Prof: Fred Freitas Discente: Danielle Santos Alves Universidade Federal de Pernambuco Programa de...
53
Seminário Aplicações de Ontologias em Saúde Prof: Fred Freitas Discente: Danielle Santos Alves Universidade Federal de Pernambuco grama de Pós-Graduação em Ciência da Computa
Prof: Fred Freitas Discente: Danielle Santos Alves Universidade Federal de Pernambuco Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Prof: Fred Freitas Discente: Danielle Santos Alves Universidade
Federal de Pernambuco Programa de Ps-Graduao em Cincia da
Computao
Slide 2
Roteiro Introduo Sistemas de Informao em Sade Registro
eletrnico em Sade Conceito de arqutipos A importncia da ontologia
Experincias em sade Concluso
Slide 3
Introduo Atualmente, 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.
Slide 4
Introduo O 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 Evolues Anamnese
Medicamentos Sinais vitais Exame fsico Imunizaes Exames
laboratoriais e de imagem
Slide 5
Introduo O RES automatiza e simplifica o fluxo de trabalho
clnico. (SANTOS, BAX, KALRA, 2010) Gerar relatrios completos sobre
a histria do paciente Gerar relatrios administrativos Auxiliar na
tomada de decises baseada em evidncias Gerar relatrios de gesto da
qualidade
Slide 6
Introduo Os 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.
Slide 7
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.
Slide 8
Conceito de arqutipos Os 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).
Slide 9
Conceito de arqutipos A 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.
Slide 10
Conceito de ontologias Um 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)
Slide 11
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
Slide 12
Fundao OpenEHR A abordagem da fundao openEHR uma proposta para
a questo da interoperabilidade semntica entre sistemas de RES
(GARDE et al., 2007).
Slide 13
Experincia 1
Slide 14
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz Um 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.
Slide 15
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz Problemas
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.
Slide 16
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz
Slide 17
Slide 18
A 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.
Slide 19
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz Por 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.
Slide 20
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz Assim,
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.
Slide 21
Interoperabilidade Semntica na Troca de Informaes de Segunda
Opinio Diagnstica D. F. Pires, R. A. Halah, E. E. S. Ruiz Soluo
SODOnto SODOnt 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.
Slide 22
Slide 23
Experincia 2
Slide 24
PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas
em Ontologias para o projeto LARISSA Taciano Pinheiro, Mauro
Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel, 2012 Sistemas
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 sade LARIISA um framework para tomada de deciso em governana
para sistemas pblicos de sade.
Slide 25
A Plataforma PAOLA A 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
LARISSA Taciano Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica
Pimentel, 2012
Slide 26
Slide 27
Para 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.
Slide 28
PAOLA, uma Ferramenta de Desenvolvimento de Aplicaes baseadas
em Ontologias para o projeto LARISSA Taciano Pinheiro, Mauro
Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel,2012 Por 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.
Slide 29
Concluso O 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 LARISSA Taciano
Pinheiro, Mauro Oliveira, Odorico Monteiro, Vernica Pimentel,
2012
Slide 30
Experincia 3
Slide 31
A METODOLOGIA METHONTOLOGY NA CONSTRUO DE ONTOLOGIAS Merisandra
Crtes de Mattos, Priscyla Waleska Targino de Azevedo Simes, Renan
Figueredo Farias, 2010 Este 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 aplicao Metodologia: Methontology Ferramenta:
Protg
Slide 32
Metodologia 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 ONTOLOGIAS Merisandra Crtes de Mattos, Priscyla Waleska Targino
de Azevedo Simes, Renan Figueredo Farias, 2010
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Experincia 4
Slide 36
Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da
Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e Nutricional
Rodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012 Este 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.
Slide 37
Modelo de Interoperabilidade Semntica Aplicado ao Domnio da
Sade: Um Estudo de Caso na Vigilncia Alimentar e Nutricional
Rodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012 Problemas 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.
Slide 38
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 Nutricional Rodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012
Slide 39
Slide 40
Slide 41
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 Nutricional Rodrigo Andr
Cuevas Gaete, 2012
Slide 42
Slide 43
Slide 44
A 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 Nutricional Rodrigo Andr Cuevas
Gaete, 2012
Slide 45
Vigilncia Alimentar e Nutricional Uma 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 Nutricional Rodrigo Andr Cuevas
Gaete, 2012
Slide 46
A 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 Nutricional Rodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012
Slide 47
O 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 Nutricional Rodrigo Andr Cuevas
Gaete, 2012
Slide 48
Slide 49
Slide 50
Slide 51
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 Nutricional
Rodrigo Andr Cuevas Gaete, 2012
Slide 52
Slide 53
Concluses Diante 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.
Slide 54
Referncias BRASIL. 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
Slide 55
Referncias SANTOS, 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.
Slide 56
Prof: Fred Freitas Discente: Danielle Santos Alves Universidade
Federal de Pernambuco Programa de Ps-Graduao em Cincia da
Computao
