FABRÍCIO DA COSTA DIAS - uma ontologia para psiquiatria aplicada ao contexto da telessaúde / Fabrício…

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    05-May-2019

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<p>ONTOPSIC: UMA ONTOLOGIA PARA PSIQUIATRIA APLICADA AO CONTEXTO DA TELESSADE </p> <p> POR </p> <p>FABRCIO DA COSTA DIAS </p> <p>DISSERTAO DE MESTRADO </p> <p> RECIFE-PE </p> <p>26 DE FEVEREIRO DE 2010 </p> <p>FABRCIO DA COSTA DIAS </p> <p>ONTOPSIC: UMA ONTOLOGIA PARA PSIQUIATRIA APLICADA AO CONTEXTO DA TELESSADE </p> <p>RECIFE-PE 26 DE FEVEREIRO DE 2010 </p> <p>Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao do Centro de Informtica da Universidade Federal de Pernambuco como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre em Cincia da Computao. </p> <p>Orientador: Prof. Phd. Roberto Souto Maior de Barros Co-Orientadora: Phd. Magdala de Arajo Novaes </p> <p> Dias, Fabrcio da Costa OntoPsic: uma ontologia para psiquiatria aplicada ao contexto da telessade / Fabrcio da Costa Dias. - Recife: O Autor, 2010. </p> <p> 118 folhas : il., fig., tab. Dissertao (mestrado) Universidade Federal de Pernambuco. CIn. Cincia da </p> <p>computao, 2010. </p> <p> Inclui bibliografia. </p> <p> 1. Inteligncia artificial. 2. Ontologia. 3. Lgica de descrio. I. Ttulo. </p> <p> 006.3 CDD (22. ed.) MEI2010 099 </p> <p>A Flvia, meus pais, meu irmo, minha irm, minha sobrinha, Biu. Pessoas que sempre me incentivaram na busca do crescimento intelectual e moral, sempre com palavras e aes de conforto. </p> <p>AGRADECIMENTOS </p> <p>A Deus, por minha vida e pelo privilgio de concluir este curso. </p> <p>A Flvia, por estar sempre ao meu lado, mesmo nos momentos em que tudo </p> <p>parecia no dar certo, sempre foi uma amiga, confidente e em nenhum momento deixou de </p> <p>acreditar em mim. Muito obrigado. </p> <p>A meus pais, Reginaldo Dias e Lda Dias, pela pacincia e dedicao comigo, </p> <p>mesmo nos momentos mais difceis. Obrigado por tudo. </p> <p>A meu irmo Srgio, que mesmo a distncia sempre foi um dos que mais vibraram </p> <p>com meu aprendizado e com minhas conquistas e em nenhum momento deixou de me apoiar </p> <p>e incentivar. Para voc, Meu Irmo, meu muito obrigado. </p> <p>A minha cunhada Gislene e minha sobrinha Maria Luiza, que mesmo longe sei que </p> <p>torcem por mim. </p> <p>A Biu, que mesmo sem se expressar sei que est torcendo por mim e sempre vai </p> <p>estr ao meu lado. Obrigado. </p> <p>Ao Prof. Roberto, por me orientar nesse trabalho e pela pacincia e dedicao </p> <p>comigo nesse longo perodo de convivncia, muito obrigado. </p> <p>A Profa. Magdala, por me acolher no NUTES/HC/UFPE desde o incio do meu </p> <p>curso de mestrado, sempre acreditando no meu trabalho e me co-orientando no </p> <p>desenvolvimento desta dissertao. </p> <p>Agradeo de forma especial a Lucas Benevides, mdico psiquiatra, membro do </p> <p>NUTES/HC/UFPE e que em todos os momentos necessrios se fez presente em reunies, </p> <p>telefonemas e e-mails dando todo o suporte especializado para que esse trabalho pudesse ser </p> <p>desenvolvido. </p> <p>Aos grande amigos que fiz no NUTES durante essa caminhada, em especial a </p> <p>Marcello Mello, Mrio Gomes, Henrique Lima, Thiago Holmes, Paulo Moura, Eduardo </p> <p>Ribas, Leopoldo Rabelo e Juan Dropero. </p> <p>A todos os amigos do SWORD, principalmente Ryan Azevedo, por sempre </p> <p>contribuir comigo em todos os momentos que precisei com palavras de incentivo e o apio </p> <p>que precisava, e a Marcelo Siqueira, meu conterrneo, companheiro de viagens, ex-professor </p> <p>e grande amigo . Muito Obrigado. </p> <p> Desejo agradecer a todos que me ajudaram direta ou indiretamente no percurso dessa </p> <p>caminhada. </p> <p>Tambm sou grato aos amigos: Diego Madruga, George Victor, Jos Nivaldo, </p> <p>Crescncio Neto, visson Lucena, Jos Galiza, Sidney, Daniel Lins, Guilherme e tantos </p> <p>outros amigos que fizeram parte da minha vida durante o curso na UFPE e continuaram </p> <p>fazendo parte da minha vida. </p> <p> Pouca cincia torna os homens orgulhosos; </p> <p>Muita cincia torna-os humildes. Assim, as espigas vazias elevam a cabea soberba, </p> <p>Enquanto as cheias inclinam-se humildemente para a terra. </p> <p>Annimo </p> <p>RESUMO </p> <p>Desde os primrdios, seres humanos sofrem com distrbios mentais, muitas </p> <p>vezes com sintomas, tratamentos e curas desconhecidos. A subrea da medicina </p> <p>que trata destes usurios recebe a denominao de Psiquiatria, e surgiu em meados </p> <p>do sculo XVII. Diversos problemas e desafios a respeito da Psiquiatria, </p> <p>especificamente Telepsiquiatria, so encontrados na literatura, destacando-se a falta </p> <p>de um modelo pblico, formal e padronizado de informaes a respeito de tal </p> <p>domnio, dificultando assim a gerao de conhecimento entre os envolvidos neste </p> <p>cenrio. Sendo assim, propomos a OntoPsic (Ontologia de Domnio) para o domnio </p> <p>da Psiquiatria aplicada ao contexto da Telessade. O objetivo da OntoPsic servir </p> <p>de base de conhecimento comum entre os envolvidos e de auxili-los na concluso </p> <p>da identificao de agravos e das melhores formas de ateno a sade de usurios </p> <p>portadores de distrbios mentais. A OntoPsic foi desenvolvida utilizando as </p> <p>metodologias Methontology, para desenvolvimento de software baseados em </p> <p>conhecimento, e pelo o Mtodo 101 como complemento a Methontology. Utilizamos </p> <p>a linguagem OWL, que incorpora facilidades para publicar e compartilhar a ontologia </p> <p>proposta via Web, alm de ser proposta como padro pelo W3C. A ferramenta </p> <p>utilizada para a construo da Ontologia foi o Framework Protg. Na validao </p> <p>utilizou-se a mquina de inferncia Pellet, para deduo de fatos, e a linguagem </p> <p>SPARQL, para responder a questes de competncia definidas. Consideramos que </p> <p>a Telepsiquiatria ser mais eficiente se for baseada em um modelo formal tal como </p> <p>uma ontologia, podendo ser aplicada para auxiliar os profissionais de sade mental. </p> <p>Dessa forma desenvolvemos tambm uma ferramenta chamada OntoConsult que </p> <p>acessa a ontologia e traz respostas referentes s questes de competncia </p> <p>propostas. Essa ferramenta possui aplicaes desde no apio a formao de alunos </p> <p>de psiquiatria at o apio a profissionais j formados e experientes, onde podero </p> <p>tirar suas possveis dvidas quanto a um diagnstico. </p> <p>Palavras-chave: Ontologia, Psiquiatria, Telessade. </p> <p>ABSTRACT </p> <p>Since the earliest days human beings suffer from mental disorders, many </p> <p>times with symptoms, treatments and unknown cures. The sub-area of medicine that </p> <p>deals with these users receive the designation of Psychiatry, and emerged in the </p> <p>mid-seventeenth century. Several problems and challenges regarding Psychiatry, </p> <p>Telepsychiatry more specifically, are found in the literature, highlighting the lack of a </p> <p>public model, formal and standardized information about this domain, hindering the </p> <p>generation of knowledge between those involved in this scenario. So we propose </p> <p>OntoPsic, a domain ontology for psychiatry applied in the telehealth context. </p> <p>OntoPsic's goal is to provide a common knowledge base among stakeholders and </p> <p>assist them in completing the identification of problems and the best ways to care the </p> <p>health of users with mental disorders. The OntoPsic was developed using the </p> <p>methodologies Methontology for software development based on knowledge, and the </p> <p>Method 101 in addition to Methontology. We use the OWL language, which </p> <p>incorporates facilities to publish and share the ontology proposed via the Web, to be </p> <p>offered as standard by W3C. The tool used for building the ontology was the Protg </p> <p>Framework. For validation we used the Pellet inference engine, for deduction from </p> <p>facts, and language SPARQL, to answer questions of