Ontologien als Standards Stefan Schulz Medizinische Universität Graz stefan.schulz@medunigraz.at

Lernziele Verstehen: Ontologien als Standards Demonstrieren: wie kann die medizinische Ontologie von anderen Bereichen profitieren Willkommen zu meiner Lehrprobe. Lernziel dieser Kurzvorlesung ist, Ontologien als Standards zu verstehen und zu verdeutlichen, wo die medizinische Ontologie von anderen Bereichen profitieren kann.

Beispiel: "Drogenmissbrauch bei Jugendlichen" Ich fange mit einem Beispiel an: "Drogenmissbrauch bei Jugendlichen"

"Drogenmissbrauch bei Jugendlichen" Bildung prospektiver Kohorten Identifikation von Risikogruppen Monitoring von Interventionsmaßnahmen erfordert z.B. Datensammlung mittels Erhebungsbögen Analyse bestehender klinischer Daten Recherche in Fachliteratur Dieses in medizinischer Versorgung und Forschung überaus wichtige Thema spielt eine Rolle bei der Bildung entsprechender Kohorten, Identifikation von Risikogruppen, Monitoring von Maßnahmen, z.B. durch das Sammeln von Daten und die retrospektive Analyse von Daten, aber auch für Recherche in Fachliteratur.

"Drogenmissbrauch bei Jugendlichen" Name Azra Benjamin Chiara Alter 13 17 18 Droge MDMA (Ecstasy) Alkohol Nikotin Form Pillen (~ 100 mg) Eichbaum Pils (~5.5 Vol.%) Zigaretten Marlboro Häufigkeit 2-3 Stück /Party 2 mal / Monat 2 * 0.5 Liter / Woche 1 – 2 Schachteln/Tag Ich beginne mit einer kleinen Übung : Hier sind drei junge Mannheimer. Azra nimmt ab und zu auf Partys Ecstasy, Benjamin trinkt pro Woche 2 Flaschen Bier und Chiara ist eine starke Raucherin. Die Frage an Sie: Bei welcher Person ist der Sachverhalt „Drogenmissbrauch bei Jugendlichen“ erfüllt? Warum ist ein Konsens schwierig? (Definitionen – Welche Begriffe müssen definiert werden?) Bei wem ist der Sachverhalt erfüllt?

Definition: "Jugendlicher" SNOMED CT undefiniert NCI Thesaurus 12 – 21 Jahre Pschyrembel zwischen  Pubertät und Erwachsenenalter (…) Duden (Rechtssprache) 14 – 18 Jahre WHO 10 – 19 Jahre Warum ist diese Frage schwer zu beantworten? Es gibt keine klaren Definitionen. Je nach Quelle sind die Altersgrenzen für „Jugendliche“ unterschiedlich, oder man verzichtet ganz auf eine Definition

Definition: "Droge" SNOMED CT "Illegal drug" "Psychoactive substance" NCI Thesaurus "Recreational Drugs": A drug used for personal enjoyment rather than for medicinal purposes Pschyrembel (…) psychotrope Substanzen, deren Besitz nach BTmG entweder verboten ist oder die in einer nicht bestimmungsgemäßen Form verwendet werden Duden Rauschgift Noch schwieriger ist es bei der Definition von Droge. In gängigen Definitionen kommen leicht zwei unterschiedliche Gesichtspunkte zum Tragen, nämlich die Wirkung einer Substanz auf die Psyche und die strafrechtliche Relevanz des Gebrauchs einer Substanz.

Definition: "Drogenmissbrauch" SNOMED CT Psychoactive substance abuse = substance abuse + Causative agent: Psychoactive substance NCI Thesaurus "Drug abuse": The use of a drug for a reason other than which it was intended (…). ICD-10 Psychische und Verhaltensstörungen durch psychotrope Substanzen – Schädlicher Gebrauch Pschyrembel (verweist auf ICD 10) Duden Missbrauch (übermäßiger Gebrauch; Abusus) von Drogen Und ebenso unklar ist die Definition von „Missbrauch“. Hier geht es teils um schädlichen Gebrauch, teils um unsachgemäßen Gebrauch von Substanzen im weitesten Sinne. Was also fehlt, sind präzise, international kompatible Definitionen. Präzision ist zunehmend ein Thema in der Medizin, siehe z.B. das Schlagwort "Precision Medicine" Frage an das Publikum: in welchem Bereich (außerhalb der Medizin) sind solche standardisierten Definitionen seit langem etabliert? Precision Medicine Präzise, international kompatible Definitionen?

