Uma Leitura Ontológica da Norma ISO para o Registro Eletrônico de Saúde

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1 Uma Leitura Ontológica da Norma ISO para o Registro Eletrônico de Saúde Marcelo R. Santos 1, Marcello Peixoto Bax 1, Christiano Pessanha 1 1 Escola de Ciência da Informação Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) {marrsantos, bax, Resumo - No contexto de sistemas de registro eletrônico em saúde, a norma ISO desponta como um padrão de modelagem de informações clínicas. Este artigo faz uma reflexão sobre a modelagem proposta pela Norma, contrastando-a com ontologias. Fundamentando a reflexão, o conceito de ontologia é apresentado como conseqüência dos esforços para se modelar o conhecimento segundo o paradigma declarativo dos sistemas baseados em conhecimento, que permitem uma modelagem em dois níveis, separando os níveis de conhecimento e de informação. Sistemas de registro eletrônico de saúde beneficiam-se da possibilidade de reuso e interoperabilidade proporcionados por esse tipo de modelagem. Para modelá-los são apresentados os conceitos de arquétipos e a própria norma ISO 13606, buscando ressaltar a forte correlação entre arquétipos, a norma ISO e ontologias. Exemplos de códigos de partes de extratos clínicos e arquétipos ilustram a natureza da relação existente entre a norma e ontologias. Palavras-chave: Registro Eletrônico de Saúde, Arquétipos, Ontologias, Norma ISO 13606, Modelagem em dois níveis. Abstract - In the context of electronic health record systems, ISO is emerging as a standard for the modeling of clinical information. This article discuss on the model proposed by Norma, contrasting it with ontology. Basing the discussion, the concept of ontology is presented as a result of efforts to model the knowledge according to the declarative paradigm of knowledge-based systems that enables the two levels modeling approach, separating levels of knowledge and information. Electronic health record systems benefit from the reuse and interoperability provided by this approach. To model them we use archetypes and ISO 13606, seeking to highlight the strong correlation between archetypes, ISO standard and ontology. Examples of coding clinical extracts using archetypes illustrate the nature of the relationship between the standard and ontology. Keywords: Electronic Health Record, Archetypes, Ontology, ISO standard, Two-level Modeling. 1. Introdução Nos últimos anos, o crescimento do número de aplicações na área de saúde aumentou a complexidade informacional, pois cada vez mais registros são distribuídos em diferentes bases de dados abrindo a possibilidade para a pesquisa e proposta de novas tecnologias de informática em saúde [1]. Tecnologias como web services, algoritmos de busca, linguagens de marcação e ontologias, aliadas à internet possibilitam soluções capazes de reunir as informações de saúde de uma pessoa presentes em sistemas heterogêneos distribuídos. Seu uso acelerou e aumentou também o interesse pelo desenvolvimento de sistemas baseados em conhecimento [2]. Ou seja, sistemas que incorporam programação em lógica, ontologias e terminologias e privilegiam o compartilhamento do conhecimento, estruturado em padrões abertos, de um dado domínio. Abordagens que buscam separar o domínio do conhecimento do domínio da implementação parecem boas opções para a área de registro de saúde. Com efeito, dada a complexidade, variabilidade e riqueza do vocabulário clínico, separar a modelagem em dois níveis: informação e conhecimento, facilita a criação e manutenção desses sistemas de informação. Tais abordagens distinguem um modelo de informação (referência) usado para representar as propriedades genéricas da informação, e um modelo de conhecimento representado pelo conceito de arquétipos. Arquétipos são metadados usados por especialistas de domínio para definir padrões de dados clínicos [3]. A vantagem desta separação advém de se ter um modelo voltado aos especialistas de domínio (modelo de conhecimento) mais flexível, ficando os desenvolvedores focados no modelo de informação [4] [5]. Tal flexibilidade é necessária dada complexidade, dinamicidade e heterogeneidade das 1

