El uso de ontologías en el desarrollo de un sistema de innovación para tele-asistencia

en personas de la 3º edad

Resumen: Tomás Cabeza Gozalo

Sistema de información en medicina

Resumen del artículo

Using Ontologies in the Development of an Innovating System for Elderly People Tele-Assistance

Autores: M. I. Bagüés, J. Bermúdez, A. Illarramendi, A. Tablado and A. Goñi.

Universidad:University of the Basque Country (UPV/EHU) LSI Department. Donostia-San Sebastián. Spain

jipileca@si.ehu.es http://siul02.si.ehu.es/

Índice de la presentaciónSistema de asistencia activa, AINGERU

Arquitectura general◦ Soporte físico◦ Soporte informático

Ontologías◦ MedOnt: Ontología Médica ◦ OperOnt: Ontología Operativa

Metodología de Trabajo

Aplicación concreta

Conclusiones

Introducción

Antecedentes:◦ El incesante incremento de la esperanza de vida provocará el

desbordamiento de los servicios sociales en los 30 próximos años.

◦ Las personas de avanzada edad buscan mayor independencia sin renunciar a mantener un buen control de su salud.

Objetivos:◦ Obtener un sistema que permita versatilidad para adecuarse a la

mayor cantidad de tratamientos posibles.

◦ Aumentar la cobertura y funcionalidad de los sistemas actuales.

Espectativas y Funcionalidades

Espectativas:◦ Ofrece una asistencia activa mediante el uso de agentes que

de respuesta ante situaciones anómala◦ Ofrece una asistencia en cualquier lugar y momento

mediante el uso de las comunicaciones inalámbricas◦ Generar un sistema de apoyo a las decisiones y generación de

alarmas a partir de la monitorización de signos vitales

Nuevas Funcionalidades:◦ Uso de dispositivos móviles portables como registrador local◦ Red sanitaria a partir de equipos en centro médicos◦ Generación de agente encargado de tareas especialidades◦ Permitir la simbiosis de dos ontologías distintas

MedOnt: definir protocolos ante un emergencia médica OperOnt: definir un modelo relacional estándar entre los agentes.

Arquitectura Global de AINGERU2 grandes puntos de vista:

Hardware: dispositivos y sus protocolos de comunicación Software: agentes, ontologías, razonador y servicios web

Arquitectura Global de AINGERUResumen de terminología:

Ontología : o Conceptualización• Modelo abstracto de fenómeno del mundo se identifican los conceptos relevantes

JADE (Java Agent Development Framework):Simplifica la implementación de sistemas muti-agente a través de un medio.

** FIPA ( Foundation for intelligent Physycal Agents)Una organización de estandares para agentes y sistemas multiagente aceptado por la IEEE en junio 2005

Implementado sistema JADE por que: - cumple estandares- Ligero de procesar - Generalidad con varios conductores (CORBA, HTTP…) - Permite seguridad SSL y añade identidad a los mensajes

Arquitectura Global de AINGERUResumen de terminología:

DAML+OIL  : DARPA Agent Markup Language (DAML)• Programa destinado en la creación de representaciones legibles para la

maquina en red.

OIL (Ontology Inference Layer or Ontology Interchange Language)Basado en conceptos desarrollados en Descripción Lógica (DL) y sistemas basados en frames,compatible con RDFS (Resource Description Framework Schema).

DSOAP( Simple Object Access Protocol)Especificación para el intercambio de información estructurada en la implantación de servicios web en redes informáticas.

Prespectiva Hardware:PDAs • Vigila al usuario y es nexo de unión con los distintos centros.• 3 funcionalidades: alarma manual, automática y agenda médica.

Centro de Control• Despierta protocolos de actuación ante eventos concretos.• Debe disponer de una unidad central .

Centro de Cuidado• Permiten el uso de la información en los centros de salud públicos.• Permitén gestionar espedientes medicos, medidas o agenda.

Centro de Salud• Unidad dentro de la red de hospitales.• Realizan las gestiones de los usuarios en los hospitales.

Centro Técnico• Unidad encargada del suporte técnicos de los pacientes• Gestiona las solicitudes, averías o devoluciones de los terminales

Prespectiva Software:Ontologías • MedOnt: definir protocolos ante un emergencia médica.• OperOnt: definir un modelo relacional estándar entre los agentes.

Servicios web gestionados por agentes/centros: • Constantes vitales: Seguimiento del individuo en tiempo real.• Ubicación: Localización del paciente en tiempo real.• Citas: Permite la gestión de agenda y genera alarmas previas.• Registros médicos: Permite a los médicos obtener estos resgistro Permite invocaciones SOAP y disponen de front end HTML

Características de los Agentes son vitales para AINGERU• Deben ser autónomos, reactivos y pueden ser móviles.• Los agentes pueden cooperar en tareas de mayor nivel (MedOnt)

Ontología Médica: MedOnt

Orientación a la web semántica y no a la normaDescribe los conceptos , a un nivel semántico mediante operadores de forma fundamentada.

