A metamodel for clinical data integration. Basis for a new EHR model driven by ontologies

Abstract

Durante las últimas décadas se ha extendido la implantación de sistemas de información en las organizaciones sanitarias, proporcionando un adecuado soporte a los principales procesos de las mismas. Sin embargo, a pesar de los avances producidos durante los últimos años en las tecnologías de la información y la comunicación, los sistemas actuales no son capaces de proporcionar un verdadero soporte a los profesionales sanitarios en su práctica diaria y sus actividades de investigación. Como consecuencia de la variedad de organizaciones sanitarias existentes y la heterogeneidad de los sistemas de información en uso, los sistemas actuales de Historia Clínica Electrónica no son capaces de mostrar a los profesionales sanitarios una visión conceptualmente consolidada del estado de salud de los pacientes. Los datos clínicos de los pacientes se encuentran fragmentados tanto entre diferentes sistemas de información como dentro de los mismos, de modo que los profesionales deben interpretar las relaciones entre los mismos así como inferir relaciones ausentes. En este escenario, la interoperabilidad semántica es considerada por la comunidad científica como un factor esencial para que los sistemas de HCE constituyan una ayuda para mejorar la calidad y seguridad de la atención a los pacientes, la salud pública, la investigación clínica y la gestión sanitaria. En esta tesis proponemos OntoEHR, una arquitectura conceptual para un nuevo sistema de HCE semánticamente interoperable, enfocado sobre el proceso clínico y dirigido por ontologías. Tanto los elementos conceptuales como estructurales del sistema son definidos explícitamente mediante ontologías OWL, conforme a un metamodelo declarativo que dirige el sistema. Los datos clínicos procedentes de diferentes fuentes son almacenados e integrados en un repositorio clínico, conforme con la norma CEN/ISO 13606, que es capaz de comunicar los datos clínicos mediante extractos CEN/ISO 13606. Por último, proponemos un modelo de Historia Clínica Orientada por Problemas, basada en la norma CEN/ISO 13940, para representar los datos clínicos de los pacientes, asegurando una continuidad asistencial segura y eficiente. Esta tesis no propone ningún sistema de HCE específico y completo, sino las bases para construir tales sistemas.

The deployment of information systems in healthcare facilities has become widespread in recent decades and the main processes at Healthcare facilities are generally well supported. However, in spite of great advances in information and communication technologies domain during last years, current systems fail to provide true support to healthcare professionals in their daily practice and research activities. As a consequence of the variety of organizations providing healthcare and the heterogeneity of information systems used, current Electronic Health Record systems are not capable to show to healthcare professionals a conceptually consolidated view of the patients’ health state. Patient’s health data are fragmented inside information systems and over different information systems, and the professional should interpret and infer lacking relationships among them. In this scenario, semantic interoperability is pointed out by scientific community as an essential factor in achieving benefits from EHR systems to improve the quality and safety of patient care, public health, clinical research, and health service management. In this thesis we propose OntoEHR, a conceptual architecture for a new semantically interoperable EHR system, focused on the clinical process and driven by ontologies. Conceptual and structural elements of the system are explicitly defined in OWL ontologies, conforming a declarative metamodel that drive all the system. Clinical data coming from different sources are stored and integrated in a clinical repository conforming to CEN/ISO 13606 standard, which is able to communicate clinical data using CEN/ISO 13606 extracts. Lastly, we propose a Problem Oriented Medical Record model, founded on CEN/ISO 13940 standard, to represents patients’ clinical data, assuring a safe and efficient continuity of care. This thesis do not propose a specific and complete EHR system, but the foundation to build such systems.