2 informações médicas, possibilitando também maior interoperabilidade. Assim, sistemas de Registro Eletrônico de Saúde (RES) podem ser atualizados por equipes médicas de forma segura e consistente, sem gerar interrupções [4]. Um exemplo é a norma ISO [6] que especifica o modelo de informação e vocabulários necessários para a interoperabilidade de sistemas de RES. A norma propõe um modelo de representação da informação parcial ou completa do RES de um paciente. O propósito é a comunicação entre sistemas de RES [3]. O artigo faz uma reflexão sobre a ISO 13606, contrastando-a com ontologias. Primeiramente são brevemente apresentados conceitos de sistemas baseados em conhecimento, ontologias, abordagem de dois níveis e arquétipos e a norma ISO Em seguida exemplos de códigos das partes de extratos de dados clínicos e os respectivos arquétipos ilustram o argumento principal: clarear a natureza da relação existente entre a norma e ontologias. Finalmente discute-se os resultados. 2. Sistemas baseados em conhecimento O paradigma declarativo, fundamento dos sistemas baseados em conhecimento [7], alicerçado na lógica matemática, modela os sistemas num nível maior de abstração, descrevendo o conhecimento desvinculado da implementação. Seu objetivo principal é, de modo declarativo, criar sistemas diretamente a partir do conhecimento acerca do que ocorre no domínio, permitindo ao computador realizar inferências de modo automático, utilizando processos de dedução da lógica matemática. O desenvolvimento de sistemas dessa natureza exige primeiro que se especifique de modo abstrato o conhecimento a respeito do domínio para então, converter a especificação obtida em sentenças lógicas e logo após codificar numa linguagem adequada. Ao seguir esse procedimento para gerar um sistema, concentrando-se em especificar o conhecimento sem relacioná-lo com um código específico, mantendo-o externo ao sistema, os pesquisadores visualizaram as vantagens do paradigma declarativo como engajamento ontológico ou de conhecimento (significando que as sentenças lógicas guardam uma relação mais direta com o domínio que se está modelando), legibilidade, inferência, fidelidade semântica, re-usabilidade, portabilidade do conhecimento e independência do código de implementação. Na busca por uma melhor forma de representação do conhecimento, procurou-se, enfatizando a declaração dos predicados lógicos do domínio e inferências ou nas classes de objetos pertencentes ao domínio e suas relações, representar o conhecimento e também processá-lo. As ontologias surgiram na esteira desses esforços. 3. Ontologias As ontologias podem ser vistas como evolução de formalismos como taxonomias, thesaurus, redes semânticas, frames e também como resposta à necessidade dos sistemas baseados em conhecimento. Seu maior propósito é o compartilhamento e o reuso do conhecimento descrito nesses sistemas. O conhecimento não pode ser compartilhado ou reutilizado se descrito sem um modelo comum, em linguagens diferentes, sem interfaces capazes de acoplá-las e portanto, sem interoperabilidade. A necessidade do reuso do conhecimento advém da própria característica de áreas como a Medicina ou Biologia, repletas de numerosos conceitos inter-relacionados [8]. Em face a propostas como frames, redes semânticas, thesaurus, entre outras, as ontologias podem ser vistas como uma etapa significativa na evolução dos processos de especificação de conhecimento, tornando-o modularizável, interoperável graças à idéia do reuso, e com forte engajamento ontológico, ou seja, similar tanto em relação à forma como o conhecimento é organizado como em relação à terminologia empregada no domínio modelado. 2

3 Em Inteligência Artificial o termo ontologia refere-se a um índex de tipos de entidades que podem existir num dado domínio elaborado sob a perspectiva de um indivíduo que faz uso de uma dada linguagem conforme a definição de [9], ou, pela definição proposta por [11] onde uma ontologia é a especificação formal, explícita e compartilhada de uma conceitualização. Definindo-se ontologia a partir dos requisitos que permitem sua aplicação em computação [12]] temse: Uma ontologia é uma especificação explicita e formal de uma conceitualização compartilhada. Analisando os termos da definição: Especificação explícita corresponde às definições de conceitos, instâncias, relações, restrições e axiomas; Formal corresponde a ser definida declarativamente, logo, acessível por agentes e sistemas ou, legível para computadores; Conceitualização corresponde a modelo abstrato de algum domínio do real; Compartilhada corresponde a conhecimento consensual, vocabulário comum do domínio modelado. Dessa definição verifica-se que uma ontologia fornece um entendimento sobre uma conceitualização compartilhada acerca dos dados e metadados de um domínio, um vocabulário comum isento de ambigüidades. Idealmente, qualquer instância que fizer uso