Aplicacoes web semantica saude

AplicaçõesdaWebSemânticaemSaúde–IvanLuizMarquesRicarte,2016
Aplicações da Web Semântica em Saúde
Prof. Ivan Luiz Marques Ricarte
Faculdade de Tecnologia
Universidade Estadual de Campinas
Outubro de 2016

Agenda
A Web Semântica
• A evolução da Web
• Tecnologias da Web Semântica
• Infraestrutura para aplicações na Web Semântica
A Informática em Saúde
• Os conceitos de saúde e de informática em saúde
Aplicações da Web Semântica na Informática em Saúde
• Exemplos de aplicações
2

Apresentação
3

4

A Web Semântica
5

6
...nova forma de conteúdo Web com significado para computadores...
...uma revolução de novas possibilidades...

O início da Web
Dezembro de 1990 – No CERN, Tim Berners-Lee lança a primeira versão
operacional da World Wide Web
7
Servidor (httpd)
Browser (WorldWideWeb)
Tecnologias Web
“Um exercício em disponibilidade global da informação”

Tecnologias originais da Web: URL
Uniform Resource Locator
8

Tecnologias originais da Web: HTTP
Hypertext Transfer Protocol
9

Tecnologias originais da Web: HTML
Hypertext Markup Language
10

Alguns avanços desde a Web original: CSS
CSS (Cascading Stylesheets)
Separação entre conteúdo e aparência
11

Alguns avanços desde a Web original: XML
Extensible Markup Language
Metalinguagem comum para representação de informação estruturada
na Web
12

XML para documentos
13
Documento XHTML

XML para dados
14
Dados

XML para arquivos de configuração
15
Configuração

XML para troca de mensagens
16
Mensagens SOAP

Alguns avanços desde a Web original: Web 2.0
Web 2.0 / Web social
Usuários como autores e colaboradores
17

Porém, ainda uma Web de documentos...
18

As limitações dessa Web
Conhecimento um ser humano poderia extrair da página
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte:
• Nome
• Profissão
• Local de trabalho
• Cargo
• Formação
E automaticamente?
• Se quisesse obter essas informações por um aplicativo de software?
• Se quisesse integrar esses dados a outros, de outras fontes?
19

A proposta da Web Semântica
Um conjunto de tecnologias para agregar metadados a recursos na
Web e permitir integração de dados, inferências e descoberta de
informação
20

A base da Web Semântica: RDF
Resource Description Framework
Modelo de dados simples para a descrição de recursos Web
21
Recurso
ObjetoRecurso
Valor literal
Propriedade
Propriedade

Um exemplo de um grafo RDF
22
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte
http://www.unicamp.br/
mailto:ricarte@unicamp.br Ivan Luiz Marques Ricarte
Professor Titular
http://www.umcp.edu/Trabalha para
Função
Fez doutorado em
Nome
E-mail
ISBN:9788527721448
Autor de
Universidade Estadual
de Campinas
Nome
University of Maryland
at College Park
Nome

Representando RDF em triplas
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte nome “Ivan Luiz Marques Ricarte”
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte trabalha_para http://www.unicamp.br
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte função “Professor Titular”
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte email mailto:ricarte@unicamp.br
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte estudou_em http://www.umcp.edu
http://www.ft.unicamp.br/~ricarte autor_de isbn:9788527721448
http://www.unicamp.br nome “Universidade Estadual de Campinas”
http://www.umcp.edu nome “University of Maryland at College Park”
23

Representando RDF em XML
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:ri="http://www.ft.unicamp.br/~ricarte/rdf/">
<rdf:Description rdf:about="http://www.ft.unicamp.br/~ricarte">
<ri:nome>Ivan Luiz Marques Ricarte</ri:nome>
<ri:email rdf:resource="mailto:ricarte@unicamp.br" />
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
24

Benefícios de RDF: buscas
“Professor Ricarte da UNICAMP” recupera
e não
25
http://...
Ivan Luiz Marques Ricarte
Trabalha para
Nome
Professor Titular
Função
http://...
http://www.puccamp.edu.br/
Roberto Natalino Ricarte
Trabalha para
Nome
Professor DoutorFunção
Estudou em

Benefícios de RDF: integração
26
http://www.ft.unicamp.br/ricarte
ISBN:9788527721448
Autor
ISBN:9788527721448
Prontuário do Paciente
http://www.grupogen.com.br/
2012
Ivan Luiz Marques Ricarte
Maria Cristiane Barbosa Galvão
Nome do autor
Nome do autor
Editora
Título
Ano de
publicação

