Représentation des connaissances médicales
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1. P re Pierre aUnEnfant Jeanne Pierre Femme Jeanne on en d duit Parent Pierre gt GrandM re Jeanne UNIVERSITE DE LORRAINE Introduction Normalisation des connaissances en m decine Approches terminologiques Approches compositionnelles Utilisation des terminologies et ontologies en m decine UNIVERSITE DE LORRAINE gt Gestion des connaissances gt Int gration change de donn es et interop rabilit s mantique gt Aide la d cision UNIVERSIT DE LORRAINE gt Annotation indexation gt manuelle ou automatique gt articles scientifiques PubMed documents m dicaux g nes prot ines gt Recherche d information requ tes avec vocabulaire contr l ex MeSH et Medline gestion des synonymes traduction gt gt gt gt classification de documents gt Mapping mise en correspondance entre diff rentes terminologies UNIVERSITE DE LORRAINE change de donn es entre logiciels diff rents Ex LOINC Logical Observation Identifiers Names and Codes transmission des r sultats de laboratoire int gration de donn es issues de syst mes diff rents i DMP wv ue 7 y gs ge au LE L uuu ay ER S AERIAL a k k i D r DrJ D UNIVERSIT DE LORRAINE ne gt aide la d cision syst me d alerte pour les allergies m dicamenteuses gt traitement du langage naturel gt extraction d information2. Dr Nicolas Jay nicolas jay medecine uhp nancy fr Facult de M decine de Nancy Informatique m dicale L2 M decine 2011 2012 UNIVERSITE DE LORRAINE Introduction Normalisation des connaissances en m decine Approches terminologiques Approches compositionnelles Utilisation des terminologies et ontologies en m decine UNIVERSIT DE LORRAINE Le domaine concern par les taches de raisonnement de traitement de l information de communication dans la pratique l enseignement et la recherche m dicales y compris les sciences de l information et les technologies qui supportent ces taches UNIVERSITE DE LORRAINE le domaine scientifique qui s occupe de l information biom dicale des donn es et de la connaissance leur collecte leur extraction et leur utilisation optimale pour r soudre des probl mes et faciliter la d cision UNIVERSIT DE LORRAINE comprends les aspects th oriques et pratiques du traitement de l information et de la communication bas s sur la connaissance et l exp rience d riv es des processus en m decine et en sant UNIVERSIT DE LORRAINE En informatique m dicale nous d veloppons et validons des m thodes et des syst mes pour l acquisition le traitement et l interpr tation des donn es des patients avec l aide de la connaissance issue de la recherche scientifique UNIVERSIT DE LORRAINE gt donn es information connaissance gt traitem
3. UNIVERSIT DE LORRAINE Patient de 50 ans diab tique hospitalis au CHU de Nancy pour douleur thoracique aigu gt Patient de sexe masculin gt Patient g de 50 ans Patient atteint de diab te Patient hospitalis au CHU de Nancy Patient hospitalis pour douleur thoracique gt Douleur thoracique de type aigu M me si la SNOMED Internationale contient des relations axe G elle ne donne pas de mode d emploi ni de contraintes v v v UNIVERSIT DE LORRAINE gt appendicite inflammation localis e dans l appendice gt Neurologie service localis dans H pital central appendicite localis dans H pital central morphologie affectant localisation anatomique gt service situ dans tablissement g ographique v v UNIVERSIT DE LORRAINE une hi rarchie de concepts l mentaires une hi rarchie de relations r les des contraintes restrictions sur les r les permettant de fabriquer des concepts complexes par composition Y Y v v UNIVERSIT DE LORRAINE ProcessusAnormal ProcessusPathologique ProcessusDeCroissanceAnormale ProcessusEmbolique AnomalieNomm e acne AcneFulminans AcneRosace UNIVE DELO RSIT IRRAINE contient Eo contientNonPartiellement contientLocalement contientSpecifiquement CortexC r bral contientPartiellement deLaMati reGrise Cavit Abdominale contientSpecifiquement AorteAbdominale gt Cavit Abdom
4. dans des compte rendus m dicaux fouille de texte veille scientifique d couverte et synth se de connaissances fouille de donn es d couverte automatique de liens int ressants dans les bases de donn es UNIVERSIT DE LORRAINE
