NetON: A new tool for discovering the semantic potential of biomedical data in UMLS semantic network

Abstract

Biomedikal alanda üst seviyede model oluşturmak amacıyla tasarlanan Birleştirilmiş Medikal Dili Sistemi (BMDS)'nde bulunan Semantik Ağ (SA) çok sayıda barındırdığı ilişkiler nedeniyle insan yönetimi ve kullanımı açısından karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu nedenle, biomedikal alandaki içeriği modellemede etkili ve değerli bir kaynak olmasına rağmen SA kullanımı sınırlı kalmaktadır.NetON biyomedikal sistemler arasında anlamsal operasyonları desteklemek amacıyla BMDS SA'nın OWL alt dillerine otomatik dönüşümü için tasarlanmış ve oluşturulmuştur. NetON bilgi odaklı çalışmaları desteklemeye aday bir teknoloji olan Semantik Web'teki ilerlemeleri kullanır. SA'da bulunan bilgileri temsil etmek için OWL alt dillerinin kuralları uygulanır. NetON'un en önemli katkısı BMDS SA'yı `OWL Temel Türleri' olarak adlandırılan OWL alt dillerine otomatik dönüşümü için imkan sağlamasıdır. NetON'un amacı SA'dan OWL formatına maksimum bilgi dönüşümünü sağlamaktır. BMDS SA içinde bulunup OWL standardında geçerli olan uygun bir yapı taşı bulunmaması nedeniyle, herhangi OWL Temel Türlerinden birine dönüştürülemeyen tek bilgi ilişkilerdeki miras aktarımını belirleyen notasyon olmuştur.Çıkarım kurallarını kullanarak BMDS SA'da açıkça belirtilen semantik tipler arasındaki ilişkilerden açıkça görünmeyen diğer ilişkilere ulaşmak mümkündür. Ancak, bu ilişkilerin tüm torunlar için geçerli olma zorunluluğunun bulunmadığı unutulmamalıdır. OWL formatında çıkarım yapan herhangi bir yazılımın ya da aracın NetON OWL Temel Türlerini kullanarak yapacağı çıkarımlar miras aktarımını belirleyen notasyon eksikliği nedeniyle yanlış pozitif sonuçları da içinde barındıracaktır. NetON'un ikinci boyutu için geliştirilen algoritmalar çıkarımsal kuralları uygularken miras aktarımını belirleyen notasyon bilgisini de kullanırlar. Bu OWL formatında çıkarım yapan herhangi bir yazılım ya da araç tarafından yapılamayacağından, NetON'un ikinci boyutu ilgili uygulama geliştiriciler için bir çözüm sunar.

The Unified Medical Language System Semantic Network (UMLS SN) being an upper-level abstraction of the biomedical domain has a complex structure due to many relationships, making it difficult for human orientation. Therefore, while the SN is a valuable source for modeling contents of the biomedical domain its usage is limited.NetON was designed and built for the automatic transformation of UMLS SN to OWL sublanguages to support semantic operations between biomedical systems. NetON uses advances in the Semantic Web, a candidate technology for sustaining knowledge intensive tasks. Ontology Web Language (OWL) sublanguage rules are used to represent information in UMLS SN. The major contribution of NetON is the opportunity of automatic transformation of UMLS SN to OWL sublanguages named as OWL Basic Species. The aim of NetON is maximum possible information transformation from UMLS SN. The only information that is not able to be transformed to any OWL Basic Species due to the lack of appropriate constructors in OWL standard is inheritance blockings in UMLS SN.In UMLS SN, there are unseen assertions that can be inferred by using inference rules on explicitly specified assertions which are not essentially valid for all the descendants. Deduction outcomes of any OWL reasoners on NetON OWL Basic Species will also include false positives due to the lack of inheritance blocking information. The algorithms of the second dimension consider the inheritance blocking information while executing inference rules. As this cannot be done by any OWL reasoner, the second dimension offers a solution for application developers.