Ontologia eSalud

5/8/2018 Ontologia eSalud

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S G C p a r a u n p la n n a c io n a l d e E - S a lu dD avid A nto nio O rd on ez

9 d e Ju lio d e 2 0 1 1

Intro duccionEn nuestro mundo existe mucha informacion en la web V cada dia se genera mas Vmasinformacion, esto ha Ilegado a ser un verdadero problema porque si la informacionsigue creciendo con el uso de blogs, redes sociales V cualquier otra tecnologfa paracompa rtir informacion, en rnuv poco tiempo la informacion sera tanta que nos va aresultar rnuv diffcil encontrara temas que sean de nuestro interes,Para resolver este problema la Web esta evolucionando a la Web 3.D, en el cual sepretende realizar busquedas inteligentes 0 busquedas Sernanticas para la cual seutilizaran las Ontologias, que son una nueva tecnologfa que aun esta en desarrollo paraque las busquedas evolucionen, pues va no solo buscara informaron que coincida conlas palabras claves de nuestro interes, sino que hara una busqueda inteligente V nossugerira otras opciones que se relacionan con los intereses buscados.Estas ontologfas engolaban a todos los terminos, pero aqul solo 10 haremos en elsector de salud, porque en una ontologfa es rnuv diffcil aun poder relacionar todos losterrninos, debemos de empezar por un sector V luego ese sector creado podrarelacionarse con otras ontologias, haciendo as! que el sistema crezca con forme serelacionen con otras areas Vtemas.


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Marco ConceptualOntologiaLos primero en usar el terrnino Ontologfa fueron los griegos y 10 usaban pa ra definirque ente existen y cuales no y como estas entes se relacionan entre elias, esto sucedfacuando se preguntaban sobre cosas de la naturaleza que no podfan explicar en eseentonces como desastres naturales. lPor que sucede eso?, lLos Dioses estaranfuriosos?, lExistiran los Dioses? Y lque puedo hacer yo para que los dioses ya no siganfuriosos? Y es Aquf donde se utiliza por primera vez el termino Ontologfa comofilosoffa del ente.Mas Adelante Leibniz usa Ontologfa y 10 define como: "ciencia de 10 que es y de lanada, del ente y del no ente, de las cosas y de sus modos, de la sustancia y delaccidente" .En la actualidad con el alto crecimiento de la informacion en la web, se necesitaordenar de alguna forma para poder buscar luego informacion relacionada con unente, es aquf donde definimos que es Ontologfa para nosotros.Una definicion de ontologfa podrfamos decir:

"Una ontoloqia es una jerarquia de conceptos con atributos yrelociones. que define una terminoloqia consensuada para definirredes semanticas de unidades de informacion interre/acionadas. Unaontoloqia proporciona un vocabu/ario de clases y re/aciones paradescribir un dominic, poniendo e/ acento en /a comoarticion de/conocimiento y e/ consenso en /a representacion de este" (CASTELLS,2003).

Entonces la Ontologfa no es mas que la busque da semantics 0 busqueda inteligenteque adernas de mostrar la informacion que buscamos, nos mostrara alternativas anuestra busque da uncial, dandonos asf tres grupos de respuestas:

Resultados Exactos: Son los que coinciden exactamente con las palabras debusqueda.

Resultados Relacionados: Son los datos que no son exactos, pero contienenpartes de las palabras claves de la busqueda inicial

Resultados Sugeridos: Son aquellos resultados, que no tienen las palabrasbuscadas, pero son una alternativa a nuestra busqueda,

La web semantics inicia construyendo una ontologfa, relacionando sernanticamentelos terrninos y as! a la hora de una busque da, la inteligencia artificial de la ontologfadara mejores resultados en la busqueda,


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Las ontologfas y la web semantics son solo una parte de la futura Web 3.0 que sequiere construi r, en la que son una iniciativa tecnol6gica en la que las computadorasrealizaran busquedas mucho mas avanzadas. Berners-Lee, el creador de la World WideWeb dice sobre estas nuevas tecnologfas:

Uno estamos hablando de una inteligencia artificial m6gica quepermita a los ordenadores en tender las palabras de los usuarios, sinounicamente nos rejerimos a la habilidad de una m6quina pararesolver los problemas bien definidos, a troves de operaciones biendefinidas, que se lIevar6n a cabo sobre los datos bien definidos"

Arquitectura de la Web SernantlcaLa nueva red semantics ha sido estructurada por niveles, estableciendo una jerarqufade abstracci6n y unas dependencias entre los distintos niveles. Actualmente estaarquitectura no ha sido total mente descrita, encontrandonos a dfa de hoy en el nivelde la 16gica.

