Modeling and Inference Based on the Semantics of Monitoring of Human Vital Signs

Abstract

This paper contributes with a knowledge representation model of the human vital sign monitoring activity based on Semantic Web specifications for ontologies and Horn-like rules. The proposed model is founded in interviews with intensive care units professionals, medical and nursing literature, and the reuse of existing ontologies. As a result, this work contributes with an ontology describing vital signs, actors and temporal information involved in monitoring, a set of requirements underlying to that model, and dozens of Horn-like rules describing alarms and the respective abnormal values for each vital sign. INTRODUÇÃOUnidades de Terapia Intensiva (UTIs) possuem um aparelho, parametrizado com informações do paciente para monitoramento de seus sinais vitais, chamado monitor multiparamétrico. A maioria desses aparelhos não armazena o histórico de leituras de sinais vitais do paciente e, em função disso, em instantes de tempo pré-definidos, profissionais de enfermagem as registram manualmente em fichas impressas. Portanto, para analisar sinais vitais coletados, médicos recorrer comumente às anotações dessas fichas, sujeitas a erros de registro e de interpretação desses dados.Além disso, os disparos de alarmes, sonoros e/ou luminosos, produzidos por monitores multiparamétricos ocorrem quando há desvios de normalidades dos sinais do paciente, ou problemas técnicos, como a desconexão acidental de sensores ligados a este.Nesse ínterim, a pesquisa descrita neste artigo está inserida no desenvolvimento de uma infraestrutura computacional que possa realizar as mesmas funções de um monitor multiparamétrico, incluindo: (i) a manutenção do histórico de aferições de sinais vitais por paciente para posteriores consultas da equipe de Saúde; (ii) a dedução dos estados de pacientes segundo aferições de cada sinal vital individual; e (iii) a produção de alarmes relacionados aos estados de pacientes em que os sinais vitais não seguem valores considerados normais para a população em geral, ou para um indivíduo em particular.Para que essa infraestrutura possa realizar as funções supracitadas, os autores desenvolveram um modelo de representação de conhecimento de Monitoramento de Sinais Vitais Humanos (MSVH), apoiado no potencial de expressividade e formalidade de especificações recentes de ontologias e regras da Web Semântica.Este artigo descreve o processo de desenvolvimento do modelo MSVH, que inclui um estudo sobre sinais vitais com profissionais de Saúde e a construção e a validação do modelo em si. Ao construir o modelo MSVH, pode-se contribuir não apenas para o desenvolvimento da infraestrutura descrita, mas também de aplicações relacionadas a monitoramento de sinais vitais. DESENVOLVIMENTO DO MODELO 2.1 Delimitação do escopoPara a construção do modelo MSVH foram realizadas reuniões com profissionais da área da Saúde intensivistas de um Hospital Universitário de grande porte de um estado brasileiro, aos quais também foram aplicados questionários elaborados pelos autores deste trabalho. Também foram consultadas literaturas de Me...