Architectural Approach for Providing Rela5ons in Biomedical - - PowerPoint PPT Presentation

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Architectural Approach for Providing Rela5ons in Biomedical Terminologies and Ontologies M. Brochhausen 1,2 & B. Blobel 3 1 IFOMIS, Saarland University,

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Architectural ¡Approach ¡for ¡Providing ¡ Rela5ons ¡in ¡Biomedical ¡ Terminologies ¡and ¡Ontologies ¡

  • M. ¡Brochhausen1,2 ¡& ¡B. ¡Blobel3 ¡

¡

1 ¡IFOMIS, ¡Saarland ¡University, ¡Saarbrücken, ¡Germany ¡ 2 ¡UAMS, ¡LiLle ¡Rock, ¡USA ¡ 3 ¡eHealth ¡Competence ¡Center, ¡University ¡Hospital ¡Regensburg, ¡ Regensburg, ¡Germany ¡

1 ¡

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09/09/11 ¡

Contents ¡

§ State-­‑of-­‑the-­‑Art ¡in ¡represen5ng ¡

  • ntological ¡rela5ons ¡

§ System-­‑oriented ¡approach ¡ § The ¡Generic ¡Component ¡Model ¡(GCM) ¡ § Conclusion ¡

2 ¡

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09/09/11 ¡

Natural ¡language ¡inspired ¡ rela5ons ¡

§ Disease_may_have_finding ¡(NCIT) ¡ § Associated_morphology ¡(SNOMED ¡ CT) ¡ § Achieves_planned_objec5ve ¡(OBI) ¡

3 ¡

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09/09/11 ¡

OBO ¡rela5on ¡ontology ¡(RO) ¡

§ is_a ¡ § part_of ¡ § integral_part_of ¡ § proper_part-­‑of ¡ § located_in ¡ § contained_in ¡ § adjacent_to ¡ § transforma5on_of ¡ § derives_from ¡ § preceded_by ¡ § has_par5cipant ¡ § has_agent ¡ § instant_of ¡ ¡

hLp://obofoundry.org/ro/ ¡

4 ¡

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09/09/11 ¡

Problema5c ¡rela5ons ¡

¡ (Acinic ¡Cell ¡Breast ¡Carcinoma) ¡ Disease_May_Have_Finding ¡(Pain)1 ¡ ¡ ¡ ¡

1 ¡From ¡the ¡Na5onal ¡Cancer ¡Ins5tute ¡Thesaurus; ¡hLp://ncit.nci.nih.gov/ncitbrowser/ ¡ 5 ¡

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System-­‑oriented ¡approach ¡

6 ¡

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09/09/11 ¡

Reformula5on ¡according ¡to ¡a ¡ system-­‑oriented ¡approach ¡

Source: ¡ (Acinic ¡Cell ¡Breast ¡Carcinoma) ¡ Disease_May_Have_Finding ¡(Pain) ¡ ¡ Reformula5on ¡1: ¡ 1) (Acinic ¡Cell ¡Breast ¡Carcinoma) ¡causes ¡ (S5mulated ¡Nocireceptors) ¡ 2) (S5mulated ¡Nocireceptors) ¡lead_to ¡(Pain ¡ Percep5on ¡in ¡Organism ¡1) ¡ 3) (Pain ¡Percep5on ¡in ¡Organism ¡1) ¡is_reported_by ¡ (Organism ¡2) ¡ ¡ ¡

7 ¡

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09/09/11 ¡

Cross-­‑system ¡usage ¡of ¡RO ¡

  • Blastocyst ¡derives_from ¡Zygote1 ¡
  • Blood ¡specimen ¡derives_from ¡Por5on ¡of ¡blood2 ¡
  • Cell ¡lysate ¡derives_from ¡Cell2 ¡
  • Lateral ¡root ¡primordium ¡derives_from ¡pericycle3 ¡
  • Root-­‑derived ¡cultured ¡plant ¡cell ¡derives_from ¡root3 ¡

¡ ¡

1. Smith ¡B, ¡Ceusters ¡W, ¡Klagges ¡B, ¡et ¡al., ¡“Rela5ons ¡in ¡Biomedical ¡Ontologies”, ¡Genome ¡Biology ¡(2005), ¡6 ¡(5), ¡R46. ¡ PMC1175958 ¡ 2. hLp://obi-­‑ontology.org/page/Main_Page ¡ 3. hLp://www.plantontology.org/ ¡

8 ¡

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09/09/11 ¡

Cross-­‑system ¡usage ¡of ¡RO ¡

  • Blastocyst ¡derives_from ¡Zygote1 ¡
  • Blood ¡specimen ¡derives_from ¡Por5on ¡of ¡blood2 ¡
  • Cell ¡lysate ¡derives_from ¡Cell2 ¡
  • Lateral ¡root ¡primordium ¡derives_from ¡pericycle3 ¡
  • Root-­‑derived ¡cultured ¡plant ¡cell ¡derives_from ¡root3 ¡

¡ ¡

1. Smith ¡B, ¡Ceusters ¡W, ¡Klagges ¡B, ¡et ¡al., ¡“Rela5ons ¡in ¡Biomedical ¡Ontologies”, ¡Genome ¡Biology ¡(2005), ¡6 ¡(5), ¡R46. ¡ PMC1175958 ¡ 2. hLp://obi-­‑ontology.org/page/Main_Page ¡ 3. hLp://www.plantontology.org/ ¡

9 ¡

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Generic ¡Component ¡Model ¡ (GCM) ¡

§ Enterprise ¡View ¡-­‑ ¡ captures ¡the ¡real ¡world ¡ business ¡process, ¡in ¡our ¡ case ¡all ¡relevant ¡ biological ¡processes ¡ (physiological ¡and ¡ pathological), ¡biomedical ¡ process ¡and ¡medical ¡

  • processes. ¡

§ Informa4on ¡View ¡-­‑ ¡ captures ¡the ¡ informa5onal ¡expression ¡

  • f ¡the ¡Enterprise ¡View, ¡in ¡
  • ur ¡case ¡the ¡

representa5on ¡in ¡a ¡ terminology ¡or ¡in ¡an ¡

  • ntology. ¡

¡

10 ¡

Domain n Domain 2 Domain 1 System Component Composition System View Business Concepts Relations Networks Aggregations Details

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09/09/11 ¡

Reformula5on ¡according ¡to ¡the ¡ architectural ¡approach ¡

Source: ¡ (Acinic ¡Cell ¡Breast ¡Carcinoma) ¡ Disease_May_Have_Finding ¡(Pain) ¡ ¡ Reformula5on ¡2: ¡ 1) (Enterprise ¡View) ¡Pa5ent ¡has_Part ¡Acinic ¡Cell ¡ Breast ¡Carcinoma ¡ 2) (Informa5on ¡View) ¡Report ¡of ¡Acinic ¡Cell ¡Breast ¡ Carcinoma ¡is_posi5vely_correlated ¡with ¡Report ¡

  • f ¡Pain ¡

3) (Enterprise ¡View) ¡Expecta5on: ¡Pa5ent ¡ experiences ¡Pain ¡

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Conclusion ¡

  • More ¡analysis ¡of ¡rela5ons ¡in ¡reality ¡is ¡
  • needed. ¡ ¡
  • A ¡system-­‑oriented ¡approach ¡(e.g. ¡based ¡
  • n ¡granularity) ¡should ¡be ¡taken. ¡
  • The ¡opportuni5es ¡provided ¡by ¡the ¡

architectural ¡approach, ¡especially ¡ regarding ¡informa5on ¡management, ¡ needs ¡to ¡be ¡explored. ¡

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