Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-08-31T13:32:34Z No. of bitstreams: 1 Thesis_RebecaBarros_paraHomologacao.pdf: 11627929 bytes, checksum: 555f47e98d6e831b2e061c0e5896fd69 (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2017-12-05T13:08:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Thesis_RebecaBarros_paraHomologacao.pdf: 11627929 bytes, checksum: 555f47e98d6e831b2e061c0e5896fd69 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T13:08:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thesis_RebecaBarros_paraHomologacao.pdf: 11627929 bytes, checksum: 555f47e98d6e831b2e061c0e5896fd69 (MD5) / Gerenciamento de emergência é uma tarefa complexa pois envolve comunicação e colaboração entre variadas organizações e seus sistemas. Integração de dados e interoperabilidade de sistemas estão entre os maiores desafios nesta área. Ontologias podem ser usadas para estabelecer um modelo de referência comum aos envolvidos e também servir como base para a integração no nível computacional. Por ser um domínio amplo, várias propostas de ontologia focam em algum aspecto das diferentes fases de um ciclo emergencial, como por exemplo, as fases de prevenção e preparação, modelando planos de ação e treinamentos; outras modelam situações e tipos de emergência específicos como incêndios e terremotos. Ainda nesse cenário, a iniciativa EDXL (do inglês Emergency Data Exchange Language) propõe um conjunto de padrões de mensagens baseados na linguagem XML para troca de dados relacionados à gestão de emergências, visando facilitar o compartilhamento de informações entre entidades, organizações e pessoas envolvidas em um cenário emergencial (OASIS, 2013a, 2014). Embora resolva o problema da heterogeneidade sintática e estrutural, visto que é uma suíte de XML-Schemas que padroniza o formato XML a ser trocado pelos sistemas, o EDXL não garante a interoperabilidade semântica. Por esses motivos, e por ser um padrão que possui um objetivo similar ao desse trabalho, as ontologias aqui criadas são baseadas no mesmo. Esse trabalho faz parte do projeto RESCUER (Reliable and Smart Analysis of Crowdsourcing Information for Emergency and Crisis Management), um projeto que pretende desenvolver uma plataforma computacional inteligente e interoperável que utilize informações crowdsourcing combinadas com dados abertos para oferecer suporte ao gerenciamento de crises e emergências. Como solução, esse trabalho apresenta uma suíte de ontologias criadas a partir do padrão EDXL e um estudo de caso baseado na suíte, como proposta de interoperabilidade de dados para Sistemas de Resposta à Emergências (SRE). A suíte EDXL-RESCUER e o desenvolvimento da interoperabilidade avaliada no escopo do projeto RESCUER são as contribuições desta proposta. Os resultados indicam que a EDXL-RESCUER _e adequada ao cenário brasileiro e que as ontologias podem ser aplicadas como interlíngua entre os SER’s. / Emergency Management is a complex task which involves the communication and collaboration among several organizations and its systems. Data integration and interoperability within systems are among the major challenges in this area. Ontologies can be used to provide a reference model for the involved parties and can also be the basis for data integration at computational level. Several ontology proposals in this area focus on aspects of the different emergency cycle phases , such as prevention and preparation phases, modeling action plans and training; other ontologies focus on specific situations and types of emergency such as fires and earthquakes. In this scenario, the EDXL (Emergency Data Exchange Language) initiative proposes a set of XML-based message standards for data exchange related to emergency management in order to facilitate information sharing between entities, organizations and people involved in an emergency (OASIS, 2013a, 2014). Although it solves the problem of syntactic and structural heterogeneity since it is an XML Schema suite that standardizes the XML format to be exchanged by systems, EDXL does not guarantee semantic interoperability. For these reasons, and because it is a standard that pursues a similar objective as this proposal, the ontologies created within this work are based on EDXL. This proposal is part of the RESCUER (Reliable and Smart Analysis of Crowdsourcing Information for Emergency and Crisis Management) project, a project that aims to develop an intelligent and interoperable computational platform using crowdsourcing information combined with open data to support emergency management. As a solution, this work presents a suite of ontologies created based on the EDXL standard and a case study using the suite for data interoperability for Emergency Response Systems (ERS). The EDXL-RESCUER suite and the data interoperability solution evaluated in the RESCUER project’s scope are the contributions of this proposal. The results indicated that EDXL is suitable for the Brazilian scenario and that the ontologies can be applied as interlingua among ERS.

