FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS
ANA PAULA SILVA
JULIANA HOHARA DE SOUZA COELHO
UMA ARQUITETURA SEMÂNTICA PARA A
INTEROPERABILIDADE DE SISTEMAS DE E-SAÚDE
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS
2010
ANA PAULA SILVA
JULIANA HOHARA DE SOUZA COELHO
UMA ARQUITETURA SEMÂNTICA PARA A
INTEROPERABILIDADE DE SISTEMAS DE E-SAÚDE
Trabalho de graduação apresentado à
Faculdade de Tecnologia de São José dos
Campos, como parte dos requisitos necessários
para obtenção do título de Tecnólogo em
Banco de Dados.
Orientador: Giuliano Araujo Bertoti, Me
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS
2010
ANA PAULA SILVA
JULIANA HOHARA DE SOUZA COELHO
UMA ARQUITETURA SEMÂNTICA PARA A
INTEROPERABILIDADE DE SISTEMAS DE E-SAÚDE
Trabalho de graduação apresentado à
Faculdade de Tecnologia de São José dos
Campos, como parte dos requisitos necessários
para obtenção do título de Tecnólogo em
Banco de Dados.
_____________________________________________________________
REINALDO GEN ICHIROARAKAKI, Dr.
_____________________________________________________________
ADRIANA DA SILVA JACINTO, Me.
_____________________________________________________________
GIULIANO ARAUJO BERTOTI, Me.
___/___/___
DATA DE APROVAÇÃO
IV
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por todos os momentos vividos durante a trajetória na faculdade e a
paciência e forças dadas para chegar a concluir o curso. Agradeço aos meus pais, Maria
Glória de Souza Campos e Guido Pereira Campos, pela força, carinho e fé depositados em
toda essa longa jornada e, principalmente, a minha mãe pelas inúmeras noites que me esperou
acordada para ouvir as novidades e o andar do curso, que agora tenho orgulho em concluir.
Agradeço ao meu amigo, Alexandre Augusto Vigato, que fez a revisão do Trabalho e mesmo
sem entender nada, pois não é sua área de estudos, se manteve firme e forte para concluir a
leitura. Ao meu amigo Gabriel Barradas, por me escutar em todas as horas e pelas boas
risadas, muito obrigada. Aos meus irmãos e sobrinhos que muitas vezes não puderam contar
comigo em diversos assuntos e mesmo assim estavam presentes para tudo que eu precisasse.
Ao meu namorado, Michael Lima Gonçalves, pela sua paciência e as horas que me ouviu falar
de trabalhos e mais trabalhos e mesmo assim estava lá para me apoiar, muito obrigada meu
amor. Lógico que eu não iria deixar de agradecer meu orientador, Professor, Mestre e grande
amigo, Giuliano Araujo Bertoti, pelas terças feiras de orientações e desorientações e suas
diversas frases de apoio como: “Calma Ana Paula, não precisa ficar nervosa”, para esse
grande homem o meu mais profundo agradecimento. Aos tios da minha amiga Juliana
Hohara, José Roberto e Maria Natividade, por terem me recebido tão bem, feito deliciosos
almoços e me aguentarem durante um ano inteiro de Trabalhos nos finais de semana, muito
obrigada. E não podia faltar uma pessoinha muito especial, a senhorita Hohara, pelas horas
dedicadas, as madrugadas de estudos, as brigas que a mesma me fez evitar, as risadas e as
tristezas, para você minha grande amiga, desejo muitas alegrias e espero que tenha mais
tempo para outras aventuras como esta, muito obrigada por tudo. Também agradeço todos os
outros que estiveram envolvidos diretamente ou indiretamente que não citei, saibam todos que
eu os agradeço do fundo do meu coração e para vocês Deus há de olhar com sua imensa
bondade. Enfim, muito obrigada!
Ana Paula Silva.
V
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus por sua longaminidade, obrigada Senhor porque a sua
benignidade dura para sempre, e Tu tens derramado dádivas imensuráveis sobre minha vida.
Agradeço a minha família pelo apoio, paciência e amor. A minha mãe Marli
Aparecida de Souza pelas orações, palavras de consolo, amizade e longas conversas até a
madrugada, por me ensinar que o mundo não é perfeito, que as pessoas não são perfeitas,
porém o que nos faz pessoas melhores é a capacidade de doar, de não olhar apenas para o
nosso próprio mundo, todavia temos a responsabilidade de ajudar aos necessitados, com o
coração aberto em prol do próximo, embora não devamos esperar nada de ninguém, temos
que ser os primeiros a fazer acontecer, sendo que tudo isso começa quando se acredita em si
mesmo. A minha avó Júlia Maria de Souza pelas orações e pelo amor demonstrado durante
todos esses anos. A meu tio José Roberto Crestanello e minha tia Maria Natividade
Crestanello, que amorosamente me acolheram em seu lar, apoiando tudo quanto propus fazer.
A minha tia Marina de Souza, que me expôs a vários tipos de culturas, apresentado a arte em
suas várias formas, ensinando a ter amor pelo conhecimento. A meus amigos, por
simplesmente existirem em minha vida, por doarem seu tempo e dedicação, mesmo distantes
geograficamente, porém sem pedir nada em troca.
Deixo aqui também o meu muitíssimo obrigada a alguns professores que passaram por
minha vida: a Profª Edmilde de Jesus Soares e a Profª Leila Maria Xavier da Silva, que
mesmo em meio as dificuldades, sempre nos fizeram crer que independente da onde nascemos
ou de nossas origens, podemos nos tornar tudo quanto acreditamos, com esforço e dedicação.
Ao profº Elvis Pereira Martins, por me mostrar o que é ser um verdadeiro mestre, tendo amor
e prazer em ensinar e em passar seus conhecimentos, e que verdadeiros “Jedi” vêem além de
simples ações cotidianas.
Obrigada a minha dupla, Ana Paula Silva, pela dedicação, esforço e persistência nesta
difícil, porém recompensadora jornada. E por fim, e não menos importante, agradeço ao
orientador Me. Giuliano Araujo Bertoti, por acreditar, motivar, ensinar e estar constantemente
presente, obrigada também por ter apresentado este lindo mundo da Web Semântica.
Juliana Hohara de Souza Coelho.
VI
“Se não puder voar, corra.
Se não puder correr, ande.
Se não puder andar, rasteje,
mas continue em frente
de qualquer jeito.”
Martin Luther King
VII
RESUMO
Atualmente, os softwares usados na área da saúde não integram todas as informações de um
paciente, como: medicamentos, exames e prontuários, entre hospitais da rede pública, privada
e outras instituições relacionadas. Além disso, informações como a presença do paciente em
países que passam por epidemias, seriam importantes no seu tratamento, mas também não
estão integradas nos softwares. Estes sistemas de e-Saúde não oferecem para um médico, em
sua primeira consulta com um paciente, seu histórico familiar completo (que foi feito em
outros hospitais), suas viagens, tipos de alimentação já detectados em consultas com
nutricionistas, substâncias alérgicas e outros. Uma possível solução para este problema são os
padrões da Web Semântica conhecidos como ontologias. Eles permitem a interoperabilidade
de informações, ou seja, diferentes softwares de diferentes hospitais e outras instituições de
saúde poderão trabalhar em cooperatividade. O objetivo deste Trabalho é apresentar uma
Arquitetura Semântica para a Interoperabilidade de Sistemas de e-Saúde.
Palavras- chave: e-Saúde, Web Semântica, Serviços Web, Governo Eletrônico, Ontologias.
VIII
ABSTRACT
Currently, the softwares used in health sector do not incorporate all patient informations,
such as drugs, tests and records, among public and private hospitals and other institutions.
Besides, informations as patient presence in countries with epidemics would be important in
their treatment but not incorporate in the software as well. These e-health systems do not
offer to a doctor on his first visit as a patient his complete family history (that was made in
other hospitals), his travels, food types already identified in consultations with nutritionists
and other allergens. A possible solution to this problem is the standards known as the
Semantic Web ontologies. They enable interoperability of information which means different
software from different hospitals and other health institutions can work in cooperativity. The
aim of this work is to present a Semantic Architecture to the Interoperability of e-Health
systems.
Keywords: e-Health, Semantic web, Web Services, e-Government, Ontologies.
IX
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 - Ranking da UNPAN. Utilização do e-Governo pelos países. ............................................ 20
Figura 1.2 - Mapa do projeto piloto nacional. ...................................................................................... 21
Figura 2.1 - Portal de Telessaúde do Rio de Janeiro. ............................................................................ 33
Figura 2.2 - Cartão Nacional de Saúde. ................................................................................................ 33
Figura 3.1 - Exemplo do uso da ontologia FOAF. ................................................................................ 39
Figura 3.2 - Grafo da Ontologia FOAF. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010)............................ 41
Figura 3.3 - Funcionamento da ontologia do tempo. ............................................................................ 42
Figura 3.4 - Grafo da ontologia de tempo. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010). ....................... 43
Figura 3.5 - Grafo da Time Zone Ontology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010). .................... 45
Figura 3.6 - Exemplo do funcionamento da ontologia de comidas. ...................................................... 46
Figura 3.7 - Grafo da Food Ontology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010). ............................. 47
Figura 3.8 - Grafo da POMROntology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010). ........................... 50
Figura 3.9 - Exemplo da ontologia NCIT. ............................................................................................ 53
Figura 3.10 - Exemplo de uso da ontologia GeoNames........................................................................ 55
Figura 3.11 - Arquitetura do Modelo proposto de e-Saúde................................................................... 57
Figura 4.1 - Arquitetura do Protótipo. .................................................................................................. 60
Figura 4.2 - Query em SPARQL. ......................................................................................................... 63
Figura 4.3 - Arquitetura Semântica e o SPARQL. ................................................................................ 65
Figura 4.4 - Exemplo da estrutura de objetos em JSON. ...................................................................... 67
Figura 4.5 - Exemplo da primeira estrutura do JSON: objetos. ............................................................ 67
Figura 4.6 - Exemplo da segunda estrutura do JSON: array. ............................................................... 67
Figura 4.7 - Arquitetura Sesame. .......................................................................................................... 70
Figura 4.8 - Classe JavaBean mapeada................................................................................................. 74
Figura 4.9 - Correspondência entre RDF e JavaBean. .......................................................................... 75
Figura 4.10 - Persistência de um objeto na base de dados. ................................................................... 76
Figura 4.11 - Serialização de um objeto Java. ...................................................................................... 76
Figura 4.12 - Criação de um objeto JavaBean com informações do JSON. .......................................... 77
Figura 4.13 - Recurso que consome dados JSON. ................................................................................ 78
Figura 4.14 - Cadastro de um paciente. ................................................................................................ 79
Figura 4.15 - Consulta de um paciente. ................................................................................................ 80
Figura 4.16 - Endpoint. ........................................................................................................................ 81
Figura 4.17 - Layout do Projeto. .......................................................................................................... 82
Figura 4.18 - Layout Protótipo. ............................................................................................................ 83
Figura A.1 - Relacionamentos entre governos, cidadãos e empresas. ................................................. 112
Figura A.2 - Arquitetura do e-Gif conforme padrão britânico. ........................................................... 115
Figura A.3 - Modelo em camadas do e-Gif v3.3. ............................................................................... 116
Figura A.4 - Fatores de sucesso pela Korea e-Government. ............................................................... 117
Figura A.5 - Funcionamento da Enterprise Architecture Framework. ................................................ 118
Figura A.6 - Gráfico referente à estimativa de cartões de identificação digital na Bélgica. ................ 122
Figura B.1 - Arquitetura de um Projeto Java utilizando o a plataforma Apache Clerezza. ................. 129
Figura B.2 - Tipo de Projeto Maven. .................................................................................................. 130
X
Figura B.3 - Opção Padrão. ................................................................................................................ 131
Figura B.4 - Arquétipos Maven. ......................................................................................................... 131
Figura B.5 - Grupo e Artefato. ........................................................................................................... 132
Figura B.6 - Estrutura do Projeto Maven. ........................................................................................... 132
Figura B.7 - Classe anotada com Jersey. ............................................................................................ 133
Figura B.8 - Configuração do Projeto para bundle. ............................................................................ 134
Figura B.9 - Dependências do Projeto Maven. ................................................................................... 134
Figura B.10 - Repositórios Maven. .................................................................................................... 135
Figura B.11 - Plugins Maven. ............................................................................................................ 136
Figura B.12 - Geração do bundle. ...................................................................................................... 137
Figura B.13 - Bundle. ......................................................................................................................... 137
Figura B.14 - Inicialização da Plataforma Apache Clerezza. ............................................................. 138
Figura B.15 - Página Inicial do Apache Clerezza. .............................................................................. 139
Figura B.16 - Autenticação na Plataforma Apache Clerezza. ............................................................. 139
Figura B.17 - Administração da Plataforma Apache Clerezza. .......................................................... 140
Figura B.18 - Carregar bundle na Plataforma Apache Clerezza. ........................................................ 140
Figura B.19 - Instalação do bundle..................................................................................................... 141
Figura B.20 - Ativação do bundle. ..................................................................................................... 141
XI
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 - Principais classes utilizadas da ontologia FOAF. ............................................................. 40
Tabela 3.2 - Classes da ontologia do tempo. ........................................................................................ 43
Tabela 3.3 - Classes da ontologia do tempo. ........................................................................................ 45
Tabela 3.4 - Classes da ontologia de comidas. ..................................................................................... 47
Tabela 3.5 - Classes da POMROntology. ............................................................................................. 48
Tabela 3.6 - Classes da ontologia NCIt. ............................................................................................... 51
Tabela 3.7 - Classes da ontologia GeoNames. ...................................................................................... 54
Tabela A.1 - Índices de avaliação do portal e-Governo. ..................................................................... 113
Tabela A.2 - Apresentação dos países e seus respectivos e-Gif. ......................................................... 116
XII
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
4CMBR: Comunidade, Conhecimento, Colaboração e Compartilhamento dos
Municípios Brasileiros.
5CQualiBR:
Conhecimento,
Comunidade,
Colaboração,
Compartilhamento
Confiança para Qualidade do Software Público Brasileiro.
ANSI: American National Standards Institute.
API: Application Programming Interface.
B2B: Business to Business.
B2C: Business to Consumer.
BELPIC: Belgian Personal Identity Card.
BID: Banco Interamericano de Desenvolvimento.
CACIC: Configurador Automático e Coletor de Informações Computacionais.
CEP: Código de Endereçamento Postal.
CIS: Comunicação Interativa em Saúde.
CPF: Cadastro de Pessoa Física.
CREMESP: Conselho Nacional de Medicina do Estado de São Paulo.
DAML: DARPA Agent Markup Language.
DAO: Data Access Object.
EA: Enterprise Architecture Framework.
E-GIF: Government Interoperability Framework.
E-GMS: e-Government Metadata Standard.
E-PING: Padrões de Interoperabilidade de Governo Eletrônico.
E-PMG: Padrão de Metadados do Governo Eletrônico.
E-SAÚDE: Saúde Eletrônica.
EUA: Estados Unidos da America.
FINNONTO10: National Semantic Web Ontology Project in Finland.
FOAF: Friend-of-a-Friend.
G2B: Governo para Negócios.
G2C: Governo para Cidadão.
G2G: Governo para Governo.
GCL: Government Category List.
GDSC: Government Data Standards Catalogue.
e
XIII
GELLO: Guideline Expression Language Object Oriented.
GOE: Global Observatory for e-Health.
GPC: Governo para Cidadão.
GPE: Governo para Empresas.
GPGOP: Governo para Governo de Outro País.
GPJ: Governo para Judiciário.
GPL: Governo para Legislativo.
GPM: Governo para Município.
GPMP: Governo para Ministério Público.
GPOI: Governo para Organismo Internacional.
GPTS: Governo para Terceiro Setor.
