En esta tesis se ha desarrollado un marco de trabajo que hace uso de las tecnologías de agentes y de Servicios Web Semánticos para la elaboración de aplicaciones que puedan tratar con el dinamismo de la Web, al tiempo que se pueden beneficiar de características como la autonomía, el aprendizaje y el razonamiento. Éste es el punto en que cobra relevancia la Ingeniería Ontológica. Las ontologías son los componentes que permiten que la comunicación entre agentes y Servicios Web, situados a distintos niveles de abstracción, se produzca de forma fluida y sin interpretaciones erróneas. La arquitectura del marco de trabajo desarrollado consta, fundamentalmente, de un entorno multi-agente, un conjunto de bases de conocimiento y diversas interfaces que permiten al sistema comunicarse, de forma efectiva, con las entidades externas identificadas, a saber, Servicios Web y proveedores de servicios, entidades (usuarios) consumidores de servicios, y desarrolladores. / In this thesis, a knowledge-based Semantic Web Services framework that successfully integrates Intelligent Agents and Semantic Web Services technologies has been developed. For achieving this combination, the framework takes an ontology-centred approach. Ontologies are the facilitating technology that enables a seamlessly communication between agents and services.

La World Wide Web actual está compuesta principalmente por documentos escritos para su presentación visual para usuarios humanos. Sin embargo, para obtener todo el potencial de la web es necesario que los programas de computadoras o agentes sean capaces de comprender la información presente en la web. En este sentido, la Web Semántica es una visión futura de la web donde la información tiene significado exacto, permitiendo así que las computadoras entiendan y razonen en base a la información hallada en la web. La Web Semántica propone resolver el problema de la asignación de semántica a los recursos web por medio de metadatos cuyo significado es dado a través de definiciones de ontologías, que son formalizaciones del conocimiento de un dominio de aplicación. El estándar del World Wide Web Consortium propone que las ontologías sean definidas en el lenguaje OWL, el cual se halla basado en las Lógicas para la Descripción. A pesar de que las definiciones de ontologías expresadas en Lógicas para la Descripción pueden ser procesadas por razonadores estándar, tales razonadores son incapaces de lidiar con ontologías inconsistentes. Los sistemas argumentativos constituyen una formalización del razonamiento rebatible donde se pone especial enfasis en la noción de argumento. Así, la construcción de argumentos permite que un agente obtenga conclusiones en presencia de información incompleta y potencialmente contradictoria. En particular, la Programación en Lógica Rebatible es un formalismo basado en la argumentación rebatible y la Programación en Lógica. En esta Disertación, la importancia de la definición de ontologías para poder llevar a cabo la realización de la iniciativa de la Web Semántica junto con la presencia de ontologías incompletas y potencialmente contradictorias motivó el desarrollo de un marco de razonamiento con las llamadas -ontologías. Investigaciones previas de otros autores, determinaron que un subconjunto de las Lógicas para la Descripción pueden ser traducidas efectivamente a un conjunto de la Programación en Lógica. Nuestra propuesta involucra asignar semántica a ontologías expresadas en Lógicas para la Descripción por medio de Programas Lógicos Rebatibles para lidiar con definiciones de ontologías inconsistentes en la Web Semántica. Esto es, dada una ontología OWL expresada en el lenguaje OWLDL, es posible construir una ontología DL equivalente expresada en las Lógicas para la Descripción. En el caso en que DL satisfaga ciertas restricciones, esta puede ser expresada como un programa DeLP P. Por lo tanto, dada una consulta acerca de la pertenencia de una instancia a a un cierto concepto C expresada con respecto a OWL, se realiza un análisis dialectico con respecto a P para determinar todas las razones a favor y en contra de la plausibilidad de la afirmación C(a). Por otro lado, la integración de datos es el problema de combinar datos residiendo en diferentes fuentes y el de proveer al usuario con una vista unificada de dichos datos. El problema de diseñar sistemas de integración de datos es particularmente importante en el contexto de aplicaciones en la Web Semántica donde las ontologías son desarrolladas independientemente unas de otras, y por esta razón pueden ser mutuamente inconsistentes. Dada una ontología, nos interesa conocer en que condiciones un individuo es una instancia de un cierto concepto. Como cuando se tienen varias ontologías, los mismos conceptos pueden tener nombres distintos para un mismo significado