dos dados e metadados de um domínio dever aderir à ontologia correspondente [12]. No contexto das ciências de computação e de informação, uma ontologia define um conjunto de primitivas de representação com o qual se modela um domínio de conhecimento ou discurso. Essas primitivas são tipicamente classes (conjuntos), atributos (propriedades), e relacionamentos. As definições das primitivas incluem informação sobre significado dos objetos e restrições para a aplicação consistente dos mesmos. Ontologias são especificadas em linguagens que permitem a abstração das estruturas de dados e estratégias de implementação. Por esta razão são consideradas um artefato semântico. Essa independência do nível de modelo de dados lhes permitem ser utilizadas na integração de bases de dados, criando ambiente favorável para a interoperabilidade entre sistemas heterogêneos e especificando interfaces para serviços de conhecimento [13]. Uma ontologia requer um vocabulário específico que descreva um domínio e também um conjunto de axiomas lógicos que garantirão a semântica ao significado que se deseja para os termos do vocabulário. Isso implica que duas ontologias podem ser diferentes em termos de seus vocabulários e referirem-se à mesma conceitualização, ou seja, ao mesmo domínio de conhecimento. Nesta linha de pensamento, um compromisso ontológico pode ser definido como um acordo para a utilização de um vocabulário de uma forma consistente com a teoria especificada pela ontologia. Ou seja, uma ontologia define o vocabulário que será intercambiado. Os compromissos ontológicos garantem a consistência, mas não completude, com respeito a utilização do vocabulário definido na ontologia [10]. 4. Abordagem de dois níveis, arquétipos e templates Em conformidade com os sistemas baseados em conhecimento e as ontologias, a abordagem de modelagem em dois níveis, quando aplicada ao domínio da saúde, distingue um modelo de informação, usado para representar as propriedades genéricas do RES, e um modelo de conhecimento, usado para definir padrões específicos usados na representação de dados clínicos [3]. O modelo de informação inclui os modelos de objetos ou schemas de dados, enquanto o modelo de conhecimento acomoda os conceitos específicos do domínio, fortemente baseados em terminologias e ontologias [5]. A vantagem desta separação é a possibilidade de ter um modelo para uso de especialistas de domínio (nível do conhecimento), deixando a atividade dos desenvolvedores focada no modelo de referência (nível da informação) [14][4][5]. Somente o primeiro nível de informação é implementado em software, reduzindo significativamente a dependência dos sistemas implantados e dados com conteúdo variável [15]. 3

4 Segundo o padrão openehr 1, o conceito de arquétipos é usado para expressar formalmente o nível do conhecimento na forma de declarações que restringem estruturas de dados descritas no nível da informação. Eles especificam uma hierarquia de sub-classes componentes de um RES, definindo ou restringindo seus nomes e outros valores de atributos relevantes; opcionalidade e multiplicidade em qualquer ponto da hierarquia; tipos de dados e intervalos de valores e outras restrições de dependência [3]. Em geral, são definidos visando ampla utilização, mas também podem ser especializados para incluir particularidades locais e acomodar outros idiomas e terminologias [14]. Grupos de arquétipos são combinados em templates. Os templates são utilizados para construir formulários que capturam os dados correspondente à uma tarefa clínica particular. Além disso, arquétipos e templates podem ser combinados com terminologias que permitem a seleção dos termos mais apropriados ao contexto. Os arquétipos são descritos na linguagem denominada ADL que descreve restrições de domínio, ou regras de negócio aplicadas a instâncias de um modelo de informação. Para isto a ADL utiliza três diferentes sintaxes: cadl (modo de restrições), dadl (modo de definição de dados), FOLP versão de lógica de predicados [4]. 