layers of ontologies facilitate the semantic modeling and structuring of health information. The incorporation of existing ontologies [for instance, Systematic Nomenclature Medical Clinical Terms (SNOMED CT)] guarantees improved health concept coverage with experienced knowledge. The proposal comprises conceptual means to generate substantial reasoning and relevant knowledge supporting telemedicine activities during the management of a medical incident and its characterization in the context of air travel. The considered modeling framework is sufficiently generic to cover complex medical situations for isolated and vulnerable populations needing some care and support services

Application of Semantics to Solve Problems in Life Sciences

Fecha de lectura de Tesis: 10 de diciembre de 2018La cantidad de información que se genera en la Web se ha incrementado en los últimos años. La mayor parte de esta información se encuentra accesible en texto, siendo el ser humano el principal usuario de la Web. Sin embargo, a pesar de todos los avances producidos en el área del procesamiento del lenguaje natural, los ordenadores tienen problemas para procesar esta información textual. En este cotexto, existen dominios de aplicación en los que se están publicando grandes cantidades de información disponible como datos estructurados como en el área de las Ciencias de la Vida. El análisis de estos datos es de vital importancia no sólo para el avance de la ciencia, sino para producir avances en el ámbito de la salud. Sin embargo, estos datos están localizados en diferentes repositorios y almacenados en diferentes formatos que hacen difícil su integración. En este contexto, el paradigma de los Datos Vinculados como una tecnología que incluye la aplicación de algunos estándares propuestos por la comunidad W3C tales como HTTP URIs, los estándares RDF y OWL. Haciendo uso de esta tecnología, se ha desarrollado esta tesis doctoral basada en cubrir los siguientes objetivos principales: 1) promover el uso de los datos vinculados por parte de la comunidad de usuarios del ámbito de las Ciencias de la Vida 2) facilitar el diseño de consultas SPARQL mediante el descubrimiento del modelo subyacente en los repositorios RDF 3) crear un entorno colaborativo que facilite el consumo de Datos Vinculados por usuarios finales, 4) desarrollar un algoritmo que, de forma automática, permita descubrir el modelo semántico en OWL de un repositorio RDF, 5) desarrollar una representación en OWL de ICD-10-CM llamada Dione que ofrezca una metodología automática para la clasificación de enfermedades de pacientes y su posterior validación haciendo uso de un razonador OWL

Improving the Quality and Utility of Electronic Health Record Data through Ontologies

The translational research community, in general, and the Clinical and Translational Science Awards (CTSA) community, in particular, share the vision of repurposing EHRs for research that will improve the quality of clinical practice. Many members of these communities are also aware that electronic health records (EHRs) suffer limitations of data becoming poorly structured, biased, and unusable out of original context. This creates obstacles to the continuity of care, utility, quality improvement, and translational research. Analogous limitations to sharing objective data in other areas of the natural sciences have been successfully overcome by developing and using common ontologies. This White Paper presents the authors’ rationale for the use of ontologies with computable semantics for the improvement of clinical data quality and EHR usability formulated for researchers with a stake in clinical and translational science and who are advocates for the use of information technology in medicine but at the same time are concerned by current major shortfalls. This White Paper outlines pitfalls, opportunities, and solutions and recommends increased investment in research and development of ontologies with computable semantics for a new generation of EHRs

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