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Hintergrund: Die Herstellung semantischer Interoperabilität beim Vernetzen heterogener, dezentraler Organisationseinheiten ist insbesondere im Bereich der biomedizinischen Forschung eine große Herausforderung: Mit nur wenigen Abfragen müssen die Bestände einer Vielzahl von Biomaterialbanken mit inhomogenen Datenbeständen nach passendem Material durchsucht und im Falle einer Kollaboration die Daten strukturiert und verständlich ausgetauscht werden können. Überträgt man die Erfahrungen anderer großer Vernetzungsversuche [1], [2] auf das Biobanking, wird die große Heterogenität und Fortentwicklung der zahlreichen Fachgebiete die Entwicklung eines einzigen domänenübergreifenden Datenschemas schwierig machen. Selbst die kooperative Erarbeitung unter Verwendung eines Metadatenregisters kann nur begrenzt Abhilfeschaffen, da ein großes Maß an Abstimmung zwischen sämtlichen Partnern erforderlich ist, was bei steigender Anzahl der Partner zunehmend impraktikabel wird. In derzeitigen Vernetzungsansätzen werden daher häufig Minimaldatensätze (stark reduzierte Datenschemata) verwendet, die allerdings zur detaillierten Recherche nach Daten und Proben naturgemäß unzureichend sind. Dies begünstigt die Entstehung einer Vielzahl fachspezifischer und weder semantisch noch technisch interoperabler Minimaldatensätze und Lösungen. Im Rahmen eines Projekts zur föderierten Vernetzung von Biomaterialbanken [3] entwickeln wir daher eine technisch homogene Metadatenarchitektur, die es jedem Partner erlaubt sein Fachgebiet abzubilden, während trotzdem organisations- und domänenübergreifende Suchen und Kooperationen ermöglicht werden.

Material und Methoden: Durch Anlehnung an den ISO/IEC 11179-Standard für Metadatenregister [4] erreichen wir eine möglichst präzise Definition der Metadaten. Wir kombinieren diese mit Standards aus dem Umfeld des Semantic Web wie dem Resource Description Framework (RDF) [5] und der OWL2 Web Ontology Language [6], um Erweiterbarkeit und eine größtmögliche Unabhängigkeit von einem bestimmten Datenschema zu gewährleisten. Zur modularen Ontologieentwicklung [7] setzen wir das Werkzeug Protégé [8] ein, während zur Implementierung das Jena-Framework [9] verwendet wird.

Ergebnisse: Für unsere Biobanking-Plattform wurde eine erste Basic Biobanking Ontology (BBO) entwickelt und in eine Java-Anwendung eingebunden. Die BBO deckt in sieben Modulen fachunabhängige Themenbereiche des Biobanking ab, etwa Aufbewahrung, Organisationseinheiten oder Aktionen und Akteure. Sämtliche OWL2-Klassen und -Properties sind dabei durch stark strukturierte Metadatenitems aus einer unterliegenden ISO-11179-Ontologie annotiert. Aufbauend auf der BBO können Partner eigene Ontologien mit Erweiterungen für ihre fachspezifischen Bedürfnisse erstellen. Unser Konzept zur Redundanzvermeidung sieht vor mithilfe der präzisen Definition der Metadatenitems schon bei der Erstellung mit existierenden Items abzugleichen und automatisch auf Überschneidungen hinzuweisen.

Schlussfolgerung: Die derzeitige Form der BBO dient als Grundlage für die virtuelle Biomaterialbank des TranSaRNet [10]. In einem nächsten Schritt werden die Datensätze mit weiteren Partnern erarbeitet und durch Ähnlichkeitsrelationen zwischen Items und Mapping Technologien [11] verknüpft. Dies soll den Partner ermöglichen trotz inhaltlich teilweise heterogener Schemata domänenübergreifend zu recherchieren.