o aún nombres iguales para significados diferentes, para relacionar los conceptos entre dos ontologías diferentes se utilizaron reglas puente o de articulación. De esta manera, un concepto se corresponde a una vista sobre otros conceptos de otra ontología. Mostramos también bajo que condiciones la propuesta del razonamiento con -ontologías puede ser adaptada a los dos tipos de integración de ontologías global-as-view y local-as-view considerados en la literatura especializada. Además, analizamos las propiedades formales que se desprenden de este acercamiento novedoso al tratamiento de ontologías inconsistentes en la Web Semántica. Los principales resultados obtenidos son que, como la interpretación de -ontologías como Programas Lógicos Rebatibles es realizada a través de una función de transformación que preserva la semántica de las ontologías involucradas, los resultados obtenidos al realizar consultas son sensatos. También, mostramos que el operador presentado es además consistente y significativo. El acercamiento al razonamiento en presencia de ontologías inconsistentes brinda la posibilidad de abordar de una manera ecaz ciertos problemas de aplicacion del ámbito del comercio electrónico, donde el modelo de reglas de negocio puede ser especificado en términos de ontologías. Entonces, la capacidad de razonar frente a ontologías inconsistentes permite abordajes alternativos conceptualmente más claros, ya que es posible automatizar ciertas decisiones de negocios tomadas a la luz de un conjunto de reglas de negocio posiblemente inconsistentes expresadas como una o varias ontologías y tener un sistema capaz de brindar una explicación del porque se arribo a una conclusión determinada. En consecuencia, presentamos entonces una aplicación del razonamiento sobre ontologías inconsistentes por medio de la argumentación rebatible al modelado de formularios en la World Wide Web. La noción de los formularios como una manera de organizar y presentar datos ha sido utilizada desde el comienzo de la World Wide Web. Los formularios Web han evolucionado junto con el desarrollo de nuevos lenguajes de marcado, en los cuales es posible proveer guiones de validación como parte del código del formulario para verificar que el signifiado pretendido del formulario es correcto. Sin embargo, para el diseñador del formulario, parte de este significado pretendido frecuentemente involucra otras características que no son restricciones por sí mismas, sino más bien atributos emergentes del formulario, los cuales brindan conclusiones plausibles en el contexto de información incompleta y potencialmente contradictoria. Como el valor de tales atributos puede cambiar en presencia de nuevo conocimiento, los llamamos atributos rebatibles. Propusimos entonces extender los formularios web para incorporar atributos rebatibles como parte del conocimiento que puede ser codifiado por el diseñador del formulario, por medio de los llamados -formularios; dicho conocimiento puede ser especificado mediante un programa DeLP, y posteriormente, como una ontología expresada en Lógicas para la Descripción.

Esta tesis se enmarca en los procesos de recuperación de información en la Web, mediante la aplicación de tesauros y orientada hacia las propuestas de representación de información en la Web Semántica. Se plantea la creación de un modelo conceptual para desarrollar aplicaciones web para la gestión colaborativa de tesauros basados en SKOS y su aplicación en la indización de recursos de información, agrupados en repositorios y descritos mediante metadatos. Se han estudiado modelos de recuperación de información aplicados a la Web, junto con el significado, estructura, tecnologías y evolución de la Web Semántica, así como la representación de tesauros en este ámbito a partir de iniciativas basadas en RDF, analizando detalladamente SKOS. Se ha llevado a cabo una descripción funcional de las principales características de una aplicación de este tipo. La formalización de la propuesta se ha realizado con diagramas UML de casos de uso y de clases. / The field of this thesis is the web information retrieval process applying thesauri and its orientation is the representation of information in the Semantic Web. It raises the creation of a conceptual model in order to develop web applications for the collaborative management of SKOS based thesauri and the information resorces indexing, group by repositories and using metadata to describe it. Web information retrieval models has been analized, likewise meaning, structure, technologies and evolution of the Semantic Web and the representation of thesauri in this enviroment using RDF specifications, specially SKOS. Main characteristics of this type of applications have been studied. The author use case of use and class UML diagrams to formalize the proposal.

