XML in der Praxis

Universität St. Gallen

XML-Datenbank verbessert Therapie-Erfolge

Von Jürgen Wasem-Gutensohn*

Die Universität St. Gallen unterstützt die Schweizer Langzeitstudie SHCS, in der bis heute über 10.000 HIV-Patienten wissenschaftlich betreut wurden, mit einem bedeutenden Webprojekt. Darin werden Patienteninformationen aus ganz unterschiedlichen Quellen mit Hilfe von XML strukturiert, in dem XML-Informationsserver Tamino gespeichert und so für die weitere Verwendung bereitgestellt. Diese XML-Datenbank soll später auch im Intranet zugänglich sein. So wird die patientenbezogene Integration aller vorhandenen medizinischen Daten erreicht und die ärztliche Betreuung der HIV-Patienten verbessert. Auch die Forschung profitiert davon.

Von den Auswirkungen des Informationszeitalters bleibt keine Branche verschont; entscheidend ist, ob diese Herausforderungen als Risiko oder als Chance begriffen werden. Gerade im Gesundheitswesen ergeben sich durch den Einsatz modernster IT-Technologien neue Möglichkeiten bei der Speicherung, der Abfrage und der Verbreitung medizinischer Informationen. Die Swiss HIV Cohort Study (SHCS) ist dafür das beste Beispiel. Anfangs erfolgte die Finanzierung durch das Schweizerische Bundesamt für Gesundheit, heute vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung.

Die Langzeituntersuchung von HIV-Patienten in der Schweiz startete 1988 und analysiert den Verlauf und die Ausbreitung dieser Infektionskrankheit. Aktuell werden zirka 4.500 Patienten in Hospitälern und Kliniken in Basel, Bern, Genf, Lausanne, Lugano, St. Gallen und Zürich behandelt; insgesamt wurden bis heute etwa 10.000 Patienten wissenschaftlich betreut. Bei zwei regelmäßigen Arztbesuchen pro Jahr werden soziale, anamnestische und klinische Daten sowie die Ergebnisse von Laboruntersuchungen anonymisiert an ein zentrales Rechenzentrum in Lausanne übermittelt und dort in einer zentralen SQL-Datenbank gespeichert.

Alle Daten zu einem Patienten, insbesondere unter therapeutischen Gesichtspunkten, zusammenzuführen, erwies sich bislang als sehr schwierig. Die Angaben in der SQL-Datenbank wurden vorwiegend für Forschungszwecke genutzt, in geringem Maße auch in der alltäglichen Betreuung der Patienten. Mit dem Ziel einer raschen Verbreitung und einem schnellen und einfachen Zugang zu allen vorhandenen medizinischen Informationen starteten daher im September 1997 ein kantonales und ein Universitätsinstitut in St. Gallen das SHCS-Web-Projekt. Zu den wesentlichen Zielen zählt die Entwicklung und Implementierung von Softwarewerkzeugen, die den angeschlossenen Kliniken einen Datenaustausch via Web gewähren – in einer ersten Phase der Laborwerte und später auch der sozialen, anamnestischen und klinischen Daten.

XML als Integrationsplattform

Im weiteren Verlauf des SHCS-Webprojekts konzipierte das Team um Dr. Rolf Grütter und Dr. Walter Fierz bereits im Jahr 1998 eine Lösung auf Basis von XML und produzierte zunächst unter der Bezeichnung “Electronic Study Form” (ESF) eine prototypische Anwendung. Die Entscheidung für XML fiel bereits sehr früh: “XML überzeugte uns vor allem wegen seiner potentiell universellen Verfügbarkeit im Web, der Unabhängigkeit von proprietären Systemen sowie der Dokumentenorientierung. Der zuletzt genannte Aspekt schließt die gute Lesbarkeit und damit auch die Aufbewahrungspflicht medizinischer Unterlagen mit ein”, erläutert Dr. Rolf Grütter, Leiter des Forschungsbereichs “Knowledge Media for Professional Communities (KMPC)” des Instituts für Medien- und Kommunikationsmanagement an der Universität St. Gallen. “Alternativen zu XML wie etwa CORBAMed erwiesen sich für unsere Zwecke als viel zu komplex in der Handhabung”, ergänzt Dr. Walter Fierz, Leiter der Abteilung Immunologie am Institut für Klinische Microbiologie und Immunologie des Kantons St. Gallen.