5. de d crire des informations cliniques le plus pr cis ment et fid lement possible sans objectif pr cis gt une nomenclature recense tous les concepts d un domaine gt granularit la plus fine possible gt pas de regroupement d entit s pour une m me entr e gt Classification Commune des Actes M dicaux CCAM gt Catalogue des Actes de R ducation R adaptation CdARR UNIVERSIT DE LORRAINE gt Systematized Nomenclature of Medicine gt huit axes principaux gt ww Ww NW NON iy Topographie T Morphologie M Fonction F Organismes vivants L M dicaments produits chimiques et biologiques C Agents activit s physiques et forces naturelles A M tiers et professions J Contexte social S chaque axe est une hi rarchie br lure M 11100 est une sorte de blessure thermique M 11000 qui est une sorte de blessure M 10000 UNIVERSIT DE LORRAINE v un axe Qualificatifs et termes relationnels G v deux classifications une pour les actes P et une pour les diagnostics D CIM 9 11 axes au total gt un pas vers la composition l axe G contient des concepts suppl mentaires servant qualifier ces concepts ou pr ciser leurs liens dans le concept complexe v UNIVERSIT DE LORRAINE La SNOMED Internationale un pas vers la composition Cervicalgie chez un patient affect par une gastro ent rite Gastro ent rite avec douleu
6. polys mie gt genou de la coronaire droite gt ost otomie du genou droit gt impr cision infarctus gt Sylvien gt du myocarde gt m sent rique gt synonymie gt pelvispondylite rnumatismale gt spondylarthrite ankylosante v UNIVERSIT DE LORRAINE v composition si la machine connait fracture f morale f mur fracture f morale fracture de l os du f mur op ration complexe pour une machine art re f morale solutions approches terminologiques approches compositionnelles v v v v UNIVERSIT DE LORRAINE Introduction Normalisation des connaissances en m decine Approches terminologiques Approches compositionnelles Utilisation des terminologies et ontologies en m decine UNIVERSIT DE LORRAINE Vision du monde fond e sur Y 10 6x Qr 5 Si P E f gt des objets Wy gt des concepts l id e de c ur gt des termes le mot c ur UNIVERSITE DE LORRAINE recensement des concepts d un domaine et des termes qui les d signent gt un concept un code unique gt un terme de r f rence une d finition desrelations g n ralement simples g n ralisation sp cialisation gt des synonymes des traductions terminologies multilingues gt ne g rent pas la composition UNIVERSIT DE LORRAINE MeSH Heading Orbit Tree Number A02 835 232 781 324 690 Scope Note Bony cav
7. Status pathological gt SkinOfFace L Skin vrai gt hasSpecificLocation SkinOfFace L hasSpecificLocation Skin vrai gt OedemaOfTheFace C CutaneousOedema vrai Our L oed me du poumon est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological PulmonaryOedema BodyStructure hasSpecificLocation Lung hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological UNIVERSITE DE LORRAINE L oed me du poumon est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological PulmonaryOedema BodyStructure hasSpecificLocation Lung hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological gt Lung L Skin faux UNIVERSIT DE LORRAINE L oed me du poumon est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin PulmonaryOedema BodyStructure hasSpecificLocation Lung gt Lung L Skin faux gt hasSpecificLocation Lung L hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologi
8. calStatus pathological faux UNIVERSITE DE LORRAINE L oed me du poumon est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological PulmonaryOedema BodyStructure hasSpecificLocation Lung hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological gt Lung L Skin faux gt hasSpecificLocation Lung L hasSpecificLocation Skin faux gt PulmonaryOedema L CutaneousOedema faux Qu Si on voulait faire la m me chose avec un moteur de recherche bas sur le texte gt oedeme cutan ne permet pas de retrouver oed me de la face gt oed me ram ne oed me du poumon oed me laryng gt Le patient ne pr sente pas d oed me cutan Si on voulait faire la m me chose avec un moteur de recherche bas sur une terminologie moins vident gt il faut que tous les concepts se rapportant aux oed mes cutan s existent dans la terminologie gt il faut connaitre tous les termes se rapportant ces concepts Qe DE LORRAINE Une ontologie est une sp cification explicite d une conceptualisation gt un ensemble de concepts gt un ensemble de relations et contraintes gt effectivement utilis s pour mod liserun domaine donn UNIVERSITE DE LORRAINE gt les classifications nomenclat
9. ent communication interpr tation raisonnement gt m thodes syst mes technologies UNIVERSIT DE LORRAINE Une m re prend la temp rature de son b b K vin avec un thermom tre tympanique elle lit 38 5 C gt 38 5 C donn e gt temp rature tympanique 38 5 C information gt temp rature tympanique gt 38 C information gt temp rature tympanique gt 38 C donc fi vre connaissance UNIVERSITE DE LORRAINE gt acquisition de la donn e D1 38 5 gt type de donn e d cimal gt unit C gt d finition de la donn e c est une temp rature gt acquisition de la donn e D2 tympanique acquisition de la donn e D3 mesur e chez le b b K vin gt connaissance C temp rature tympanique gt gt 38 C donc fi vre gt m thode M comparer la temp rature un seuil gt 38 5 gt 38 gt raisonnement utiliser D1 D2 D3 M et C pour conclure gt communication K vin a de la fi vre UNIVERSIT DE LORRAINE Introduction Normalisation des connaissances en m decine Approches terminologiques Approches compositionnelles Utilisation des terminologies et ontologies en m decine UNIVERSITE DE LORRAINE Le syst me de soins produits des quantit s ph nom nales de donn es cliniques compte rendu d hospitalisation compte rendu op ratoire r sultats d examens biologie imagerie paracliniques dossier infimier d cisionnelles recommandatio
