PowerPoint-Pr

1
Codificação automatizada de documentos clínicos
Prof Dr Stefan Schulz Universidade de
Freiburg (Alemanha)
2
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Linguagem Natural (Texto)
3
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
4
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
5
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
6
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
SEQ DE MULTIPLOS AVCS , HIST DE CRISES
CONVULSIVAS PREVIAS AOS EPISODIOS DESTA NOITE
, APRESENTANDO PIORA GERAL , DESIDRATACAO LEVE
SEM PIUORA DA FUNACAO RENAL, RX COM
ATELECTASIAS DE BASES - CONSOLIDADCEOS??
PACIENTE SEM FEBRE MEDIDAAQUI -MAX 37,1 TEM
NIVEL SERICO EM ANDAMNETO DE FENITOINA A
SER CHECADO COM FAMILAIR EM EM 24 H
RECEBE TTO ATB COM CEFUROXIMA VO -HMG
NORMAL É DM SEM IMPORTANTE DESCOPENSACAO.
7
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Paciente procedente do Hospital de Alvorada onde
estava internado desde 28/05 por broncoespasmo e
disfunção respiratória, recebendo ampi-sulbactam
e beta 2 agonista de 2/2h, com boa evolução.
Encaminhado ao HCPA em 01/06 por ter iniciado dia
31/05 com distensão e dor abdominal importantes,
acompanhado de vômitos fecalóides, sendo iniciado
metro e genta. Havia recebido albendazol durante
a internação, sem eliminar vermes. Avaliado pela
CIPED provável obstrução intestinal por ascaris.
Na chegada a UTIP feito push soro fisiologico,
CHAD (Hb 9 do dia 30/05) e deixado O2 3l/min. Foi
submetido a laparotomia exploradora em 01/06,sem
intercorrências com infestação maciça por ascaris
e necrose intestinal, sendo realizada
enterectomia -60cm- e ileostomia. Recebeu CHAD
novamente no pós operatório (Hb 7,6), precisou de
dopa e vários pushs de soro fisiológico. Em 03/06
apresentou RG com coloração fecalóide e eliminou
ascaris VO. Fez RX sem evidência de obstrução,
tracionada sonda de entérica para gástrica com
melhora do RG. Foi extubado, apresentou estridor
que cedeu com NBZ com adrenalina e dexa.
Apresentou bradicardia. Suspenso fentanil,
permaneceu bradicárdico, necessitou atropina.
Avaliado pela cardiologia sem particularidades.
Após alta da UTI, recebeu óleo mineral e
permaneceu eliminando ascaris. Após retirada do
óleo mineral foi iniciado dieta, com boa
aceitação, e albendazol. Recebe alta em bom
estado geral, aceitando dieta VO, SV estáveis,
apresentando hiperemia ao redor da ileostomia.
Retorno com CIPED.
8
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• indispensável para documentação e comunicação
• Prestação de serviços de saúde
• Pesquisa científica
• Médico / Paciente
• Ensino

Structured Data
Linguagem Natural (Texto)
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Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• e.g. Hospital Universitário Freiburg (p.a.)
• 280.000 Sumários de Alta
• 140.000 Laudos de imagem
• 55.000 Laudos anatomopatológicos
• 40.000 Laudos de imagens
• 70.000 Outros textos

Linguagem Natural (Texto)
600.000 documentos em texto livre por ano.
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Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Dadosestruturados
11
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• indispensável para abstracção
• Codificação de doenças e procedimentos
• Indexação bibliográfica
• Gestão hospitalar
• Apoio a decisão
• Epidemiologia

Dadosestruturados
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Introdução Métodos
Resultados Conclusão
requer sistemas terminológicos

• CID
• MeSH /DeCS
• UMLS
• LOINC
• SNOMED CT
• etc., etc.

