gms | German Medical Science

Einleitung und Fragestellung: Im Rahmen des EMPOWER Projektes wird ein modulares, web-basiertes Softwaresystem auf Basis intelligenter, wissensbasierter Behandlungspfade zur Unterstützung und Behandlung von Typ I und II Diabetikern erstellt [1]. Eine zentrale Funktion des EMPOWER Systems ist dabei die kontinuierliche Protokollierung biometrischer Parameter wie beispielsweise Blutzucker, Blutdruck, Puls und Gewicht. Zur Verlaufskontrolle und zur Darstellung des aktuellen Gesundheitszustandes sollen diese Daten in Form von Diagrammen visualisiert und damit das Verständnis und die intuitive Wahrnehmung von Veränderungen und Zusammenhängen [2] erleichtert werden. Die notwendige Funktionalität wird über die web-basierte Benutzeroberfläche des EMPOWER Systems zur Verfügung gestellt. Die zur Visualisierung genutzten Komponenten bauen auf den Technologien HTML, CSS, JavaScript und Java REST Services auf, um eine Integration in das Gesamtsystem basierend auf einer Service Orientierten Architektur (SOA) zu ermöglichen. Nachdem eine Vielzahl an Toolkits existiert, die potenziell geeignet wären, soll durch Anwendung der nachfolgend beschriebenen Methodik das geeignetste ausgewählt werden.

Material und Methoden: Zu Beginn ist eine Marktanalyse und Literaturrecherche durchgeführt worden, um relevante Toolkits identifizieren und bereits existierende Evaluationen entsprechend berücksichtigen zu können. Kriterien bei der Auswahl geeigneter Toolkits waren neben JavaScript als Programmiersprache auch die Offline-Nutzbarkeit und die Lizenzierung unter einer Open Source [3] Lizenz. Eine Offline-Nutzbarkeit ist im Rahmen von EMPOWER erforderlich, da patientenbezogene Daten visualisiert werden, die zur Wahrung von Datenschutz und Datensicherheit in gesicherten Netzwerkumgebung gehalten werden müssen. Eine Visualisierung der Daten über Internet-basierte Dienste ist damit ausgeschlossen. Eine Open Source Lizenzierung des Toolkits ist von entscheidender Bedeutung, da der Programmcode zum besseren Verständnis eingesehen werden muss, Fehlerbehebungen und Anpassungen eigenständig durchgeführt und die resultierende Codebasis ebenfalls als Open Source freigegeben werden sollen. Bei der anschließenden Evaluation stand neben der strukturierten Erfassung allgemeiner Eigenschaften vor allem die praktische Erprobung an Hand von drei Beispieldiagrammen im Vordergrund. Die vordefinierten Beispielszenarien umfassen typische, auch im Projekt benötigte Visualisierungen, in denen unterschiedliche Diagrammtypen und Elemente zur Anwendung kommen. Die zu visualisierenden Daten sind einem anonymisierten, frei verfügbaren Diabetes-Datensatz [4] entnommen.

Ergebnisse: Nach initialer Marktanalyse und Literaturrecherche wurden insgesamt zehn Toolkits auf Basis der Einschlusskriterien identifiziert und im Anschluss detailliert analysiert. Fünf davon wurden anschließend von der praktischen Evaluation ausgeschlossen, da sie entweder nicht hinreichend dokumentiert waren, eingeschränkte Funktionalität vorwiesen oder von der Community nicht mehr weiter entwickelt worden waren. Die Beispielszenarien wurden mit den Toolkits Highcharts JS [5], dygraphs [6], D3.js [7], jqPlot [8] und Flot [9] implementiert. Die funktionalen Anforderungen wurden strukturiert erfasst und verglichen. Die abschließende Bewertung und Auswahl des geeignetsten Kandidaten ist in aktuell Bearbeitung, aussichtsreichster Kandidat bisher jqPlot.

Diskussion: Durch die Implementation der Beispielszenarien konnten nicht nur Funktionsumfang, Benutzerfreundlichkeit und Reifegrad der Toolkits getestet, sondern auch Umfang und Qualität der zugehörigen API Dokumentation praktisch erprobt werden. Für eine erfolgreiche Umsetzung und Integration sind die genannten Aspekte von entscheidender Bedeutung und hätten durch eine rein theoretische Analyse nicht hinreichend beantwortet werden können. Der entstandene Programmcode bildet den Ausgangspunkt für die Implementation der EMPOWER Visualisierungskomponente, ermöglicht es aber auch für andere Anwendungsfelder, die Funktionsweise der Toolkits an Hand praktischer Beispiele direkt miteinander vergleichen zu können.