A presente tese de Doutorado trata de investigar a aplicação da mineração de texto, para a construção de uma terminologia que atenda aos preceitos estipulados pela normalização, nacional e internacional, referente à constituição de um Registro Eletrônico em Saúde (RES). As normas internacionais estudadas pelo presente trabalho foram as seguintes: ISO 13606-1 e ISO TS 17117. O padrão internacional ISO 13606-1 especifica os modelos de referência para a construção de arquétipos que são a estrutura-base do RES. A especificação técnica ISO 17117 estipula a formatação de terminologias controladas para o âmbito da informática em saúde. Localmente, o trabalho analisou o relatório técnico ABNT/ISO TR 20514 que dá a definição, o escopo e o contexto para o RES e o relatório técnico ABNT/ISO TR 12309 que visa a garantir o desenvolvimento de terminologias padronizadas para a área da saúde. Vários trabalhos científicos demonstram que, para a construção do RES baseado em arquétipos, pesquisadores utilizam terminologias de mercado como o SNOMED CT e SNOMED RT. No caso do Brasil, não existe uma terminologia oficialmente desenvolvida regionalmente ou traduzida para o português do Brasil que suporte a criação de modelos de referência. Essa situação dificulta a implantação das normas nacional e internacional de padronização, citadas anteriormente. Nesse ambiente, a tese aqui apresentada construiu uma ontologia no domínio da especialidade de Radiologia e Diagnóstico por Imagem, tendo como base a aplicação de métodos de mineração de texto para compor uma terminologia eficiente e eficaz que atendesse às lacunas demonstradas. A aplicação de método de mineração de texto foi realizada em uma amostra de 2.566.358 de sujeitos-laudos, consistindo em sujeitos-laudos dos exames de Ressonância Magnética, Raios-X, Tomografia Computadorizada e Ultrassonografia de regiões anatômicas humanas. Com base nessa extração, foi construída uma ontologia contendo 5.859 termos-indivíduos, 20.994 axiomas e 15.084 axiomas lógicos. Essa ontologia foi desenvolvida utilizando o software Prótége em linguagem OWL. A partir da formalização da ontologia (terminologia), foram construídos Archetype Definition Language (ADL), para o componente INSTRUCTION para exame de imagem, e ADL para o componente COMPOSITION de Tomografia Computadorizada de Coluna Cervical, Ressonância Magnética de Cervical e Torácica e Ressonância Magnética de Carótida. O trabalho mostrou a aplicabilidade da mineração de texto para a geração de uma terminologia que desse suporte à criação de ADL, conforme preconizado na normativa da área de informática em saúde. / This Doctoral Thesis aim to investigate the application of text mining for the construction of a terminology that meets the procedures laid down for standardization, national and international, regarding the establishment of an Electronic Health Record (RES). International standards studied in this work were ISO 13606-1 and ISO TS 17117. The ISO 13606-1 international standard specifies the reference models for the construction of archetypes, which is the basis of the RES structure. The technical specification ISO 17117 provides the formatting of controlled terminology for the scope of health informatics. Locally, the paper analyzed the technical ABNT / ISO TR 20514 report, which gives the definition, scope and context for the RES and technical ABNT / ISO TR 12309 report aimed at ensuring the development of standardized terminology for the health sector. Several scientific studies have shown that for the construction of RES based on archetypes, researchers use market terminology such as SNOMED CT and SNOMED RT. In Brazil, there is no terminology officially developed regionally or translated into Portuguese-Brazilian who support the creation of reference models. This situation impedes the deployment of national and international standards of standardization mentioned above. In this environment, the thesis presented here built an ontology in the field of specialty of Radiology and Diagnostic Imaging based on the application of text mining methods to make efficient and effective terminology that meets the demonstrated shortcomings. The application of text mining method was performed on a sample of 2,566,358 of subject-report, consisting of subject-reports of examinations MRI, X-ray, CT and ultrasound of human anatomical regions. Based on this extraction was built an ontology containing 5,859 individuals terms, axioms 20,994 and 15,084 logical axioms. This ontology was developed using Protégé OWL language software. From the formalization of the ontology (terminology) were built Archetype Definition Language (ADL) for INSTRUCTION component for imaging examination, and ADL for COMPOSITION component of CT cervical spine, MRI Cervical and Thoracic and MRI Carotid. The study showed the applicability of text mining to generate terminology that supported the creation of ADL as recommended by rules in the IT sector in health.

