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 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

macchine.

anche dalle 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: • 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.