Università degli Studi dell’Insubria
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali
Sede di Como
Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie dell’Informazione
Ontologie e World Wide Web:
la diffusione della conoscenza.
Tesi di Laurea di
Monica Castiglioni
Obiettivi della Tesi
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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 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 ontologie.
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: UMLS
Rete 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: UMLS
Porzione 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
prevenzione 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:
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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.