Dadosestruturados
13
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Dadosestruturados
Linguagem Natural (Texto)
14
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Levantamento de dados
Dadosestruturados
Linguagem Natural (Texto)

QualidadeCusto
-
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Levantamento de dados estruturados Volume
Qualidade - Motivação
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Padrão Ouro
Qualidade
motivação alta
motivação média
motivação baixa
Volume
16
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Linguagem Natural (Texto)
Dadosestruturados
17
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Método Text Mining
Linguagem Natural (Texto)
Dadosestruturados
18
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Investigação

• Dados
• Corpus de documentos clínicos (laudos, sumários)
• Sistema terminológico que cobre o espaço
  conceitual do domínio
• Usando métodos de mineração de texto para
  representar o conteúdo dos documentos
• Qual é a qualidade do mapeamento em comparação
  com codificação manual?

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Estudo
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Fonte
• sumários de alta do departmento de cardiologia do
  Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Brasil

• Destino
• SNOMED Clinical Terms, 01/2009
• Linguagens Inglês, Espanhol

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SNOMED CT
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Standardized Nomenclature of Medicine Clinical
  Terms
• Sistema de codificação para todo o conteúdo do
  prontuário eletrônico
• Padrão terminológico global
• Manutenção / desenvolvimento IHTSDO
  (International Health Terminology Standards
  Development Organisation)Membros US, UK, AU,
  NZ, CA, DK, SE, NL, LV, ES

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SNOMED CT como vocabulário controlado
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Termos médicos (inclusive sinônimos e traduções)
são conectados com conceitos (portadores de
significado)
22
SNOMED CT como sistema formal
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
taxonomias especialização (is-a)
23
SNOMED CT como sistema formal
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Relações (Attributos) Associated
morphologyFinding site (50 tipos)
Restrições lógica de descrição C1 Rel C2
significa?x instanceOf(x, C1) ? ?y
instanceOf(C2) ? Rel(x,y) ou C1 ? ? Rel.C2
24
SNOMED CT como sistema formal
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
definierte vs. primitive Konzepte
conceitos definidos ? conceitos primitivos ?
25
SNOMED CT Top
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Body structure (10) Acquired body
structure Anatomical organizational
pattern () Clinical finding
(22) Administrative statuses Adverse incident
outcome categories () Environment or
geographical location Environment Geogr.
and/or political region of the world Event
(19) Abuse Accidental event Bioterrorism
related event () Linkage concept Attribute
Link assertion Observable entity Age AND/OR
growth period Body product observable
() Clin. history / examination observable
(21) Device observable Drug therapy
observable Feature of Entity () Organism
(11) Animal Chromista Infectious agent
()
Pharmaceutical / biologic product (58) Alcohol
products Alopecia preparation Alternative
medicines () Physical force (21) Altitude E
lectricity () Physical object
(8) Device Domestic, office and
garden artefact Fastening () Procedure
(23) Administrative procedure Community
health procedure () Qualifier value
(52) Action Additional dosage
instructions () Record artifact Record
organizer Record type Situation with explicit
context (17) A/N risk factors Critical
incident factors ()
Social context (10) Community Family Group
() Special concept Namespace
concept Navigational concept Non-current
concept Specimen (45) Biopsy sample Body
substance sample Cardiovascular
sample () Staging and scales (6) Assessment
scales Endometriosis classification of
American Fertility Society () Substance
(11) Allergen class Biological
substance Body substance ()
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SNOMED CT Relações
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Access (attribute) Associated finding
(attribute) Associated morphology
(attribute) Associated procedure
(attribute) Associated with (attribute) Clinical
course (attribute) Component (attribute) Direct
substance (attribute) Episodicity
(attribute) Finding context (attribute) Finding
informer (attribute) Finding method
(attribute) Finding site (attribute) Has active
ingredient (attribute) Has definitional
manifestation (attribute) Has dose form
(attribute) Has focus (attribute) Has intent
(attribute) Has interpretation (attribute) Has
specimen (attribute) Interprets
(attribute) Laterality (attribute) Measurement
method (attribute) Method (attribute) Occurrence
(attribute)
Part of (attribute) Pathological process
(attribute) Priority (attribute) Procedure
context (attribute) Procedure device
(attribute) Procedure morphology
(attribute) Procedure site (attribute) Property
(attribute) Recipient category (attribute) Revisio
n status (attribute) Route of administration
(attribute) Scale type (attribute) Severity
(attribute) Specimen procedure (attribute) Specime
n source identity (attribute) Specimen source
morphology (attribute) Specimen source topography
(attribute) Specimen substance (attribute) Subject
of information (attribute) Subject relationship
context (attribute) Surgical approach
(attribute) Temporal context (attribute) Time
aspect (attribute) Using energy (attribute) Using
substance (attribute)
27
SNOMED CT Hierarquias taxonômicas
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
28
SNOMED CT Hierarquias taxonômicas
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
29
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Relatório de alta amostra
acrónimos
abreviações
HAS DM Miocardiopatia dilatada chagásica
(FE 35) Ca de prostata - orquiectomia (2004)
Cardiopatia isquêmica - IAM em 2005, com
colocação de stent em DA e lesão severa
inoperável em CD Pct vem a emergência em 20/03
com quadro de dor torácica típica, sem elevação
enzimática, com diagnóstico de angina instável e
fibrilação atrial não identificada em avaliações
prévias. Adicionalmente, apresentava
descompensação do diabetes com sindrome
hiperosmlar não cetótica. Recebe tratamento
clínico para otimização do quadro e é submetido a
novo cateterismo em 28/03, que demonstra CD
ocluída no terço proximal, DA com stent rpoximal
com lesão de 40 no seu interior e Mg de Cx com
lesão de 60-65. Recebe alta em bom estado geral,
sem dor torácica, anticoagulado, com plano de
retorno ambulatorial para equipe de cardiopatia
isquêmica e para o ambulatório de anticoagulação.
estilo telegráfico
erros depontuação
erros de digitação
30
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
PLN (processamento de linguagem natural)
MID-representaçãoSNOMED CT
MID-representaçãocandidatos a termo
31
Desafios lingüísticos da linguagem médica
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Derivação, neologismos nefrótico,
  antiinflamatórios, parkinsoniana, aidéticos
• Composição musculoesqueletico, esplenomegalia,
  transfosforribosidasa, polyradiculoneuropathy
• Sinonímia hepático do figado, renal do rim,
  cephal... cabeça
• Ambigüidade head cabeça ou chefe