Unicode: Set rata de una codificaci6n del texto que permite utilizar los sfmbolospara expresar la informaci6n en la Web Sernantica en cualquier idioma.

URI: Acr6nimo de "UniformResourceldentifier" 0 Identificador Uniforme deRecursos que permite la localizaci6n de un recurso accesible vfa Internet. Setrata de la URL (descripci6n de la ubicaci6n) mas el URN (descripci6n delespacio de nombre).

XML + NS + xmlschema: XML ofrece un formato comun para intercambio dedocumentos, NL (namespaces) sirve para cualificar elementos y atributos denombres usados en XML asociandolos con los espacios de nombre identificadospor referencias URI y XML Schema ofrece una plantilla para elaborardocumentos estandar. De esta forma, aunque se utilicen diferentes fuentes, secrean documentos uniformes en un formato cornun y no propietario.

RDF + rdfschema: basada y apoyada en la capa anterior, esta capa define ellenguaje universal con el cual podemos expresar diferentes ideas en la WebSernantica. RDFes un lenguaje simple mediante el cual definimos sentencias enel formato de una 3-upla 0 triple (sujeto: el recurso al que nos referimos;predicado: el recurso que indica que es 10 que estamos definiendo; y objeto:puede ser el recurso 0 un literal que podrfa considerarse el valor de 10 queacabamos de definir). E I modele RDF 0 ResourceDescription Framework es unmodele cornun (Framework) que permite hacer afirmaciones sobre los recursos(Description) y que hace posible que estes recursos pueden ser nombrados por


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URis (Resource). Por su parte RDFSchema provee un vocabulario definido sobreRDFque permite el modele de objetos con una sernantica claramente definida.Esta capa no solo ofrece descripcion de los datos, sino tambien ciertainformacion sernantica. Tanto esta capa como la anterior corresponden a lasanotaciones de la informacion (metadatos).

Ontologyvocabulary: ofrece un criterio para catalogar y clasificar lainformacion. EI uso de ontologfas permite describir objetos y sus relaciones conotros objetos ya que una ontologfa es la especificacion formal de unaconceptualizacion de un dominic concreto del conocimiento. Esta capa permiteextender la funcionalidad de la Web Semantics, agregando nuevas clases ypropiedades para describir los recursos.

Logic: adernas de ontologfas se precisan tarnbien reglas de inferencia. Unaontologfa puede expresar la regia "Si un codigo de ciudad esta asociado a uncodigo de estado, y si una direccion es el codigo de ciudad, entonces esadireccion tiene el codigo de estado asociado". De esta forma, un progra mapodrfa deducir que una direccion de la Universidad Complutense, al estar en laciudad de Madrid, debe estar situada en Espana, y deberfa por 10 tanto estarformateado segun los estandares espafioles, EI ordenador no "entiende" nadade 10 que esta procesando, pero puede manipular los terrninos de modo muchomas eficiente beneficiando la inteligibilidad humana.

Proff: sera necesario el intercambio de "pruebas" escritas en el lenguajeunificador (se trata del lenguaje que hace posible las inferencias logicas hechaposibles a traves del uso de reglas de inferencia tal como es especificado porlas ontologfas) de la Web Sernantica.

Trust: los agentes deberfan ser muy escepticos acerca de 10 que leen en la WebSernantica hasta que hayan podido comprobar de forma exhaustiva las fuentesde informacion. (Web Of Trust RDFOntology -WOT- http://xmlns.com/wot/O.l/y FOAFhttp://xmlns.co m/foa f/0.11).