GPUF: Governo para Estado.
HER-S: Electronic Health Record-Systems.
HL7 CCOW: Health Level Seven Clinical Context Object Workgroup.
HL7 CDA: Health Level Seven Clinical Document Architecture.
HL7 RIM: Health Level Seven Reference Information Model.
HL7 R-MIMS: Health Level Seven Refined Message Information Model.
HL7: Health Level Seven.
HON: Health On the Net Foundation.
HTTP: HyperText Transfer Protocol.
IAS: Identificação, Autenticação e Assinatura.
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
IBM: International Business Machines.
IDABC: Interoperable Delivery of European e-Government Services to Public
Administrations, Business and Citizens.
IDE: Integrated Development Environment.
INPD: Instituto Nacional de Ciência em Psiquiatria do Desenvolvimento para Infância
e Adolescência.
JAR: Java Archive.
JEE: Java Platform Enterprise Edition.
JSON: JavaScript Object Notation.
MCT: Ministério da Ciência e Tecnologia.
NCIt: National Cancer Institute Thesaurus.
NHS: Serviço Nacional de Saúde.
XIV
NPR: National Performance Review.
NUTES: Núcleo de Tecnologia Educacional para a Saúde.
NZ E-GIF: New Zealand Government Interoperability Framework.
OBO: Open Biological and Biomedical Ontologies.
OCL: Object Constraint Language.
ONG: Organização Não Governamental.
ONU: Organização das Nações Unidas.
OSGI: Open Services Gateway Initiative.
OWL: Ontology Web Language.
P&D: Pesquisa e Desenvolvimento.
PDA: Personal Digital Assistants.
PEP: Prontuário Eletrônico do Paciente.
PHP: Hypertext Preprocessor
POM: Project Object Model.
PS: Profissionais em Saúde.
RDF(S): RDF Schema.
RDF: Resource Description Framework.
RDFa: Resource Description Framework in attributes.
RES: Registro Eletrônico de Saúde.
REST: Representational State Transfer.
RHEMO: Rede de Colaboração Virtual por Videoconferência para Hemorrede
Brasileira.
RQL: RDF Query Language.
SAE: Sistematização da Assistência em Enfermagem.
SAIL: Storage And Inference Layer.
SDF-E: e-Services Development Framework.
SEMANTICGOV: Semantic Government.
SEMIC.EU: Semantic Interoperability Centre Europe.
SPARQL: SPARQL Protocol And RDF Query Language.
SUS: Sistema Único de Saúde.
TI: Tecnologia da Informação.
TICs: Tecnologias de Informação e Comunicação.
TSC: Technical Standards Catalogue.
TTAS KO: Telecommunication Technology Association Standard Korea.
XV
UML: Unified Modeling Language.
UNPAN: Rede de Administração Pública das Nações Unidas.
URI: Uniform Resource Identifier.
URL: Uniform Resource Location.
W3C: World Wide Web Consortium.
WAP: Wi-Fi Protected Access.
WHO: World Health Organization.
XHTML: Extensible Hypertext Markup Language.
XML: Extensible Markup Language.
XVI
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 19
1.1.
Motivação ............................................................................................................................. 19
1.2.
Problema .............................................................................................................................. 21
1.3.
Proposta de Solução ............................................................................................................. 21
1.4.
Organização do Trabalho...................................................................................................... 22
2
E-SAÚDE ............................................................................................................................. 23
2.1.
O que é e-Saúde? ................................................................................................................. 23
2.2.
Prontuário Eletrônico........................................................................................................... 27
2.3.
Interoperabilidade Semântica em Sistemas de e-Saúde ....................................................... 28
2.4.
Iniciativas no Mundo ........................................................................................................... 28
2.5.
Iniciativas no Brasil ............................................................................................................. 31
2.6.
Health Level Seven .............................................................................................................. 34
3
MODELAGEM DA ARQUITETURA SEMÂNTICA ..................................................... 37
3.1.
Web Semântica .................................................................................................................... 37
3.2.
Ontologia ............................................................................................................................. 38
3.2.1.
FOAF .................................................................................................................................. 39
3.2.2.
Time Ontology ..................................................................................................................... 41
3.2.3.
Time Zone Ontology ............................................................................................................ 44
3.2.4.
Food Ontology..................................................................................................................... 45
3.2.5.
POMROntology................................................................................................................... 48
3.2.6.
NCI Thesaurus Ontology ..................................................................................................... 51
3.2.7.
GeoNames Ontology ........................................................................................................... 53
3.3.
Modelagem do Estudo de Caso ........................................................................................... 55
4
PROTÓTIPO DE UTILIZAÇÃO DA ARQUITETURA SEMÂNTICA........................ 59
4.1.
Arquitetura do Protótipo ...................................................................................................... 59
4.2.
Tecnologias Utilizadas ........................................................................................................ 61
4.2.1.
OWL 2................................................................................................................................. 61
4.2.2.
RDF ..................................................................................................................................... 62
4.2.2.1. RDFBEANS ......................................................................................................................... 64
4.2.3.
SPARQL ............................................................................................................................. 64
4.2.4.
Clerezza ............................................................................................................................... 65
XVII
4.2.5.
JSON ................................................................................................................................... 66
4.2.5.1. JSON-SIMPLE ..................................................................................................................... 68
4.2.6.
REST ................................................................................................................................... 68
4.2.6.1. RESTFUL ............................................................................................................................ 69
4.2.7.
Sesame ................................................................................................................................ 70
4.2.8.
OSGI ................................................................................................................................... 71
4.2.9.
MAVEN .............................................................................................................................. 72
4.2.10.
Plataforma de Desenvolvimento Eclipse ............................................................................. 73
4.3.
Desenvolvimento do Protótipo ............................................................................................ 74
4.4.
Estudo de Caso .................................................................................................................... 78
5
CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 85
5.1.
Contribuições e Conclusões ................................................................................................. 85
5.1.1.
Publicação ........................................................................................................................... 86
5.2.
Trabalhos Futuros ................................................................................................................ 86
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 88
APÊNDICE A: GOVERNO ELETRÔNICO ................................................................................. 110
A.1.
O que é e-Governo? ........................................................................................................... 110
A.1.1.
Tipos de e-Governo ........................................................................................................... 111
A.2.
Índices de Avaliação do e-Governo pela ONU .................................................................. 112
A.3.
Framework para Interoperabilidade no e-Governo ............................................................ 114
A.4.
Melhores práticas utilizando e-Gif como base de desenvolvimento .................................. 115
A.4.1.
Nova Zelândia ................................................................................................................... 116
A.4.2.
República da Coréia .......................................................................................................... 117
A.5.
Dados Abertos ................................................................................................................... 119
A.5.1.
Dados Governamentais Abertos ........................................................................................ 119
A.6.
Interoperabilidade Semântica ............................................................................................ 120
A.7.
Iniciativas no Mundo ......................................................................................................... 120
A.7.1.
MySociety ......................................................................................................................... 123
A.7.2.
Apps for Democracy.......................................................................................................... 124
A.8.
Iniciativas no Brasil ........................................................................................................... 124
A.8.1.
4CMBR ............................................................................................................................. 126
A.8.2.
5CQualiBR ........................................................................................................................ 126
A.8.3.
E-Ping................................................................................................................................ 127
APÊNDICE B: EXPERIÊNCIAS COM A TECNOLOGIA CLEREZZA .................................. 129
XVIII
B.1.
Desenvolvimento com Apache Clerezza ........................................................................... 129
19
1
INTRODUÇÃO
1.1.
Motivação
A base para a posterior conceituação do e-Governo foi inicialmente abordada pelo
jornalista David Osborne em conjunto com Ted Gaebler em 1992 com o livro “Reinventing
Government”. Esta reinvenção exigiu a reforma estatal e a mudança cultural na administração
pública norte-americana, onde se tornou importante disponibilizar os serviços de forma
eficiente para população em geral (PENTEADO FILHO, 1998).
No Brasil, o e-Governo formalizou-se com a Portaria da Casa Civil nº 23 de 12 de
maio de 2000 e com estabelecimento do Comitê Executivo de Governo Eletrônico através do
Decreto de 18 de outubro de 2000. Segundo este, o e-Governo age como uma ferramenta de
mudança para aproximação entre o governo e a sociedade. O e-Governo brasileiro se
caracteriza por ações de padronização de portais federais e interoperabilidade sobre estes,
porém a riqueza de dados ainda não é aproveitada de forma efetiva, pois não há ligação entre
as várias áreas do governo, a fim de ter um centro de buscas e cruzamento de dados
(GOVERNO FEDERAL, 2010).
Entretanto, as ações brasileiras ainda não elevaram o nível de participação no eGoverno, garantindo ao Brasil o 61º lugar no ranking da Rede de Administração Pública das
Nações Unidas (UNPAN) no ano de 2010, decaindo assim dezesseis posições em comparação
ao ano de 2008, enquanto no atual ranking a República da Coréia conquistou a 1ª colocação
seguida dos Estados Unidos (UNPAN, 2010). O ranking tem como forma de avaliação dois
princípios: o estado de prontidão e-Governo e a extensão da e-Participação. A Figura 1.1
apresenta o atual ranking.
20
Figura 1.1. Ranking da UNPAN. Utilização do e-Governo pelos países.
Fonte: UNPAN, 2010.
O e-Governo deve utilizar o e-Saúde para oferecer assistência hospitalar para todos os
usuários principalmente os mais carentes e que vivem em locais de difícil acesso, para o
monitoramento à distância dos focos de doenças e a redução de custos na saúde pública, de
modo que essa nova área vem crescendo no Brasil. Atualmente o foco na utilização de
tecnologias na área de saúde aumentou devido aos eventos previstos para acontecer no país,
como a Copa do Mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016, levando o país a se preocupar com
todos os atendimentos que serão oferecidos aos turistas do mundo inteiro, principalmente no
que se diz respeito à saúde pública.
Com eventos de grande porte a poucos anos de ocorrerem, o Brasil conta ainda com
projetos pilotos que tiveram início no ano de 2007 e que encontram- se divididos em nove
núcleos situados em universidades no Amazonas, Ceará, Pernambuco, Goiás, Minas Gerais,
Rio de Janeiro, São Paulo, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, e que conseguem atender 900
municípios brasileiros, dando assistência a 11 milhões de habitantes, comparado aos 5.561
municípios brasileiros e a população de 169.799.170 segundo dados do Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE), ainda existe um grande caminho a ser percorrido para
alcançar melhores resultados e melhorar a saúde pública brasileira (IBGE, 2010),
(TELESSAUDE BRASIL, 2010), (TELESSAUDE SÃO PAULO, 2010). A Figura 1.2
representa a situação do projeto piloto.
21
Figura 1.2. Mapa do projeto piloto nacional.
Fonte: Telessaude Brasil, 2010
1.2.
Problema
Desenvolver uma Arquitetura Semântica para a Interoperabilidade de Sistemas de eSaúde.
1.3.
Proposta de Solução
Uma possível solução para este problema são os padrões da Web Semântica
(BERNERS-LEE, 2001), como Ontologias (HEBELER, 2009) e Serviços Web Semânticos
(RICHARDSON, 2007). Eles permitem a interoperabilidade de informações, ou seja,
diferentes softwares de diferentes hospitais e outras instituições de saúde poderão trabalhar
em cooperação. O primeiro passo para o desenvolvimento da Arquitetura Semântica proposta
neste Trabalho é avaliar as Ontologias disponíveis e definir quais serão utilizadas. O segundo
passo é a definição da Arquitetura Semântica, que descreve como as Ontologias se relacionam
22
entre si. A combinação destas resultará no ciclo em que o paciente passa desde a consulta até
possíveis intervenções cirúrgicas. O terceiro passo é a implementação de um protótipo de
Serviço Web Semântico para o acesso distribuído aos dados.
1.4.
Organização do Trabalho
Este Trabalho está organizado da seguinte forma:
a) O Capítulo 2 aborda o e-Saúde tais como seus conceitos, as formas que o eSaúde é apresentado, normas técnicas para a utilização e algumas tecnologias.
b) O Capítulo 3 aborda as ontologias que serão utilizadas para o desenvolvimento
da Arquitetura Web Semântica e como será feita a modelagem desta
arquitetura.
c) O Capítulo 4 aborda o desenvolvimento do protótipo e as tecnologias
empregadas.
d) O Capítulo 5 apresenta as considerações finais deste Trabalho.
23
2
E-SAÚDE
O presente capítulo abordará o conceito de e-Saúde, conhecido como e-Health, e as
iniciativas pelo Mundo e no Brasil, explicando e descrevendo as principais atividades que
utilizam da tecnologia da informação na área da saúde.
Este capítulo está dividido como se segue: a seção 2.1 aborda sobre o conceito de eSaúde e as responsabilidades necessárias para a abertura de um sistema de e-Saúde, a seção
2.2 apresenta o prontuário eletrônico e seu funcionamento, a seção 2.3 trata da
Interoperabilidade Semântica em sistemas de e-Saúde, a seção 2.4 apresenta as iniciativas no
mundo e os sistemas que estão sendo utilizados, a seção 2.5 apresenta as iniciativas do Brasil
e a seção 2.6 aborda sobre o Health Level Seven para a padronização de troca de mensagens.
2.1.
O que é e-Saúde?
O e-Saúde, e-Health em inglês, é o conjunto de atividades utilizando tecnologia da
informação e afins para área de saúde, sendo estas efetivadas através de voluntários,
empresas, ONGs e profissionais de saúde. A Comunicação Interativa em Saúde (CIS) é o
software que fará o acesso ou a transmissão das informações da área de saúde, criando assim a
interface para permitir a interação, seja do paciente ou profissional da área médica, através da
tecnologia de comunicação ou dispositivos eletrônicos (ENG, 1999).
Hoje, milhares de pacientes estão insatisfeitos com o pouco tempo que passam com o
médico e as informações que recebem desses. Pela ampliação da área médica, tornando-se
complexa, é natural que com o passar do tempo, a medicina não possa ser de responsabilidade
apenas do medico, e nem este ser o centro do sistema de saúde. Não é possível para o médico
acompanhar o paciente em todas as suas fases, por causa da quantidade de pacientes que tem e
também pela estrutura dos sistemas de saúde atuais que não mantém muitos recursos para
isso. O médico também não tem tempo para acompanhar as pesquisas e desenvolvimentos
médicos para a sua especialidade. É nesta situação que surge o e-Paciente, em inglês ePatient, termo que identifica indivíduos que buscam nos meios eletrônicos, informações de
24
saúde para si, ou para a família e amigos, originando assim os novos consumidores da área da
saúde. (SIEGEL, 2009), (WHITE PAPER, 2010), (SOARES, 2004).
Dos que utilizam a Internet, oitenta por cento pesquisam alguma questão médica,
sendo que destas, as que têm doenças raras ou difíceis são os pesquisadores mais
determinados. Aqueles que se frustram com o sistema, muitas vezes começam seus próprios
sites e ONGs para compartilhar experiências, pesquisas e recomendações médicas e qualquer
outra coisa que possa apoiar a causa. O interessante é que nestas comunidades, é possível para
alguns médicos, em suas pesquisas, identificar seres humanos em condições específicas,
podendo aprender com estes. Assim os e-Pacientes estão se tornando fornecedores de
informações em saúde (SIEGEL, 2009).
Com o e-Saúde os cidadãos têm cuidados mais acessíveis, assim tendo integridade,
precisão, acesso a informações pessoais, sendo tudo isso disponibilizado remotamente,
possibilitando o acompanhamento automatizado do estado de saúde. Para os prestadores de
serviços oferece ferramentas de apoio a tomada de decisão, assim como acesso a uma base de
dados melhorada para as decisões de tratamento, tornando o atendimento mais eficiente. Os
gestores de saúde podem ter acesso a informações completas, refletindo em uma forma mais
eficaz de acompanhar os resultados sobre a saúde da população, as decisões de investimento e
programas de pesquisas (ACT HEALTH, 2010).
