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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.59.2007.tde-10102007-145604
Document
Auteur
Nom complet
Daniel Facciolo Pires
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2007
Directeur
Jury
Tinós, Renato (Président)
Felipe, Joaquim Cezar
Pisa, Ivan Torres
Santos, Jair Licio Ferreira
Teixeira, Cesar Augusto Camillo
Titre en portugais
Uma solução interoperável, baseada na UMLS, para apoiar a decisão diagnóstica colaborativa na Web
Mots-clés en portugais
interoperabilidade
ontologia clínica
resposta diagnóstica colaborativa
Resumé en portugais
Sistemas de Suporte a Decisão Clínica (CDSS) são sistemas baseados em conhecimento que utilizam dados de pacientes para gerar um parecer médico com objetivo de apoiar o usuário na decisão diagnóstica. Geralmente os sistemas hospitalares e clínicos fornecem informações criadas apenas por usuários locais ao CDSS para que uma base de conhecimento possa ser criada. Consequentemente, o CDSS apoiará seus usuários com o aprendizado realizado apenas em experiências locais. Por outro lado, uma situação interessante é quando os sistemas normalmente legados podem alimentar um CDSS com informações clínicas provenientes também de outros sistemas remotos, e criadas por médicos de outras instituições. Neste cenário, um médico poderia ser apoiado de forma colaborativa na decisão diagnóstica por vários outros médicos localizados remotamente, a partir do compartilhamento de bases de conhecimento. Neste cenário de computação distribuída, é comum a aparição de problemas de interoperabilidade técnica causados principalmente pelo uso de diferentes protocolos de comunicação para a criação e chamada de serviços clínicos remotos. Ainda no cenário apresentado anteriormente, podem surgir problemas de interoperabilidade semântica justificados pelo emprego de sistemas de terminologia e de ontologia clínica heterogêneos por parte das aplicações médicas. Assim sendo, estes problemas de interoperabilidade precisam ser explorados e solucionados de modo a permitir que a atividade de apoio à decisão diagnóstica colaborativa seja possível. Este trabalho investiga e discute os problemas de interoperabilidade semântica e técnica durante a troca de informações entre CDSSs e sistemas em saúde. A partir desta discussão, é proposta uma solução interoperável, baseada na UMLS, para apoiar a decisão diagnóstica colaborativa na Web. Esta solução é composta da criação de uma ontologia denominada DDSOnt, que extende a \emph{UMLS Semantic Network}, e define um novo conjunto de tipos semânticos para a criação de uma estrutura que suporte o compartilhamento de bases de conhecimento de modo que possam ser utilizadas por médicos no apoio à decisão clínica colaborativa. A construção da ontologia busca promover a compatibilidade ontológica. Ainda, são confeccionados softwares que auxiliam os desenvolvedores na utilização da ontologia DDSOnt na construção de aplicações clínicas que precisam ser apoiadas na tomada de decisão diagnóstica: uma API denominada JDDSOnt para a definição e construção de documentos da Web Semântica em conformidade com a DDSOnt, e um conjunto de serviços Web, denominado DDSOntWs, que permite que esta troca de experiência clínica ocorra em ambiente distribuído, orientado a serviços, e independente de plataforma, promovendo assim a compatibilidade técnica. Desta maneira, um CDSS é projetado na forma de um serviço Web. Objetivando promover a compatibilidade terminológica, um dos serviços Web da DDSOntWs desenvolvido no trabalho faz uso da \emph{UMLS Metathesaurus}. Um estudo de caso para a construção de aplicativos médicos que façam uso da solução proposta também foi realizado para teste e validação da metodologia apresentada.
Titre en anglais
UMLS Interoperable Solution to Support a Collaborative Diagnosis Decision Making over the Internet
Mots-clés en anglais
clinical ontology
collaborative diagnosis decision
interoperability
Resumé en anglais
Clinical Decision Support Systems (CDSS) are knowledge based systems that make use of patient data to generate a diagnosis response aiming to support a clinical decision. Usually, hospital and clinical systems supply CDSS with information generated by local users. Thus, CDSS's knowledge base may be created based on local experiences learning and will support users with this type of experience. A different and interesting situation would be if legacy systems could supply CDSS with clinical information deriving from physically remote systems, and created by physicians from others affiliations. At this scenario, a physician could be supported in a collaborative environment during a clinical decision with physicians working remotely, and with shared clinical knowledge bases. Concerning this distributed computer scenario technical interoperability, communication problems may appear mainly due to different communication protocol usage to create and invoke remote clinical services. Still considering the scenario presented before, semantic interoperability problems can occur because heterogeneous terminology and ontology clinical systems may be used by distinctive medical applications. Therefore, these interoperability problems must be explored and solved to allow a collaborative clinical decision support activities. This paper aims to investigate and discuss these technical and semantic interoperability problems caused by clinical information exchanged between CDSSs and health institutions systems. Based on that discussion, an interoperability and UMLS based solution is proposed to support a collaborative clinical decision environment on the Web. The solution is composed by a novel DDSOnt (Diagnosis Decision Support Ontology) ontology, that extends UMLS Semantic Network to create a new set of semantic types needful to define a structure that supports a shared knowledge databases to be used by physicians during the collaborative clinical decision. Ontology construction aims to promote ontology compatibility. Still, softwares have been developed to make DDSOnt useful by clinical applications that needs to be supported during clinical decision: a JDDSOnt API to define and to create semantic documents DDSOnt conformed, and a set of web services named DDSOntWs to enable a collaborative, service oriented, distributed computer environment, and plataform independent. Therefore, a CDSS is created as a web service. Aiming to promote terminology compatibility, one DDSOnt web service use the UMLS MetaThesaurus. An acute abdominal pain use case is also presented to demonstrate DDSOnt usability.
 
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PiresTesesUsp.pdf (2.12 Mbytes)
Date de Publication
2007-11-06
 
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