32
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Ferramentas PLN

• Detector de sentenças, etiquetador openNLP,
  treinado com textos que foram manualmente
  anotados
• Expansor de acrónimos casamento de padrões
  (expressões regulares) contra base de acrónimos,
  disambiguação por contexto locat (coocorrencia
  de token em janela de 3 tokens)
• Detector de frases nominais identificação de
  seqüências típicas de etiquetas POS na SNOMED CT
  espanhola aportuguesada
• Maior desafio mapear frases nominais entre
  Português (documentos) e Espanhol / Inglês
  (SNOMED)

33
Mapeamento de termos médicos
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Problema

meningoencefalite
blood
pressure
high
hipertensão
arterial
Entzündung
von
Hirnhäuten
Gehirn
und
hipertensión
arterial
meningocerebral
inflammation
meningoencefalitis
Bluthochdruck
Aborgagem MorphoSaurus construir equivalências
semánticas a nivel de fragmentos de palavras
34
Átomos semânticos ou subwords
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Definição sequência de caracteres cujo
  significado não decorre dos significados dos
  componentes, exemplo diafise mas não dia
  fisediáfise haste do osso, fise (gr. physis)
  naturezaneur ite, mas neurose, não neur
  oseneur nervo, -ite inflamação, -ose
  doençaUma neurite é uma inflamação de nervo(s),
  mas neurose não é uma doença de nervo(s)
• Subwords podem ser morfemas assim como
  combinações de morfemas, inclusive palavras
  inteiras

35
Sistema MorphoSaurus
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Sistema de indexação morfo-semântica
• Traduz texto para interlíngua
• Domínio Linguagem Clínica
• Idiomas Inglês, Alemão, Português, Espanhol,
  Sueco, Francês
• Componentes
• Léxico de subwords
• Tesauro
• Parser morfossintático
• Indexador