O e-Saúde, junto com a Internet tornou-se uma ferramenta incrível na troca de
informações de pacientes, médicos e unidades hospitalares e, com isso, trouxe benefícios tais
como (COSTA, 2001):
a) Pacientes mais informados, fazendo com que a equipe médica trabalhe de
forma eficiente no atendimento.
b) Troca de informações e controle da gestão administrativa entre os planos de
saúde e os prestadores de serviços (médicos, hospitais, laboratórios, etc.).
c) Nova forma de relacionamento entre paciente, médicos e os prestadores de
serviços.
d) Colabora com a indústria farmacêutica, onde esta tem contato direto com
usuário final.
25
É possível classificar o e-Saúde em cinco partes de acordo com a aplicação da Internet
na área de saúde, são estas:
a) Conteúdo (Content): são os sites para pacientes e profissionais da área de saúde
contendo artigos, tabela de doenças e sintomas, noticias, entre outros assuntos.
b) Comércio (Commerce): aplicam-se aqui Empresas para Consumidores (B2C)
ou Empresas para Empresas (B2B) tratando de vendas diretas (remédios,
serviços, planos de saúde) para empresas ou cliente final.
c) Servidores de Aplicativos (Computer- Applications): são os servidores
voltados para a área de saúde, aqui encontramos o Prontuário Eletrônico dos
Pacientes e outros aplicativos existentes.
d) Conectividade (Connectivity): trata das trocas de informações.
e) Cuidados à Saúde (Care): são os serviços que utilizam a Internet, como a
telemedicina, que através de vídeo conferências é possível levar informações
sobre cuidados médicos para os pacientes em lugares de difícil acesso e o
m-Saúde que traz como renovação o acompanhamento hospitalar de pacientes
através de dispositivos móveis como o celular, e outros aplicativos que
utilizam da Internet para chegar aos clientes.
Para acompanhar e garantir a divulgação do e-Saúde, conselhos nacionais e
internacionais criaram normas e regras a fim de padronizar e garantir a utilização dos códigos
de condutas a serem utilizados pelos sites de e-Saúde, de forma que estes sites possam passar
toda a confiabilidade e credibilidade para poder funcionar. Um exemplo de conselho
internacional é Health On The Net Foundation (HON) que é uma organização não
governamental criada em 1995 e vinculada ao Conselho Econômico e Social das Nações
Unidas, sendo umas das referências mais antigas para normas de sites e-Saúde, suas principais
normas são: autoridade, complementaridade, confidencialidade, atribuição, justificativas,
informações para contato e transparência na auditoria, honestidade da publicidade e da
política editorial. Somada a esses princípios existe também a fiscalização anual dos sites que
seguem o HONcode (HON, 2010).
No Brasil, contamos com o “Manual de Princípios Éticos para Sites de Medicina e
Saúde na Internet”, publicado pelo Conselho Nacional de Medicina do Estado de São Paulo
26
que visa proteger o consumidor e os profissionais da saúde (CREMESP, 2010). Nesse manual
são tratados como essências para os sites os seguintes princípios:
a) Transparência: toda informação divulgada tem que ser posta de forma
transparente e pública, como também o objetivo do site tem estar claro, isto é,
mostrar qual o propósito do site, como exemplo, site educativo, sem fins
lucrativos ou para vendas. É obrigatória a apresentação dos nomes dos
responsáveis (diretos e indiretos) como também dos seus patrocinadores.
b) Honestidade: a verdadeira intenção do site tem que ser apresentada de forma
que não haja nenhuma intenção oculta.
c) Qualidade: todas as informações de saúde apresentadas no site devem ser
exatas e atualizadas, sendo de fácil entendimento e com linguagem objetiva e
tudo deve estar cientificamente fundamentado. Caso seja oferecido dicas ou
aconselhamento de saúde, essas deverão ser feitas por um profissional
qualificado.
d) Consentimento Livre e Esclarecido: para a solicitação e divulgação dos dados
pessoais, tudo deverá ser feito com o consentimento livre e esclarecido dos
usuários que devem ter clareza sobre o que esta sendo feito. É obrigatório que
seja divulgado no site os possíveis riscos sobre a divulgação dos dados como a
perda da privacidade.
e) Privacidade: todos têm o direito de privacidade de seus dados pessoais e os de
saúde, o site deverá deixar claros seus mecanismos de armazenamento e
segurança para evitar o uso indevido dos dados.
f) Ética Médica: os profissionais da saúde e as instituições cadastradas no
CREMESP e que possuem sites na Internet deverão seguir as normas éticas e
os códigos para regulamentação.
g) Responsabilidade e Procedência: é necessária que seja atribuído a um dos
responsáveis pelo site a responsabilidade legal e ética pelas informações,
produtos e serviços de medicina divulgados na Internet, podendo sofrer ação
judicial em caso de violação dos termos propostos pelo manual.
27
2.2.
Prontuário Eletrônico
O preenchimento do prontuário médico de papel é uma prática comum no meio
hospitalar e é conhecida a centenas de anos, essa prática é utilizada atualmente em muitos
hospitais e consultórios médicos, onde o profissional da saúde registra o atendimento do
paciente, porém essa prática resulta em informações duplicadas, falta de troca de informações
e o meio de armazenamento que pode levar ao extravio dos documentos, desta forma o
prontuário médico de papel não é um registro completo, pois cada profissional em seu
consultório ou hospital mantêm um registro de um mesmo paciente (MARTHA, 2005),
(COSTA, 2001).
Com as dificuldades apresentadas pela utilização do prontuário de papel e com o
surgimento de necessidades como troca de informações, facilidade nas buscas das
informações e a segurança do armazenamento, foi então desenvolvido o Prontuário Eletrônico
do Paciente (PEP) com o objetivo de melhorar e controlar os dados sobre o paciente. Para um
sistema ser considerado PEP é necessário possuir requisitos como: utilização de padrões,
facilidade de navegação, disponibilidade de acesso, interoperabilidade, auxílio na tomada de
decisão, geração de relatórios, controle de acesso e facilidade de treinamento e implantação
(GUBIANI, 2003).
A utilização do PEP traz vantagens como agilidade no atendimento, acesso fácil às
informações, facilidade para efetuar consultas coletivas, segurança e legibilidade já que no
prontuário de papel muitas vezes é difícil a leitura do documento, porém só é possível obter
essas vantagens se fatores como escopo, tempo de armazenamento, representação dos dados e
terminais de acesso estiverem sendo usado, caso contrário sua utilização será falha. Existem
também desvantagens que o PEP pode trazer tais como sigilo das informações, já que alguns
sistemas são proprietários e não compartilham informações com outros sistemas, custo de
implantação, vírus e a necessidade de treinamento para os usuários do sistema (COSTA,
2001).
28
2.3.
Interoperabilidade Semântica em Sistemas de e-Saúde
Com a possibilidade de vincular os sistemas de saúde com metadados, tornamos
possível a troca de informações entre sistemas, de modo que estes podem auxiliar em uma
segunda opinião ou até mesmo através de uma base de dados fornecerem informações do
paciente ou doenças para o profissional de saúde. Mas ao abordamos esse assunto nos
deparamos com os problemas que eles trazem tais como a utilização de ontologias diferentes,
já que não existe um padrão específico para a área da saúde e as diferenças de tecnologia
existente entre os países, como o investimento em pesquisas e tecnologias em países do
chamado primeiro mundo e outros países que ainda estão no começo de estudos e
desenvolvimento (PIRES, 2010).
Para trabalhar semanticamente na Web, nos deparamos com vários aplicativos que
fazem uso do RDFa (Resource Description Framework - in - attributes) proposto pelo W3C e
que usa atributos em elementos metalink, permitindo fazer marcadores XHTML com
semântica de modo que se possam extrair triplas RDF (Resource Description Framework) de
outros documentos e OWL (Web Ontology Language) que permite a representação das
ontologias na Internet em formato de documentos. Essa combinação permite que pessoas ou
softwares possam contribuir com mais informações e, tão logo, obter informações já
cadastradas e que possam ser compreendidas e utilizadas claramente por todos (GUBIANI,
2003).
2.4.
Iniciativas no Mundo
Em maio de 2005, na 58ª Assembléia da WHO (Organização Mundial da Saúde), foi
estabelecido que e-Saúde seria uma Estratégia da WHO, e que ela serviria como base para que
a Organização pudesse apoiar todas as nações- membro. Ainda em 2005, a mesma WHO
criou o Global Observatory for eHealth (GOe), cuja tarefa inicial foi executar a primeira
Pesquisa Global sobre e-Saúde. Participaram da pesquisa noventa e três países, e desses,
apenas quarenta e oito por cento responderam a pesquisa, afetando assim o resultado final já
29
que não houve participação de todos para trazer os dados reais da utilização do e-Saúde no
mundo (WHO, 2010).
O formato de toda a informação sobre saúde na Internet na maior parte é texto,
podendo ser encontrada em blogs, artigos de revistas online, comentários, comunidades
online, entre outros. Há também serviços online onde pacientes podem armazenar seus dados
de saúde, porém não tem muita dinâmica e ainda não estão muito desenvolvidos, é nisto que
entra a Web Semântica. Nela é possível, utilizando conjuntamente tecnologias, como a
Pillbox Smart (MIT, 2010) acompanhar o paciente, já que esta atualiza as informações do
prontuário médico enviando dados dos remédios retirados da caixa e o horário, de forma que
o médico se mantenha informado sobre o paciente. Com isto, o sistema auxilia o médico no
ajuste dos medicamentos ou a internar o paciente quando necessário. Esta comunicação entre
o médico e o paciente durante o tratamento, pode evitar uma semana de recaídas. Esse
acompanhamento em tempo real vem através do armazenamento utilizando ontologias em
comum em todos os sistemas, fazendo com que a interoperabilidade seja possível.
Desde 1995 já existem as Pillbox Smarts, que contém a quantidade específica de um
medicamento para um paciente, e a cada vez que este a utiliza, a própria caixa envia para o
médico as informações do horário e o remédio que o paciente ministrou naquele momento.
Esta caixa pode ser utilizada, por exemplo, para monitorar a glicose em um paciente
diabético, esta faz várias leituras no dia e pergunta para o paciente quanto de insulina este
consumiu, como está se sentindo, sendo que balanças digitais e termômetros irão alimentar o
registro eletrônico de saúde. Outro tipo de instrumento de controle semântico existente são os
cobertores que gravam e transmitem dados da pulsação de um paciente.
O governo dos Estados Unidos está disponibilizando online uma versão beta da
ferramenta Pillbox, protótipo de sistema de identificação de pílula, que terá como objetivo
permitir busca na base de dados sobre uma pílula, descrevendo cor, forma, código da
letra/número impresso. O projeto também deseja disponibilizar uma forma de qualquer
pessoa, tire uma foto da pílula, e a ferramenta identifique automaticamente. O sistema visa
atender médicos de emergência, primeiros socorros, outros prestadores de cuidados de saúde,
funcionários do Centro de Controle de Intoxicações, e os cidadãos. Assim que a pílula é
identificada, formações adicionais são incluídas como marca, nome genérico, ingredientes,
entre outras informações (PILLBOX, 2010).
30
Um único prontuário central do paciente, acessível pela Internet, e de alcance
nacional, é denominado Registro Eletrônico de Saúde (RES), já o Prontuário Eletrônico é o
registro dos eventos de saúde do paciente, controlado e mantido por cada organização de
saúde, logo em nível local. O RES serve também para registro das ações dos Profissionais em
Saúde (PS), e possibilita que todas as Organizações de Saúde acessem um mesmo prontuário
do paciente, e neste fariam novas anotações. Algumas vantagens do RES é melhorar a tomada
de decisão e a economia de custos, já que este possibilita a reutilização de resultados de
exames, ajudando a diminuir a duplicidade dos dados (WAINER, 2008).
Na Inglaterra, o Serviço Nacional de Saúde (NHS) é o maior empregador na Europa,
tendo seiscentas organizações prestadoras de serviços NHS e mais de trinta e cinco mil
diferentes tipos de tratamentos. Este é responsável pelo Registro Eletrônico Nacional de
Saúde, sob a forma do Serviço de Registro (NHS CRS), que é um plano com objetivo de
oferecer um serviço centrado no paciente, permitindo a este mais escolha sobre onde e quando
ele será tratado. Os dois elementos fundamentais deste plano são o Registro Detalhado (nível
local) e o Registro de Resumo dos Cuidados (nível nacional). Para o Programa Nacional de
TI, há um número do NHS, sendo este um identificador exclusivo do cidadão que permite
compartilhar informações do paciente. Em sessenta anos de vida do NHS é a primeira vez que
informações sobre os pacientes serão móveis, como os mesmos. O Serviço de Registro dos
Cuidados irá ligar médicos e comunidades em um único sistema nacional que liga os
pacientes de diversas partes do Sistema Único de Saúde (SUS) por via eletrônica, permitindo
que os funcionários autorizados do NHS e os pacientes possam acessar informações
importantes para tomada de decisões. Os pacientes também poderão acessar seu registro de
resumo dos cuidados utilizando o site "healthspace" (IFHRO, 2010).
Em maio de 2010, o governo Australiano, através do Ministério da Saúde, firmou o
plano que dentro de dois anos irá mudar a prestação de cuidados de saúde deste país. O
objetivo é criar o Registro Eletrônico de Saúde, permitindo que os cidadãos possam acessar
seu histórico médico e também reduzir o desperdício e a duplicação de dados. Para efetivar o
plano será investido um total de 466,7 milhões dólares (AUSTRÁLIA E-SAÚDE, 2010).
O governo da Estônia tem uma infraestrutura técnica nacional, chamada de X-Road,
que é uma plataforma para o processamento de dados seguros, conexão de todos os bancos de
dados do setor público e troca de informações. Soluções como assinaturas digitais e
31
autenticação de cartões de identificação tem seu uso regulamentado pela legislação nacional.
Estes desenvolvimentos estão na base da implementação de políticas setoriais, como a criação
de um registro eletrônico nacional de saúde, que teve como objetivo desenvolver um banco de
dados nacional, a fim de facilitar o intercâmbio de documentos digitais e informações
médicas, até então disponíveis apenas em bases de dados locais e sistemas de informação que
não foram capazes de se comunicar uns com os outros. Em 2005, foi lançado um novo
conceito de saúde através de quatro projetos: Registro Eletrônico de Saúde (RES), Imagens
Digitais, Registro Digital e Prescrição Digital. O resultado destes projetos é o Registro
Eletrônico de Saúde lançado em dezembro de 2008, tornando a Estônia o primeiro país a
implementar o RES em todo o território nacional (ESTÔNIA, 2010), (BOS, 2010).
2.5.
Iniciativas no Brasil
O Brasil conta atualmente com iniciativas na área de e-Saúde como o portal da
Telessaúde do Brasil, www.telessaudebrasil.org.br, que mantêm núcleos de saúde em diversos
estados brasileiros, como exemplo, o Núcleo de Tecnologia Educacional para a Saúde
(NUTES) de Pernambuco, que é dedicado a pesquisa e desenvolvimento de sistemas voltados
à saúde e conta com serviços de videoconferência, Web conferência e streaming que são
vários vídeos explicativos que abordam a prevenção de doenças e os cuidados básicos de
saúde para orientação da população. O NUTES possui o total de trinta e sete projetos no
momento, estando estes em andamento e alguns já finalizados como SAE – Sistematização da
Assistência em Enfermagem e o Infravida – Infraestrutura de vídeo digital para aplicações de
telemedicina (TELESSAUDE BRASIL, 2010), (NUTES, 2010).
