Etat de l`art

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Etat de l`art

Unification d’ontologies hétérogènes
pour l’indexation sémantique du compte-rendu
standardisé des examens du patient
Présenté par : Sonia MHIRI
Sous la direction de : Sylvie DESPRES / Ezzeddine ZAGROUBA
CRIP5 – Université Paris V
LIPN – Université Paris XIII
URSIIVA – Institut Supérieur d’Informatique de Tunis
IN S T I TUT
SUPERIEUR
INFORMATIQUE
ISI URSIIVA
• Contexte & problématique
• Solution proposée
• Etat de l’art
• Travaux préliminaires
• Conclusion & perspectives
Contexte
Ingénierie des ontologies
(Construction d’ontologies par réutilisation)
Indexation et recherche d’images par le contenu
(Indexation sémantique)
Imagerie médicale
(Actes ou comptes-rendus des examens du patient)
Problématique
Adapter les comptes-rendus actuels relatifs aux examens
d’imagerie des patients au standard DICOM SR.
(Compte-rendu d’un patient = examens d’imagerie avec commentaires)
Objectif :
− Améliorer la recherche de comptes-rendus numérisés au
sein ou entre les services d’imagerie.
Difficultés :
− Différents spécialistes impliqués (les internes et les experts)
− Différentes formes de recherche (types de requêtes,
points de vue pour la recherche, etc.)
• Etat de l’art
Solution proposée
Indexation du compte-rendu standardisé des
examens du patient tout en prenant en compte
les différents points de vue des spécialistes
Proposition :
− S’appuyer sur une ontologie pour représenter ces
différents points de vue.
− Construire cette ontologie par la réutilisation particulière
d’ontologies existantes.
• Etat de l’art
Etat de l’art (…)

Standard DICOM SR

Indexation et recherche d’images par le contenu
(Content-Based Image Retrieval ou CBIR)

Construction d’ontologies par réutilisation
Etat de l’art (…) – Standard DICOM SR

Standard DICOM (Digital Imaging and COmmunications in Medecine)
- Un des standards d’imagerie médicale (1993)
- Protocole de communication entre équipements d’imagerie médicale
hétérogènes
- Format d’images auxquelles sont associées des méta données
(informations sur l’image + informations administratives du patient +
informations sur la réalisation de l’examen)

Standard DICOM SR (DICOM Structured Reporting)
- Evolution actuelle du DICOM vers le compte-rendu structuré
- Format d’images auxquelles sont associées des méta données plus
complexes suite à des liens entre éléments textuelles et images
(informations sur les observations et les diagnostics)
- Représentation de tous types de comptes-rendus du plus simples au plus
complexes
Etat de l’art (…) – CBIR

Objectifs
- Indexation : Associer à une image un ensemble de descripteurs de son contenu
- Recherche : Retrouver les images similaires suite à la formulation d’une requête

Indexation – Descripteurs / Index
- Index = Ensemble de descripteurs
- Descripteurs de bas niveau ou symboliques
(à valeur suite à un traitement de l’image ¨ couleur, forme, texture…)
- Descripteurs de haut niveau ou sémantiques
(à valeur suite à une interprétation de l’image ¨ objets et relations)

Recherche – Requêtes
- Formes diverses (textuelle, image, croquis…)
- Requêtes hybrides
Etat de l’art (…) – CBIR

Pourquoi une ontologie ? « La sémantique n’est pas inscrite dans l’image »
- Représentation formelle (compréhensible par la machine)
- Réutilisation (connaissances de différents domaines)
- Augmenter la précision de l’indexation
(entités de l’ontologie avec ses relations est moins ambigu que le terme)

CBIR & travaux existants
- Multiples domaines d’applications (art, médecine, ...)
- Travaux nombreux sur le contenu symbolique
- Vers des travaux combinant à la fois les contenus symbolique et sémantique
(Hyvonen et al. (2003), Hu et al. (2003), Behrenbruch et al. (2003),
Golbreich et al. (2006), …)
Etat de l’art (…) – Construction d’ontologies par réutilisation

Ontologie – Définition
« Une ontologie peut être définie comme des spécifications
d’un vocabulaire de représentation pour un domaine partagé
du discours qui peut inclure des définitions de concepts
et des relations entre ces concepts ». [Mezaris & al., 2003]

Construire une ontologie – Comment ?
- Expertise humaine du domaine
- Documentations
- Ontologies existantes