competence defined. We </p> <p>believe that telepsychiatry will be more efficient if based on a formal model as an </p> <p>ontology and can be applied to help mental health professionals. Thus we have also </p> <p>developed a tool called OntoConsult that accesses the ontology and provides </p> <p>answers related to questions of jurisdiction proposals. This tool has applications in </p> <p>the support provided to students of psychiatry training to the support professionals </p> <p>already trained and experienced, where they can get their doubts about a possible </p> <p>diagnosis. </p> <p>Key words: Ontology, Psychiatry, Telehealth </p> <p>LISTA DE FIGURAS </p> <p>FIGURA 2.1- HIERARQUIA DA CLASSE MENTAL FACULTIES .................................... 34 </p> <p>FIGURA 2.2- HIERARQUIA DA CLASSE TREATMENT ................................................... 35 </p> <p>FIGURA 3.1- AS CAMADAS DA WEB SEMNTICA ....................................................... 38 </p> <p>FIGURA 3.2- REPRESENTAO DE UMA ONTOLOGIA ............................................... 41 </p> <p>FIGURA 3.3- CLASSIFICAO DE ONTOLOGIAS SEGUNDO GUARINO .................. 43 </p> <p>FIGURA 3.4- ONTOLOGIA GENRICA ............................................................................. 44 </p> <p>FIGURA 3.5- LINGUAGENS DE REPRESENTAO DE ONTOLOGIAS ...................... 46 </p> <p>FIGURA 3.6- INTERFACE DO ONTOEDIT ........................................................................ 52 </p> <p>FIGURA 3.7- INTERFACE DO NEON TOOLKIT...............................................................53 </p> <p>FIGURA 3.8- TELA DO FRAMEWORK PROTG ............................................................ 55 </p> <p>FIGURA 3.9- RELACIONAMENTO COM SUJEITO, PREDICADO E OBJETO ............. 59 </p> <p>FIGURA 3.10- PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO, UTILIZANDO A </p> <p>METODOLOGIA METHONTOLOGY ................................................................................. 66 </p> <p>FIGURA 3.11- ENGENHARIA DE SOFTWARE EM CAMADAS ...................................... 67 </p> <p>FIGURA 3.12- PROCESSO DE ENGENHARIA DE SOFTWARE ....................................... 68 </p> <p>FIGURA 3.13- PROCESSO DE ENGENHARIA DE ONTOLOGIAS ...............................69 </p> <p>FIGURA 4.1- CICLO DE DESENVOLVIMENTO DA ONTOPSIC ................................ ....72 </p> <p>FIGURA 4.2 CLASSES E RELACIONAMENTOS QUE FORMAM O NCLEO DA </p> <p>ONTOPSIC .............................................................................................................................. 75 </p> <p>FIGURA 4.3- HIERARQUIA DE CLASSES DA CLASSE TREATMENT .......................... 80 </p> <p>FIGURA 4.4- PRINCIPAIS CLASSES E RELACIONAMENTOS DA ONTOPSIC ........... 83 </p> <p>FIGURA 4.5- CABEALHO DA ONTOPSIC ...................................................................... 84 </p> <p>FIGURA 4.6- COSNTRUTOR OWL:OBJECTPROPERTY DA ONTOPSIC ...................... 85 </p> <p>FIGURA 4.7- CONSTRUTOR DATATYPEPROPERTY DA ONTOPSIC....................... 85 </p> <p>FIGURA 5.1- ARQUITETURA DA ONTOCONSULT ........................................................ 91 </p> <p>FIGURA 5.2 DIAGRAMA DE CLASSES DA ONTOCONSULT .................................... 92 </p> <p>FIGURA 5.3- TELA PRINCIPAL DA ONTOCONSULT ..................................................... 93 </p> <p>FIGURA 5.4- TELA PARA CADASTRO DE MDICO ...................................................... 94 </p> <p>FIGURA 5.5- TELA PARA ANLISE DAS FACULDADES MENTAIS DE UM USURIO</p> <p> ...........................................................................................................................................95 </p> <p>FIGURA 5.6- EXPRESSIVIDADE DA ONTOPSIC............................................................ 97 </p> <p>FIGURA 5.7- RVORE FORMADA POR CLASSES E RELAES -UM DA </p> <p>ONTOCONSULT..................................................................................................................101 </p> <p>FIGURA 5.8 MTRICAS DA ONTOPSIC DO PROTG ............................................. 