O Projeto para Implantação de uma Rede de Colaboração Virtual por
Videoconferência para Hemorrede Brasileira (RHEMO) ainda em desenvolvimento pelo
NUTES e financiado pelo Ministério da Saúde, conta com um Web site para criar uma rede de
colaboração utilizando-se de videoconferência para serviços públicos de hemoterapia e
hematologia do país fazendo com que a troca de informações entre as unidades e a gestão do
conhecimento sejam mais eficazes. Os resultados esperados são: melhoraria na qualidade dos
serviços prestados e na comunicação, integração dos hemocentros, redução dos custos e
incentivo a utilização de ferramentas de T.I (RHEMO, 2010).
32
Outro projeto apresentado pelo NUTES é o de Telepsiquiatria – Desenvolvimento e
Aplicações da Telemedicina na Psiquiatria sendo parte do subprojeto do Instituto Nacional de
Ciência em Psiquiatria do Desenvolvimento para Infância e Adolescência (INPD) com o
objetivo de oferecer suporte e assistência por videoconferência para o ambiente HealthNet
que pode ser acessado remotamente. O Sistema INPD traz o projeto Prevenção que
acompanha crianças em período escolar nas escolas estaduais de Porto Alegre e São Paulo,
buscando entender o desenvolvimento destas crianças que possuem alto e baixo risco para
problemas de saúde mental (INPD, 2010).
No Núcleo de Telessaúde de São Paulo é apresentado o projeto Homem Virtual
iniciado em 2003, que traz a partir do conhecimento na área de computação gráfica e na área
de saúde o desenvolvimento de diversas imagens tridimensionais das estruturas do corpo
humano apresentando de maneira objetiva e detalhada todo o funcionamento do corpo
humano. O projeto é dividido em diversas áreas contando com profissionais da área de design
digital a médicos e outros profissionais da saúde. O resultado desse projeto é uma ferramenta
Web de e-Saúde para orientação aos pacientes, treinamentos dos profissionais de saúde e da
população em modo geral (PROJETO HOMEM VIRTUAL, 2010).
Iniciativas como o encontro promovido pela equipe do Telessaúde do Núcleo Rio de
Janeiro, realizada no mês de outubro deste ano, traz esclarecimentos da utilização do portal de
telessaúde e suas ferramentas, bem como a forma dos profissionais de saúde realizar novas
solicitações de unidades de telessaúde. O portal divulga informações importantes aos
cuidados da saúde primária e cria uma rede de comunicação através de um sistema de
consultoria e segunda opinião educacional on-line e off-line (NÚCLEO TELESSAÚDE RJ,
2010). A Figura 2.1 apresenta o portal de Telessaúde do Núcleo Rio de Janerio.
33
Figura 2.1. Portal de Telessaúde do Rio de Janeiro.
Fonte: NÚCLEO TELESSAÚDE RJ, 2010
O Ministério da Saúde deve coordenar a adoção do Registro Eletrônico de Saúde
(RES) no Brasil. O Cartão Nacional de Saúde é a base estratégica para o Sistema Nacional de
Informação em Saúde. A Figura 2.2 apresenta o modelo do Cartão Nacional de Saúde:
Figura 2.2. Cartão Nacional de Saúde.
Fonte: REGISTRO ELETRÔNICO, 2010
O Cartão Nacional de Saúde é constituído pelo cadastro, cartão do usuário, cartão do
profissional em saúde, infraestrutura de informação e telecomunicação e aplicativos
desenvolvidos especificamente para o sistema do Cartão Nacional de Saúde. Desde 1996, está
34
prevista pela Norma Operacional Básica do SUS a implantação do cartão, porém só em 1999
foi iniciado. O projeto piloto, financiado pelo Banco Interamericano de Desenvolvimento
(BID), abrange quarenta e quatro municípios brasileiros e atinge todas as regiões do país,
alcançando treze milhões de usuários do SUS. A implantação do Projeto Piloto tem sido
acompanhada pela equipe do projeto no Ministério da Saúde e pelos interlocutores
responsáveis pelo projeto no âmbito estadual e municipal (RES BRASIL, 2010), (REGISTRO
ELETRÔNICO, 2010).
2.6.
Health Level Seven
O Health Level Seven (HL7) é uma instituição sem fins lucrativos sediada em Ann
Arbor, Michingan nos Estados Unidos e certificado pelo American National Standards
Institute (ANSI) para padronização da linguagem médica, sendo específica para protocolos
clínicos- administrativos. O objetivo do HL7 é desenvolver especificações ou padronizações
para a troca de mensagens entre os prontuários médicos, de forma que diferentes serviços
médicos possam trocar as informações de maneira prática, segura e confiável. As
especificações ou padronizações propostas pelo HL7 são por regiões, sendo assim cada país
terá suas especificações de acordo com seus protocolos médicos, é o caso, por exemplo, do
HL7 Brasil e o HL7 para Estados Unidos da América. Logo, o HL7 veio para eliminar a
necessidade de uso de conversores de termos já que em cada país ou serviços da área médica
que utiliza de prontuários eletrônicos, fazem de forma diferente a elaboração dos seus
serviços, com ontologias e tecnologias bem distintas, levando a necessidade do uso de
conversores nos casos em que a troca de informações entre dados médicos eram necessárias
(HL7 BRASIL, 2010), (HL7, 2010).
Diversos padrões são desenvolvidos pelo HL7, tais como: o padrão conceitual
conhecido como HL7 RIM (Reference Information Model), padrão para documentação e
normas que é o HL7 CDA, para aplicações das normas HL7CCOW e os padrões para as
mensagens tais como o HL7 v2x e o v3.0, que é o que definirá a forma de empacotamento da
mensagem e como ela será feita de um lugar para outro. Tratando-se dos padrões, toda a sua
parte de desenvolvimento, adoção, reconhecimento e o ciclo de vida são tratados pelo HL7.
35
Todos os padrões apresentados pelo HL7:
a) Versão 2.x Padrão de Mensagens (Version 2.x Messaging Standard): é um
padrão para a interoperabilidade dos dados na troca de informações.
b) Versão 3 Padrão de Mensagens (Version 3 Messaging Standard):é também um
padrão para a interoperabilidade dos dados porém trata do vocabulário que
define a forma de comunicação entre os pacotes produzidos e recebidos na
troca de mensagens, aqui está incluso o conceito de empacotamento das
mensagens.
c) Versão 3 Regras/ GELLO (Version 3 Rules / GELLO): GELLO é uma
linguagem para apoio a tomada de decisão, sendo baseada em OCL (Object
Constraint Language) que ajudará a aproveitar a semântica dos modelos das
classes em UML, tendo em vista que o HL7 RIM e o HL7 R-MIMS são
baseados em UML
d) Sintaxe Arden (Arden Syntax): a sintaxe Arden trata das regras que estão sendo
produzidas e que ainda não foram utilizadas, essas regras são publicadas
separadamente, fazendo com que sejam lançados guias para consultas e de
acordo com as necessidades que forem surgindo, poder ser desenvolvidas para
utilização na área da saúde.
e) CCOW/ Integração Visual (CCOW/ Visual Integration): é um padrão para
interoperabilidade de aplicações visuais.
f) Créditos Anexos (Claims Attachments): é a forma tratada para certificar a
operação na área de saúde, proporcionando estrutura, padronização dos dados
eletrônicos e validando os pedidos administrativos ou hospitalares feitos,
dando a garantia de veracidade das informações.
g) Arquitetura Clínica de Documentos – baseado no padrão V3 (Clinical
Document Architecture (a V3- based standard)): com a utilização do XML, são
utilizados dois documentos de leitura óptica que são facilmente analisados e
processados eletronicamente, fazendo com que sejam facilmente recuperados.
Esses documentos podem ser vistos por páginas na Web ou por dispositivos
móveis.
h) Registro Eletrônico de Saúde / Registro Pessoal de Saúde (Electronic Health
Record/ Personal Health Record): apresenta uma lista de funções que
36
descrevem as funcionalidades do sistema e que são utilizadas em sistemas de
registros eletrônicos (EHR-S).
i) Rotulagem Estrutural do Produto – baseado no padrão V3 (Structured Product
Labeling (a V3- based standard)): especifica a estrutura e a semântica dos
documentos, sendo de interesse das entidades reguladoras.
De acordo com a política estabelecida pelo hospital e a área específica da medicina
que é aplicada, os padrões abordados acima deverão ser utilizados, é o caso, por exemplo, de
uma clínica de estética que fará uso de um prontuário eletrônico do paciente, deverá utilizar
os padrões de envio, de rotulagem, de registro eletrônico entre outros.
37
3
MODELAGEM DA ARQUITETURA SEMÂNTICA
O presente capítulo define e delimita o escopo, assim como apresenta as ontologias
que serão utilizadas e os relacionamentos presente entre elas. O modelo da arquitetura é
definido e apresentado.
Este capítulo está dividido como se segue: a seção 3.1 aborda o funcionamento da
Web Semântica, a seção 3.2 define o que são ontologias e apresentam as ontologias que serão
utilizadas para a modelagem da arquitetura e a seção 3.3 apresenta o estudo de caso da
modelagem.
3.1.
Web Semântica
Com um papel ativo no desenvolvimento da Web Semântica, o consórcio W3C, busca
como sua atividade, fazer com que a Web Semântica não sirva apenas para apresentar dados,
mas sim interpretá-los e que essa interpretação seja feita com organização e integração dos
recursos (PEIXINHO, 2010), (MATRIGRANI, 2009). Os computadores em si não
conseguem entender todas as informações e fazer as relações existentes entre elas ou até
mesmo, tomar alguma decisão com base nessas informações, mas, com o auxílio da Web
Semântica (WEB 3.0, 2010) é possível fazer com que esses computadores consigam ler e usar
a Internet, isso devido aos metadados (OLIVEIRA, 2010) adicionados nas páginas da Web,
que possibilitam aos computadores encontrarem e trocarem informações, isso com certo
limite, logo, a Web Semântica torna-se uma extensão da World Wide Web (POLLOCK,
2010), (ARAUJO, 2003). Um exemplo atual de utilização da Web Semântica é o projeto
Friend-of-a-Friend (FOAF PROJECT, 2010) ou Amigo de um Amigo que traz a criação de
páginas pessoais legíveis para os computadores (BERNERS-LEE, 2001), (SOUZA, 2004),
(DZIEKANIAK, 2004).
38
3.2.
Ontologia
Na tecnologia da informação, uma ontologia busca agrupar em classes diferentes
coisas similares e que se relacionam de forma que essas possam ser entendidas por qualquer
máquina sem que essas tenham um entendimento ambíguo, como a palavra operação, que
pode ser no caso, operação financeira, operação cirúrgica ou operação militar (FALBO,
2010), (PICKLER, 2007). Nesse caso uma ontologia irá descrever o conhecimento de forma
exata sem deixar que haja problemas na troca de conhecimento quando esta se trata de uma
palavra que traz a ambiguidade.
As ontologias são constituídas por vocabulários específicos, tendo também um
conjunto de pressupostos explícitos quanto ao sentido intencional das palavras do
vocabulário, ou seja, duas ontologias podem utilizar diferentes vocabulários, por exemplo,
usando palavras em Inglês ou Italiano, porém partilham da mesma conceituação. Ontologias
de domínio e de tarefas descrevem o vocabulário relacionado com um domínio genérico
(como medicina ou economia), uma tarefa genérica ou atividade (como diagnosticar). Ao
utilizar uma ontologia com mesmo vocabulário e conceituação, permite ao desenvolvedor
reutilizar e compartilhar o conhecimento do domínio do aplicativo através de plataformas de
software heterogêneas (GUARINO, 1998).
Logo, as ontologias permitem que áreas como inteligência artificial e a Web
Semântica, por exemplo, possam utilizar esses conhecimentos sobre o mundo e cruzar ou
trocar as informações de diferentes sistemas com certo poder de compreensão, mesmo este
sendo ainda restritivo e trazem em sua composição um conjunto de conceitos e hierarquias,
relacionamentos, axiomas e instâncias (MOREIRA, 2004), (JORGE, 2005). O consórcio
W3C recomenda para criação das ontologias o OWL que é baseado no XML para que possam
ser mapeados os conhecimentos (W3C, 2010), (PUC-RIO, 2010), (ALMEIDA, 2003),
(HEBELER, 2009).
39
3.2.1.
FOAF
O FOAF é um vocabulário (tags), sendo uma ontologia descrita em RDF e OWL. O
RDF é uma especialização do XML, e o OWL é uma evolução do RDF. Logo, o FOAF
(Friend of a Friend) é uma simples tecnologia que cria uma rede de páginas, legíveis para
máquinas ligadas a Web, e que descreve pessoas, a ligação entre elas, suas atividades,
interesses, bem como o que elas fazem e criam, tornando mais fácil o compartilhamento das
informações sobre as pessoas, permitindo a reutilização, expansão e troca de informação
online (FOAF PROJECT, 2010). A Figura 3.1 apresenta um modelo da ontologia FOAF.
Figura 3.3. Exemplo do uso da ontologia FOAF.
40
Utilizado em grandes redes sociais como o Orkut, Facebook e o Twitter (ORKUT,
2010), (FACEBOOK, 2010), (TWITTER, 2010), o seu entendimento é bem simples como é
possível observar no grafo apresentado na Figura 3.1, onde são interligadas as pessoas que se
conhecem e estas podem fazer parte de grupos, possuem e-mail, interesses entre outras
informações.
As principais classes que serão utilizadas são (FOAF VOCABULARY, 2010):
Tabela 3.1. Principais classes utilizadas da ontologia FOAF.
Classes
Descrição
Agent
Descreve as coisas que o agente faz.
Document
A classe que representa documentos.
Group
Representa uma coleção de agentes e esses
agentes podem executar ações.
Image
Uma imagem, tais como: jpeg, png,bmp, gif
entre outras.
LabelProperty
Qualquer propriedade RDF com valores
textual que servem como rótulos.
OnlineAccount
Uma conta online. Prestação de algum
serviço online.
Person
Representa as pessoas.
PersonalProfileDocument
Representa a composição de um documento,
e
utiliza
o
propriedades
RDF para
da
pessoa
descrever
que
as
criou o
documento.
Project
Representa
projetos
que
podem
ser
individuais, grupos, formais ou informais.
Fonte: FOAF PROJECT, 2010.
As classes possuem suas propriedades e estas serão utilizadas para que possa haver a
conexão entre os grupos e assuntos que todos os indivíduos possuirão.
41
Figura 3.4. Grafo da Ontologia FOAF. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010).
O grafo da Figura 3.2 apresenta as principais classes utilizadas e suas propriedades
bem como o relacionamento existente entre essas classes.
3.2.2.
Time Ontology
A Time Ontology (ontologia do tempo) descreve o aspecto temporal, de forma a
expressar as relações de topologias que ocorrem num evento como o horário de início,
intervalo, duração e data. Sua utilização varia desde o agendamento de uma consulta ou
reunião até a comparação de tempo que ocorreu entre um evento e outro. Ela acopla a
ontologia de tempo por regiões que trata dos fusos-horários para tornar as anotações mais
confiáveis (TIME ONTOLOGY, 2010). A Figura 3.3 mostra a utilização da ontologia do
tempo.
42
Figura 3.5. Funcionamento da ontologia do tempo.
Fonte: OWL TIME ONTOLOGY, 2010
O fluxo apresentado na Figura 3.3 apresenta o funcionamento da ontologia em que,
por exemplo, o acidente ocorrido entre veículos são registrados em um evento instantâneo e
uma simples reunião que acontece nas empresas que possui local, data e horário certo para
começar são registrados em um intervalo de tempo. Esta ontologia registrará desde o pequeno
instante de segundos que podem ser a queda de um salto de pára-quedas como intervalos
históricos como a evolução humana.
A Tabela 3.2 apresenta as classes que serão utilizadas da ontologia do tempo para o
desenvolvimento do protótipo:
43
Tabela 3.2. Classes da ontologia do tempo.
