Seminrio Aplicaes de Ontologias em Sade

Seminrio Aplicaes de Ontologias em SadeProf: Fred FreitasDiscente: Danielle Santos AlvesUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Ps-Graduao em Cincia da ComputaoRoteiro IntroduoSistemas de Informao em SadeRegistro eletrnico em SadeConceito de arqutiposA importncia da ontologiaExperincias em sadeConcluso

IntroduoAtualmente, a troca de informaes clnicas entre sistemas de informao em sade tem se tornado um importante foco de pesquisa para a rea de Informtica em Sade.

Aplicaes desta rea como Pronturio Eletrnico do Paciente (PEP), Telemedicina e Sistemas de Suporte a Deciso Diagnstica (SDD) podem se aproveitar da possibilidade de compartilhar informaes clnicas. IntroduoO RES, ou Electronic Health Record (EHR), um registro longitudinal eletrnico de informaes de sade do paciente gerado por um ou mais encontros em qualquer configurao de prestao de cuidados.(SANTOS, BAX, KALRA, 2010)Dados demogrficos EvoluesAnamneseMedicamentosSinais vitaisExame fsicoImunizaesExames laboratoriais e de imagem4IntroduoO RES automatiza e simplifica o fluxo de trabalho clnico. (SANTOS, BAX, KALRA, 2010)Gerar relatrios completos sobre a histria do pacienteGerar relatrios administrativosAuxiliar na tomada de decises baseada em evidnciasGerar relatrios de gesto da qualidadeIntroduoOs esforos da comunidade cientfica esto no sentido de tornar a comunicao entre sistemas algo mais significativo, amplo e facilitado.

Na rea da sade, mas no apenas nela, tornar sistemas interoperveis uma tendncia mundial.O que interoperabilidade?Entretanto, no existe consenso na comunidade cientfica internacional com relao a que modelo adotar. Por isso a importncia de se ter padres. Neste aspecto, para o desenvolvimento dos sistemas em sade, faz-se necessrio a utilizao de arqutipos e ontologias.

A interoperabilidade pode ser entendida como a habilidade de dois ou mais sistemas ou componentes de trocarem informao e utilizarem a informao que tenha sido trocada (IEEE, 1990). No nvel semntico, implica na preocupao de se manter a mesma interpretao dos termos usados nos sistemas (ISO 13606-1, 2008; ISFTEH, 2010). A obteno de interoperabilidade semntica entre sistemas de RES essencial para o futuro dos servios em sade (KALRA, 2007).

As principais iniciativas mundiais focadas na interoperabilidade de sistemas de RES so: a organizao ISO nos trabalhos do comit TC 2151, a organizao HL7, a fundao openEHR e os perfis do Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) (EICHELBERG et al., 2005; KALRA, 2006; BLOBEL e PHAROW, 2008). Com exceo do IHE, tais iniciativas desenvolvem modelos de informao que visam criao de sistemas de RES e interoperabilidade entre eles. Entretanto, no existe consenso na comunidade cientfica internacional com relao a que modelo adotar. 7Conceito de arqutiposOs arqutipos podem ser conceituados como metadados que so utilizados para definir padres em sade, caracterizando especificamente dados clnicos (GARDE et al., 2007; KALRA, 2008; SANTOS; BAX; DINIZ, 2010).Conceito de arqutiposA proposta de vrios autores se alicera em um processo de desenvolvimento de sistemas de informao, denominado modelagem de dois nveis, que separa os modelos de informao e conhecimento (BEALE e HEARD, 2007a).