Submitted by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-03T15:43:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Andrade_Morgana_C_Me_2012.pdf: 1310394 bytes, checksum: 74a1f6958265c74d8917881b0586f55f (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-03T15:44:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Andrade_Morgana_C_Me_2012.pdf: 1310394 bytes, checksum: 74a1f6958265c74d8917881b0586f55f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T15:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Andrade_Morgana_C_Me_2012.pdf: 1310394 bytes, checksum: 74a1f6958265c74d8917881b0586f55f (MD5) / Os repositórios institucionais têm-se tornado uma alternativa relevante para as instituições de pesquisa e ensino reunirem o conhecimento produzido em um único local, facilitando a gestão da produção intelectual e a sua socialização. Um dos pré- requisitos para que os repositórios cumpram esse papel é que eles possibilitem a interoperabilidade semântica, não só entre os repositórios como em relação aos outros serviços de informação. O objetivo deste estudo é analisar o elemento de metadado Subject do Dublin Core (dc.subject), sob a perspectiva da organização do conhecimento, a fim de fornecer subsídios para que o Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) alcance a interoperabilidade semântica, especificamente no nível dos dados categorizados. Como recursos metodológicos, foram adotadas as pesquisas documental e descritiva, com abordagem quali-quantitativa, utilizando o método de estudos de casos múltiplos. A amostra constitui-se de 38 repositórios institucionais contemplados pelos Projeto Piloto e Editais 01/2009 e 02/2010 IBICT/FINEP, dos quais 26 participaram da pesquisa. Dois dos repositórios institucionais não foram localizados; seis não responderam; e quatro justificaram sua não participação em razão de os repositórios se encontrarem em fase de implantação ou mudança de coordenação. Para a coleta de dados, foram utilizados um roteiro de pesquisa, uma planilha, que orientou a identificação das informações registradas nos sites dos repositórios selecionados, e um questionário eletrônico EncuestaFacil. Identificou-se que o padrão de metadados usado pela totalidade desses repositórios é o Dublin Core, e que alguns utilizam mais de um. A pesquisa apontou alguns fatores  como a falta de controle de vocabulário na maioria dos repositórios  que poderiam ser evitados com a disponibilização de instrumentos que facilitam a identificação de descritores pelos depositantes ; baixo índice de descritores traduzidos para o inglês; ausência de exposição de vocabulários controlados e de esquemas de classificação. Conclui-se que o panorama atual apresentado pelos repositórios institucionais nacionais necessita de um alinhamento com iniciativas internacionais em prol da interoperabilidade semântica. É necessário que os procedimentos adotados por gestores e pelo pessoal envolvido com os RIs sigam boas práticas em relação aos metadados e à Organização do Conhecimento. / The institutional repositories have become a most considerable alternative for the research and education institutions. They optimize the scientific and technological advance and assemble the generated knowledge in a single spot which facilitates the intellectual production management and its socialization. One of the requirements for the repositories to fulfill their role is to enable the semantic interoperability, not only among repositories, but also concerning other information services. This study aims to analyse the Dublin Core metadata element set – Subject (dc.subject) from the perspective of the knowledge organization in order to provide support for the UFES institutional repository to achieve the semantic interoperability, specifically at the categorical data. The methodologyl used here was the descriptive and documentary research. The approach was quali-quantitative analysis and the method was the multiple case study. All the 38 institutional repository included in the Projeto Piloto and Editais 01/2009 and 02/2010 IBICT/FINEP were contacted (two of the IR were not located, six did not return the questionnaire and four apologized for not contributing due to administrative matters), so therefore only 26 participated of the research. For the data collection were used a research script which contains aspects that identify the repositories and a spreadsheet that guided the identification of the information recorded on the sites of the selected repositories and EncuestaFacil eletronic query. The pattern of metadata adopted by all those repositories is Dublin Core, and some make use of more then one (pattern). The research point out to some problems such as: the lack of vocabulary control in most repositories that could be avoided by making the instruments to identify the descriptors acessible to people in putting data; small rate of descriptors translated into English; absence of controlled vocabulary or classification schemas. This study demonstrates that current situation presented by the national institutional repositories urgs alignment with international initiatives in favor of semantic interoperability. It is necessary that managers and staff who are involved in the IRs adopt good practices and standard procedures regarding the metadata and the knowledge organization.