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Modelo do Léxico
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Lexeme
(e.g. anticoncepcionais) anti, prefix,
portuguese concepc, stem, portuguese ionais,
terminal suffix, portuguese
String of characters Type stem, invariant,
prefix, infix, suffix, initial prefix,
terminal suffix Language English, German,
Spanish, Portuguese, French, Swedish
(e.g. partnership) partner, stem,
english ship, suffix, english
(e.g. ship) ship, invariant, english
37
Modelo do Léxico
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Lexeme
MIDs identificam grupos de lexemas sinônimos
String of characters Type stem, invariant,
prefix, infix, suffix, initial prefix,
terminal suffix Language English, German,
Spanish, Portuguese, French,Swedish
MID
1..n 1
MID42 (muscle, stem, english, muscul,
stem, english, myo, prefix, english,
muscul, stem, portuguese, mio, prefix,
portuguese, muskel, stem, german,
muskul, stem, german, myo, prefix,
german)
38
Modelo do Léxico
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
associa um MID ambíguo com dois ou mais MID
nãoambíguos (expansão paradigmática)
has-sense
Lexeme
String of characters Type stem, invariant,
prefix, infix, suffix, initial prefix,
terminal suffix Language English, German,
Spanish, Portuguese, French,Swedish
1
2n
MID
1..n 1
2n
associa um MID de sentido não atômico com dois ou
mais MID atômicos (expansão sintagmática)
1
expands-to
39
Modelo do Léxico
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
MID16 (head, stem, english) - has-sense MID12
(caput, stem, english, capit, stem,
english, cephal, stem, english,
cefal, stem, portuguese, cabec, stem,
portuguese) - has-sense MID34 ( chief,
stem, english, chef, stem, portuguese)
associa um MID ambíguo com dois ou mais MID
nãoambíguos (expansão paradigmática)
has-sense
1
2n
MID
2n
associa um MID de sentido não atômico com dois ou
mais MID atômicos (expansão sintagmática)
1
MID26 (myalg, stem, english, mialg,
stem, portuguese) -expands-to MID42
(muscle, stem, english, muscul, stem,
english, muscul, stem, portuguese) -expands-
to MID88 (pain, stem, english, dor,
invariant, portuguese, algia, suffix,
portuguese)
expands-to
40
(MIDs)
41
Sistema MorphoSaurus resultados experimentais
em cenário CLIR
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Queries German, Documents English(OHSUMED
collection)
Baseline English / English
Morphosaurus Indexing
Automated Query TranslationDictionary Lookup
Hahn, Schulz et al., RIAO 2004
42
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
PLN (processamento de linguagem natural)
MID-representaçãoSNOMED CT
MID-representaçãocandidatos a termo
43
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Heurística de mapeamento Exemplo
SNOMED CTConcept Description MIDs
ENG Congestive heart failure abund cardiac deficien
ENG Congestive cardiac failure abund cardiac disorder
POR Insuficiência cardíaca insuff cardiac
SPA Insuficiencia cardíaca  insuff cardiac
SPA Insuficiencia cardíaca congestiva insuff cardiac abund
44
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Heurística de mapeamento

• Para cada candidato a termo no documento
• decida se existem um termo SNOMED correspondentes
• caso sim, seleccione o melhor termo SNOMED
• Critérios de preferência
• Sequências típicas de etiquetas POS,
  exInfarto agudo do miocárdiosubstantivo
  adjetivo DE substantivo
• coincidência de MIDs
• threshold 60
• Em caso de falha verifique se candidato a
  termo corresponde para dois conceitos da SNOMED
  , usando relacionamentos da SNOMED para
  preselecção

45
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Padrão ouro (kappa 0.89)
46
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Resultados preliminares
47
Próximo passo identificar contextos
Introdução Métodos
Resultados Conclusão

• Problema nem toda ocorrência de um termo em um
  documento refere a uma instância concreta de um
  conceito terminológico ou ontológico
• Contextos alternativos
• planos
• hipóteses
• negação
• Ignorar contextos dados não confiáveis