Segundo essa abordagem, as instncias (dados clnicos) de um modelo de informao (composto de classes que representam a estrutura de um RES) so restringidas por meio de estruturas de dados clnicos, definidas por um modelo de conhecimento. Essas estruturas de dados clnicos so chamadas de arqutipos.Conceito de ontologiasUm conjunto de primitivas de representao com o qual se modela um domnio de conhecimento ou discurso. Essas primitivas so tipicamente classes (conjuntos), atributos (propriedades) e relacionamentos. (GRUBER, 2009) Em busca de padres...Sociedade Brasileira de Informtica em Sade (SBIS)Conselho Federal de Medicina (CFM)Agncia Nacional de Sade Suplementar (ANS)Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT)Fundao OpenEHR vm contribuindo para a criao de padres, regulamentaes e estudos que suportaro o desenvolvimento de uma poltica integrada de RES para o pas.

11Fundao OpenEHRA abordagem da fundao openEHR uma proposta para a questo da interoperabilidade semntica entre sistemas de RES (GARDE et al., 2007).

Experincias em sadeExperincia 1Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizUm mdico pode obter uma segunda opinio diagnstica de um especialista mesmo que este no esteja conectado na Internet naquele momento.

Problemas de interoperabilidade semntica precisam ser explorados, especificamente, os de incompatibilidade terminolgica e ontolgica.

Este artigo tem como objetivo explorar esses problemas de interoperabilidade semntica, e assim propor solues com a criao de uma ontologia denominada SODOnt, promovendo assim a compatibilidade ontolgica.

200614Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizProblemas terminolgicos: Trocar dados clnicos utilizam-se de diferentes vocabulrios mdicos: COSTAR, MeSH, e SNOMED CT.

Problemas ontolgicos: Ontologias clnicas incompatveis, como UMLS Semantic Network, Galen Common Reference Model, e HL7 RIM.

Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizNa figura, os softwares dos mdicos esto utilizando sistemas de terminologia diferentes: MeSH, RxNorm, COSTAR e SNOMED CT. Todos elesrepresentam o conceito Cholecystitis da UMLS Metathesaurus com tomos diferentes: o software que utiliza o sistema MeSH utiliza o tomoGallbladder Inflammation para representar a Cholecystitis; j o aplicativo que faz uso do sistema COSTAR utiliza o tomo INFLAMMATION GALL BLADDER para significar o mesmo conceito; enquanto que o programa que utiliza SNOMED CT utiliza o tomo Cholecystitis NOS (disorder) para exibir a Cholecystitis; efinalmente o software que faz uso do CRISP Thesaurus utiliza o mesmo tomo Cholecystitis para representar o conceito em questo.16Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz

Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizA compatibilidade terminolgica em aplicaes que precisam suportar a troca de segunda opinio diagnstica pode ser conseguida com o uso de ferramentas como o UMLS Metathesaurus ou a Open Galen, que relacionam os conceitos mdicos entre tomos de diferentes vocabulrios, preservando os seus significados. Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizPor outro lado, a compatibilidade ontolgica mostra-se ainda sem soluo na literatura, uma vez que as ontologias clnicas so muito complexas em razo da grande quantidade de classes, de propriedades de objetos e de tipos de dados, e tambm de restries.

Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizAssim, tornam-se difceis de serem entendidas por programadores e utilizadas por aplicaes. Ainda, elas no foram projetadas para definir um vocabulrio comum, nem um conjunto de dados com suas estruturas de modo que mdicos e outros programas possam utiliz-la para compartilhar informaes de segunda opinio diagnstica.

Interoperabilidade Semntica na Troca deInformaes de Segunda Opinio DiagnsticaD. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. RuizSoluo SODOntoSODOnt permite o reuso de conhecimento clnico. Por exemplo, da mesma forma que SODOnt pode reusar ontologias mdicas como a rede semntica da UMLS, HL7 RIM ou Galen, outras ontologias clnicas podem reutilizar a SODOnt.