Industriestandards Name Euro-Flachstecker Steckdose (Brasilien) Code CEE 7/16 NBR 14136 Quelle IECEE (Europa) NBR (Brasilien) maximale Spannung 230 V AC 127 V / 220 V maximaler Strom 16 A 10 A Stifte / Löcher: Durchmesser 4 mm 4.8 mm (Schutzkontakt + 3mm) Stifte / Löcher: Abstand 17,5 mm Stifte: Länge 19 mm Vertiefung 10 mm Kontur Sechseck: (35,3 mm, 13.7 mm) Sechseck: 35,5 mm, 17mm Bei Industriestandards! Im Grunde sind Industriestandards eine Form von Ontologien, man nennt sie nur nicht so.

Industriestandards Name Euro-Flachstecker Steckdose (Brasilien) Code CEE 7/16 NBR 14136 Quelle IECEE (Europa) NBR (Brasilien) maximale Spannung 230 V AC 127 V / 220 V maximaler Strom 16 A 10 A Stifte / Löcher: Durchmesser 4 mm 4.8 mm (Schutzkontakt + 3mm) Stifte / Löcher: Abstand 17,5 mm Stifte: Länge 19 mm Vertiefung 10 mm Kontur Sechseck: (35,3 mm, 13.7 mm) Sechseck: 35,5 mm, 17mm Hier ein Beispiel aus der Elektrotechnik. Alle funktionsrelevanten Eigenschaften sind präzise definiert, so nicht nur Maximalspannung und Strom, sondern auch Abstand, Länge und Form der Kontakte, oder auch Form und Dimension des Sockels und der Vertiefung. Aus solchen Definitionen können sie im Voraus ableiten, dass Sie ihr Ladegerät mit Eurostecker in Brasilien, aber z.B. nicht in den USA benutzen können.

Medizinische Standards  Medizinische Ontologien Name Adolescent Code 133937008 Quelle SNOMED CT Oberklasse Person Min. Alter 14,000 Jahre Max. Alter 17,999 Jahre Name Psychoactive substance Code 418149003 Quelle SNOMED CT Oberklasse Substance Definition Alkohol OR Nikotin OR Morphin OR Benzodiazepine OR Amphetamine OR LSD OR Cannabis OR …. Was heißt das nun für medizinische Ontologien? Im Grunde sind gute und präzise Standards nichts anderes als Ontologien Es heißt, dass für alle relevanten Gegenstände, also Objekte, Prozesse, Eigenschaften präzise Definitionen zu fordern sind. Solche Definitionen legen die Kriterien fest, um eine bestimmte Substanz als Droge oder eine bestimmtes Lebensalter als „Jugendalter“ zu klassifizieren.

Medizinische Standards  Medizinische Ontologien Name Ethanol abuse Nicotin abuse MDMA abuse Code 15167005 724697004 724703003 Quelle SNOMED CT Oberklasse Psychoactive substance abuse  Substanz Ethanol Nicotin MDMA Grenzwert 20 30 ? Einheit g / Tag g / kg KG / Tag Schwieriger ist sicherlich die Definition von „Missbrauch“. Hier müssen für die einzelnen Substanzen Grenzwerte festgelegt werden und der globale Begriff „Drogenmissbrauch“ dann aus diesen Einzeldefinitionen zusammengesetzt werden. Name Psychoactive substance abuse Code 91388009 Quelle SNOMED CT Oberklasse Substance abuse Definition Ethanol abuse OR Nicotin abuse OR MDMA abuse OR … OR…

Warum Ontologien in medizinischer Versorgung und Forschung? Technische Standards: Präzise Beschreibung von technischen Artefakten und Zuordnung zu Kategorien Sicherheit, Vergleichbarkeit, technische Kompatibilität, Austauschbarkeit von Komponenten Medizinische Ontologien Präzise Beschreibung von biologischen Gegenständen (Objekte, Prozesse, Eigenschaften) und deren Zuordnung zu Kategorien Patientensicherheit, Vergleichbarkeit, Zusammenführen von Daten (semantische Interoperabilität) Überwindung der Unschärfe qualitativer verbaler Beschreibungen Ich schließe ab: Präzise Ontologien sind in einer zunehmend mit dem Attribut „Precision“ versehenen Medizin ebenso wichtig wie technische Standards in der Elektrotechnik. Sie erlauben die eindeutige Zuordnung von Einzelobjekten, Prozessen und deren Merkmale zu definierten Kategorien oder Klassen. Erst dadurch werden die Unschärfe verbaler Beschreibungen und daraus folgende Fehlinterpretationen vermieden.

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