Digital Signature: bloque encriptado de datos que seran utilizados por losordenadores y los agentes para verificar que la informacion adjunta ha sideofrecida por una fuente especffica confiable. (XML SignatureWG:http://www.w3. org/Signatu rei).
http://xmlns.com/wot/O.l/http://afhttp//xmlns.cohttp://afhttp//xmlns.cohttp://xmlns.com/wot/O.l/


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dataDigital

Signabse

Trust

Unicode

Definicion e-Salud con OntologiasE-Salud podemos definirlo como las aplicaciones de Tecnologfas yComunicacion (TIC) relacionadas con el sector de salud abarcando todo elproceso proporcionando informacion al paciente dese los sfntomas que tieney una vez que el medico Ie haya dado un trata miento, seguir utilizando lasTICs para dar un seguimiento del tratamiento y saber la evolucion que elpaciente experimenta.Las TICs en e-Salud, no vienen reemplazar al medico, sino que Ie sirve alpaciente y al medico a tener informacion relacionada con sus pacientes. Y alos pacientes con su medico y su enfermedad.En muchos pafses como Dinamarca, Holanda y Suecia, el uso de e-Salud sondemasiado altas, pues aprovechan la tecnologfa para que este proceso sepueda admi nistrar con mucha mayor facilidad ya que el usuario podra accedera la informacion sin estar frente a su medico y desde cualquier parte.

Si ya varios pafses estan apostando por e-Salud, porque mostros enGuatemala no hacerlo tarnbien, y el usa de las TICSsnos pueden proporciona rmuchas ventajas, desde hacer sitas desde cualquier lugar, y no perder muchotiempo haciendo colas 0 procesos burocraticos hasta asistir al medico desdecasi cualquier parte del mundo, adernas se podra administrar la informacionde cada paciente agilizando todos los procesos asf como el paciente podraobtener informacion sobre enfermedades, centros de salud 0 especialistascon mucha mayor facilidad.Ahora, una ontologfa para e-Salud, vendrfa a aumentar los beneficios decualquier TIC en esta area, pues al buscar informacion, la ontologfa no solo


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proporcionara informacion exacta, sino que nos da ra varias recomendacionesrelacionadas con nuestra busqueda.Veamos un ejemplo, supongamos que una persona desea saber losespecialistas de alguna enfermedad que se encuentra en una clfnica x, estaclfnica esta muy lejos de done vive esta persona, al hacer esa busqueda, laontologfa nos mostrara a los especialistas de esta enfermedad y de esa clfnica,pero a d e r n a s nos mostrara otros resultados, por ejemplo nos sugerira queexisten otros especialistas y que existen algunos que estan mucho mas cerca,por 10 que podrfamos ahorrartiempo y dinero.Este es solo un ejemplo del potencial de las ontologfas, pues como estasemanticarnente relacionada, el resultado de la busqueda es mucho mejor,podrfamos obtener resultados tarnbien como horarios, citas, precios, etc.En conclusion, una ontologfa orientada en e-Salud traerfa un gran beneficio enesta area, y no solo en salud, cualquier ontologfa en cualquier area aumentael valor del servicio y la tecnologfa, pues dara mucha mas informacion ysugerencias de nuestro interes. Estas ontologfa podrfa luego unirse con otrasontologfas, como por ejemplo una orienta da al gobierno y asf hacer una redsemantics mucho mayor, entre mas ontologfas se unan, la red semanticscrecera y nos dara resultados con mayor valor.

Alcance del ProyectoE I proyecto sobre SGC para un plan nacional de E-Salud toma como referencia eltrabajo de graduacion desarrollada por el Ing. Joaqufn Guerrero con el tema "PlanEstrategico para la lmplernentacion de un Sistema de Telemedicina Nacional". Variosde los terminos utilizados en esta docume ntacion estan tomados de esta tesis.Esta tesis propone disefiar un plan estrategico para la irnplernentacion de un sistemade Telemedicina nacional, con ayuda de TIC's poder extender los servicios a maspacientes en todo el pafs.SGC para un plan nacional de E-Salud es una propuesta en el cual usando tecnologfade web sernantica poder relacionar terrninos y servicios sobre E-Salud en el cual sepod ran realizar diferentes consultas sobre esta area, la aplicacion podra proporcionarresultados por medio de un buscador inteligente en la que estaran sernanticamenterelacionados, asf el usuario si esta buscando informacion a cerca de consultas medicas,tarnbien Ie proporciona ra resultados sobre procesos que debe seguir, tratamientos,medicamentos, hospitales 0 clfnicas especializadas todas que proporcionen el serviciosobre E-Salud.