5. A Norma ISO Desenvolvida pelo Comitê Técnico ISO/TC 215, Informática em Saúde, a partir de experiência na implementação do pré-padrão precursor europeu ENV 13606, a norma ISO define um conjunto de classes inspiradas do padrão openehr e na abordagem de modelagem em dois níveis. A Norma define um modelo de informação para comunicar parte ou todo o RES de um paciente, preservando o significado clínico original pretendido pelo autor; e refletindo a confidencialidade de cada dado [3]. Seu modelo de referência representa as características gerais de componentes de um RES, como eles são agregados, e o requerido contexto de informação para reunir os requisitos éticos, legais e de originalidade. Define os seguintes níveis de organização da informação em um RES ou EHR_EXTRACT; FOLDER pastas de um RES; COMPOSITION cuidados clínicos, encontros ou documentos; SECTIONS títulos clínicos refletindo o fluxo de trabalho ou processo de consulta; ENTRY declarações clínicas: observações, avaliações etc.; CLUSTER estruturas de dados compostos; ELEMENT último nível da estrutura, onde se encontram os valores. Conforme Anexo I. O modelo de referência é complementado por arquétipos, com especificação semelhante à proposta do openehr [6]. Os containers mencionados acima podem ser modelados em arquétipos e associados como legos através do recurso Slot, que permite a agregação dos arquétipos para formação de estruturas compostas, desde que observadas às relações previstas pelo modelo de referência. 6. Metodologia Este artigo resulta das atividades do projeto de construção do repositório central de RES da Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais (SES/MG). O projeto foi baseado na norma ISO 13606, utilizada como alicerce na construção dos arquétipos. O processo de concepção dos arquétipos e extratos durou 10 meses [16][17]. Uma preocupação durante a modelagem foi relativa ao fato de estar esta última gerando modelos compatíveis com ontologias, conforme uma modelagem dita ontológica. Assim, pareceu uma consideração importante verificar a compatibilidade dos modelos gerados conforme a Norma com ontologias, garantindo os benefícios de uma modelagem desse tipo. Com o propósito de contrastar a norma ISO, utilizada no projeto, com ontologias foram discutidos dois exemplos de extratos de RES e dois arquétipos de ENTRYs. Segundo uma análise semelhante à apresentada por [18] combinada com os requisitos para criação de ontologias [13], verificou-se que os modelos propostos pela Norma podem ser considerados ontologias. Os arquétipos representam compromissos ontológicos adicionais aplicados ao modelo de informação. 1 A abordagem do openehr é uma especificação aberta para sistemas de RES (cf. 4

5 A codificação dos extratos de RES em XML e arquétipos em ADL foi realizada pelo primeiro autor deste artigo e baseada no modelo de referência da norma ISO (cf. seção 5). A escolha do editor de arquétipos recaiu sobre o linkehr 2, por trabalhar com o modelo de referência da norma. 7. Exemplo O exemplo contempla a modelagem dos conceitos: Parto e Estratificação de Risco. O arquétipo Parto é formado por dois elementos de dados: Tipo de Parto e Idade Gestacional. Tipo de Parto é um dado numérico, cujo domínio é definido por uma terminologia clínica da SES/MG. O segundo elemento, Idade Gestacional, é a idade do feto no momento do nascimento, dado numérico, também definido por terminologia clinica da SES/MG. Como ambos possuem domínio determinado por terminologias não controladas pela ISO, utiliza-se o tipo de dados complexo CV. O segundo conceito, Estratificação de Risco, possui os elementos de dado Risco da Criança e Risco do adolescente. Ambos descrevem classificações de risco associados a crianças e adolescentes. Dados numéricos, com domínio definido por terminologias clínicas específicas à SES/MG. Neste caso o primeiro elemento utiliza o tipo complexo de dado CV e o segundo, como se baseia em uma unidade de medida, utiliza o tipo de complexo de dado PQ. A Figura 1 apresenta a estrutura de árvore para estes dois arquétipos. Figura 1 Estrutura de Árvore dos arquétipos Estratificação de Risco e Parto Estes dois conceitos foram modelados como ENTRYs, com os nomes CEN-EN ENTRY.Parto.v1 e CEN-EN13606-ENTRY.EstratificacaodeRisco.v1. As seções definition de seus respectivos códigos ADL podem ser visualizadas nos apêndices I e II[19]. Foram criados dois trechos de extratos de RES, em linguagem XML, descritos nos apêndices III e IV[20]. Esses trechos incluem apenas a representação das classes ENTRY e ELEMENT, foco do artigo. O primeiro extrato simula uma mensagem XML com o tipo de parto ocorrido com uma gestante (cf. apêndice III). Para isto, inicia-se com a representação da classe ENTRY (linha 1) utilizando o arquétipo do conceito Parto (linha 5). Este arquétipo define o conjunto de regras de restrição necessárias para a representação do ENTRY Parto (cf. apêndice I). Analisando este arqúetipo percebe-se que o ENTRY Parto pode receber dois elementos de dados: Tipo de Parto (linha 4) - e Idade Gestacional (linha 15), (cf. apêndice I). As assertivas occurrences matches {0..1 presentes nessas linhas indicam que ambos não são obrigatórios. Sendo assim, para possibilitar a inserção do código de tipo de parto neste extrato utilizou-se a classe ELEMENT (linha 22) (cf. apêndice III). O arquétipo é indicado novamente (linha 26), porém com a inclusão do código AT0001, que indica o elemento Tipo de Parto do referido arquétipo (cf. apêndice III). Esse código de arquétipo foi inicialmente definido no arquétipo e pode ser visualizado (linha 4) no código ADL respectivo (cf. apêndice III). 