Vocabulaire commun,
partageable et
formel du domaine
Méthodologies existantes
(Pinto et Martins. (2001),
Fernandez, Gomez-Perez et al. (1999),
Uschold et King (1996)… )
Construire par réutilisation – Pourquoi ?
- Nombre croissant d’ontologies existantes
- Temps et expertise humaine économisés
Etat de l’art – Construction d’ontologies par réutilisation

Réutilisation – Quel processus ? (Euzenat et Shvaiko, 2005)
-

Intégration (mise en correspondance, alignement et fusion)
Raffinement / Enrichissement
Translation
Extraction
Réutilisation – Difficultés (Klein, 2001)
- Possibilité de réutilisation
- Hétérogénéité des ontologies existantes
Niveau langage (langages de représentation)
Niveau terminologique (dénomination des entités)
Niveau conceptuel (contenu)
Niveau pragmatique (interprétation contextuelle)
- Degré d’automatisation du processus
• Etat de l’art
Travaux préliminaires (…) – 1ère étape

Modèle de représentation des points de vue des spécialistes
pour la description des examens d’imagerie du patient
Plusieurs points de vue pour décrire
les examens du patient ?
Point de vue contextuel
Description relative au contexte du patient (nom, âge,
poids, types de modalités...)
Point de vue visuel
Description en terme de descripteurs visuels (couleur,
texture, forme, caractéristiques spatiales…)
Point de vue technique
Description relative aux techniques de traitements
d’images (région d’intérêt, zone segmentée, …)
Point de vue anatomique
Description relative à la
fonctionnement des organes
structure
et
au
Point de vue pathologique
Description relative aux observations faites et aux
diagnostics établis (maladies, signes pathologiques…)
Travaux préliminaires (…) – 2ème étape

Construction par réutilisation d’une ontologie pour indexer le
compte-rendu patient standardisé selon plusieurs points de vue
Comment réutiliser ?
- Classification des ontologies existantes qui répondent à
nos besoins (type, domaine ciblé, …)
- Etude des possibilités de réutilisation des ontologies
sélectionnées
- Identification des niveaux d’hétérogénéités

Comment construire ?
Ontologie modulaire résultant de l’unification d’ontologies propres à chacun des
points de vue
Niveau contextuel
Niveau visuel
Niveau technique
Niveau anatomique
Niveau pathologique
Assembla
ge ou coo
pération
possible 1
Ontologie
module 2
Ontologie
module3
Ontologie
module 1
Ontologie
module4
Assemblage ou coopération
possible n
Ontologie
module 5

Comment construire ?
Utilisation de techniques de construction appropriées inter-ontologies
(enrichissement, alignement, fusion, extraction…)
NIVEAUX CONTEXTUEL ou VISUEL ou TECHNIQUE ou ANATOMIQUE ou PATHOLOGIQUE
Te
c
Ontologie 1
existante
Te
c
hn
iq
ue
1
Ontologie 2
existante
hn
iq
ue
n
Ontologie 3
existante
Ontologie …
existante
Ontologie n
existante
Ontologie
module d’un
niveau
Travaux préliminaires – 3ème étape

Un système d’indexation et de recherche de comptes-rendus
patients standardisés doté de 3 modules
MODULE D’ADMINISTRATION
MODULE D’INDEXATION SEMANTIQUE
MODULE DE RECHERCHE
Ontologie
construite
Compte-rendu requête
assisté par
OUTILS D’ADMINISTRATION
on
ati
ult
s
n
Co
Base des comptes-rendus stockés
OUTILS DE RECHERCHE
OUTILS D’INDEXATION
Connexion à la source d’imagerie
Récupération à partir de la source
Stockage dans une base
Gestion de la requête
Calcul des similarités
Visualisation des résultats
Visualisation multiaxiale de l’ontologie
Visualisation des résultats de l’indexation
r
et
éc
u
n
tio
ra
é
p
a
ult
ns
o
C
n
t io
Base des comptes-rendus indexés
et
réc
é
up
r at
ion
Comptes-rendus similaires
à la requête formulée
• Etat de l’art
Conclusion & perspectives

Travaux existants

Travaux en cours

Exploitation du standard DICOM
Visualisation d’images DICOM
(Osiris, NIH Image, DICOM Eye…)
Gestion conventionnelle de bases d’images DICOM
(Icono Tech…)
Exploitation du standard DICOM SR
Perspectives

Expérimentations en imagerie ostéo-articulaire
(comptes-rendus existants, équipements d’imagerie…)