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Solucion PropuestaNuestra solucion consiste en realizar una Ontologfa, en la cual por medio de unbuscador web, realizaremos consultas sobre temas, infraestructuras, personas 0cualquier informacion que tenga que ver con la salud.Este buscador nos dara 3 grupos de resultados:Resultados Exactos: Son los resultados que concuerdan exactamente con nuestrabusqueda, es decir, si buscamos el Hospital San Juan, el resultado sera exacta menteeste hospital, dandonos su direccion, telefono, email, etc.Resultados Relacionados: Estos resultados son datos que ta rnbien pertenecen alparametro de busqueda, si seguimos con nuestro ejemplo del Hospital San Juan, nosdarfa como resultados relacionados, las especialidades que ofrece este hospital, asicomo los especialistas que trabajan en este.Resultados Sugeridos: Estos resultados nos muestran otras alternativas de 1 0 queestamos buscando, es decir con nuestro ejemplo nos darla datos como HospitalCedros, Hospital las Americas y otros centros de Salud.

Arquitectura de la soluci6n

Para realizar este proyecto usaremos las siguientes herramientas Servidor Apache, para tener alojada todos de nuestras busquedas. PHPcomo el lenguaje para programa r nuestras paginas Web MySql como DBMS, en el cual se alojaran nuestras tablas para poder realizar las

busquedas de nuestra ontologfa. Protege para realizar la estructura de nuestra ontologfa, se utilizara la version

4.1.

Modelo Conceptual de la OntologiaEste modele conceptual 1 0 cree tomando como referencia la tesis sobre eSalud en laque se basa este proyecto, en este modelo, mostramos las clases que luego se crearanen Protege y que nos muestra un nivel general de los alcances de esta primera fase delproyecto.


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Es eclallst8 ls Personas rz ;Paclentas

cent re s de Sai ud mE ,ul as MedllC'osVlrtuales

Practlca Tel ec errsult a Bspectalidadee

ieleradlolo laTelepato!o laT @ I @ ' O F l LT e le e n do e c o pl a

Pub I icac ten de Jnf crmacl cn 0 Teledermatologiaieleoftalmolo'iliaTeleo:irugiaFarmacia.s

[erarquia de (lases de la OntologiaPartiendo del modelo conceptual sobre eSalud, debemos de construi r nuestrodiagrama de clases en Protege, recordemos que esta pri mera versi6n, es un prototipo,y que las versiones posteriores, tendran mucho mas clases, pero para nuestro pri merprototipo la jerarqufa de clases de nuestra ontologfa quedara como la siguiente figura..Thing.:.eSaludf .Equip osMed ico SiVirtu ale sf .Medi cin a B C 1 Is C 1 Ic ia e nPrue bas..,.:.. Publi caclon Informaclonf .centroseeselud

f.Farmacias..Per~ona5f - .E spe clallstasl_.Pacientes.....".re lern edl cln ai,,.Edu ca cio n. y . " . Practica

.:.SeruiciosY:.Teleconsultay . . - . Espe ci alidad es~.TeleORL~.TelecirugiC1lt.Teleenda5copiar Tel eofta lm0log la~....Tel epat 010 gla~....TeleradiDlogi~~


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Limites de la solucion propuesta.En esta primera version de nuestra ontologfa, nos basaremos en 1 0 que esta propuesto en latesis que tomamos de referencia, en esa Tesis, nos dice que la primera fase solo se tomara encuenta 1 0 siguiente:"Establecer cornunicacion entre hospitales nacionales y el MSPAS para centralizar el control dela admlnistradon de equipos y servicios inforrnaticos, asf como tarnbien para iniciar con eldesarrollo de programas de telemedicina en el que se induyan los servicios de teleconsulta,teleeducadon y telecardiologfa."En las siguientes fases se tomaran en cuenta los centros de salud de un area mucho masgrande como tarnbien extender la lista de los servicios ofrecidos. Habra una tercera fase, quesera la final, en donde se abarcaran mas temas sobre eSalud.