48
Contextos Exemplo 1
Introdução Métodos
Resultados Conclusão



Ontology




















































































aortal aneurysm


acute abdomen
vascular prosthesis
multiple organ failure
hemodialysis

CTabdomen
aneurysm-ectomy
systemicinfection
vasoactive drug
death
Paciente interna por quadro de abdome agudo. TC
de abdome mostrou aneurisma de aorta com
evidencia de extravasamento de contraste. Levado
a cirurgia de urgência, sendo realizada
aneurismectomia com colocação de prótese. No
pós-operatório evoluiu com síndrome da resposta
inflamatória sistêmica, com disfunção de
múltiplos órgãos e instabilidade hemodinâmica.
Apesar do manejo com drogas vasoativas, reposição
hídrica e hemodiálise veno-venosa crônica, o
paciente apresentou piora progressiva, evoluindo
para óbito.
49
Contextos Exemplo 2
Introdução Métodos
Resultados Conclusão



Ontology























































































incisionalhernia
operation room
liver transplant
herniorrhaphy
operation
operation

• instance

• reference to a suspendedplan

• instance

• not instantiated
• reference to a plan

• referenceto a plan
• NOT referringto the samepatient

• reference to a new plan
• not yet executed

PACIENTE COM HÉRNIA INCISIONAL INTERNOU PARA
REALIZAÇÃO DE HERNIOPLASTIA PORÉM A CIRURGIA FOI
SUSPENSA DEVIDO A NECESSIDADE DE SALA COM
URGÊNCIA PARA TRANSPLANTE HEPÁTICO. RECEBE ALTA
COM ORIENTAÇÕES E CIRURGIA REMARCADA.






50
Conclusão
Introdução Métodos
Resultados Conclusão
Conclusão

• Trabalho ainda não concluído
• primeiros resultados mostram que o mapeamento
  para SNOMED funciona através de idiomas
• Trabalho futuro
• completar o pipeline
• Avaliar impacto de cada elemento do pipeline
• Identificar contextos
• Uso da estrutura ontológica da SNOMED
• Publicação em preparação (IEEE Transactions on
  Information Technology in Biomedicine)

51
Acknowledgements

• German Research Foundation (DFG)
• International Bureau of the German Ministry of
  Research (BMBF-IB)
• Brazilian National Research Council (CNPq)
• Paraná Catholic University (PUCPR), Curitiba
• Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA)
• Averbis GmbH, Freiburg

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Ontology




















































































aortal aneurysm


acute abdomen
vascular prosthesis
multiple organ failure
hemodialysis

CTabdomen
aneurysm-ectomy
systemicinfection
vasoactive drug
death
Paciente interna por quadro de abdome agudo. TC
de abdome mostrou aneurisma de aorta com
evidencia de extravasamento de contraste. Levado
a cirurgia de urgência, sendo realizada
aneurismectomia com colocação de prótese. No
pós-operatório evoluiu com síndrome da resposta
inflamatória sistêmica, com disfunção de
múltiplos órgãos e instabilidade hemodinâmica.
Apesar do manejo com drogas vasoativas, reposição
hídrica e hemodiálise veno-venosa crônica, o
paciente apresentou piora progressiva, evoluindo
para óbito.
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Ontology























































































incisionalhernia
operation room
liver transplant
herniorrhaphy
operation
operation

• instance

• reference to a suspendedplan

• instance

• not instantiated
• reference to a plan

• referenceto a plan
• NOT referringto the samepatient

• reference to a new plan
• not yet executed

PACIENTE COM HÉRNIA INCISIONAL INTERNOU PARA
REALIZAÇÃO DE HERNIOPLASTIA PORÉM A CIRURGIA FOI
SUSPENSA DEVIDO A NECESSIDADE DE SALA COM
URGÊNCIA PARA TRANSPLANTE HEPÁTICO. RECEBE ALTA
COM ORIENTAÇÕES E CIRURGIA REMARCADA.