Ontologie e World Wide Web: la diffusione della conoscenza. Tesi di Laurea di Monica Castiglioni...

Ontologie e World Wide Web:Ontologie e World Wide Web:la diffusione della conoscenza.la diffusione della conoscenza.

Tesi di Laurea di

Monica Castiglioni

Università degli Studi dell’Insubria

Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali

Sede di Como

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie dell’Informazione

Obiettivi della Tesi

Data l’importanza delle comunicazioni nella società umana, si è cercato di capire:

• quali sono i linguaggi utilizzati per la comunicazione della conoscenza su Web;

• cosa sono e come vengono sviluppate le ontologie;

• quali sono le più importanti ontologie mediche;• quali sono le attuali applicazioni delle ontologie

mediche.

La diffusione della conoscenza

Condividere la conoscenza è sempre stato, nella storia dell’uomo, di fondamentale

importanza per lo sviluppo della società.

L’informazione informazione è sempre al centro della scena, dai racconti orali degli uomini primitivi

al World Wide Web.

Ontologie

Al giorno d’oggi diffondere informazioni tra le persone non è più un fatto complesso.

Il problema ora si pone sulla descrizione della conoscenza in modo che sia

comprensibile e processabile anche dalle macchine.

Si sviluppano quindi le ontologieontologie.

Linguaggi per la descrizione della conoscenza

HTML (Hyper-Text Markup Language)

XML (eXtensible Markup Language)

RDF (Resource Description Framework)

OIL (Ontology Interchange Language)

DAML+OIL (DARPA Agent Markup Language + OIL)

OWL (Web Ontology Language)

OWL

OWL è un linguaggio a marcatori realizzato appositamente dal W3C, a differenza dei

precedenti, per lo sviluppo delle ontologie e la loro diffusione su World Wide Web.

OWL

OWL permette di creare ontologie per un’ottima descrizione della realtà attraverso:

• vincoli

• gerarchie

• altri tipi di relazioni

Ontologie di dominio medico

Le ontologie mediche sono descrizioni dei domini della medicina che vengono utilizzate come supporto alla pratica sanitaria per medici, infermieri, ausiliari e anche per i pazienti stessi.

Ontologie mediche

Tra le ontologie mediche più importanti si trovano:

• GALEN (Generalized Architecture for Languages, Encyclopedias and Nomenclatures)

• SNOMED CT (Systematized Nomenclature of MEDicine Clinical Terms)

• UMLS (Unified Medical Language System)

Ontologie mediche

• FMA (Foundational Model of Anatomy)

• GO (Gene Ontology)

• HGNC (HUGO Gene Nomenclature Committee)

• OBO (Open Biomedical Ontologies)

Ontologie mediche: UMLS

UMLS (Unified Medical Language System) è stata creata per facilitare lo sviluppo di sistemi informativi che utilizzano e comprendono il linguaggio medico.

Ontologie mediche: UMLS

Tre componenti di UMLS:

Metathesaurus

Rete Semantica

Lessico Specialistico

Ontologie mediche: UMLS

Metathesaurus

E’ un vocabolario multilinguistico organizzato per nome e concetto.

Fornisce informazioni ai programmi per interpretare le richieste degli utenti e guidarli nella ricerca.

Ontologie mediche: UMLSRete Semantica

E’ una serie di relazioni semantiche tra tutti i concetti del Metathesaurus.

isA è la relazione che impone la gerarchia;

Altre gerarchie specifiche del dominio medico:

affects; processOf; evaluationOf.

Ontologie mediche: UMLSPorzione di Rete Semantica

Ontologie mediche: UMLS

Lessico Specialistico

UMLS associa ad ogni termine un solo codice, ma può essere ricercato con parole differenti: il Lessico Specialistico è stato sviluppato per il Natural Language Processing System che permette di fare ricerche con parole equivalenti ma declinate in maniera differente (singolare/plurale; infinito/coniugato, abbreviazioni, ecc.).

Ontologie mediche: UMLS

UMLS viene utilizzato per la ricerca di informazioni, la costruzione di vocabolari dei sinonimi, la compilazione di cartelle cliniche e di anamnesi elettroniche.

E’ possibile scaricarlo liberamente dopo la registrazione gratuita.

Applicazioni:Cartelle Cliniche Elettroniche

• vengono compilate utilizzando le ontologie come base di conoscenza;

• sono aggiornabili;

• sono disponibili anche in caso di emergenza;

• sono facilmente scambiabili;

Applicazioni:Cartelle Cliniche Elettroniche

• sono poco ingombranti;

• permettono statistiche;

• danno supporto alla somministrazione di terapie;

• forniscono supporto alle decisioni (anche attraverso gli Instance Unique Identifiers).

Applicazioni:Cartelle Cliniche Elettroniche

Soffrono tuttora di problemi di standardizzazione, su cui si sta studiando

anche grazie a progetti finanziati dall’Unione Europea, che potrebbe essere

raggiunta, almeno in parte, basandosi sulla stessa ontologia.

Applicazioni:Cartelle Cliniche Elettroniche

Applicazioni:Cartelle Cliniche Elettroniche

Applicazioni: PIPS

Personalized Information Platform for life and health Services mira a far entrare l’ausilio dell’informatica nella pratica sanitaria degli ospedali e della vita di tutti i giorni.

Applicazioni: PIPS

Il cittadino è al centro del progetto PIPS in quanto destinatario delle cure e delle informazioni, principalmente rivolte alla prevenzioneprevenzione e quindi al mantenimento di un corretto stile di vita.

Le ontologie vengono usate come base di conoscenza per fornire le informazioni.

Applicazioni: PIPS

PIPS fornisce quindi un aiuto concreto al cittadino ad esempio per quanto riguarda:

• controllo della salute per malattie croniche (come ad es. il diabete);

• controllo dell’alimentazione attraverso il “carrello tecnologico”;

• accesso a informazioni sulla prevenzione (stile di vita, esami preventivi, ecc.).

Applicazioni: PIPS

PIPS fornisce anche un aiuto ai medici:

• supporto alle decisioni;

• accessibilità alle informazioni;

• gestione delle terapie;

• gestione della “salute critica” (cioè casi di epidemie).

Conclusioni

Internet è ancora caotica perché la maggior parte degli autori del Web non è interessato a lasciare l’HTML per

linguaggi più complessi e poco noti e una struttura migliore.

Gli ambienti medici utilizzano con profitto le ontologie perché sono specializzati e

aperti e la salute è un interesse comune.

Bibliografia

Per questo lavoro di tesi sono stati utilizzati principalmente i siti Internet del World Wide Web Consortium riguardanti i linguaggi per la descrizione della conoscenza, i siti propri delle ontologie e alcuni libri specifici sulle ontologie, come Ontological Engineering di Gomez Perez, Lopez e Corcho e Knowledge Representation: Logical, Philosophical, and Computational Foundations di Sowa.