A presente tese de Doutorado trata de investigar a aplicação da mineração de texto, para a construção de uma terminologia que atenda aos preceitos estipulados pela normalização, nacional e internacional, referente à constituição de um Registro Eletrônico em Saúde (RES). As normas internacionais estudadas pelo presente trabalho foram as seguintes: ISO 13606-1 e ISO TS 17117. O padrão internacional ISO 13606-1 especifica os modelos de referência para a construção de arquétipos que são a estrutura-base do RES. A especificação técnica ISO 17117 estipula a formatação de terminologias controladas para o âmbito da informática em saúde. Localmente, o trabalho analisou o relatório técnico ABNT/ISO TR 20514 que dá a definição, o escopo e o contexto para o RES e o relatório técnico ABNT/ISO TR 12309 que visa a garantir o desenvolvimento de terminologias padronizadas para a área da saúde. Vários trabalhos científicos demonstram que, para a construção do RES baseado em arquétipos, pesquisadores utilizam terminologias de mercado como o SNOMED CT e SNOMED RT. No caso do Brasil, não existe uma terminologia oficialmente desenvolvida regionalmente ou traduzida para o português do Brasil que suporte a criação de modelos de referência. Essa situação dificulta a implantação das normas nacional e internacional de padronização, citadas anteriormente. Nesse ambiente, a tese aqui apresentada construiu uma ontologia no domínio da especialidade de Radiologia e Diagnóstico por Imagem, tendo como base a aplicação de métodos de mineração de texto para compor uma terminologia eficiente e eficaz que atendesse às lacunas demonstradas. A aplicação de método de mineração de texto foi realizada em uma amostra de 2.566.358 de sujeitos-laudos, consistindo em sujeitos-laudos dos exames de Ressonância Magnética, Raios-X, Tomografia Computadorizada e Ultrassonografia de regiões anatômicas humanas. Com base nessa extração, foi construída uma ontologia contendo 5.859 termos-indivíduos, 20.994 axiomas e 15.084 axiomas lógicos. Essa ontologia foi desenvolvida utilizando o software Prótége em linguagem OWL. A partir da formalização da ontologia (terminologia), foram construídos Archetype Definition Language (ADL), para o componente INSTRUCTION para exame de imagem, e ADL para o componente COMPOSITION de Tomografia Computadorizada de Coluna Cervical, Ressonância Magnética de Cervical e Torácica e Ressonância Magnética de Carótida. O trabalho mostrou a aplicabilidade da mineração de texto para a geração de uma terminologia que desse suporte à criação de ADL, conforme preconizado na normativa da área de informática em saúde. / This Doctoral Thesis aim to investigate the application of text mining for the construction of a terminology that meets the procedures laid down for standardization, national and international, regarding the establishment of an Electronic Health Record (RES). International standards studied in this work were ISO 13606-1 and ISO TS 17117. The ISO 13606-1 international standard specifies the reference models for the construction of archetypes, which is the basis of the RES structure. The technical specification ISO 17117 provides the formatting of controlled terminology for the scope of health informatics. Locally, the paper analyzed the technical ABNT / ISO TR 20514 report, which gives the definition, scope and context for the RES and technical ABNT / ISO TR 12309 report aimed at ensuring the development of standardized terminology for the health sector. Several scientific studies have shown that for the construction of RES based on archetypes, researchers use market terminology such as SNOMED CT and SNOMED RT. In Brazil, there is no terminology officially developed regionally or translated into Portuguese-Brazilian who support the creation of reference models. This situation impedes the deployment of national and international standards of standardization mentioned above. In this environment, the thesis presented here built an ontology in the field of specialty of Radiology and Diagnostic Imaging based on the application of text mining methods to make efficient and effective terminology that meets the demonstrated shortcomings. The application of text mining method was performed on a sample of 2,566,358 of subject-report, consisting of subject-reports of examinations MRI, X-ray, CT and ultrasound of human anatomical regions. Based on this extraction was built an ontology containing 5,859 individuals terms, axioms 20,994 and 15,084 logical axioms. This ontology was developed using Protégé OWL language software. From the formalization of the ontology (terminology) were built Archetype Definition Language (ADL) for INSTRUCTION component for imaging examination, and ADL for COMPOSITION component of CT cervical spine, MRI Cervical and Thoracic and MRI Carotid. The study showed the applicability of text mining to generate terminology that supported the creation of ADL as recommended by rules in the IT sector in health.