Classes
TemporalEntity
Descrição
A Entidade Temporal descreve um instante
no tempo e um intervalo.
DurationDescription
Descreve a duração do evento.
DateTimeDescription
Descrição da data e hora.
TemporalUnit
Unidade temporal.
DayOfWeek
Indica o dia da semana.
Fonte: TIME ONTOLOGY, 2010.
Figura 3.6. Grafo da ontologia de tempo. Gerado usando Prefuse (PREFUSE,
2010).
44
O grafo da Figura 3.4 apresenta as principais classes utilizadas e suas propriedades
bem como o relacionamento existente entre essas classes.
3.2.3.
Time Zone Ontology
Desenvolvido pelo W3C, esta ontologia descreve o horário, fuso horário e o horário de
verão de país, estados, cidades.
Como parte de um trabalho do consórcio W3C para Web Semântica, publicado
inicialmente de forma provisória em 2004, esta ontologia encontra-se atualmente em revisão
podendo ser modificada ou substituída. O que foi levantado para se criar essa ontologia é o
fato de existir diferenças de horários em um mesmo país e a necessidade de marcar as
reuniões, consultas e o momento específico de certo evento que necessite ser registrado.
Logo, para ajudar a Time Ontology (Ontologia do Tempo) resolvendo o problema de fuso
horário que nela não é tratada, solucionando problemas que eram pertinentes a esta ontologia,
como a distância e localização do paciente perante um atendimento virtual, isso permite
também que não exista conflitos de datas e horários, ajude na organização de consultas e
procedimentos hospitalares tais como reuniões e cirurgias e que estas possam ser também
agendadas de forma que não intervirá no ciclo do tempo e que colabore para melhores
resultados (TIME-OWL, 2010), (GARRETT, 2010). A Figura 3.5 apresenta a Time Zone
Ontology:
45
Figura 3.7. Grafo da Time Zone Ontology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE,
2010).
O grafo da Figura 3.5 apresenta as principais classes utilizadas e suas principais
propriedades bem como o relacionamento existente entre essas classes.
A Tabela 3.3 apresenta as classes que serão utilizadas da Time Zone Ontology para o
desenvolvimento do protótipo:
Tabela 3.3. Classes da ontologia do tempo.
Classes
Descrição
Region
Descreve regiões, como país, estado, cidade.
TimeZone
Descreve fuso-horário e tempo.
Fonte: TIME-OWL, 2010.
3.2.4.
Food Ontology
Esta ontologia descreve os principais pratos e os seus compostos, para que seja mais
fácil identificar os ingredientes, de forma que as pessoas alérgicas possam evitar os tipos de
comidas. As reações alérgicas poderão ser ligadas com o que a pessoa ingeriu de forma a
46
auxiliar o diagnóstico médico, tornando mais fácil assim o tratamento (FOOD ONTOLOGY,
2010). A Figura 3.6 exemplifica seu funcionamento:
Figura 3.8. Exemplo do funcionamento da ontologia de comidas.
O funcionamento da Food Ontology é representado conforme a Figura 3.6 onde um
prato de macarronada é descrito desde a elaboração do molho de tomate que contêm
ingredientes tais como: cebola, pimenta e alho a também a utilização do macarrão que pode
ser preparado pelo cozinheiro ou já adquirido pronto. Esta receita será totalmente descrita,
identificando todos os ingredientes, de forma que uma pessoa que tenha alergia a algum dos
ingredientes e mesmo assim o ingeriu sem saber, ajude o médico a identificar as causas
sabendo onde e o que o paciente ingeriu.
A Tabela 3.4 apresenta as classes que serão utilizadas da Food Ontology para o
desenvolvimento do protótipo:
47
Tabela 3.4. Classes da ontologia de comidas.
Classe
ConsumableThing
Descrição
Coisas consumíveis, qualquer coisa que
possa ser consumida por um ser humano.
NonConsumableThing
Descreve tudo que não pode ser consumido.
Fonte: FOOD ONTOLOGY, 2010.
Figura 3.9. Grafo da Food Ontology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010).
48
O grafo da Figura 3.7 apresenta as principais classes utilizadas e suas propriedades
bem como o relacionamento existente entre essas classes.
3.2.5.
POMROntology
Essa ontologia é voltada para área médica de forma que sirva de base para integração
de sistemas, já que um dos problemas atuais mais difíceis de solucionar é a falta de
padronização das ontologias para a interoperabilidade dos sistemas. O objetivo do
POMROntology é definir o mínimo de termos para fazer as conexões entre os modelos e
informações de cuidados médicos, com base nos termos e estruturas utilizadas pelos médicos
(POMRONTOLOGY, 2010).
A Tabela 3.5 apresenta as classes que serão utilizadas da POMROntology para o
desenvolvimento do protótipo:
Tabela 3.5. Classes da POMROntology.
Classes
Descrição
Patient-record
É o registro universal do paciente.
Person
Associa dados demográficos e genéticos
com o paciente. Serve de ponte para outros
vocabulários, como exemplo, o FOAF.
Clinical-description
É a classe que descreve o registro clínico.
Esse
registro
se
concretiza
como
o
prontuário do paciente, por ser importante o
aspecto temporal do registro, esta classe
permite a associação com o TemporalEntity
do OWL- Time.
Anatomical-structure
Uma estrutura anatômica universal.
Immaterial-anatomical-entity
Uma
entidade
imaterial
anatômica
universal.
Physiological-state
É uma classe para definição do estado
49
fisiológico.
Physiological-role
É a classe que define o papel fisiológico.
Physiological-process
O processo fisiológico é universal. As
transformações de um estado fisiológico em
outro
são
exemplos
de
processos
fisiológicos.
Medical-problem
Descreve problemas de saúde, que são
associados com uma gravidade que se pode
medir.
Disease
Um
comprometimento
da
saúde
ou
condição de funcionamento anormal são as
doenças.
Clinical-act
Classe raiz dos atos clínicos descritos em
um prontuário do paciente.
Medical-device
Descreve os dispositivos médicos.
Medication
Algo que trata, previne ou alivia os
sintomas da doença.
Interpretant-of
Relatos
de
sintomas
médicos
com
fenômenos associados.
Description-of
Relaciona a descrição clínica com os
fenômenos que descreve.
Fonte: POMRONTOLOGY, 2010.
50
Figura 3.10. Grafo da POMROntology. Gerado usando Prefuse (PREFUSE, 2010).
O grafo da Figura 3.8 apresenta as principais classes utilizadas e suas propriedades
bem como o relacionamento existente entre essas classes.
51
3.2.6.
NCI Thesaurus Ontology
A NCIt é uma ontologia que descreve o câncer e seu tratamento mas também abrange
outras áreas, tais como: comidas, doenças, medicamentos, processos biológicos, diagnósticos
e estrutura genética. A NCIt contém atualmente mais de trinta e quatro mil conceitos
estruturados em árvores taxonômicas e fornece meios para registrar as mudanças do
vocabulário. É utilizada para fornecer suporte para os Institutes Public Web Portal e para
outros inúmeros consórcios. Sua licença é de código aberto e também existe em uma série de
formatos como o OWL (OBO, 2010).
A Tabela 3.6 apresenta as classes que serão utilizadas da NCIT para o
desenvolvimento do protótipo:
Tabela 3.6. Classes da ontologia NCIt.
Classe
Abnormal Cell
Descrição
Uma célula que ocorre em doenças humanas
ou em modelos experimentais de câncer
humano.
Activity
Uma ação na persecução de um objetivo; o
estado de estar ativo.
Anatomic Structure, System, or Substance
Tecido do corpo, região de superfície,
cavidade, fluido, órgão, ou a recolha de
órgãos.
Biochemical Pathway
Uma elaboração de uma seqüência de
reações químicas que levam uma substância
para outro lugar em tecidos vivos.
Biological Process
Uma
atividade
que
ocorre
entre
os
organismos ou que ocorre dentro de um
organismo e envolve a função, ou a
modificação da função por fatores externos,
de
moléculas
biológicos,
biológicas,
componentes
complexos
subcelulares,
52
células,
tecidos,
órgãos
ou
sistemas
orgânicos.
Chemotherapy
Regimen
or
Combination
Agent Descreve os tratamentos que utilizam um ou
mais
medicamentos
(em
conjunto
ou
separadamente) para obter o efeito desejado.
Conceptual Entity
Um cabeçalho de conceitos que representam
as coisas abstratas.
Diagnostic or Prognostic Factor
Termo que indica marcadores biológicos,
fatores de risco e fatores prognósticos.
Diagnostic,
Therapeutic,
or
Research Qualquer objeto que possa ser necessário
Equipment
para a realização de um diagnóstico ou
pesquisa.
Disease, Disorder or Finding
Especificação
relevantes
das
para
o
condições
humanas
câncer,
incluindo
observações, resultados de testes, história e
outros conceitos relevantes.
Drug, Food, Chemical
or Biomedical Descreve
Material
as
substâncias
orgânicas
ou
inorgânicas, elementos e isótopos para
prevenção, diagnósticos e tratamentos das
doenças.
Experimental
Organism
Anatomical Descreve a infra-estrutura biológica.
Concept
Experimental Organism Diagnosis
Descreve qualquer situação anormal na
pessoa, como lesões, síndromes, sintomas,
etc.
Gene
Descreve os genes hereditários.
Gene Product
Descreve uma proteína ou RNA.
Molecular Abnormality
Anormalidades que ocorrem no tecido ou
células humanas, também descrevendo os
modelos de câncer.
NCI Administrative Concept
Conceitos administrativos, financeiros e
organizacionais.
Organism
Qualquer coisa viva e individual.
53
Property or Attribute
Descreve as qualidades e as distinções de
qualquer coisa viva, objeto, ação ou
processo.
Fonte: BIOPORTAL, 2010.
A Figura 3.9 apresenta um exemplo de utilização da ontologia NCIT:
Figura 3.11. Exemplo da ontologia NCIT.
A ontologia NCIt permite a descrição detalhada de diversos eventos na área médica,
como exemplo um problema cardíaco, onde o funcionamento do coração é descrito, as
possíveis doenças ou más formações que o mesmo possa ter. Se uma doença cardíaca levar o
paciente a sofrer uma intervenção cirúrgica, todos os procedimentos, medicamentos e
aparelhos utilizados também serão descritos.
3.2.7.
GeoNames Ontology
A ontologia GeoNames descreve informações geoespaciais, de forma a tornar possível
acrescentar em uma pesquisa o ponto geográfico (latitude e longitude) de uma pessoa ou
objeto, trazendo a localização exata do que foi buscado no mapa. Utilizando esta ontologia
será possível saber informações da cidade de origem do paciente como os lugares onde esteve
e os hospitais mais próximos ou mais frequentados por este (GEONAMES, 2010). A
54
vantagem da utilização dessa ontologia é a facilidade de construção das taxonomias e
vocabulários (GEOSPATIAL MEANING, 2010).
A Tabela 3.7 apresenta as classes que serão utilizadas da ontologia GeoNames para o
desenvolvimento do protótipo:
Tabela 3.7. Classes da ontologia GeoNames.
Classe
Descrição
Country, State, Region
Descreve o país, o estado e a região.
Water Bodies
Descreve corpos d’água.
Parks, Areas
Descreve os parques e as áreas.
City, Village
Descreve as cidades e as vilas.
Road, Railroad
Descreve as linhas ferroviárias e rodoviárias.
Spot, Buildings, Farms,
Descreve um lugar, edifício e fazendas.
Mountain, Hill, Rock
Descreve montanhas, colinas e rochedos.
Undersea
Descreve submarinos.
Forest, Heath
Descreve florestas e brejos.
Fonte: GEONAMES, 2010.
A Figura 3.10 mostra uma consulta realizada com a ontologia GeoNames:
55
Figura 3.12. Exemplo de uso da ontologia GeoNames.
Fonte: Geonames/ Google (GEONAMES, 2010)
A partir de uma localização passada por coordenadas, nome da região ou o CEP de um
local, é possível localizar o ponto exato que se é buscado no mapa pela ontologia GeoNames.
Ela também sugere locais próximos dando suas descrições e torna possível realizar busca por
áreas específicas como regiões montanhosas ou parques.
3.3.
Modelagem do Estudo de Caso
A modelagem levará em conta os seguintes conceitos:
a) Paciente: Um paciente deve conter em alguns casos o primeiro e segundo
nome, sobrenome, pode pertencer a um grupo familiar, tem uma idade,
pertence a um gênero, conhece pessoas, possui características e preferências,
possui uma foto, um telefone. No que se diz respeito a dados clínicos, ele
possui: registro, prontuário médico, dados demográficos e genéticos, estado
fisiológico. O paciente pode apresentar problemas de saúde, indicados por
56
sinais e sintomas que são associadas a uma doença, que poderá ser
diagnosticada e ter uma possível terapia, medicação correta ou até sofrer um
processo cirúrgico. Para descrever o paciente, a doença e seu estado clínico
serão utilizadas as ontologias FOAF e POMROntology.
b) Família: A família de um paciente é um grupo que contém um sobrenome e
membros. Para descrevê-la será utilizada a ontologia FOAF.
c) Países para os quais viajou: O país tem um nome, pode conter vários fusoshorários em diferentes regiões. Nele há estados, municípios e cidades. Para
descrevê-lo será utilizada a ontologia Time-OWL.
d) Comida: Uma comida é constituída por diferentes ingredientes, de
composições variadas. Para descrevê-la será utilizada a ontologia Food
Ontology.
e) Tempo: O tempo é medido por instantes, intervalos, duração, sendo horas,
minutos e segundos, também por dia, semana, mês, ano, fuso-horário. Para
descrevê-lo será utilizada a ontologia Time-OWL.
f) Área Médica: A área médica possui os profissionais da saúde, procedimentos
hospitalares, administração de medicação e diagnóstico. Alguns profissionais
habilitados podem descrever e interpretar dados médicos, assim como efetuar
exames médicos e realizar procedimentos cirúrgicos. Para descrever a área
médica será utilizada a ontologia POMROntology.
g) Localização: Para ajudar na localização de um centro médico mais próximo ou
até mesmo saber os lugares que o paciente frequenta ou passou, mantendo
assim um histórico com pontos de longitude e latitude, para identificar em um
mapa. Para descrever esses pontos será utilizada a ontologia GeoNames.
A combinação destas ontologias resultará no ciclo em que o paciente passa desde a
consulta até possíveis intervenções cirúrgicas. O ciclo é apresentado na Figura 3.11.
57
Figura 3.13. Arquitetura do Modelo proposto de e-Saúde.
A Figura 3.11 exemplifica o estudo de caso em que um paciente chega ao hospital
mais próximo de sua residência que será descrito pela ontologia GeoNames. Ele é atendido
pela equipe médica, descrita pelas ontologias POMRO, FOAF e GEONAMES. Inicialmente
este paciente é diagnosticado com diversos sintomas tais como febre e dores de cabeça e no
corpo, esses sintomas são descritos pela POMROntology. Diversos exames são realizados,
ontologia NCIt, e o resultado destes mostra que o paciente foi picado pelo mosquito Aedes
Aegypti, contendo então o vírus da dengue, sendo que o mesmo o adquiriu em uma cidade
com altos focos de criadouro, esta localização será descrita pela GeoNames. Este paciente
então é medicado, e o medicamente é descrito pela POMRO, porém o paciente apresentou um
58
problema clínico resultante de diabetes e pressão alta levando o mesmo a sofrer uma
intervenção cirúrgica, sendo descrita pelas ontologias NCIT e GeoNames para a localização
do centro cirúrgico, caso ocorra a necessidade do paciente ser transferido para um hospital
especializado.