Experincias em sadeExperincia 2PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel, 2012Sistemas sensveis ao contexto podem trazer bons resultados no apoio gesto e a tomada de deciso na rea da sade.O projeto LARISSA foi criado e atua na criao de aplicaes que apoiem a tomada de deciso de gestores da sadeLARIISA um framework para tomada de deciso em governana para sistemas pblicos de sade.A Plataforma PAOLAA Plataforma para o Desenvolvimento de Aplicaes Baseadas em Ontologias para o LARIISA (PAOLA) apoia o desenvolvimento de aplicaes sensveis ao contexto, ou seja, que se adaptam automaticamente s mudanas no ambiente e s necessidades correntes dos usurios, sem que haja interveno direta de pessoas.O contexto da aplicao modelado com ontologias, que fornecem abstrao de estruturas de dados e de implementao, promovendo a interoperabilidade entre sistemas.PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel, 2012PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel,2012

PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel, 2012Para este fim, o LARIISA define duas ontologias OWL-DL para a modelagem de informaes de contexto de sade local e global. Contexto de sade local descreve a situao de qualquer entidade interagindo com o sistema de governana, tais como usurios finais (pacientes), gestores de sade, agentes de sade, etc. Essas informaes so utilizadas para a definio de regras de deciso locais de sade e para construir o contexto de sade global que descreve informaes de alto nvel, derivado do contexto de sade local, e utilizado para tomada de deciso em governana de sade.PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel,2012Por exemplo, o contexto de sade global descreve o nmero de casos de dengue confirmados em uma regio (ex: bairro, cidade, comunidade), durante um determinado perodo de tempo (ex: um dia, uma semana). Portanto, essas informaes podem ser vistas como indicadores globais utilizados para melhorar as decises de governana.ConclusoO projeto LARIISA vem se tornando estratgico no auxlio tomada de deciso e gesto de informao em sade pblica no Cear. Poder se tornar projeto piloto do Ministrio da Sade atravs da implantao de seus servios em alguns municpios.Com isso a demanda de novas aplicaes para o LARIISA tende a aumentar e surge a necessidade de tcnicas mais geis de desenvolvimento de aplicaes sensveis ao contexto na rea de sade.PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas em Ontologias para o projeto LARISSATaciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel, 2012Experincias em sadeExperincia 3A METODOLOGIA METHONTOLOGY NA CONSTRUO DE ONTOLOGIASMerisandra Crtes de Mattos, Priscyla Waleska Targino de Azevedo Simes,Renan Figueredo Farias, 2010Este artigo trata da construo de ontologias para a gesto do conhecimento na rea da sade, no que se refere a DST, trazendo consigo a conceitualizao necessria no processo de desenvolvimento de ontologias.Nesta pesquisa desenvolveu-se uma ontologia de aplicaoMetodologia: MethontologyFerramenta: Protg31Metodologia Methontology A construo de ontologias segundo este mtodo envolve estgios de: especificao, aquisio do conhecimento, conceitualizao, formalizao, integrao, implementao, avaliao, documentao e manuteno. A partir destes estgios o conhecimento representado nas ontologias.A METODOLOGIA METHONTOLOGY NA CONSTRUO DE ONTOLOGIASMerisandra Crtes de Mattos, Priscyla Waleska Targino de Azevedo Simes,Renan Figueredo Farias, 2010

A METODOLOGIA METHONTOLOGY NA CONSTRUO DE ONTOLOGIASMerisandra Crtes de Mattos, Priscyla Waleska Targino de Azevedo Simes,Renan Figueredo Farias, 2010

Experincias em sadeExperincia 4Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012Este trabalho apresenta uma abordagem metodolgica aplicada ao domnio da sade de modelagem em dois nveis, o qual utiliza:(i) um modelo de referncia, de mais alto nvel ontolgico, formado por conceitos amplamente consensuados, constituindo uma camada invariante de conceitos; (ii) modelos de conhecimento, chamado de arqutipos, consensuado em nvel de aplicao, que busca atravs de mltiplas camadas de conceitos representar um nvel mais flexvel.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012Problemas que hoje enfrentamos:1. A informao no adequadamente utilizada como um requisito fundamental do processo de deciso-controle aplicada gesto de polticas e aes de sade;2. Os mltiplos sistemas de informao existentes so desarticulados, insuficientes, imprecisos e no contemplam a multicausalidade dos fatores que atuam no binmio sade e doena;3. Inexistem processos regulares de anlise da situao de sade e de suas tendncias, de avaliao de servios e de difuso da informao;4. O planejamento, a organizao e a avaliao dos servios no esto epidemiologicamente sustentados.Os arqutipos so utilizados como estruturas de representao de conhecimento que vem substituindo os nveis mais complexos de representao ontolgica, os quais estruturam conhecimento em um nvel mais prximo das aplicaes.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012

Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012

Com a finalidade de avaliar a estrutura metodolgica definida foi realizada uma prova de conceito utilizando o Sistema de Informao da Vigilncia Alimentar e Nutricional brasileiro, no qual foram representados os conceitos e as informaes do sistema.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012

Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012

Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012Os SIS podem gerar extratos de dados baseados nos arquetipos, ou seja, por meio dealgum mecanismo de exportacao de dados de registros clnicos encapsulados em extratosde RES restringidos semanticamente pelos arquetipos dos conceitos definidos. Na Figura4.10, podemos visualizar um esquema que ilustra a relacao entre os modelos e os extratossemanticamente enriquecidos. Ainda podemos ver a relacao ontologica do modelo de doisnveis, sendo o modelo de referencia considerada uma ontologia de domnio e os arquetiposcomo ontologias de aplicacao e vinculados as terminologias e classificacoes. Os extratosde dados dos SIS sao encapsulados em extratos de RES (EHR EXTRACT), restringidossemanticamente pelos arquetipos definidos, ou seja, podemos dizer que os extratos dedados sao instancias das ontologias definidas em duas camada pelo modelo de dois nveis.Note pela Figura 4.10 que uma vez definidos os arquetipos, estes podem ser usadoscomo componentes de middleware semantico, o que significa que os SIS que ja contemum historico de registros clnicos podem ter seus dados encapsulados em padroes XMLaderentes a estrutura estabelecida. Desta forma, mesmo sem obedecer internamente aopadrao escolhido, possam se comunicar fazendo uso dele, por meio de algum mecanismode comunicacao, como p.e. um barramento de comunicacao orientado a servico. Nestetrabalho nao trataremos as questao da forma de comunicacao entre os sistemas, no entantoeste problema pode ser resolvido, por exemplo, usando os proles IHE5[33].43A partir destas estrutura de conceitos foram gerados extratos de dados semanticamente enriquecidos, mostrando um modelo de mapeamento ontolgico de SIS. Os resultados alcanados pelos modelos definidos indicam que a modelagem de dois nveis apresenta uma soluo vivel para integrar SIS atravs de camadas ontolgicas. O mapeamento por arqutipos entre nveis ontolgicos reforam o tratamento dos sistemas do SUS de forma consistente e interpretvel.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012Vigilncia Alimentar e NutricionalUma das aes desenvolvidas pela ABS a vigilncia alimentar e nutricional da populao, justificado por relevantes mudanas socioeconmicas, geogrficas, polticas e tecnolgicas ocorridas nas ltimas dcadas. Como consequncia desses mudanas, cresce o consumo de alimentos calricos, com alto teor de acares, gorduras, sal e aditivos qumicos, que so pobres em nutrientes. E ainda associado ao baixo consumo de frutas, legumes e verduras resultaram em alteraes significativas no perfil de morbidade e mortalidade e nos padres do consumo alimentar e do estilo de vida da populao, determinando os fenmenos das denominadas transies demogrfica, epidemiolgica e nutricional.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012A Vigilncia Alimentar e Nutricional responsvel pela coleta e anlise de informaes sobre a situao alimentar e nutricional de indivduos e coletividades, com o propsito de fundamentar medidas destinadas a prevenir ou corrigir problemas detectados ou potenciais.As condies alimentares e nutricionais da populao so acompanhadas pelo Sistema de Vigilncia Alimentar e Nutricional (SISVAN). Sistema que faz o monitoramento da situao alimentar e nutricional da populao por meio da coleta, do processamento e da anlise de dados antropomtricos.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012O SIS responsvel por fazer vigilncia alimentar e nutricional no SUS o Sistema de Vigilncia Alimentar e Nutricional (SISVAN), ligado Coordenao Geral de Alimentao e Nutrio (CGAN) do Departamento de Ateno Bsica (DAB/SAS) do MS, um sistema que utiliza dados individualizados de acompanhamento clnico, portanto minimamente compatvel com um sistema de RES. Tem uma estrutura de informao de registro clnico mais simplificada, frente outras sub-reas da ateno bsica.Atualmente o SISVAN recebe por ano cerca de 15 milhes de registros de acompanhamento nutricional e consumo alimentar da populao brasileira, em particular de crianas e gestantes.Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012