2 LinkEHR foi desenvolvido pelo Grupo de Informática Biomédica na Universidade Técnica de Valência, Espanha. (http://www.linkehr.com) 5

6 O dado a ser persistido está inserido no atributo value (linha 34) (cf. apêndice III), que utiliza para esse dado o tipo complexo CV indicando que o domínio pertence a uma terminologia não controlada pela ISO. O atributo codingscheme (linha 35) indica o código OID 3 da terminologia e o atributo codevalue (linha 38) representa de fato o dado a ser persistido. Nesse caso o código 2 pertencente à terminologia Tipo de Parto da SES/MG. O segundo extrato representa uma mensagem XML com a classificação de risco de um adolescente (cf. apêndice IV). Neste caso, a classe ENTRY (linha 1) foi definida pelo arquétipo CEN-EN ENTRY.EstratificacaodeRisco.v1 (linha 5). A classe ELEMENT (linha 22) baseou-se no arquétipo AT0004 (linha 26). Como pode ser visto no código ADL do arquétipo respectivo, o código AT0004 identifica o ELEMENT Risco do adolescente (linha 18) (cf. apêndice II). O dado a ser persistido foi indicado no atributo codevalue (linha 38) e pertence ao domínio estabelecido pelo atributo codingscheme (linha 35) (cf. apêndice IV). 8. Discussão do exemplo Pode-se notar, assim como em [18], que a modelagem separada em dois níveis permite a interpretação explícita das regras de domínio como em uma ontologia. Modela-se a ontologia central e uma camada de compromissos ontológicos adicionais. A ontologia central deve agrupar os conceitos do domínio e seus possíveis relacionamentos, e os compromissos ontológicos, expressos através de conjuntos de regras de domínio, fazem a mediação entre a ontologia central e suas aplicações. Analogamente, no exemplo anterior, o modelo de referência agrupa os conceitos genéricos representativos do domínio de RES, e os arquétipos, expressos através de códigos ADL, o conjunto de regras de restrição que fazem a mediação entre o modelo de referência e suas aplicações. Com vistas a aprofundar a comparativa, trechos da definição de [10] são seguidos de comentários sobre a norma ISO (cf. seção 5). Ver Quadro 1. QUADRO 1 Análise comparativa entre ontologia/compromissos ontológicos e modelo de referência/arquétipos PARTE DA DEFINIÇÃO DE ONTOLOGIA COMENTÁRIOS SOBRE A NORMA ISO [GRUBER 2009] Devido a sua independência do nível de modelo de dados, as ontologias são utilizadas para a integração de diferentes bases de dados, para a interoperabilidade de sistemas heterogêneos, e para especificar interfaces para serviços baseados em conhecimento (cf. seção 3). Uma ontologia define um conjunto de primitivas de representação com o qual se modela um domínio de conhecimento ou discurso. Estas primitivas são tipicamente classes (conjuntos), atributos (propriedades) e relacionamentos. Suas definições incluem informação sobre significado e conjuntos de restrições (compromissos ontológicos) para a aplicação consistente dessas classe. (cf. seção 3).... uma ontologia define o vocabulário com o qual consultas e afirmações são compartilhadas entre agentes.... compromissos ontológicos são acordos de utilização do vocabulário de forma consistente e coerente... suportar uma ontologia garante consistência mas não completude. (cf. seção 3). Ontologias são especificadas em linguagens que permitem abstração de estruturas de dados e estratégias de implementação, sendo, portanto consideradas como estando no nível Semântico, enquanto os modelos de dados estão no nível lógico A norma objetiva padronizar a troca de dados de prontuário médico, representando seus dados contextuais necessários ao correto entendimento das partes. Pretende acomodar a natureza evolutiva do conhecimento médico e a diversidade da prática clínica (cf. seção 5). O modelo de referência reflete a estrutura hierárquica e a organização da informação de um prontuário médico, subdividindo-o em compartimentos genéricos que representam a forma consensual sobre o qual as informações clínicas são organizadas. Esses compartimentos genéricos e o relacionamento entre eles são representados como classes (cf. seção 4 e 5). De forma análoga, o modelo de referência define as classes genéricas que serão utilizadas pelas aplicações, já os arquétipos definem acordos sobre como usar as classes de forma consistente e coerente (cf. seção 4 e 5). O modelo de referência é especificado em linguagem UML e os arquétipos em linguagem ADL. Em ambos os casos não se considera ambientes de implementação, o que interessa é o modelo de informação e o modelo de conhecimento (arquétipos) 3 OID Object ID (cf. 6