As pesquisas em biologia molecular têm produzido uma grande quantidade de dados, os quais embutem informações sobre diferentes fenômenos biológicos. Neste sentido, a bioinformática se destaca como uma área de pesquisa multidisciplinar que visa, principalmente, o desenvolvimento de ferramentas (sistemas) computacionais para auxiliar na descoberta de conhecimento a partir de dados biológicos. Dentro da bioinformática, a área de genômica funcional procura estudar as funções gênicas através da medição simultânea e em larga escala dos níveis de expressão gênica de um genoma. Diferentes ferramentas são utilizadas no processo de análise de expressão gênica, cada qual provê suporte a uma atividade de análise específica. Embora alguns ambientes de descoberta de conhecimento ofereçam suporte integrado a este processo de análise e exploração de dados, a maior parte das ferramentas de análise é desenvolvida independentemente de outras ferramentas e ambientes de descoberta de conhecimento. Este cenário representa um desafio para biologistas que precisam combinar e integrar diferentes ferramentas, muitas vezes de forma ad hoc, custosa e sujeita a erros. Modelos conceituais, tais como ontologias, têm contribuído para o sucesso do desenvolvimento de sistemas computacionais em diferentes domínios de aplicação. O desenvolvimento de tais modelos tem por objetivo representar corretamente, em alto nível de abstração, conceitos e situações pertinentes a um dado domínio de interesse. Esta representação abstrata facilita não apenas o entendimento de um dado domínio, mas também serve como base para o processo de desenvolvimento do sistema como um todo. O objetivo deste trabalho é investigar o desenvolvimento e o uso de modelos conceituais em geral e ontologias em particular, na integração de ferramentas na área de análise de expressão gênica. De forma específica, este trabalho tem por objetivo propor uma abordagem para a integração semântica de ferramentas de análise de expressão gênica a partir do uso de conectores e de uma ontologia de domínio. Essa abordagem foi aplicada no desenvolvimento de estudos de caso envolvendo a criação de diferentes ambientes integrados para a análise de expressão gênica e mostrou-se eficaz. / Molecular biology researches are increasingly producing large amounts of data regarding underlying biological phenomena. Bioinformatics is a multidisciplinary research field whose main objective is the development of theories and information systems to help the process of knowledge discovery from biological data. Functional genomics is a field of study bioinformatics concerned with the study of gene function through parallel and large scale expression measurements of a genome. A variety of software tools are usually combined and used in a knowledge discovery process, each providing support for a specific data analysis task. Although some tools are already provided as part of an integrated knowledge discovery environment, most of them are developed independently of other software tools and knowledge discovery environments. This scenario poses a problem and a challenge for biologists that need to combine and integrate different tools in an ad hoc, time consuming and error prone process. Conceptual models, such as ontologies, have contributed to the successful development of information systems in different application domains. The development of such models aims at creating a clear and precise description of the elements of a given domain at a high abstraction level. This abstract and high level description not only promotes a shared understanding of the domain, but also serves as basis for the development process of supporting applications in the domain. This work aims at investigating the development and use of conceptual models in general and ontologies in particular to support the integration of gene expression data analysis systems. Specifically, this work proposes an approach for the semantic integration of gene expression analysis tools using connectors and a domain ontology. This approach was applied in the development of a number of case studies aiming at creating integrated environments for gene expression analysis and proved its effectiveness.