Como garantir mesmos vocabulários RDF
Namespaces
Indicação de quais são as fontes para os termos e relacionamentos usados
nas descrições em RDF
RDF Schema
Formato para definir os termos e relacionamentos a serem usados em RDF
Web Ontology Language (OWL)
Formato para descrever o conhecimento (vocabulário e regras de inferência)
sobre um domínio específico
27

Tecnologias da Web Semântica: OWL
OWL é uma linguagem para representar ontologias computacionais
Ontologia: ciência do ser em geral; parte da metafísica que estuda o
ser em geral e suas propriedades transcendentais.
Ontologia computacional: representação formal do conhecimento
sobre um domínio como um conjunto de conceitos e os
relacionamentos entre esses conceitos. Pode ser usado para descrever
o domínio e realizar inferências sobre as entidades nesse domínio.
• OWL define um vocabulário e seu significado
28

Algumas primitivas de OWL (Lite)
Definições de RDF Schema
• Class, subClassOf, Property, subPropertyOf, domain
Equivalências
• equivalentClass, equivalentProperty, sameAs, differentFrom
Características de propriedades
• inverseOf, TransitiveProperty, SymmetricProperty, FunctionalProperty,
inverseFunctionalProperty
Restrições de cardinalidade
• minCardinality, maxCardinality, cardinality
Restrições de propriedades
• Restriction, allValuesFrom, someValuesFrom, onProperty
Interseção de classes
• intersectionOf
29

A arquitetura da Web Semântica
30

Vocabulários essenciais da Web Semântica
31
dc:title, dc:creator, dc:date, dc:publisher...
dcterms:dateAccepted, dcterms:accessRights

DC: exemplo
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF
xmlns:dc= "http://purl.org/dc/elements/1.1/">
<rdf:Description rdf:about="http://www.grupogen.com.br/ch/prod/11194/0/prontuario-do-paciente.aspx">
<dc:title>Prontuário do Paciente</dc:description>
<dc:publisher>Guanabara-Koogan</dc:publisher>
<dc:date>2012-08-01</dc:date>
<dc:creator>Maria Cristiane Barbosa Galvão</dc:creator>
<dc:creator>Ivan Luiz Marques Ricarte</dc:creator>
<dc:language>pt_BR</dc:language>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
32

Vocabulários essenciais da Web Semântica
33

FOAF: exemplo
<rdf:RDF
xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1"/>
<foaf:Person rdf:ID="me">
<foaf:name>Ivan Ricarte</foaf:name>
<foaf:title>Dr.</foaf:title>
<foaf:givenname>Ivan</foaf:givenname>
<foaf:family_name>Ricarte</foaf:family_name>
<foaf:mbox rdf:resource="mailto:ricarte@unicamp.br"/>
<foaf:homepage rdf:resource="http://www.ft.unicamp.br/ricarte"/>
<foaf:depiction
rdf:resource="http://www.ft.unicamp.br/~ricarte/Ivan2010bw.jpg"/>
<foaf:phone rdf:resource="tel:+55-19-2113-3417"/>
<foaf:workplaceHomepage rdf:resource="http://www.ft.unicamp.br/"/>
<foaf:knows>
<foaf:Person>
<foaf:name>Maria Cristiane Barbosa Galvão</foaf:name>
<foaf:mbox rdf:resource="mailto:mgalvao@usp.br"/></foaf:Person>
</foaf:knows>
</foaf:Person>
</rdf:RDF> 34

Usos da Web Semântica: Linked Data Web
35
http://linkeddata.org/

Exemplo: informação na Wikipedia
36

DBPedia
37

38
A informação está
representada por
triplas RDF

Consultando a Web Semântica com SPARQL
39
http://dbpedia.org/sparql/

Interagindo com a Web Semântica em Java
40

41
Classes Jena
SPARQL Endpoint
Execução da consulta
Processamento dos resultados

42

43
String de consulta
Resultado

Web Semântica: Sumário
Conjunto de tecnologias e padrões para possibilitar que tarefas
atualmente realizadas por humanos na Web possam ser também
realizadas por software, em larga escala
• A Web como um gigantesco banco de dados!
Recursos existentes
• Vocabulários RDF
• Ontologias OWL
• Linguagem de consulta SPARQL
• Recursos Web para acesso a dados na Web Semântica
• Ferramentas para a construção de aplicações na Web Semântica
• Repositórios, interfaces para linguagens de programação (API), editores de
ontologias, engenhos de inferência
44