Elimina los problemas clásicos de las normas menos abierto sesgada hacia análisis caso por caso validez es más difícil de razonar.

Modo de utilización Los agente recibe datos (captados por los sensores), real time. El sistema de razonamiento interpreta los resultados. Los valores de las propiedades de entrada se asocian a conceptos en MedOnt Se observan las inferencias hechas por el razonador

Ontología Médica: MedOnt

Estructura de decisiónSi una instancia se reconoce en el concepto de alarma, el Agente Comprobador ante condición activa alarma y la envía al Centro de Control .

Este agente , la ontología MedOnt y su razonador apoyo, constituyen el sistema de soporte de decisión que permita proporcionar a sus usuarios un servicio de tele-asistencia de alta calidad.

Paso adelante en asistencia reactiva

Ontología Médica: MedOnt

Ejemplos del uso en esta ontología podemos observar observaciones comunes:• el pulso<50, describe bradicardia, relacionada con señales del pulso. • el pulso> 120P, describe una situación anómala o de alarma.

y especialización :• El concepto AlertJohn es una especie de alarma que describe todas las

posibles situaciones anómalas de usuario de esta PDA particular.

Ontología Operativa: OperOntInteroperatividad con otros sistemas• conceptos que permiten la operación de los agentes a nivel semántico.• descripciones de los agentes, mensajes y temas de los mismos.

VentajasInteroperación: nuevos agentes sólo necesitan navegar por la ontología. Evolución: propiedades se puede modificar sin alterar los agentes.Aximas:

Ontología divida en 3 areas interrelacionadas:• Los actores interactúan mediante mensajes• Los temas de los mensajes • La funcionalidad de los mensajes

Los actores se dividen en dos grupos:Agentes Humanos: de mano o de centroAgentes software y servicio web: por ubicación o tarea.

Ontología Oper.: OperOnt/Actores

Describen conceptos del tema o temas concretos del msg:Esta conceptualización describe asuntos de los mensajes con el fin de interpretar su contenido correctamente.

Ontología Oper.: OperOnt/Temática msg

Ontología Oper.: OperOnt/funcionalidad

Principales características del área de funcionalidad :

• Describen de los mensajes basado en 3 protocolos FIPA: Solicitud de interacción, suscripción y encuesta.

acordar , cancelar , fracaso, rechazar , query , suscribir e Inform

• El tema particular del mensajeEs una característica que permite diferenciar los mensajes.ej, uno pide ubicación, y otra peticiones de alguna medicina

• Relación entre los conceptos reflejados en diferentes áreasla conceptualización de una zona se utiliza como calificación para los conceptos en otra área , los diferentes conceptos en un área sirven como un dominio o un rango de propiedades en la otra

**Foundation for Intelligent Physical Agents (FIPA)

Ontología Oper.: OperOnt/funcionalidad

Metodología de trabajoDiseño basado en UML (Unified Modelling Language) Es un desarrollo basado en objetos y la interrelación entre ellos.

Respuesta ante pulso>125Agente comprobador detecta P>125, genera un mensaje nuevo.El agente emergencia pide al agente comprobador las constantes y la ubicaciónEl agente emergencia generar un nuevo mensaje “ EmergencyNotice”El Agente control recibe mensaje y lo redirige a la unidad de centro.La unida de centro especifico gestiona personal, ambulancia……

Buena trazabilidad del protocolo reactivo

Aplicaciones relacionadasClasificación en 2 grades grupos:• Desarrollo de apliciones de tele-asistencia

De Cobertura limitada, • Comunican servicios sociales y paciente mediante un botón.• Generalmente solo domicilio del paciente, tele-alarmas.

De Cobertura ampliada• Dan solución a la limitación de domicilio.• No son reactivos.• Si pueden realizar un pre-procesamiento de la información.

• Utilización ontologías en entorno de computación ubicua AINGERU presenta algunas diferencias con CoBrA

Razonamiento dispositivo móvil, en CoBrA servidores estacionarios el uso de ontologías ayuda a superar tres problemas principales del

desarrollo y despliegue de entornos Pervasive Computing ( descubrimiento y matchmaking , de interoperabilidad entre diferentes entidades y sensibilidad al contexto)

CONCLUSIONES• El desarrollo de programas sociales y sanitarios destinados

al aumento de la calidad de vida es un reto actual.

• AINGERU da un paso adelante frente a sistemas previos ya que introduce valor añadido al efecto reactivo.

• La detección se realiza por uso extensivo de la ontología médica MedOnt que determina estadios/estados a partir de señales vitales en tiempo real.

• El desarrollo de una ontología operativa (OperOnt) permite la especialización de los agentes y su intercomunicación en el plano semántico.

Gracias por su atención

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