Após a cirurgia, o paciente ficou em observação por certo período, esse tempo sendo
descrito pelas ontologias TIME e TIME ZONE, sendo tratado com outros medicamentos
descritos pela NCIt adequados, e sua alimentação, representada pela Food Ontology, foi
ministrada pela nutricionista. Durante todo esse processo, o prontuário do paciente foi
atualizado e esteve disponível para todos os outros sistemas.
59
4
PROTÓTIPO DE UTILIZAÇÃO DA ARQUITETURA SEMÂNTICA
O presente capítulo abordará a arquitetura geral da aplicação apresentando sua
composição, as tecnologias utilizadas para o desenvolvimento do protótipo de e-Saúde para eGoverno.
Este capítulo está dividido como se segue: a seção 4.1 apresenta a arquitetura da
aplicação, a seção 4.2 aborda as tecnologias utilizadas para a elaboração do protótipo, a seção
4.3 apresenta o desenvolvimento do protótipo e a seção 4.4 mostra um estudo de caso.
4.1.
Arquitetura do Protótipo
É uma arquitetura cliente/servidor, onde a parte cliente é a interface com o Usuário
implementada por qualquer tecnologia conhecida no mercado, sendo que neste protótipo foi
utilizado JavaScript e a parte servidor foi implementada sobre a estrutura Java Platform
Enterprise Edition (JEE), ou seja, uma aplicação Java Web. Ela compreende o serviço Web
REST dividido da seguinte forma:
a) Recurso: classes definidas como recursos da aplicação. Exemplo: excluir um
paciente, onde um método com uma anotação DELETE é chamado no recurso
que é uma classe chamada Paciente.
b) Controlador: classes que transformam JSON em objetos Java e também fazem
a ligação entre o modelo (JavaBean) e a parte de persistência.
c) DAO (Data Access Object): classe genérica que se comunica com o sistema
gerenciador de banco de dados, a fim de persistência e recuperação das
informações, tanto como objeto Java (JavaBean) quanto "triplas" RDF
utilizando a linguagem de consulta SPARQL.
60
Figura 4.1. Arquitetura do Protótipo.
A Interface com o Usuário é o site desenvolvido para que ele possa ter acesso aos
recursos disponíveis no serviço Web, aqui o usuário poderá cadastrar, bem como, excluir ou
realizar pesquisas na base de dados. A comunicação entre a interface que o usuário utiliza
com o serviço Web é feita através dos métodos HTTP, como exemplo o GET() que trará o
retorno de uma consulta realizada.
O Servidor é Restful, pois utiliza apenas métodos da própria HTTP, não precisando
criar ou modificar os já existentes, logo, qualquer aplicação que conheça o HTTP pode se
comunicar sem nenhum esforço por parte do desenvolver com o sistema proposto neste
Trabalho. A divisão dele permite a manutenção ágil do sistema de forma que cada parte ficará
responsável por uma ação, como o caso da camada Recurso que administrará quais os tipos de
dados serão enviados e recebidos pelo serviço Web para um respectivo recurso, a camada do
Controlador que fará a ponte do modelo para a persistência de dados e a camada DAO que
61
fará realmente a persistência ou recuperação no banco de dados. O repositório RDF é o
responsável por armazenar as informações, onde as mesmas serão manipuladas.
4.2.
Tecnologias Utilizadas
As seguintes tecnologias serão utilizadas para a implementação do protótipo de eSaúde para e-Governo.
4.2.1.
OWL 2
O consórcio W3C recomenda desde 2009 o uso do OWL 2, que é compatível com o
OWL de 2004 que agora é conhecida como OWL 1, para a utilização na Web Semântica. O
OWL 2 é baseado em RDF, porém conta com outras formas sintáticas alternativas para
utilização. De um modo geral a OWL 2 descreve as informações em termos de classes,
propriedades, indivíduos, valores e dados das relações que podem ser descritos por uma série
de características (OWL 2 SEMANTIC WEB, 2010). A OWL 2 conta com os seguintes
perfis:
a) OWL 2 EL: é muito útil em aplicações que empregam ontologias que contêm
números muito grande de propriedades e/ou classes. É um subconjunto da
OWL 2 para que os problemas de raciocínio básico possa ser feito em tempo
que seja polinomial em relação ao tamanho da ontologia.
b) OWL 2 QL: utilizado quando existe um grande volume de dados podendo ser
implementado usando sistemas de banco de dados relacionais.
c) OWL 2 RL: utilizado por aplicações que exigem raciocínio escalável.
Os elementos básicos de uma ontologia que é fundamentada em OWL são (LIMA,
2005):
62
a) Classes: as classes agrupam recursos que possuem características semelhantes,
logo uma classe define um grupo de indivíduos que compartilham algumas
propriedades.
b) Indivíduos: são instâncias das classes.
c) Propriedades: as propriedades definem relações e estas estabelecem
relacionamentos entre indivíduos ou entre indivíduos e valores de dados.
4.2.2.
RDF
O RDF (Resource Description Framework) é uma recomendação da W3C para o
intercâmbio de dados na Web (RDF, 2010) que estabelece um padrão de metadados tornando
possível representar o conteúdo da Internet. Com a utilização da sintaxe XML, que permitirá a
interpretação para máquinas mais facilmente, é possível registrar e efetuar o intercâmbio
destes dados e a descrição dos metadados será feita por um sistema denominado “triplas
RDF” que contém o recurso, a propriedade e a indicação. As informações serão modeladas
como nós e arcos de um grafo pelo RDF (SOUZA, 2004).
Uma das suas principais características do RDF é a utilização de identificadores únicos
de objetos (Uniform Resource Identifier - URIs), que possibilita criar um identificador para
um objeto. Logo, o URI juntamente com o XML permitirão ligar pedaços de informações
através da Internet.
Os arquivos RDF possuem três componentes básicos que tornam a linguagem
escalável, são estes (CARVALHO, 2005):
a) Recurso: identifica o objeto da declaração ou qualquer objeto que possuía uma
URI, como por exemplo uma página na Internet.
b) Propriedade: identifica uma característica ou uma propriedade, como por
exemplo: o criador de uma página na Internet.
c) Indicação: identifica o valor de uma propriedade, consistindo na combinação
de um recurso, de um valor e uma propriedade.
63
O Esquema RDF (RDF Schema) é baseado no RDF básico, porém é uma extensão que
inclui restrições semânticas mais complexas que permitirá o compartilhamento e a criação de
vocabulários. Também permitirá que um recurso possa ser instância de uma ou mais classes.
Logo, um esquema RDF possui:
a) Classes: podem ser utilizadas para representar diversas coisas como, por
exemplo, uma página na Internet ou um grupo de pessoas. Aqui podemos fazer
referência ao modelo de classes de um sistema orientado a objeto já que esta
utilizará de herança para tornar o sistema mais extensível. As referencias URIs
são utilizadas para identificar as classes.
b) Propriedades: irá representar as relações existentes entre as classes, instâncias
ou superclasses. Outras propriedades do esquema RDF são utilizadas para a
documentação ou para informações sobre o próprio esquema RDF.
O RDF é usado frequentemente para representar informações bem como integrar
diferentes fontes de informações. A linguagem de consulta SPARQL (SPARQL, 2010) é
definida através da sintaxe semântica do RDF. Esta linguagem está diretamente relacionada
com:
a) Protocolo para emissão e recebimento de consultas.
b) O SPARQL Query Results XML Format define um formato de documento XML para
representar os resultados.
Uma query em SPARQL, de busca de nome, pode ser representada da seguinte forma:
Figura 4.2. Query em SPARQL.
O resultado da consulta retornará todos os nomes dos recursos que utilizam a ontologia
FOAF, ou seja, o nome das pessoas cadastradas no banco de dados.
64
4.2.2.1.
RDFBEANS
RDFBeans é um framework para ligação de dados de Java para RDF, ou seja, mapeia
objetos Java para recursos RDF ou vice-versa (RDFBEANS, 2010). Fornece a persistência de
objetos com um número de implementações existentes. O RDF Beans oferece:
a) Operações básicas de consulta, alteração, exclusão e inserção de objetos Java
usando o modelo RDF.
b) Utiliza anotações Java.
c) Obedece a convenção JavaBean.
d) Suporte aos tipos básicos de coleções do Java.
e) Ele mapeia os objetos Java para triplas RDF assim como o Hibernate faz para o
SQL, a fim de persistir ou consultar informações.
4.2.3.
SPARQL
O SPARQL (SPARQL Protocol and RDF Query Language) é uma linguagem de
consulta e um protocolo de acesso padrão definida pelo W3C para consultas na Web
Semântica em arquivos RDF onde estas são baseadas em triplas que é à base da representação
dos arquivos RDF (SPARQL, 2010). A query que é retornada contém modelos de triplas,
conjunções, disjunções e modelos opcionais. A linguagem SPARQL pode ser subdividida em
três partes (BREITMAN, 2010):
a) Linguagem de consulta: As consultas em SPARQL são representadas por um
bloco
composto
por
SELECT,
FROM,
WHERE
e,
possivelmente,
modificadores como DISTINCT (ANGLES, 2008) onde SELECT retornará os
valores da busca, o FROM onde deverá ser buscado e o WHERE são os
padrões de triplas/grafos de uma base RDF.
b) Formato dos resultados: como serão retornados os valores.
c) Protocolo de acesso: as consultas e os resultados das buscas serão exibidos na
Web.
65
O SPARQL facilita a extração de informações sob a forma de URIs e a construção de
novos grafos RDF com bases nas informações dos gráficos consultados. Sua arquitetura pode
ser observada na Figura 4.3:
Figura 4.3. Arquitetura Semântica e o SPARQL.
Fonte: BREITMAN, 2010
A proposta da arquitetura semântica foi elaborada pelo W3C, sendo que a mesma
sofreu diversas modificações, incorporando novas tecnologias para possibilitar a integração
entre as camadas, facilitando a realização das consultas semânticas (W3C, 2010).
4.2.4.
Clerezza
Clerezza é uma aplicação modular, baseada em OSGi e um conjunto de componentes
(pacotes, em inglês bundles) para a construção de aplicações RESTFul Web Semânticas e
serviços. É um projeto que se encontra na incubadora do The Apache Software Foundation
desde 27 de novembro de 2009 (CLEREZZA, 2010).
A proposta desta aplicação é poder ser utilizada como uma plataforma que permite a
compilação e o tempo de execução para a construção de aplicações Web Semânticas bem
66
como ser utilizado separadamente como um pacote em frameworks OSGi ou em plataformas
como o Eclipse.
Fazem parte da estrutura da Clerezza:
a) Modelagem da API conforme o padrão W3C RDF.
b) Adaptadores de Front-End.
c) Implementação JAX-RS projetado para trabalhar em um ambiente OSGi.
d) Acesso à Web para gráficos RDF, incluindo-SPARQL Endpoint.
e) Mecanismos de Templating (renderlets).
f) Suporte para Scala para escrever módulos.
g) Autenticação e autorização baseada em JAAS e OSGi.
h) Suporte para pacotes de usuário.
i) Script baseado javax.script (atualmente suporte para JRuby e Scala)
j) Documentação on-line.
A equipe de desenvolvimento da Clerezza reconhece alguns riscos como o pequeno
número de desenvolvedores, porém por ser um projeto inovador conta com a expectativa de
novos desenvolvedores apoiarem o sistema. Outro ponto importante que alavanca a utilização
da Clerezza é a pesquisa desenvolvida pelos alunos da Universidade de Zurique.
4.2.5.
JSON
A Notação de Objetos JavaScript (JavaScript Object Notation - JSON) é um formato
leve para a troca de dados (JSON, 2010) sendo em formato texto e independente de
linguagem, descrito na norma RFC 4627. É constituído de duas estruturas:
a) A primeira é uma coleção de pares nome/valor que podem ser associadas com
objetos ou dicionários. O objeto começa com { (abre chaves) e termina com }
(fecha chaves). Cada nome é seguido por : (dois pontos) e os pares nome/valor
são seguidos por , (vírgula). Como exemplo:
67
Figura 4.4. Exemplo da estrutura de objetos em JSON.
Figura 4.5. Exemplo da primeira estrutura do JSON: objetos.
Fonte: JSON, 2010
b) A segunda estrutura é uma lista ordenada de valores podendo ser um array. O
array começa com [ (abre colchetes) e termina com ] (fecha colchetes). Os
valores são separados por , (vírgula). Como exemplo: [“FATEC”, 2010, 0]
Figura 4.6. Exemplo da segunda estrutura do JSON: array.
Fonte: JSON, 2010.
O JSON assemelha-se às matrizes do JavaScript mas não é necessário o JavaScript
para o JSON funcionar, outro ponto é que ele armazena os mesmos dados que os documentos
XML sendo mais fácil de usar e tornando-se uma alternativa para o uso de XML em AJAX.
68
Para ambientes onde o tamanho do fluxo de dados entre o cliente e servidor é de muita
importância, é tipicamente utilizado o JSON, como é o caso do Google e o Yahoo!
4.2.5.1.
JSON-SIMPLE
O JSON-Simple é uma ferramenta em Java feita para decodificar ou codificar os
textos em JSON (JSON SIMPLE, 2010) estando totalmente em acordo com a RFC 4627 do
JSON.
Algumas características do JSON Simple:
a) A plena conformidade com a especificação JSON (RFC4627)
b) Confiável e age de acordo com a especificação RFC 4627.
c) Flexível, simples e fácil de usar, pois reutiliza as interfaces de Mapas e Listas.
d) Suporta saída de fluxo de texto JSON
e) Alto desempenho
f) Não possui dependência de outras bibliotecas.
g) Os códigos são compatíveis com a JDK 1.2.
4.2.6.
REST
A Transferência de Estado Representacional (Representational State Transfer - REST)
foi descrito por Roy Fielding em sua tese de doutorado em 2000, como um estilo arquitetural
de sistemas de informações distribuídas representando como a Web deveria funcionar
(FIELDING, 2000), (NUNES, 2005). Para isso, o REST utiliza os recursos existentes no
protocolo HTTP como meio para prover os serviços, e aplica uma série de restrições que farão
com que os princípios da Web sejam respeitados (NGOLO, 2009). As três principais
restrições definidas pelo REST são:
69
a) Identificação global: os recursos na Web serão identificados por uma URL.
Bastando ter a URL para ter acesso ao serviço.
b) Interfaces uniformes: toda a comunicação deverá ser feita por métodos do
protocolo HTTP.
c) Interações stateless: o servidor não irá manter informações sobre as sessões
que os clientes abrem com o serviço, mas sim as informações sobre o próprio
serviço.
Os serviços baseados em REST são fáceis de serem compreendidos e trabalhados, já
que o cliente que utilizará o serviço não precisará utilizar nenhuma API especializada fazendo
então uso apenas do protocolo HTTP. O REST suporta qualquer tipo de mídia, porém o mais
utilizado para fazer o transporte e a representação dos dados é o XML.
4.2.6.1.
RESTFUL
O termo RESTFul também foi definido por Roy Fielding, referindo-se aos sistemas
que seguem os princípios REST, tendo alguns princípios como (MATTEUSSI, 2010):
a) Suporte a escalabilidade.
b) Cliente servidor.
c) Apoio a sistemas em cachê.
d) Requisições para o servidor deve conter todas as informações para a requisição
ser atendida.
O RESTFul atribui URIs para as identificações dos recursos e utiliza os métodos
HTTP não necessitando de novas tecnologias para fazer uso dos sistemas. Outro ponto é que
os dados da sessão do cliente não ficarão armazenados no servidor e os dados são tratados.
Com o uso do RESTFul, a estrutura da Web é melhor aplicada, os dados ficarão visíveis para
crawlers e spiders e a podemos utilizar de formatações menos pesadas para a troca de
mensagens como exemplo o JSON.
70
4.2.7.
