PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

In den vergangenen Jahrzehnten hat die Entwicklung von hochwirksamen Medikamenten die wissenschaftlich-basierte Medizin entscheidend geprägt. Mit einer breiten Auswahl an hochspezialisierten Präparaten sollen die Erfolgsaussichten einer Therapie entscheidend verbessert werden, doch ihre Anwendung birgt auch eine Vielzahl an potenziellen Gefahren. Allein in Deutschland sterben jährlich mehr als 16.000 Menschen an den Folgen unerwünschter Arzneimittelwirkungen. Hierbei ist in Frage zu stellen, inwiefern die Medikamente ihren Wirkstoffen entsprechend optimal eingesetzt werden, verschiedene Wirkstoffe gleichzeitig verordnet werden können, ohne dass unerwünschte intermedikamentöse Wechselwirkungen und Interaktionen mit Nahrungsmitteln auftreten?

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Vorstellung eines webbasierten Informationssystems zur Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen basierend auf einer pharmakologischen und molekularbiologischen Informationsfusion. Dazu werden verfügbare pharmakologische als auch molekularbiologische Datenquellen und darauf aufbauende Systeme mit einem hohen Stellenwert und Verbreitungsgrad in der Medizin und Biologie für die Analyse herangezogen. Ausgehend von dem gezogenen Erkenntnisgewinn aus der Analyse werden Anforderungen formuliert und ein universell einsetzbares Schema für eine Systemarchitektur entwickelt, welches als Ausgangspunkt für die Implementierung innovativer Informationssysteme dienen soll. Dieses Architekturschema wird über Komponenten für die Anfrage und Präsentation, Datenanalyse und Individualisierung verfügen und den Anwender dabei unterstützen, im individuellen Patientenfall auf der Grundlage umfangreicher Informationen und verschiedener Sicherheitsprüfungen die fachlich optimale Entscheidung zu treffen.

Als Ergebnis dieser Arbeit wird neben einem Architekturschema auch ein webbasiertes System mit dem Namen *KALIS* (Krankheiten-, Arzneimittel-, Lebensmittel-Informationssystem) zur patientenindividuellen Arzneimittel-Risikoprüfung vorgestellt. Der technischen Realisierung der konkreten Systemarchitektur liegt das Architekturschema zugrunde. Dabei werden die wichtigsten Designs und Implementierungen von KALIS vorgestellt und mit den Komponenten und Modulen der Systemarchitektur in Verbindung gesetzt. Das Fundament dieser Architektur wird das umfassende und homogene Data Warehouse KALIS-DWH bilden, das alle therapierelevanten Informationen aus verschiedenen anerkannten Datenbanken fusioniert. Dafür wird eine spezielle Software-Infrastruktur zur Datenintegration entwickelt, welche sich an den Ansatz des Data-Warehouse-Systems anlehnt. Auf der Basis der vielfältigen Informationsfusion werden effiziente Therapiealgorithmen zur Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen über aufgabenspezifische Module angeboten. Die Module von KALIS werden ein breites Anwendungsspektrum abdecken und als Entscheidungshilfe dazu dienen, das Risiko eines Medikationsfehlers durch eine umfassendere und verbesserte Medikationsanalyse zu senken. Abschließend wird in einer Datenanalyse der Wissensgewinn durch die Informationsfusion nachgewiesen und in einem Anwendungsfall die Funktionalitäten des KALIS-Systems unter realen Bedingungen demonstriert.