7 ou físico (cf. seção 3). (cf. seção 4). Além disso, como observado no Quadro 2, o modelo de referência juntamente com os arquétipos atendem aos requisitos da definição de Gruber (cf. Seção 3), cujo propósito é o compartilhamento de conhecimento e interoperabilidade entre aplicações baseadas em uma conceituação compartilhada (cf. Seção 3). QUADRO 2 Comparação entre ontologias e o modelo de referência/arquétipos COMENTÁRIO SOBRE A NORMA IS E REQUISITO DESCRIÇÃO DO REQUISITO ARQUÉTIPOS Clareza Uma ontologia deveria efetivamente intercambiar o significado de seus termos. Coerência Uma ontologia deveria inserir axiomas coerentes com suas próprias definições. Extensibilidade Uma ontologia deveria ser projetada para antecipar usos ainda não previstos de um vocabulário compartilhado. Viés de codificação mínimo Compromissos ontológicos mínimos A conceituação deveria ser especificada no nível do conhecimento sem depender de um sistema de codificação específico. Uma ontologia deveria requerer um número mínimo de compromissos ontológicos suficiente para suportar as atividades de compartilhamento de conhecimento. Os arquétipos possibilitam a descrição completa dos metadados que restringem as classes do modelo de referência (cf. seção 4 e 5). Incluem descrições de todos os seus termos, com possibilidade de utilização de ilimitados idiomas. Também podem inserir a utilização de terminologias descritiva (ex: snomed 4 ) e terminologias de validação onde o domínio para um elemento de dados é estabelecido. Por definição, o conjunto de regras de restrição proposto por um arquétipo não pode relaxar as restrições definidas pelo modelo de referência, mas sim, torná-las mais severas [Beale 2008]. Um dos objetivos do modelo de referência da ISO é, através do uso de arquétipos, acomodar a natureza evolutiva do conhecimento médico e a inerente diversidade da prática clínica. Para isto, as classes do modelo de referência foram projetadas para serem estáticas, e complementadas por arquétipos (cf. seção 5). Tanto o modelo de referência como os arquétipos são definidos em nível de conhecimento ou semântico. Não dependem de um ambiente técnico específico. Uma vez implementados, de acordo com a modelagem de dois níveis, garantem independência de codificação e permitem a separação de atividades entre o corpo clínico e equipe de desenvolvedores (cf. seção 4). O modelo de referência da ISO é uma especificação mínima, incluindo somente classes essenciais para a comunicação de extratos de RES. As regras específicas do negócio são atribuídas aos arquétipos, que devem refletir exatamente os conceitos a serem intercambiados (cf. seção 4 e 5). Com relação aos exemplos apresentados (cf. seção 7), percebe-se que as classes ENTRY e ELEMENT do modelo de referência foram utilizadas nos dois arquétipos e, consequentemente, nos exemplos de extratos. No primeiro extrato (cf. apêndice III) as classes foram utilizadas para a representação do tipo de parto de uma gestante, e no segundo (cf. apêndice IV), para representar a classificação de risco de um adolescente. Apesar do modelo de referência ser único, observa-se que as mesmas classes (ENTRY e ELEMENT) foram utilizadas para representar conceitos diferentes. Isso somente foi possível, de forma consistente, em função da utilização dos arquétipos. Eles representam uma espécie de compromisso ontológico necessário de ser atendido para que o modelo de referência possa ser utilizado. A Figura 2 demonstra a relação entre o modelo de referência, os arquétipos e os extratos. 4 SNOMED CT (Systematized Nomenclature of Medicine-Clinical Terms) (cf. 7