[ES] La explotación de datos de salud ha demostrado ser de creciente interés en la comunidad científica, especialmente para la creación y uso de sistemas de ayuda a la decisión clínica (SADC). Para abordar este problema, tradicionalmente se ha investigado por separado en materia de modelos de información, modelos de dominio y SADC. En lo que se refiere a modelos de información, las propuestas presentan limitaciones semánticas y no tienen en cuenta la interacción con los modelos de dominio, que pretenden proporcionar una comprensión formal y compartida del conocimiento clínico, ni con los SADC, cuya finalidad es proporcionar apoyo a la toma de decisión clínica a partir de la historia clínica electrónica (HCE). La finalidad de esta tesis se enmarca dentro del objetivo general de enriquecer sistemas de HCE con resultados de SADC y modelos de dominio representados mediante datos enlazados abiertos. Para ello, se investiga la combinación y explotación conjunta de las tecnologías más avanzadas para modelos de información, modelos de dominio y SADC. La principal contribución de esta tesis es el desarrollo de metodologías y herramientas para enriquecer la HCE con resultados de SADC y datos enlazados abiertos. Las contribuciones específicas son las siguientes: * Definición conceptual y metodológica de la HCE aumentada con información potencialmente relevante de la web semántica. * Definición conceptual y metodológica del informe radiológico estructurado (IRE), enriquecido con resultados de SADC basados en reglas, visión por computación y modelos de aprendizaje automático. * Caso de uso de HCE aumentada, consistente en enriquecer la HCE resumida del Sistema Nacional de Salud de España con datos enlazados abiertos sobre interacciones farmacológicas y tratamientos recomendados para los episodios activos del paciente. * Sistema de IRE enriquecido con resultados de SADC. Incluye el desarrollo de plantillas de IRE y mecanismos para el enriquecimiento de las mismas con resultados de SADC basados en reglas, cuantificación de imagen médica y redes neuronales. Nuestro objetivo es mejorar el grado de interoperabilidad en las integraciones de sistemas de HCE con SADC y datos enlazados abiertos, mediante estrategias basadas en los tres pilares de la interoperabilidad semántica: modelos de información, de arquetipos y de dominio. Esto tiene el potencial de repercutir positivamente sobre la salud y el cuidado del paciente, especialmente en el paradigma de la medicina personalizada. / [CA] L'explotació de dades de salut ha demostrat ser de creixent interés en la comunitat científica, especialment per a la creació i ús de sistemes d'ajuda a la decisió clínica (SADC). Per a abordar aquest problema, tradicionalment s'ha investigat per separat en matèria de models d'informació, models de domini i SADC. Pel que fa a models d'informació, les propostes presenten limitacions semàntiques i no tenen en compte la interacció amb els models de domini, que pretenen proporcionar una comprensió formal i compartida del coneixement clínic, ni amb els SADC, la finalitat dels quals és proporcionar suport a la presa de decisió clínica partint de la història clínica electrònica (HCE). La finalitat d'aquesta tesi s'emmarca dins de l'objectiu general d'enriquir sistemes de HCE amb resultats de SADC i models de domini representats mitjançant dades enllaçades obertes. Per a això, s'investiga la combinació i explotació conjunta de les tecnologies més avançades per a models d'informació, models de domini i SADC. La principal contribució d'aquesta tesi és el desenvolupament de metodologies i eines per a enriquir la HCE amb resultats de SADC i dades enllaçades obertes. Les contribucions específiques són les següents: * Definició conceptual i metodològica de la HCE augmentada amb informació potencialment rellevant de la web semàntica. * Definició conceptual i metodològica de l'informe radiològic estructurat (IRE), enriquit amb resultats de SADC basats en regles, visió per computació i models d'aprenentatge automàtic. * Cas d'ús de HCE augmentada, consistent a enriquir la HCE resumida del Sistema Nacional de Salut d'Espanya amb dades enllaçades obertes sobre interaccions farmacològiques i tractaments recomanats per als episodis actius del pacient. * Sistema de IRE enriquit amb resultats de SADC. Inclou el desenvolupament de plantilles de IRE i mecanismes per a l'enriquiment de les mateixes amb resultats de SADC basats en regles, quantificació d'imatge mèdica i xarxes neuronals. El nostre objectiu és millorar el grau d'interoperabilitat en les integracions de sistemes de HCE amb SADC i dades enllaçades obertes, mitjançant estratègies basades en els tres pilars de la interoperabilitat semàntica: models d'informació, d'arquetips i de domini. Això té el potencial de repercutir positivament sobre la salut i la cura del pacient, especialment en el paradigma de la medicina personalitzada. / [EN] The exploitation of health data has proven to be of increasing interest in the scientific community, especially for the creation and use of clinical decision support systems (CDSS). To address this problem, separate research has traditionally been done on information models, domain models and CDSS. Regarding information models, the proposals present semantic limitations and do not consider the interaction with domain models, which aim to provide a formal and shared understanding of clinical knowledge, nor with CDSS, whose purpose is to provide clinical decision support from the electronic health record (EHR). The aim of this thesis is framed within the general goal of enriching EHR systems with SADC results and domain models represented by open linked data. For this purpose, the combination and joint exploitation of state-of-the-art technologies for information models, domain models and SADC is investigated. The main contribution of this thesis is the development of methodologies and tools to enrich EHR with SADC results and open linked data. Specific contributions are: * Conceptual and methodological definition of EHR augmented with potentially relevant information from the semantic web. * Conceptual and methodological definition of the structured radiology report (SRR), enriched with CDSS results based on logical rules, computer vision and machine learning models. * Augmented EHR use case, consisting of enriching the summarized EHR of the Spanish National Health System with linked open data on pharmacological interactions and recommended treatments for active patient episodes. * SRR system enriched with CDSS results. Includes the development of SRR templates and mechanisms for enriching them with SADC results based on logical rules, medical image quantification and neural networks. Our goal is to improve the degree of interoperability in EHR system integrations with CDSS results and linked open data, through strategies based on the three pillars of semantic interoperability: information, archetype and domain models. This has the potential to positively impact health and patient care, especially in the personalized medicine paradigm. / Mañas García, A. (2022). Enriquecimiento de la historia clínica electrónica con información de sistemas de ayuda a la decisión clínica y datos enlazados abiertos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/187730 / TESIS