Sesame
Sesame é um framework Java para o armazenamento e consulta de dados RDF que
oferece interface RESTful HTTP suportando o protocolo SPARQL para RDF (SESAME,
2010). Ele fornece acesso aos métodos para as informações por meio de exportação e
consultas e está concentrado em uma única camada arquitetural conhecida como SAIL
(Storage And Inference Layer) que é uma API, provendo a chamada dos métodos entre o
cliente e o sistema gerenciador de banco de dados (BROEKSTRA, 2010). A Figura 4.7
exemplifica a arquitetura Sesame:
Figura 4.7. Arquitetura Sesame.
Fonte: COUTO, 2004
71
O RDF SAIL é uma coleção de interfaces para a manipulação de RDF no repositório.
São clientes da camada RDF SAIL (COUTO, 2004):
a) Admin Module: o módulo de administração permitirá que as informações RDF
possam ser inseridas e excluídas.
b) Query Module: o módulo de consulta avalia as pesquisas RQL (RDF Schema
Query Language) fornecidas pelo usuário.
c) Export Module: o módulo de exportação possibilita a extração completa do
esquema e ou dados de um modelo em formato RDF.
O Sesame suporta três tipos de operadores de protocolo, sendo estes o SOAP, RMI e
HTTP.
4.2.8.
OSGI
A organização OSGi Alliance em 1999 formada por empresas como IBM, Oracle,
Ericsson, entre outras, especificou a tecnologia OSGI (Open Services Gateway Initiative) que
define um framework para sistemas de módulos permitindo a execução ou deleção desses
módulos em tempo de execução, logo, o aplicativo será dividido em vários módulos
facilitando o cruzamento e a gerência de dependências entre eles. Os módulos no OSGI são
conhecidos como bundles, que são os arquivos Java Archive (JAR) que contém informações
sobre os serviços com o mínimo para que haja a instalação, deleção ou atualização,
permitindo assim a execução correta do módulo (BREIER, 2009), (MALCHER, 2008),
(OSGI, 2010).
Os módulos possuem as seguintes características:
a) Self-Contained: são pequenas partes que possuem a capacidade de se instalar,
remover e move-lo para qualquer outro lugar.
b) Highly-Cohesive: é a responsabilidade de um módulo, onde este deve cumprir
sua finalidade.
c) Loosely Coupled: o módulo não deve se preocupar com a implementação
interna.
72
Para um JAR trabalhar como um bundle é necessário que o mesmo possua alguns
metadados, que no final resultará na criação do arquivo conhecido como MANIFEST. MF são
estes os metadados (IBM, 2010):
a) Name: é o nome do bundle.
b) Version: a versão do bundle.
c) Imports/Exports: uma lista que contêm tudo que foi importado e exportado.
d) Opcional: são pequenas informações sobre a versão do Java para que o bundle
possa funcionar.
4.2.9.
MAVEN
Apache Maven é uma ferramenta utilizada para criar e gerenciar projetos em Java
ajudando assim o desenvolvedor a realizar mais tarefas com menos esforço economizando
tempo (MAVEN, 2010). Sua construção é conhecida como Project Object Model (POM), que
faz a descrição de como é o processo para a elaboração de um sistema. Outras tarefas
realizadas pelo Maven são a compilação e o empacotamento do código e efetuar downloads
de plugins de um repositório. Para esse resultado satisfatório o Maven foca nos seguintes
pontos:
a) Migração Transparente.
b) Qualidade.
c) Criação de diretrizes para o desenvolvimento de melhores práticas.
d) Sistema de construção uniforme.
e) Facilitar o processo de construção.
O apêndice B apresenta detalhes da utilização do Maven.
73
4.2.10.
Plataforma de Desenvolvimento Eclipse
O Eclipse é uma IDE (Integrated Development Environment) para o desenvolvimento
de aplicações Java, porém também pode ser utilizado para o desenvolvimento de outras
aplicações em diversas linguagens tais como PHP (Hypertext Preprocessor) ou C++. Com um
grande destaque na área de plataformas de desenvolvimento, o Eclipse vem se destacando por
ser uma ferramenta open source bem completa. Sua arquitetura consiste em (GONÇALVES,
2006), (ECLIPSE, 2010):
a) Workbench: interface gráfica do usuário.
b) Workspace: administra os recursos, organizando-os em projetos.
c) Runtime: gerencia os plugins.
d) Help: a documentação do eclipse disponível para consultas.
e) Diversos Componentes: um dos componentes apresentados é o team support
que auxilia no controle de versão.
Utilizado junto ao Eclipse, o M2Eclipse (The Maven Integration for Eclipse) é um
plugin para o Eclipse que permite a integração completo ao Maven, sendo utilizado para o
gerenciamento de projetos e para interagir com os repositórios Maven. Suas principais
características são (M2ECLIPSE, 2010):
a) Criar e importar projetos Maven.
b) Criação de projetos com Maven arquétipos.
c) Navegação e pesquisa a repositórios Maven.
d) Árvore de Dependência.
e) Representação em Grafos.
f) Javadoc.
74
4.3.
Desenvolvimento do Protótipo
O serviço Web adotado, produz e consome JSON, XML e RDF. A implementação foi
construída conforme a arquitetura REST, utilizando para isso a API Jersey, que através de
anotações, provê o serviço e seus recursos. Para a parte de controle, se fez uso da API
RDFBeans, para o mapeamento do objeto para RDF e a API JSON-Simple, para transformar
objetos JSON em objetos do JavaBean correspondente e vice-versa. Na persistência de dados,
utilizou-se o Sistema Gerenciador de Banco de Dados Sesame em conjunto com a API
RDFBeans, para que assim fosse possível a persistência e recuperação, não apenas de triplas
RDF, bem como objetos JavaBean.
O protótipo do projeto, exemplifica um Serviço Web, de um centro médico
implementando as funcionalidades de cadastro e consulta de paciente. Neste caso, os dados
tanto produzidos quanto consumidos são em formato JSON.
A Figura 4.8 demonstra o mapeamento entre um objeto JavaBean e um documento
RDF utilizando a API RDFBean.
Figura 4.8. Classe JavaBean mapeada.
75
Para integrar a estrutura RDF com a Programação Orientada a Objeto (POO), de forma
flexível e sem reescrever código base, utilizam-se APIs para mapeamento entre RDF e objetos
JavaBean (SEMANTICWEB, 2010).
A Figura 4.9 exemplifica o mapeamento entre o JavaBean e o RDF.
Figura 4.9. Correspondência entre RDF e JavaBean.
A partir da URI é possível ligar o objeto JavaBean com o RDF correspondente
(RDFBEANS, 2010).
A Figura 4.10 demonstra a persistência de um objeto em uma base de dados que
armazena RDFs.
76
Figura 4.10. Persistência de um objeto na base de dados.
Uma instância de um modelo é fornecida pela API RDF2Go, usada para a abstração da
camada de armazenamento de triplas RDF, afim de acessar uma base física, assim a
configuração de ligação de dados com um modelo é determinada automaticamente
(RDFBEANS, 2010), (RDF2GO, 2010).
A Figura 4.11 demonstra a conversão da String enviada pela aplicação cliente para um
objeto JSON, a geração da URI deste recurso e a criação do objeto final a ser persistido.
Figura 4.11. Serialização de um objeto Java.
77
As URIs são principalmente utilizadas para propiciar nomes únicos em RDF, afim de
ajudar a identificar o contexto de um domínio (POLLOCK, 2010).
A Figura 4.12 demonstra a criação de um objeto do tipo Person, a partir de um objeto
JSON.
Figura 4.12. Criação de um objeto JavaBean com informações do JSON.
O identificador único do objeto (ID) é um valor usado como URI de recursos RDF. Se
uma classe RDFBean não declarar o ID, as instâncias desta serão representadas por um nó
RDF em branco (RDFBEANS, 2010).
A Figura 4.13 demonstra o método mapeado de forma a conseguir atender a uma
solicitação da aplicação cliente que está acessando um recurso deste serviço.
78
Figura 4.13. Recurso que consome dados JSON.
O MIME Media Type é um padrão aberto para o envio de várias partes de dados
através da internet. O MIME foi originalmente destinado apenas para email, porém tornou-se
amplamente usado para descrever o conteúdo de um arquivo para que o software cliente possa
dizer a diferença entre diferentes tipos de dados. Os servidores Web utilizam MIME para
identificar o tipo de dado que estão enviando, enquanto que os clientes Web usam para
identificar o tipo de dado que estão dispostos a aceitar, e vice versa (HAROLD, 2004).
4.4.
Estudo de Caso
O estudo de caso proposto é um serviço Web que disponibiliza recursos para cadastrar
e recuperar dados RDF de pacientes em um hospital. O protótipo foi implementado utilizando
a linguagem Java, sobre a plataforma JavaEE, sendo assim para a Web. Por ser uma aplicação
semântica, é possível consultar os dados através de um Endpoint diferentemente do habitual
que se faz através de URLs e links, facilitando assim a consulta em vários repositórios
semânticos disponíveis na Internet. O repositório de dados RDF utilizado é o Sesame.
Os dados RDF são trocados entre o serviço Web e a aplicação cliente através do
protocolo HTTP, pois o serviço foi implementado em Jersey, uma API para serviços Web
79
REST, tornando mais fácil a integração do serviço com o cliente. Métodos como GET() e
POST() podem ser utilizados uma vez que os recursos do Serviço tenham sido anotados para
suportá-los.
A manipulação dos objetos Java é facilitada pelo uso de duas APIs: RDFBeans e JsonSimple. A API RDFBeans é utilizada para mapear os objetos Java para RDF, bem como,
integrar a base de dados ao serviço Web e o Json-Simple converte e manipula objetos Java
para objetos JSON e vice versa para que seja possível acessar a chave e obter o valor, sendo
esta a estrutura de um objeto JSON. Esse mapeamento facilita no desenvolvimento de
aplicações Web Semânticas, já que a manipulação do arquivo RDF é feita via objetos Java,
não necessitando que se implemente uma forma de ler diretamente o arquivo RDF com suas
respectivas declarações.
A Figura 4.14 demonstra o cadastro de um paciente, em que a aplicação cliente envia
o objeto JSON e o serviço Web cadastra os dados e responde.
Figura 4.14. Cadastro de um paciente.
A troca de dados é feita através do protocolo HTTP, sendo este um protocolo padrão
de comunicação entre navegadores e servidores Web (HAROLD, 2004).
A Figura 4.15 demonstra a consulta por nome de um paciente, em que a aplicação
cliente envia o objeto JSON e o serviço Web responde com outro objeto JSON, assim a
aplicação informa o nome e email do paciente.
80
Figura 4.15. Consulta de um paciente.
Assim que o serviço Web recebe os dados da aplicação cliente é feita a pesquisa na
base de dados, a fim de encontrar o recurso correspondente a consulta.
A Figura 4.16 demonstra a consulta na base de dados através de um Endpoint. Todos
os recursos que utilizam a ontologia FOAF, e que foram cadastrados no banco de dados
previamente, terão os nomes retornados.
81
Figura 4.16. Endpoint.
Pelo navegador Web é possível acessar dados RDF de duas formas: por uma URI ou
um Sparql Endpoint. O Sparql Endpoint permite aos humanos e as máquinas realizarem
consultas a uma base de dados RDF utilizando a linguagem SPARQL (ENDPOINT, 2010).
A Figura 4.17 demonstra o layout do site do projeto:
82
Figura 4.17. Layout do Projeto.
Site do projeto que visa atender as dúvidas e sugestões, disseminar o e-Saúde e
disponibilizar para download o protótipo. O site do projeto também dispõe de um EndPoint
para consultas a base de dados.
83
A Figura 4.18 é o layout do site do protótipo feito em JavaScript:
Figura 4.18. Layout Protótipo.
A Interface da Aplicação Web do Protótipo foi desenvolvida em JQuery e Ajax, isso
demonstra que o cliente do serviço Web pode ser implementado em qualquer linguagem de
84
programação, sendo assim, o único requisito necessário para que haja a comunicação entre o
cliente e o serviço Web, é o conhecimento do protocolo HTTP.
85
5
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este Trabalho apresentou uma Arquitetura Semântica para a Interoperabilidade de
Sistemas de e-Saúde, estando organizado como segue: a Seção 5.1 apresenta as contribuições
e conclusões, enquanto a 5.2 indica sugestões de trabalhos futuros.
5.1.
Contribuições e Conclusões
As contribuições deste Trabalho são:
a) Avaliação das Ontologias disponíveis para o domínio de e-Saúde.
b) Definição de uma Arquitetura Semântica para e-Saúde.
c) Implementação de um protótipo de serviço web semântico.
A partir destas contribuições, pode-se concluir:
a) Estão disponíveis na Web Ontologias que podem ser utilizadas no domínio de
e-Saúde. Deve-se, portanto, utilizá-las nos sistemas ao invés de criar novas,
pois isso aumenta a interoperabilidade dos sistemas.
b) A Arquitetura Semântica proposta torna possível a interoperabilidade dos
sistemas de e-Saúde.
c) O protótipo implementado ilustra o uso da Arquitetura Semântica, mostrando
assim que é possível implementá-la nas instituições de saúde, como hospitais e
laboratórios
As seguintes experiências foram obtidas ao longo do desenvolvimento deste Trabalho:
a) Algumas Ontologias encontradas satisfaziam as necessidades do Trabalho,
porém foram descontinuadas.
86
b) Não foi encontrada nenhuma Ontologia de e-Saúde que represente
conhecimento sobre diversos aspectos da área médica, ou seja, foi realmente
preciso desenvolver uma Arquitetura Semântica.
c) Foi notado que ainda é difícil encontrar softwares na área de Web Semântica
com código aberto e com suas funcionalidades estáveis.
d) A plataforma Clerezza possui muitas funcionalidades, mas ainda é um projeto
na incubadora da Apache. Com isso, ela possui pouca documentação e ainda é
instável.
e) É possível usar em serviços web semânticos estruturas mais leves que o XML,
como, por exemplo, o JSON, conforme mostrado no Capítulo 4.
5.1.1.
Publicação
Este Trabalho resultou na publicação do artigo:
COELHO, Juliana Hohara de Souza; SILVA, Ana Paula; BERTOTI, Giuliano Araujo.
UMA ARQUITETURA SEMÂNTICA PARA A INTEROPERABILIDADE DE SISTEMAS
DE E-SAÚDE. Boletim Técnico da Faculdade de Tecnologia de São Paulo, Anais do 12°
Simpósio de Inicialização Científica e Tecnológica – 12° SICT, BT/29, ISSN: 1518-9082.
São Paulo – outubro/2010.
5.2.
Trabalhos Futuros
As contribuições alcançadas com este Trabalho não encerram as pesquisas
relacionadas á área de e-Saúde e Web Semântica, mas abrem oportunidades para alguns
Trabalhos futuros:
a) Criar um repositório oficial de Ontologias para a área de e-Saúde.
b) Explorar a plataforma Clerezza em outras aplicações.
87
c) Desenvolver o protótipo a ponto de publicá-lo no site do software público
brasileiro, tornando-o de uso governamental e acessível a todos os cidadãos.
d) Realizar a integração do sistema com sistemas de e-Saúde de outros países.
88
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de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.
109
GLOSSÁRIO
Dados Linkados (Linked Data): usado para descrever um método de exposição,
compartilhamento e conexão de dados via URIs.
E-Participação: pessoas que utilizam dos serviços prestados pelo e-Governo ou eSaúde.
Metadados: dados que descrevem outros dados.
Middleware: sistemas que permitem aos programas funcionar em diversas máquinas
sem que o desenvolvedor precise se preocupar com a sua configuração.
Open Source: em português código aberto, refere-se a livre utilização do código fonte
do sistema.
ComprasNet: Portal de Compras do Governo Federal.
Ginga: nome do Middleware Aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital.
Infravida: Infraestrutura de vídeo digital para aplicações de telemedicina.
m-Saúde: dispositivos móveis para auxílio na área de saúde.