8 Figura 2 Relação entre instâncias, arquétipos e modelo de referência Pela figura 2, observa-se que as instâncias (extratos de RES) precisam atender aos compromissos ontológicos (arquétipos) estabelecidos, e estes por sua vez, reúnem um conjunto de regras de restrição para a definição de instâncias válidas. Somente instâncias consideradas válidas, ou seja, que atendem ao conjunto de restrições estabelecidas pelos arquétipos são aceitas. Pode-se afirmar que os arquétipos exercem um papel importante para a semântica de aplicações baseadas na modelagem em dois níveis, garantindo a consistência das instâncias com relação às classes definidas pelo modelo de referência. 9. Conclusão No contexto prático de um projeto de construção de um repositório de RES de pacientes em Minas Gerais, o artigo apresentou uma reflexão comparativa inicial entre duas modelagens de sistemas de informação baseados em conhecimento. Uma voltada especificamente para o desenvolvimento de sistemas de informação em saúde, a Norma ISO usado no projeto, e outra mais genérica, cada vez mais utilizada como base conceitual de sistemas de informação, as ontologias. Em vista dos benefícios encontrados na literatura relativos ao uso de ontologias na modelagem de sistemas de informação interoperáveis, procurou-se pelas relações existentes entre essas duas abordagens de modelagem de domínio: a norma ISO e as ontologias. Concluiu-se que o modelo de informação da norma, em conjunto com os arquétipos, são adequados à criação de uma aplicação de software baseada em conhecimento. Pode-se dizer assim que ele assume papel semelhante ao de uma ontologia. Tal conclusão está em conformidade com a intuição inicial dos autores, uma vez que o modelo de referência da ISO é fruto de um consenso entre especialistas técnicos de informática em saúde de vários países, e poderia ser considerado como uma ontologia que reflete a estrutura hierárquica da informação do Registro Eletrônico de Saúde de um paciente. Os arquétipos por sua vez, podem ser considerados como compromissos ontológicos adicionais que precisam ser atendidos, garantindo a coerência e consistência das instâncias com relação às classes do modelo de referência. Desta forma desempenham papel semântico de grande relevância na construção de aplicações clínicas baseada em conhecimento. 8

9 Sendo assim, pelas suas características de formalismo, abstração e capacidade de compartilhamento, o modelo de informação da norma ISO em conjunto com os arquétipos, compõem uma base (teórica e prática) consistente para o intercâmbio de informação clínica entre sistemas de Registro Eletrônico de Saúde. 10. Referências [1] Bui, Alex A.T.; Weinger,Gregory S.; Barretta, Susan J.; Dionisio, John David N.; McCoy, J. Michael. An XML Gateway to Patient Data for Medical Research Applications. University of California USA, [2] Brachman, Ronald J.; Levesque, Hector J.. Knowledge Representation and Reasoning. Morgam Kaufmamm Publishers, inc [3] Kalra, Dipak. Electronic Health Record Standards. IMIA, [4] Beale T; Heard S. Archetype Definition Language 1.4. Rev The OpenEHR Foundation, [5] Michelsen, Line; Pedersen, Signe S.;Tilma, Helene B.;Andersen, Stig K. Comparing different approaches to Two-level modeling of Electronic Health Records. European Federation for Medical Informatics - IOS Press, [6] ISO/TC Health informatics - Electronic record communication - Part 1: Reference Model and Part 2: Archetype interchange. ISO, [7] Russel, Stuart; Norvig, Peter. Inteligência Artificial. ed. Editora Campus [8] Baher, Christopher J. O.; Cheung, Kei-Hoi. Semantic Web-Revolutionizing Knowledge Discovery in the Life Sciences. Springer [9] Sowa, John F.; Knowledge Representation: Logical, Philosophical, and Computational Foundations. Pacific Groove: Brooks/Cole [10] Gruber, Thomas R.. Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing. International Journal of Human-Computer Studies, Volume 43, Issue 5-6 Nov./Dec. 1995, Pages: [11] Daconta, Michael C.; Obrst, Leo J.; Smith, Kevin T. The Semantic Web - A Guide to the Future of XML, Web Services and Knowledge Management. 1 ed. Wiley Publishing Inc: [12] Guarino,. Formal Ontology, Conceptual Analysis and Knowledge Representation. issue of the International Journal of Human and Computer Studies. vol. 43 n. 5/6. Academic Press [13] Gruber, Thomas R.. Ontology. Encyclopedia of Database Systems, Springer-Verlag, [14] Beale T; Heard S. Archetype definitions and principles. Rev OpenEHR Foundation, [15] Beale T; Heard S. Architecture Overview. Rev The OpenEHR Foundation, [16] Santos, Marcelo R.; Bax, Marcello P.;Kalra, Dipak. Building a Logical EHR architecture based on ISO standard and Semantic Web Technologies. MEDINFO, [17] Santos, Marcelo R.; Bax, Marcello P. Modelagem de arquétipos para a construção de um repositório central de sistemas de RES federado. CBIS, 2010 (No Prelo). [18] Jarrar M. & Meersman R. Formal Ontology Engineering in the DOGMA Approach, in Liu Ling & Aberer K. (eds.), Proc. of the Internat. Conf. on Ontologies, Databases and Applications of Semantics (ODBase 02), LNCS 2519, Springer Verlag, [19] Santos, Marcelo R.; Bax, Marcello P.; Pessanha, Christiano. Codificando Arquétipos em linguagem ADL baseados no Modelo de Referência da norma ISO SBC - WIM, [20] Santos, Marcelo R.; Bax, Marcello P.; Diniz, Luciana M. Criando extratos de dados clínicos com base Modelo de Referência da norma ISO e Arquétipos. CBIS, 2010 (no prelo). 