ESF, eine selbst entwickelte Anwendung auf Basis von Dynamic HTML, Microsofts Data Binding und JavaScript und nutzt bereits XML als Austauschformat zwischen heterogenen Systemen. Seit Sommer 1999 werden die Labordaten, die aus unterschiedlichen Quellen stammen, im XML-Format in Tamino, dem Informationsserver der Software AG, abgelegt – eine ideale Lösung wie Fierz meint: “Alle relevanten Daten zu einem Patienten stehen damit an einem Ort zur Verfügung. Dies betrifft die Laborwerte aus der zentralen, relationalen Datenbank und zukünftig auch die klinischen Werte, die bislang manuell auf Papier erfasst und ausgetauscht wurden. Tamino ist ein Produkt, das dafür eine überzeugende Lösung bietet."

In einer ersten Projektphase erfolgt die Erfassung und Ablage der Daten im XML-Format in einer lokalen Datenbank, die dann später für die an SHCS beteiligten Stellen zur Verfügung steht. “Wir haben uns von der XML-Anwendung eine Beschleunigung der Prozesse der Datenerfassung, der –übermittlung und der –ablage sowie eine Reduktion der Fehlerquote bei der Dateneingabe erhofft. Unser Eindruck ist, daß diese Ergebnisse zumindest teilweise erreicht werden. Dies evaluieren wir in einem laufenden Test, welcher die alten Prozesse mit den neuen vergleicht”, sagt Grütter. “In einer späteren Phase soll XML die Anbindung von weiteren Anwendungen wie beispielsweise Expertensystemen für Diagnose und Therapie erleichtern. Darüber hinaus wird erwogen, die XML-Datenbank an weiteren Zentren, die an der Langzeitstudie beteiligt sind, als Ablagemedium zu nutzen.”

Beide Wissenschaftler betonen explizit die hervorragende Eignung von XML zur Abbildung strukturierter Daten, wie sie im Bereich der medizinischen Dokumentation üblich sind. “Ähnlich wie in einer Patientenakte mit einem Deckblatt sowie weiteren Einträgen nach Arztbesuchen bilden wir diese Informationen in ihrer ursprünglichen Struktur im XML-Format ab und speichern sie auch so," kommentiert Fierz. "Mit XML wird die Struktur von Informationen entsprechend der medizinischen Logik optimiert. Damit können Zusammenhänge, die für Therapie und Forschung bedeutsam sind, besser erkannt werden."

Die bisherigen Erfahrungen beim Einsatz einer XML-Datenbank beurteilen die Projektkoordinatoren sehr positiv. Eine Weiterentwicklung wird gegenwärtig geprüft, etwa auf dem Gebiet Optimierung der Abfrage vorhandener Daten sowie dem direkten Zugriff auf relationale Datenbestände. Diese werden bislang über ein Stapelverfahren ins XML-Format konvertiert und erst dann in die XML-Datenbank importiert.

* Jürgen Wasem-Gutensohn ist Redakteur bei der PR-Agentur PR-COM in Martinsried bei München

Ansprechpartner:

Institut für Klinische Mikrobiologie und Immunologie
Dr. Walter Fierz
Leiter Abteilung Immunologie
Frohbergstrasse 3
CH-9001 St. Gallen/Switzerland
Tel.: ++41 71 494 37 00
Fax: +41 71 494 37 85
E-Mail: walter.fierz@gd-ikmi.sg.ch

Universität St. Gallen
Institut für Medien- und Kommunikationsmanagement
(Lehrstuhl Prof. Dr. Beat F. Schmid)
Dr. Rolf Grütter
Leiter des Forschungsbereichs “Knowledge Media for Professional Communities (KMPC)”
Müller-Friedberg-Strasse 8
CH-9001 St. Gallen/Switzerland
Tel.: ++41 71 224 34 92
Fax: ++41 71 224 27 71
E-Mail: rolf.gruetter@unisg.ch