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Conclumos neste trabalho que o modelo em dois nvel, proposto pela Fundao OpenEHR, se apresenta como um modelo de agregao gradual de semntica aos SIS de relativa simplicidade frente a modelos como o OWL.

Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e NutricionalRodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012ConclusesConclusesDiante do exposto, observa-se que a utilizao de ontologias tem perfeito campo de utilizao na rea de sade. Observou-se tambm aplicaes utilizando-se de ontologias e arqutipos. Sendo assim, a proposta de criao do modelo onde se separa os nveis de conhecimento invariantes dos variante e a linguagem ADL, aceleram o desenvolvimento de ontologias em contextos de aplicao no domnio da sade, alm de favorecerem o reuso de conhecimento atravs de mecanismos de slots e binding.RefernciasBRASIL. Ministrio do Planejamento, Oramento e Gesto. Guia de Interoperabilidade: Cartilha Tcnica, 2011. Disponvel em: . Acesso em: 15 maio 2011. GARDE, S. et al. Towards Semantic Interoperability for Electronic Health Records: Domain Knowledge Governance for openEHR Archetypes. Methods Inf Med, Stuttgart, v. 46, n. 3, p. 332-343, 2007. Disponvel em: . Acesso em: 10 jan. 2009. GRUBER, Thomas R. The Role of Common Ontology in Achieving Sharable, Reusable Knowledge Bases. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON PRINCIPLES OF KNOWLEDGE REPRESENTATION AND REASONING, 2., 1991, San Mateo, CA. Proceedings San Mateo: [s.n], 1991, p. 601-602. Disponvel em: . Acesso em: 24 jan. 2009 RefernciasSANTOS, Marcelo R.; BAX, Marcello P.; KALRA, Dipak. Building a Logical EHR architecture based on ISO 13606 standard and Semantic Web Technologies. In: WORLD CONGRESS ON MEDICAL AND HEALTH INFORMATICS - MEDINFO, 13., 2010, South frica. Proceedings South frica: [s.n], 2010d. Disponvel em: . Acesso em: 13 dez. 2010 SANTOS, Marcelo R.; BAX, Marcello P.; PESSANHA, Christiano. Codificando Arqutipos em linguagem ADL baseados no Modelo de Referncia da norma ISO 13606. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRO DE COMPUTAO, 30.; WORKSHOP DE INFORMTICA MDICA WIM, 10., 2010, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: [s.n], 2010b. Disponvel em: . Acesso em: 13 dez. 2010 SANTOS, Marcelo R.; BAX, Marcello P.; PESSANHA, Christiano. Uma Leitura Ontolgica da Norma ISO 13606 para o Registro Eletrnico de Sade. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE INFORMTICA NA SADE CBIS, Porto de Galinhas, Anais... Porto de Galinhas, Pernambuco: [s.n], 2010c. Disponvel em: . Acesso em: 13 dez. 2010. Seminrio Aplicaes de Ontologias em SadeProf: Fred FreitasDiscente: Danielle Santos AlvesUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Ps-Graduao em Cincia da Computao