As pesquisas em biologia molecular têm produzido uma grande quantidade de dados, os quais embutem informações sobre diferentes fenômenos biológicos. Neste sentido, a bioinformática se destaca como uma área de pesquisa multidisciplinar que visa, principalmente, o desenvolvimento de ferramentas (sistemas) computacionais para auxiliar na descoberta de conhecimento a partir de dados biológicos. Dentro da bioinformática, a área de genômica funcional procura estudar as funções gênicas através da medição simultânea e em larga escala dos níveis de expressão gênica de um genoma. Diferentes ferramentas são utilizadas no processo de análise de expressão gênica, cada qual provê suporte a uma atividade de análise específica. Embora alguns ambientes de descoberta de conhecimento ofereçam suporte integrado a este processo de análise e exploração de dados, a maior parte das ferramentas de análise é desenvolvida independentemente de outras ferramentas e ambientes de descoberta de conhecimento. Este cenário representa um desafio para biologistas que precisam combinar e integrar diferentes ferramentas, muitas vezes de forma ad hoc, custosa e sujeita a erros. Modelos conceituais, tais como ontologias, têm contribuído para o sucesso do desenvolvimento de sistemas computacionais em diferentes domínios de aplicação. O desenvolvimento de tais modelos tem por objetivo representar corretamente, em alto nível de abstração, conceitos e situações pertinentes a um dado domínio de interesse. Esta representação abstrata facilita não apenas o entendimento de um dado domínio, mas também serve como base para o processo de desenvolvimento do sistema como um todo. O objetivo deste trabalho é investigar o desenvolvimento e o uso de modelos conceituais em geral e ontologias em particular, na integração de ferramentas na área de análise de expressão gênica. De forma específica, este trabalho tem por objetivo propor uma abordagem para a integração semântica de ferramentas de análise de expressão gênica a partir do uso de conectores e de uma ontologia de domínio. Essa abordagem foi aplicada no desenvolvimento de estudos de caso envolvendo a criação de diferentes ambientes integrados para a análise de expressão gênica e mostrou-se eficaz. / Molecular biology researches are increasingly producing large amounts of data regarding underlying biological phenomena. Bioinformatics is a multidisciplinary research field whose main objective is the development of theories and information systems to help the process of knowledge discovery from biological data. Functional genomics is a field of study bioinformatics concerned with the study of gene function through parallel and large scale expression measurements of a genome. A variety of software tools are usually combined and used in a knowledge discovery process, each providing support for a specific data analysis task. Although some tools are already provided as part of an integrated knowledge discovery environment, most of them are developed independently of other software tools and knowledge discovery environments. This scenario poses a problem and a challenge for biologists that need to combine and integrate different tools in an ad hoc, time consuming and error prone process. Conceptual models, such as ontologies, have contributed to the successful development of information systems in different application domains. The development of such models aims at creating a clear and precise description of the elements of a given domain at a high abstraction level. This abstract and high level description not only promotes a shared understanding of the domain, but also serves as basis for the development process of supporting applications in the domain. This work aims at investigating the development and use of conceptual models in general and ontologies in particular to support the integration of gene expression data analysis systems. Specifically, this work proposes an approach for the semantic integration of gene expression analysis tools using connectors and a domain ontology. This approach was applied in the development of a number of case studies aiming at creating integrated environments for gene expression analysis and proved its effectiveness.