10. inale contientNonPartiellement AorteAbdominale UNIVERSITE DE LORRAINE OedemaOfTheFace gt BodyStructure gt hasSpecificLocation SkinOfFace gt hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess gt hasPathologicalStatus pathological r les concepts UNIVERSITE DE LORRAINE un concept A est subsum par un concept B si A est plus sp cifique que B gt AcneRosace L Acne gt OedemaOfTheFace L hasSpecificLocation SkinOfFace UNIVERSITE DE LORRAINE gt La subsomption est un l ment cl pour raisonner avec un syst me a base de connaissance gt elle permet de comparer des concepts complexes gt pour faire de la classification recherche des classes auxquelles appartient un objet gt L oed me facial est il un processus pathologique ceci est il VRAI gt OedemaOfTheFace L hasPathologicalStatus pathological gt Quels sont les maladies qui ont pour sympt me la malabsorption on recherche les concepts x tels que gt X LL hasSymptom Malabsorption NIVERSIT gt E LORRAINE On veut rechercher dans des dossier lectroniques tous les patients qui pr sentent un oed me cutan CutaneousOedema BooyStrucrwice hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological UNIVERSITE DE LORRAINE L oed me du visage est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaPr
11. ity that holds the eyeball and its associated tissues and appendages Entry Term Eye Socket Date of Entry 19990101 Unique ID D009915 MeSH A Anatomie Appareil locomoteur Squelette Os zygomatique Os et tissu osseux Sa Vomer Cr ne Cornets Os de la face x Orbite hb nasal UNIVERSIT M choire DE LORRAINE gt phase d indexation de documents annotation des documents avec les termes d un th saurus gt phase de recherche de documents mise en relation des termes d une requ te avec les termes d indexation extraction des documents correspondants base documentaire pubmed th saurus MeSH UNIVERSIT DE LORRAINE Diff rents objectifs differents types de terminologies Recueil orient de donn es classification gt on veut classer des situations dans un but pr cis d analyse enqu te pid miologique m dico conomique gt dans la terminologie les classes sont construites dans ce but partitionement quilibr des r ponses possibles gt granularit variable id alement plusieurs niveaux dans une m me classification hi rarchique gt Un concept une classe gt Classification statistique internationale des maladies et des probl mes de sant connexes CIM gt con ue pour une analyse statistique des maladies MVERSIT E LORRAINE Diff rents objectifs differents types de terminologies Recueil ouvert de donn es nomenclature gt le but est
12. ns guide de bonnes pratiques litt rature scientifique m dico conmiques SIH PMSI de veille sanitaire d pid miologie registres sentinelles la plupart du temps informatis es UNIVERSIT DE LORRAINE comment r utiliser au mieux ces donn es pour am liorer la prise en charge des patients au niveau individuel am liorer le fonctionnement global du syst me de soins faciliter la recherche automatiser certaines taches t l m decine monitoring faciliter les changes d information UNIVERSIT DE LORRAINE gt Le plus souvent les faits m dicaux sont sous forme non structur e textes en langage naturel images gt pour pouvoir traiter changer de l information et produire de la connaissance une machine utilise un formalisme gt un lexique ensemble de termes gt une syntaxe mani re d assembler les termes pour former des phrases gt un sens l interpr tation donner une phrase UNIVERSIT DE LORRAINE gt une machine doit pouvoir au minimum comparer des concepts gt identiques partiellement identiques diff rents exemple myocarde et coeur gt inventaire des concepts d un domaine ex la cardiologie gt inventaire des relations entre ces concepts le myocarde est une partie du c ur le myocarde est une sorte de muscle vw y UNIVERSIT DE LORRAINE gt manque de consensus fi vre gt OMS T gt 37 5 Brighton group T gt 38