Informática em Saúde
45

Saúde
Conceito básico
46
Superação da fragmentação da
assistência em um movimento de
articulação e diálogo entre
aparatos, instituições e
profissionais.
Modalidade de trabalho coletivo,
construída a partir da relação de
reciprocidade, de articulação das ações,
da interação dos agentes de diferentes
áreas profissionais por meio da
comunicação.
Direito de acesso à informação que
está no prontuário pelo paciente e por
todos agentes que, por meio de suas
atividades e ações, incrementam a
qualidade da assistência em saúde
prestada a um indivíduo ou à
coletividade.
Completo bem-estar físico,
mental e social, e não
meramente a ausência de
doenças ou enfermidades.
Integralidade da
assistência
Equipe
multiprofissional
de saúde
Direito à
informação em
saúde

O conceito de informática em saúde
Definições consensuais mais recentes (Campbell, 2013)
Informática em saúde: área da informática biomédica focada em
adquirir o conhecimento, armazenar dados e utilizar a informação na
atenção à saúde quando diretamente aplicada a pacientes ou
indivíduos saudáveis.
Informática biomédica: campo interdisciplinar que estuda e procura o
uso efetivo de dados, informação e conhecimento biomédico para a
pesquisa científica, a resolução de problemas e a tomada de decisões,
guiados pelo esforço de melhorar a saúde humana.
47

O conceito de informática em saúde
48
Métodos, técnicas e teorias
Computação
visual em
medicina
Informática
clínica
Bioinformática
Informática em
saúde pública
Informática biomédica
Informática em saúde
Adaptado de Kulikowski et al. (2012)
Saúde
Processos
moleculares
e celulares
Tecidos e
órgãos
Indivíduos
(Pacientes)
Populações
e sociedade

Saúde e a Web
49

Saúde 2.0 / Medicina 2.0
Uso das novas tecnologias Web em torno de cinco temas:
1. Participação de profissionais da saúde, pacientes e indivíduos,
pesquisadores da área da saúde e medicina
2. Impacto nas práticas colaborativas e nas práticas tradicionais em
medicina
3. Habilidade de oferecer atenção personalizada à saúde
4. Habilidade de promover a educação continuada a profissionais da
saúde
5. Desenvolvimento e utilização de ferramentas e métodos associados
a esses objetivos
50

Aplicações da
Web Semântica na Saúde
51

52
Marshall MS, Boyce R, Deus HF, Zhao J, Willighagen EL, Samwald M, et al.
Emerging practices for mapping and linking life sciences data using RDF - A case
series. Journal of Web Semantics . Elsevier B.V.; 2012;14:2–13.

RDF para representação de dados
53
Uso de RDF para representar informação de prontuários de
pacientes com diabetes tipo 2.
Pathak J, Kiefer RC, Chute CG. Applying Linked Data Principles to Represent Patientʼs Electronic
Health Records at Mayo Clinic: A Case Report. In: ACM SIGHIT International Health Informatics
Symposium; 2012:455–464.. 53

Manutenção de dados de saúde pessoais
54
Sistema de prontuário pessoal usando IHE Cross-Enterprise
Document Sharing (XDS), CID-9 e Dublin Core representados
em OWL.
Lee L-H, Chou Y-T, Huang E-W, Liou D-M. Design of a Personal Health Record and Health
Knowledge Sharing System Using IHE-XDS and OWL. J. Med. Syst. 2013;37(2):9921.

Recuperação de informação em saúde
55
Aplicação baseada na Web usando OWL e a Semantic Web
Rule Language (SWRL) para pacientes crônicos de diabetes
gerenciarem sua condição.
Islam S, Freytag G, Shankar R. Leveraging Semantic Web to Retrieve Customized Medical
Information. In: IEEE International Systems Conference; 2013:258–261.

Integração com redes sociais
56
Chun SA, Mackellar B. Social Health Data Integration using Semantic Web. In: ACM
Symposium on Applied Computing. 2012:392–397.
Integra informação de PatientsLikeMe, WebMD e PubMed
usando Unified Medical Language System (UMLS) e
modelagem semântica em RDF para representar
experiências sociais de saúde e experiências médicas.