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ConclusionesComo nos podemos dar cuenta, las Ontologias nos pueden dar una mejor solucion el 10que a busque das se refiere, ya que nos pueden dar tres tipos de resultados, losexactos, los relacionados y sugeridos, con esto el usuario tendra una mejor calidad dela informacion obtenida.EI ara de eSalud en el pais de Guatemala no esta muy desarrollado, pero con el pasodel tiempo este area madurara y se ara muy cornun y necesario, tendremos que teneruna herra mienta que nos pueda ayudar para poder encontrar la informacion quenecesitemos, para esto es este proyecto de ontologfa, para poder brindar al usuariouna herramienta facil de usar y con informacion valiosa para EI.La Web esta evolucionando a pasos agigantados, se debe de contar con tecnologfacada vez mas potente, las Ontologias nos ofrecen esta ventaja, pues no es un buscadornormal que nos muestra resultados que pueden tener 10 que necesitemos, lasontologfas van un paso mas adelante, pues la calidad de la informacion es muchomayor y precisa.No solo se puede desarrollar ontologfas sobre este area de eSalud, sino que en varioscampos mas, 10 interesante seria cuando va rios sistemas de busquedas inteligentes sepuedan fusionar y asi poder formar un sistema mucho mas grande y complejo, que nospueda porporcionar cualquier tipos de informacion de cualquier campo.


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RecomendacionesPara la reallzadon de un sistema de busquedas inteligentes, se recomienda hacerlas enproporciones de informacion relativamente pequefias, es decir, no abarcar un area rnuvgrnade, va que entre mas grande sea la cantidad de informacion que se quiera manipular, elsistema tardara mucho mas en darese resultado, por eso se recomienda hacer varias sistemasautonornos, para despues fusionarlos, pero cada uno tendra su propia base de datos V no unabase de datos general.Luego de trabajar esta fase de las ontologfas, he decidido trabajar con java va es un lenguajemucho mas robusto V nos puede dar mucho mejores soluciones, puesto que no sabemos losproblemas con que podamos encontrarnos al trabajar con Ontologlas, es mejor estarpreparados, Esta fase fue realizada en P H P ,las ventajas de hacerlo con PHP, es que es muchomas rapido que Java. Recomiendo que tomen en cuenta este punto, dependiendo del tarnafiode su ontologfa, decidirse por uno u otro.


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BibliografiaJoaquin Adolfo Guerrero MilianFreiry Javier Gramajo L6pezPLAN ESTRATEGICO PARA LA IMPLEMENTAC IONDE U N SISTEM A DE TELEM EDICIN A NAC IO NA LTesis ing. EnCiencias y Sistemas, 2011

Ana Luisa Chutan Sosa, Mirna Ivonne Aldana tarrazabal, Sergio GerardoCifuentes Gi r6n, Javier Gramajo L6pez. Plan estrategico para lacreacion d e una o fic in a d e v in cu la cio n A ca dem ia -In du stria -E sta do ,O rientado a las T IC s en G uatem ala.Videos sobre Ontologfas


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Videos del ProyectoOntologiaeSalud (Parte 1): Instalacion Herramientas y creaci6n de Claseshttp://www.youtube.com/e mbed/b_2 KI3ZroTsOntologiaeSalud (Parte 2): Atributos en Protegehttp://www.youtube.com/watch?v=OvwwH M7K7CQOntologiaeSalud (Parte 3): Relacioneshttp://www.youtube.com/wa tch ?v=PVnKoYTgF-4OntologiaeSalud (Parte 4): Sinoni moshttp://www.youtube.com/wa tch?v=oWtj9BQheTUOntologiaeSalud (Parte 5): Integraci6n PHP y MySQLhttp://www.youtube.com/wa tch?v=iwVRDzUgtjwOntologiaeSalud (Parte 6): OntologiaeSalud, Prototipohttp://www.youtube.com/wa tch?v=efno7edQz-c
http://www.youtube.com/ehttp://www.youtube.com/watch?v=OvwwHhttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/wahttp://www.youtube.com/watch?v=OvwwHhttp://www.youtube.com/e

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