13. nt UNIVERSITE DE LORRAINE gt P re Pierre Pierre est une instance de Homme gt aUnEnfant Jeanne Pierre Jeanne aun enfant qui est Pierre gt Femme Jeanne Jeanne est une instance de Femme UNIVERSITE DE LORRAINE gt Homme Personne ET Male gt P re Pierre gt Femme Personne ET Femelle gt aUnEnfant Jeanne Pierre P re Homme aUnEnfant Personne Femme Jeanne gt M re Femme aUnEnfant Personne BON 7 A gt on en d duit gt Parent P re OU M re gt GrandP re Homme aUnEnfant Parent gt GrandMe re Femme aUnEnfant Parent UNIVERSITE DE LORRAINE Exemple de formalisme pour repr senter une ontologie les logiques de description Homme Personne ET Male P re Pierre Femme Personne ET Femelle aUnEnfant Jeanne Pierre gt gt P re Homme aUnEnfant Personne gt Femme Jeanne M re Femme aUnEnfant Personne AN on en d duit Parent P re OU M re GrandP re Homme aUnEnfant Parent Parent Pierre v v wv NW NN Vv GrandM re Femme aUnEnfant Parent UNIVERSIT DE LORRAINE Exemple de formalisme pour repr senter une ontologie les logiques de description YY YY vV Vv Vv Homme Personne ET Male Femme Personne ET Femelle P re Homme aUnEnfant Personne M re Femme aUnEnfant Personne Parent P re OU M re GrandP re Homme aUnEnfant Parent GrandM re Femme aUnEnfant Parent VY eV
14. ocess hasPathologicalStatus pathological OedemaOfTheFace BodyStructure hasSpeciliclocation SkinOtFace hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological UNIVERSITE DE LORRAINE L oed me du visage est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological OedemaOfTheFace BodyStructure hasSpeciliclocation SkinOtFace hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological gt SkinOfFace L Skin vrai UNIVERSIT DE LORRAINE L oed me du visage est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological OedemaOfTheFace BodyStructure hasSpeciliclocation SkinOtFace hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological gt SkinOfFace L Skin vrai gt hasSpecificLocation SkinOfFace L hasSpecificLocation Skin vrai UNIVERSITE DE LORRAINE L oed me du visage est il un oed me cutan CutaneousOedema BodyStructure hasSpecificLocation Skin hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathologicalStatus pathological OedemaOfTheFace BodyStructure hasSpeciliclocation SkinOtFace hasUniqueAssociatedProcess OedemaProcess hasPathological
15. r abdominale Br ve perte de connaissance sans mouvement anormal sans douleur thoracique sans palpitations F 16250 cervicalgie G 0126 patient affect D5 41706 gastro ent rite G C008 avec F 50860 douleur abdominale G C008 avec F A5574 br ve perte de connaissance G C009 sans A 80450 mouvement G A210 anormal G C009 sans F 37000 douleur thoracique G C009 sans F 37150 palpitations NIVERSIT E LORRAINE Introduction Normalisation des connaissances en m decine Approches terminologiques Approches compositionnelles Utilisation des terminologies et ontologies en m decine UNIVERSIT DE LORRAINE Limites des terminologies difficult s a repr senter des concepts complexes a partir de concepts simples gt n cessit de cr er un terme pour chaque objet approche pr coordonn e recours a des op rateurs bool ens OU ET NON Ex pneumopathie ET Lobelnf rieurDroit ET NON Bacterie axes orthogonaux approche post coordonn e gt appendicite aigu en SNOMED Internationale gt appendice vermiculaire T 59200 gt aigu G A231 gt inflammation M 41000 6 000 termes de morphologie x 13 000 termes de topographies 78 millions de concepts CIM10 10 000 diagnostics UNIVERSITE DE LORRAINE Patient de 50 ans diab tique hospitalis au CHU de Nancy pour douleur thoracique gt Homme ET Age 50 ET diab te ET hospitalis ET CHU de Nancy ET Douleur thoracique v v v v v
16. ures th sauri ne sont pas des ontologies gt les relations hi rarchiques entre concepts ne sont pas sp cifi e gt exemple pas de distinction entre est un et est une partie de gt Head gt Ear gt Blood Cells gt Face gt Blood Platelets gt Scalp gt Erythrocytes gt Skull gt Hemocytes gt Base UNIVERSIT DE LORRAINE Une logique de description est un formalisme en deux parties gt les informations terminologiques TBox d finition des notions basiques ou d riv es et de comment elles sont reli es entre elles Ces informations sont g n riques ou globales vraies dans tous les mod les et pour tous les individus gt les informations sur les individus ABox ces informations sont sp cifiques ou locales vraies pour certains individus particuliers UNIVERSITE DE LORRAINE gt Homme Personne ET Male gt Femme Personne ET Femelle gt P re Homme aUnEnfant Personne gt M re Femme aUnEnfant Personne gt Parent P re OU M re gt GrandP re Homme aUnEnfant Parent g gt GrandM re UNIVERSITE DE LORRAINE gt Homme gt Femme gt P re gt M re gt Parent gt GrandP re gt GrandM re Personn Personn P re OU M re e ET Male e ET Femelle Homme aUnEnfant Personne Femme aUnEnfant Personne Homme aUnEn i 8 fan t Pareni gt GrandM re Femme aUnEni fan t Pare
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