11. Apêndices e Dados Suplementares Apêndice I Exemplo de código ADL para o conceito Parto Definition ENTRY[at0000] occurrences matches {1..1 matches { -- Parto items existence matches {0..1 cardinality matches {0..11; ordered matches { ELEMENT[at0001] occurrences matches {0..1 matches { -- Tipo de Parto value existence matches {0..1 matches { CV[at0003] occurrences matches {1..1 matches { -- CV codevalue matches { 9

10 [ac0001] codingscheme matches {" " codingschemename existence matches {0..1 matches {"TIPOPARTO" ELEMENT[at0002] occurrences matches {0..1 matches { -- Idade Gestacional no Parto value existence matches {0..1 matches { PQ[at0004] occurrences matches {1..1 matches { -- PQ units matches { CS[at0005] occurrences matches {1..1 matches { -- codevalue matches {"Semana" codingscheme matches {" " codingschemename matches {"UnidadesdeMedida" Apêndice II Exemplo de código ADL para o conceito Estratificação de Risco definition ENTRY[at0000] occurrences matches {1..1 matches { -- EstratificacaoRisco items cardinality matches {1..9; unordered; unique matches { ELEMENT[at0001] occurrences matches {0..1 matches { -- Estratificação de risco da criança value matches { CV[at0002] occurrences matches {1..1 matches { -- CV codevalue matches { [ac0001] codingscheme matches { OID[at0003] occurrences matches {1..1 matches { -- OID oid matches {" " ELEMENT[at0004] occurrences matches {0..1 matches { -- Estratificação de Risco do Adolescente value matches { CV[at0005] occurrences matches {1..1 matches { -- CV codevalue matches { [ac0002] codingscheme matches { OID[at0006] occurrences matches {1..1 matches { -- OID oid matches {" " Apêndice III Exemplo trecho de extrato com informação sobre tipo de parto de uma gestante <content xsi:type="entry"> <name xsi:type="simple_text"> <originaltext>parto</originaltext> </name> <archetype_id>cen-en13606-entry.parto.v1</archetype_id> <rc_id xsi:type="ii"> <extension>110</extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> 10

11 </root> </rc_id> <sensitivity>3</sensitivity> <uncertainty_expressed>false</uncertainty_expressed> <info_provider xsi:type="functional_role"> <performer xsi:type="ii"> <extension> </extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> </root> </performer> </info_provider> <items xsi:type="element"> <name xsi:type="simple_text"> <originaltext>tipo de Parto</originalText> </name> <archetype_id>13606-entry.parto.v1/at0001</archetype_id> <rc_id xsi:type="ii"> <extension>120</extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> </root> </rc_id> <sensitivity>3</sensitivity> <value xsi:type="cv"> <codingscheme xsi:type="oid"> <oid> </oid> </codingscheme> <codevalue>2</codevalue> </value> </items> </content> 11

12 Apêndice IV Exemplo trecho de extrato com informação sobre estratificação de risco de uma adolescente <content xsi:type="entry"> <name xsi:type="simple_text"> <originaltext>estratificação de Risco</originalText> </name> <archetype_id>cen-en13606-entry.estratificacaoderisco.v1</archetype_id> <rc_id xsi:type="ii"> <extension>101</extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> </root> </rc_id> <sensitivity>3</sensitivity> <uncertainty_expressed>false</uncertainty_expressed> <info_provider xsi:type="functional_role"> <performer xsi:type="ii"> <extension> </extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> </root> </performer> </info_provider> <items xsi:type="element"> <name xsi:type="simple_text"> <originaltext>nível de Risco do Adolescente</originalText> </name> <archetype_id>13606-entry.classificacaorisco.v1/at0004</archetype_id> <rc_id xsi:type="ii"> <extension>102</extension> <root xsi:type="oid"> <oid> </oid> </root> </rc_id> <sensitivity>3</sensitivity> <value xsi:type="cv"> <codingscheme xsi:type="oid"> <oid> </oid> </codingscheme> <codevalue>7</codevalue> </value> </items> </content> 12

13 Anexo I Diagrama de Classes principais do Modelo de Referência da norma ISO Fonte Norma ISO [6] 13

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