Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Grundlagen für eine strukturierte und standardisierte Dokumentation im Rahmen eines Forschungsprojektes mit besonderem Augenmerk auf die Pathohistologie des bovinen Zentralnervensystems

Steinbrunn, Christina Barbara

The present thesis was elaborated to accompany the cooperative project “Research on recognizing preclinical forms of Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE) and potential susceptibility factors in BSE cohort animals and offspring in Lower Saxony” (Preclinical BSE), sponsored by the German Research Foundation (DFG). The research project aims to further the understanding of BSE and potential factors which influence the disease process. For this purpose research is done in various institutions using blood and tissue samples taken from BSE-infected animals, cohort animals and their offspring from Lower Saxony (approximately 300 animals) and a control group of animals (approximately 100 animals) from Lower Saxony as well. The main focus of the study is the histopathological examination of central nervous system (CNS) and peripheral nervous system (PNS) tissue. In order to facilitate comprehensive analysis of the data arising from single examinations, the database system “PraeklinBSE” is designed and developed in the Institute for Biometry, Epidemiology and Information Processing, University of Veterinary Medicine Hannover, Foundation. This database system serves for the documentation of both the results of the examinations conducted and the epidemiological data. In terms of subsequent statistical analyses the present thesis supplies contentual basics for the development of a structured, standardized and software-supported documentation of the results obtained by the research project “Preclincal BSE”, the focus being on the histopathological examination of the central nervous system. This dissertation describes the approach to the determination of requirements in the different user groups, the consolidation process and the results obtained in each case. In terms of a subject-specific solution, the present thesis elaborates the fundamental aspects on the conceptual level. Furthermore, it describes the essential aspects of the relational data model elaborated jointly with the software developers, giving reasons for the modelling decisions pertaining to the scientific content level. In particular, solutions concerning the representation of the identification of histopathological samples, respectively sample holders, the anatomical structures and the histopathological changes of the central nervous system, are presented. Moreover, the thesis deals with aspects of appropriately shaping the user interface of the system “PraeklinBSE” to allow for an efficient and effective input of histopathological negative findings. The dialogue prototypes elaborated in cooperation with the software developers are explained by providing an example. The thesis shows, that the dialogue prototypes developed, were successfully tested with the end users. All the contentual basics elaborated in this thesis, the requirements specified, the relational data model developed and the dialogue prototypes are serving as basis for the further implementation of the system “PraeklinBSE”. The results and insights achieved in this dissertation with regard to the structured and standardized, software-supported documentation of histopathological findings in view of statistical analyses can in principle be transferred to comparable problems in the field of veterinary medicine.

Die vorliegende Arbeit wurde am Rande des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Verbundprojektes „Untersuchung zur Erkennung präklinischer Formen der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie (BSE) und möglicher Suszeptibilitätsfaktoren in niedersächsischen BSE-Kohortentieren und Nachkommen“ (Präklinische BSE) angefertigt. Das Forschungsprojekt hat das grundlegende Ziel, neue Erkenntnisse über die BSE und über potentielle Faktoren, die eine BSE-Erkrankung beeinflussen, zu gewinnen. Zu diesem Zweck finden in verschiedenen Einrichtungen Untersuchungen an Gewebe- und Blutproben von niedersächsischen BSE-, Kohorten- und Nachkommentieren (ca. 300 Tiere) sowie an einer Gruppe von Kontrolltieren aus Niedersachsen (ca. 100 Tiere) statt. Ein Schwerpunkt der Studie liegt auf der pathohistologischen Untersuchung von Gewebe des zentralen und des peripheren Nervensystems. Um übergreifende statistische Analysen des umfangreichen Datenmaterials aus den Einzeluntersuchungen zu ermöglichen, erfolgt am Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover die Konzeption und Entwicklung des zentralen Datenbanksystems „PraeklinBSE“ zur Dokumentation der in den verschiedenen Einrichtungen erhobenen Untersuchungsergebnisse sowie der tierbezogenen bzw. epidemiologischen Daten. Im Hinblick auf statistische Auswertungen liefert die vorliegende Arbeit inhaltliche Grundlagen für die Entwicklung einer strukturierten und standardisierten, softwaregestützten Dokumentation der Untersuchungsergebnisse des Forschungsprojektes „Präklinische BSE“. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den im Rahmen der Studie durchzuführenden pathohistologischen Untersuchungen des zentralen Nervensystems. Die Arbeit beschreibt das Vorgehen bei der Anforderungsermittlung in den Nutzergruppen und den Konsolidierungsprozess sowie die jeweils erzielten Ergebnisse. Basierend auf diesen Ergebnissen erfolgt die Spezifikation der Anforderungen an das System „PraeklinBSE“. Im Hinblick auf eine fachliche Lösung werden in der vorliegenden Arbeit die grundlegenden Gesichtspunkte auf konzeptueller Ebene herausgearbeitet. Außerdem werden die wesentlichen Aspekte des in Zusammenarbeit mit den Softwareentwicklern erarbeiteten relationalen Datenmodells beschrieben und Modellierungsentscheidungen in Bezug auf die fachinhaltliche Ebene begründet. Hierbei werden insbesondere die erarbeiteten Lösungen zur Abbildung der Identifikation pathohistologischer Proben bzw. Probenträger, anatomischer Strukturen und pathohistologischer Veränderungen des zentralen Nervensystems aufgezeigt. Darüber hinaus befasst sich die Arbeit mit Aspekten einer angemessenen Gestaltung der Benutzungsschnittstelle des Systems „PraeklinBSE“ im Hinblick auf eine effiziente und effektive Eingabe pathohistologischer Nullbefunde durch den Untersucher. Die Dialogprototypen, die unter Einbeziehung der Softwareentwickler erstellten wurden, werden anhand eines Beispiels erläutert. Die Arbeit zeigt auf, dass die erstellten Dialogprototypen gemeinsam mit dem Endnutzer erfolgreich getestet wurden. Sämtliche im Rahmen dieser Dissertation erarbeiteten inhaltlichen Grundlagen, die Anforderungsspezifikation, das entwickelte relationale Datenmodell und die Dialogprototypen dienen als Basis für die weitere softwaretechnische Realisierung des Systems „PraeklinBSE“. Die im Zuge der vorliegenden Arbeit erlangten Ergebnissen bzw. Erkenntnissen in Bezug auf die strukturierte und standardisierte, softwaregestützte Dokumentation pathohistologischer Untersuchungsergebnisse vor dem Hintergrund statistischer Auswertungen sind vom Grundsatz her auf vergleichbare Problemstellungen im veterinärmedizinischen Bereich übertragbar.

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Steinbrunn, Christina Barbara: Grundlagen für eine strukturierte und standardisierte Dokumentation im Rahmen eines Forschungsprojektes mit besonderem Augenmerk auf die Pathohistologie des bovinen Zentralnervensystems. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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