104 </p> <p>LISTA DE TABELAS </p> <p> TABELA 3.1- CONSTRUTORES OWL ................................................................................ 50 </p> <p>TABELA 3.2- AXIOMAS OWL ............................................................................................ 50 </p> <p>TABELA 5.1- TOTAL DE CLASSES NOMEADAS DA ONTOPSIC ................................ 99 </p> <p>TABELA 5.2- TOTAL DE PROPRIEDADES OBJETOS DA ONTOPSIC ....................... 100 </p> <p>TABELA 5.3- MDIA DE PO DA ONTOPSIC .................................................................. 100 </p> <p>TABELA 5.4- TOTAL DE CLASSES POR NVEIS DA ONTOLOGIA ........................... 102 </p> <p>TABELA 5.5- CLASSE DE MAIOR GRAU -UM DA ONTOPSIC ............................. 102 </p> <p>TABELA 5.6- CLASSE DE MAIOR GRAU TODO-PARTE DA ONTOPSIC .............. 103 </p> <p>TABELA 5.7- RESULTADO DA AVALIAO QUANTITATIVA ................................ 103 </p> <p>TABELA 5.8- PROPRIEDADES DATATYPES DA ONTOPSIC ...................................... 105 </p> <p>TABELA 5.9- MDIA DAS PROPRIEDADES DATATYPES DA ONTOPSIC............... 106 </p> <p>TABELA 5.10- NMERO TOTAL DE OBJECT PROPERTIES ...................................... 106 </p> <p>TABELA 5.11- NMERO MDIO DE OBJECT PROPOERTIES POR CLASSE ........... 107 </p> <p>TABELA 5.12- NMERO TOTAL DE RESTRIES ...................................................... 107 </p> <p>TABELA 5.13- MDIA DAS RESTRIES POR OBJECTS PROPERTIES ................... 107 </p> <p>TABELA 5.14- NMERO TOTAL DE CAMINHOS HIERRQUICOS .......................... 108 </p> <p>TABELA 5.15- MDIA HIERRQUICA POR CLASSE ................................................... 108 </p> <p>TABELA 5.16- RESULTADO A QUESTO DE COMPETNCIA 1 ............................... 109 </p> <p>TABELA 5.17- RESULTADO A QUESTO DE COMPETNCIA 2 ............................... 109 </p> <p>TABELA 5.18- RESULTADO A QUESTO DE COMPETNCIA 3 ............................... 110 </p> <p>TABELA 5.19- RESULTADO A QUESTO DE COMPETNCIA 4 ............................... 110 </p> <p>TABELA 5.20- RESULTADO A QUESTO DE COMPETNCIA 5 ............................... 111 </p> <p>LISTA DE ABREVIAES </p> <p>ABox Assertional Box </p> <p>DAML DARPA Agent Markup Language </p> <p>DARPA Defense Advanced Research Projects Agency </p> <p>DL - Description Language </p> <p>ESF Estratgia Sade da Famlia </p> <p>FACT - Fast Classification of Terminologies </p> <p>HTML Hypertext Markup Language </p> <p>IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers </p> <p>ISO - International Standards Organization </p> <p>KB - Knowledge Base </p> <p>nRQL New Racer Query Language </p> <p>NUTES Ncleo de Telessade </p> <p>OIL - Ontology Interface </p> <p>OMS - Organizao Mundial Sade </p> <p>OWL Ontology Web Language </p> <p>OWL DL OWL Description Language </p> <p>REDENUTES Rede de Ncleos de Telessade </p> <p>RDF Resource Description Framework </p> <p>SIH Sistema de Informao Hospitalar </p> <p>SIS Sistemas de Informao em Sade </p> <p>SPARQL Sparql Query language for RDF </p> <p>SQL Structured Query Language </p> <p>SWRL Semantic Web Rule Language </p> <p>TBOX Terminological Box </p> <p>TOVE Toronto Virtual Enterprise </p> <p>URI - Uniform Resource Identifier </p> <p>XML Extensible Markup Language </p> <p>W3C World Wide Web Consortium </p> <p>WWW - World Wide Web </p> <p> SUMRIO </p> <p>RESUMO ABSTRACT LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS LISTA DE ABREVIAES CAPTULO I INTRODUO ................................................................................................. 17 1.1 CONTEXTO E MOTIVAO ................................................................... 19 1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO ................................................................... 20 1.3 ORGANIZAO DO TEXTO ......................................................................</p>