Integração com redes sociais
57
Aplicação de integração de dados abertos e dados sociais
em saúde usando UMLS, RDF e SPARQL.
Ji X, Chun SA, Geller J. Social Infobuttons: Integrating Open Health Data with Social Data using
Semantic Technology. In: Proceedings of the Fifth Workshop on Semantic Web Information
Management.; 2013:15–18.

Melhoria da qualidade da informação em saúde
58
Prospecção sobre o uso de RDF na melhoria da qualidade e
da confiabilidade da informação em saúde disponibilizada a
consumidores (pacientes e familiares).
Eysenbach G. The Semantic Web and healthcare consumers: a new challenge and
opportunity on the horizon? Int. J. Healthc. Technol. Manag. 2003;5(3):194–212.

Criação de indicadores de qualidade
59
Uso de OWL e SPARQL para derivar três indicadores de
qualidade da área de cirurgia de câncer gastrointestinal
automaticamente a partir de dados de prontuários
representados em arquétipos OpenEHR.
Dentler K, Teije A, Cornet R, Keizer N De. Semantic Integration of Patient Data and Quality
Indicators Based on openEHR Archetypes. In: Lenz R, Miksch S, Peleg M, et al., eds. Process
Support and Knowledge Representation in Health Care. Springer Berlin Heidelberg;
2013:85–97.

Busca de serviços de saúde
60
Implementação de um Serviço de Busca Semântica de
Serviços de Saúde usando UMLS, OWL e RDF para integrar a
modelagem do domínio de conhecimento, desambiguação
de informação sobre o serviço de saúde, desambiguação da
consulta e avaliação da qualidade do serviço de saúde.
Dong H, Hussain FK. Semantic service matchmaking for Digital Health Ecosystems.
Knowledge-Based Syst. 2011;24(6):761–774.

Busca de serviços de saúde
61
Aplicação Web usando RDF, RDF Schema e SPARQL para que
pacientes identifiquem o provedor de serviço médico mais
adequado às suas condições.
Gangwar M, Yadav RS, Mishra RB. Semantic Web Services for Medical Health Planning. In:
Recent Advances in Information Technology; 2012:1–5.

Integração de sistemas de informação em saúde
62
Definição de uma ontologia OWL a partir dos conceitos de
CID-10 e da Classificação Comum de Procedimentos
Hospitalares (CCAM) para a integração de diversos
subsistemas hospitalares.
Azami I El, Cherkaoui Malki MO, Tahon C. Integrating hospital information systems in
healthcare institutions: a mediation architecture. J. Med. Syst. 2012;36(5):3123–34.

Integração de sistemas de informação em saúde
63
Projeto europeu para integrar informação de diferentes
sistemas de prontuários usando RDF e SPARQL com um
modelo de informação baseado em HL7.
Hussain S, Ouagne D, Sadou E, et al. EHR4CR : A semantic web based interoperability approach
for reusing electronic healthcare records in protocol feasibility studies Related Work : Bridging
standards and semantic. In: SWAT4LS; 2012.

Identificação da condição de pacientes
64
Extração de dados secundários de prontuários eletrônicos
usando OWL e RDF para a identificação de pacientes para
estudos clínicos.
Fernández-Breis JT, Maldonado JA, Marcos M, et al. Leveraging electronic healthcare record
standards and semantic web technologies for the identification of patient cohorts. J. Am.
Med. Inform. Assoc. 2013.

Avaliação da saúde da população
65
Representação de informação em RDF para análises usando
R e SPARQL.
McCusker JP, McGuinness DL, Lee J, et al. Towards Next Generation Health Data Exploration: A
Data Cube-Based Investigation into Population Statistics for Tobacco. In: 2013 46th Hawaii
International Conference on System Sciences. Ieee; 2013:2725–2732. 65

Considerações finais
66

Web Semântica na saúde?
67

68

Web Semântica na saúde, no Brasil?
69

70

Programando para a Web Semântica
71
http://jena.apache.org/

O que o futuro nos reserva nessa área?
72
Transparência
Integração
Acessibilidade
Tecnologia como
elemento essencial
para promover a
saúde de indivíduos
e populações

Obrigado!
73
Prof. Ivan Luiz Marques Ricarte
FT-UNICAMP
ricarte@unicamp.br
http://www.linkedin.com/in/ivanricarte/
http://www.facebook.com/ivan.ricarte

Aplicacoes web semantica saude

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Aplicacoes web semantica saude

Similaire à Aplicacoes web semantica saude (20)

Plus de Ivan Ricarte

Plus de Ivan Ricarte (20)

Aplicacoes web semantica saude