110
APÊNDICE A: GOVERNO ELETRÔNICO
O presente apêndice abordará o conceito de e-Governo e as iniciativas pelo Mundo e
no Brasil. O conceito de Reinvenção do Governo tem sido a base, principalmente dos
governos europeus, sendo estes decisivos para a evolução do conceito e até mesmo utilização
do e-Governo.
Este apêndice está dividido como se segue: a seção A.1 apresenta os conceitos básicos
e os tipos de e-Governo, a seção A.2 apresenta os índices de avaliações de portais e-Governo,
a seção A.3 apresenta um framework para a interoperabilidade no e-Governo e os países que a
utilizam, a seção A.4 apresenta as melhores práticas de alguns países, a seção A.5 aborda
sobre os dados abertos e os dados governamentais abertos e como estes são utilizados, a seção
A.6 aborda sobre a interoperabilidade semântica dando exemplos de iniciativas, a seção A.7
apresenta iniciativas no mundo sobre e-Governo e a seção A.8 mostra iniciativas no Brasil de
portais e-Governo.
A.1.
O que é e-Governo?
Governo Eletrônico é a interação entre o governo e a população utilizando-se de
recursos da tecnologia da informação para facilitar a comunicação, acesso aos dados e a
serviços, promovendo qualidade e eficiência. Influenciada pelo conceito de Reinvenção do
Governo, trata de colocar o estado à disposição da população, sendo este não apenas uma
instituição, mas também um prestador de serviços (PENTEADO FILHO, 1998).
Como tratamos de uma nova forma de estrutura governamental temos então a relação
de benefícios tais como facilidade de acesso as informações por parte dos cidadãos, redução
da burocracia em certos serviços e o controle financeiro e funcional da prestação do serviço
público, porém, não podemos deixar de destacar que o estudo de implantação e a forma da
disposição do serviço têm que ser flexível e de fácil acesso para gerar os resultados esperados,
caso contrário as perdas podem ser significativas, já que se trata de informações de utilidade
111
pública que afetam todo um cenário em que está aplicado (PACHECO, 2007), (SANTOS,
2002), (QUADROS, 2003).
Logo, com o avanço da Internet e as iniciativas governamentais formou-se um novo
conceito de governança, colocando o governo e a população mais próximos, de modo que
essa nova relação forçou que os mais diversos governos integrem-se a esse novo conceito
tornando a administração pública mais transparente e eficiente (MEDEIROS, 2004).
Apesar do surgimento desse novo conceito, durante os anos o progresso teve uma
significativa enorme, levando então a expansão de forma rápida pelos seguintes motivos
(MATEUS, 2008), (JARDIM, 2005):
a) Dinheiro público sendo desperdiçado em diversas obras e muitas vezes
ultrapassando o valor que foi estipulado para a construção, além do dinheiro
sendo mal aplicado em alguns casos.
b) O novo conceito criado junto à necessidade da população de obter informações
precisas e diretas do governo, que alavancou devido à inclusão digital, fez-se
que os portais e-Governo buscassem uma forma prática de uso e comunicação.
c) A rápida evolução das tecnologias levou o povo e o governo a perceber sua
importante presença, de fato que os governos tivessem que buscar formas de
implantar essas tecnologias para apoio na governança.
A.1.1.
Tipos de e-Governo
Com a iniciativa de e-Governo, foram classificadas formas de relações que envolvem
os agentes em suas transações, são esses relacionamentos (SANTOS, 2002), (FERNANDES,
2001), (ALMEIDA, 2002), (JARDIM, 2005), (GUILARDUCCI, 2007), (WILLECKE, 2003),
(DOMINGOS, 2004):
a) Governo para Governo (G2G): trata-se da integração e reforma de rotinas
governamentais intra e/ou inter-governos. Como exemplo um estado trocar
112
informações entre suas estruturas e-Governo ou governos diferentes trocarem
informações.
b) Governo para Negócios (G2B): é a relação entre o governo e o setor privado
tratando das transações, por exemplo, de um fornecedor ou prestador de
serviços para com o governo.
c) Governo para Cidadão (G2C): é a relação existente entre o governo e o cidadão
podendo ocorrer por intermédio de serviços de telefonia, atendimento pessoal e
o e-Governo. Como exemplo consultar a regularidade do seu CPF pelo site da
receita federal.
A Figura A.1 busca a melhor forma de visualização da relação governo – cidadão –
negócios.
Figura A.1. Relacionamentos entre governos, cidadãos e empresas.
A.2.
Índices de Avaliação do e-Governo pela ONU
A Organização das Nações Unidas (ONU) a partir de um relatório semestral
denominado e-Government Survey, que também encontra-se disponível pela UNPAN, contêm
índices de comparação do uso de TI, e-Participação e Desenvolvimento nos mais diversos
governos, busca através da competitividade a melhoria dos e-Governo, tendo como base para
essa disputa a melhoria dos índices que cada país obteve de acordo com o relatório publicado,
como aconteceu com o Brasil, que na mais recente publicação caiu dezesseis posições e a
113
República da Coréia que subiu para a primeira posição (KOREA E-GOVERNMENT, 2010),
(PRESIDÊNCIA BRASIL, 2010).
Para a formulação do ranking, a Tabela A.1 abaixo mostra os índices utilizados
conforme o e-Government Survey:
Tabela A.1. Índices de avaliação do portal e-Governo.
Categoria
Índices
Componentes
Presença da página na Internet e/ou site
Fase I
(Emergentes)
oficial, links para os ministérios dos
serviços.
Fornecimento de informações na Web
Fase II
sobre a política pública, arquivos,
(Avançado)
pesquisa, documentos, relatórios, leis e
boletins.
Serviços
Medidas
para WEB
online
para
melhorar a comodidade dos cidadãos- o
Fase III
envio de mensagens para celulares, a
(Interativo)
assinatura de acesso WAP/PDA e
segurança eletrônica.
Desenvolvimento
do e-Governo
interativos
Apresentação online, pagamento online
Fase IV
(Transacional)
com o cartão, pagamento de impostos,
passaporte e renovação de licenças.
Links
Fase V
(Conectado)
relacionados
governos
locais,
ao
ministério,
agências
não-
executivas do governo, etc.; prazo de
resposta para emails apresentados e
consulta online.
Usuários de Internet, computadores,
Infra-estrutura
Telecomunicações
de celulares, linha telefônica e banda larga
que suporte mais de 100 pessoas
simultaneamente.
Capital Humano
Taxa de alfabetização adulta, taxa de
114
escolaridade bruta.
Acesso online e uso de informações
E-Informação
sobre políticas públicas.
Consultas online sobre as políticas
públicas com base em tempo real,
E-Consulta
arquivo de áudio ou vídeo sobre as
E-Participação
políticas públicas.
A
participação
dos
cidadãos
na
formulação de políticas públicas de
E-Tomada de Decisão
decisão, retorno por parte do governo
aos cidadãos a respeito das decisões
tomadas e resultados.
Fonte: República da Coréia, 2010
A.3.
Framework para Interoperabilidade no e-Governo
Adotado por vários países como referência em padrão para desenvolvimento de portais
e-Governo e conhecido pela sua maturidade, política e especificações o e-Gif (Government
Interoperability Framework) desenvolvido pelo comitê do governo britânico (Office of the eEnvoy) no ano 2000 e tendo sua última versão e-Government Interoperability Framework
Version 6.1 publicada em 2005 no Web site govtalk, tem-se com o passar dos anos buscado
atualizar as normas quando necessário, atendendo a necessidade global na questão de
integração dos governos e o atendimento ao cidadão. O e-Gif é o resultado de uma
comparação internacional dos diversos portais e-Governo, nela estão contidas as melhores
práticas para aplicações e-Governo e a interoperabilidade entre portais. Podemos citar como
melhores práticas a utilização da World Wide Web como padrão para os portais e-Governo,
utiliza a linguagem XML como padrão para a troca de dados, se baseia nas preocupações do
mercado de forma a atender suas necessidades, procura reduzir os riscos nos sistemas eGoverno e sua maior importância é ser referência em estratégias de desenvolvimento dos
portais e-Governo. (GOVERNO DO REINO UNIDO, 2010), (OFFICE OF THE E-ENVOY,
2004).
115
De modo geral, a arquitetura e-Gif contêm as especificações contidas na publicação
oficial do e-Gif britânico, de modo que sua estrutura tenha todos os passos que foram
especificados na edição, conforme mostra a Figura 2.2 da arquitetura, representando assim o
padrão para Metadados (e-Government Metadata Standard, e-GMS), lista de categorias
(Government Category List, GCL), catálogo de normas (Government Data Standards
Catalogue, GDSC), XML, catálogo de normas técnicas (Technical Standards Catalogue,
TSC) e o Framework (e-Services Development Framework, SDF- e) (OFFICE OF THE EENVOY, 2004).
Figura A.2. Arquitetura do e-Gif conforme padrão britânico.
Fonte: Office of the Envoy, 2004.
A.4.
Melhores práticas utilizando e-Gif como base de desenvolvimento
A seguir, serão apresentados dois exemplos de e-Gif desenvolvidos pelos países, com
o objetivo de compreender suas técnicas e verificar como cada governo age perante a
introdução dessa nova forma de comunicação com o cidadão. A Tabela A.2 apresenta detalhes
dos países que serão estudados.
116
Tabela A.2. Apresentação dos países e seus respectivos e-Gif.
País
Última Versão
Publicação
NZ e- Gif
V 3.3
Fevereiro de 2008
Republic of Korea
Korea EA
V 2003
Dezembro de 2003
(República da Coréia)
(TTAS.KO-10.0153
New Zealand
e-Gif
(Nova Zelândia)
e
TTAS.KO-10.0117)
A.4.1.
Nova Zelândia
A Nova Zelândia elaborou seu NZ e-Gif v1 em 2002, baseado no e-Gif apresentado
pelo governo britânico. Agora na atual versão e-Gif v3.3 publicada em fevereiro de 2008, as
normas são representadas em camadas conforme a Figura 2.3, onde os componentes só podem
se comunicar com os outros componentes ao seu lado, mantendo assim a segurança, além dos
protocolos que definem as comunicações e as normas para definição de estrutura (NOVA
ZELÂNDIA, 2010).
Figura A.3. Modelo em camadas do e-Gif v3.3.
Fonte: NOVA ZELÂNDIA, 2010.
Logo, o Governo da Nova Zelândia busca com o auxílio do NZ e-Gif uma melhor
administração pública e infra-estrutura do seu portal e-Governo. Outro fator apresentado, é a
quebra de barreiras como a capacidade das agências do governo de tornarem mais eficientes
através da interoperabilidade e das boas práticas, nesse ponto podemos ressaltar que todas as
políticas da Nova Zelândia são respeitadas e implantadas na nova política e-Governo e sua
117
maior preocupação nessa nova estrutura é a segurança dos dados e informações mantidas pelo
governo de forma que não seja colocada em questão a eficácia da sua política e estrutura de eGoverno (NOVA ZELÂNDIA, 2010).
A.4.2.
República da Coréia
O atual líder do ranking do e-Government Survey, a República da Coréia, subiu nessa
última edição cinco posições no ranking de e-Governo. Isso se deve as políticas aplicadas,
como a visão de fatores críticos que foi adotado para que se tenha metas no desenvolvimento
dos portais. São tratados como fatores críticos, a forte liderança governamental, que visa os
planos estratégicos, sustentáveis, líder do governo, a governança de TI que é formada por um
comitê, atendimento ao cliente que busca o desenvolvimento de serviços que possam suprir as
necessidades dos cidadãos, empresas e outros órgãos governamentais, performance baseada
no programa de gerenciamento que são as partes dos objetivos e os planos de longo e curto
prazo e para finalizar o suporte a tecnologia que são as adoções de práticas tecnológicas
(KOREA E- GOVERNMENT, 2010). A Figura 2.4 representa o envolvimento dos fatores
críticos segundo a República da Coréia:
Governança
de TI
Forte liderança
Governamental
Suporte
Tecnológico
Fatores
Críticos
de
Sucesso
Serviços
orientados aos
clientes pelo
e-Governo
Performance
baseada no
programa de
gerenciamento
Figura A.4. Fatores de sucesso pela Korea e-Government.
Fonte: República da Coréia, 2010.
Para chegar às melhores práticas, o governo coreano buscou durante os anos de
implantação do e-Governo em seu país, estabelecer uma estrutura comum para a utilização de
118
todo o governo. A primeira edição sobre interoperabilidade no governo foi lançada em
dezembro de 2001 e teve sua última versão publicada pela Telecommunication Technology
Association Standard (TTAS KO – 10.0153) em dezembro de 2003, sendo baseada na
estrutura adotada pelos Estados Unidos a Enterprise Architecture Framework (EA), uma
ferramenta de apoio ao desenvolvimento, manutenção e avaliação das arquiteturas
desenvolvidas para o governo. Na busca pelas melhores práticas foram selecionadas onze
iniciativas em 2001 que estabeleceram o início da estrutura e-Governo, recebendo o mérito de
ser referenciado pela ONU e entrar na Fase V (conectado) considerado o nível mais alto de eGoverno
(REPÚBLICA
DA
CORÉIA,
2008),
(TTAS.KO,
2003),
(KOREA
E-
GOVERNMENT, 2010).
A Figura 2.5 representa a arquitetura utilizada para o e-Governo coreano e mostra as
ferramentas e os modelos que servirão de apoio para o desenvolvimento.
Figura A.5. Funcionamento da Enterprise Architecture Framework.
Fonte: TTAS KO, 2003.
De acordo com o ciclo de vida que contêm Manutenção, Planejamento,
Desenvolvimento e Utilização e com o apoio dos modelos e ferramentas é possível chegar ao
padrão de sites para e-Governo esperado pela República da Coréia, onde a Enterprise
Architecture refletirá a visão das estratégias utilizadas (UNPAN, 2005), (TTAS.KO, 2003).
119
A.5.
Dados Abertos
Dados Abertos são a disponibilização dos dados em seu estado bruto, em formato
compreensível por máquinas, porém sem tratamento, para o seu pleno reaproveitamento
(CONSEGI, W3C, 2009).
Com a utilização dos dados abertos, as informações podem ser absorvidas por diversas
pessoas, de forma que qualquer um, a qualquer momento, possa ter acesso às mesmas
informações e estas nunca irão se difundir, e estas mesmas informações e dados poderão ser
aplicadas para formar outras informações e dados. Um bom exemplo de dados abertos é o
plano do governo americano de compartilhar grandes quantidades de dados brutos referentes
ao meio ambiente, de forma que a população e empresas privadas consigam com estes dados
fazer projetos e estatísticas da qualidade de vida e da situação atual do meio ambiente
(TAUBERER, 2010).
Para que o governo possa se adequar e passar a ter em seu plano de governança a
abertura dos dados, torna-se necessário manter um padrão para que este realmente atinja a sua
funcionalidade. Fazem parte deste padrão: documentação, maximização da utilização dos
dados, dados disponíveis gratuitamente e os dados não serem confiados apenas a uma
empresa ou instituição para sua disponibilização.
A.5.1.
Dados Governamentais Abertos
Todo governo produz um número enorme de informações das mais diversas formas,
como exemplo leis, decretos e arquivos jurídicos de um fórum, além disso, ao trabalharmos
com informações geradas por governos nos deparamos com as mais diferentes formas de
cultura e governança pelo mundo (CGI.BR, W3C, 2009).
Esse impacto nos leva a ver como os diversos países tratam da disposição das
informações para os cidadãos, levando em conta a sua política da informação, onde temos
dados brutos que o governo se dispõe a oferecer para que este seja utilizado de diversas
120
formas, como podemos citar a geração de um relatório com novos dados a partir dos expostos.
Mas, ainda não são todos os governos que estão dispostos a oferecer seus dados para a
utilização, publicando-os em formato proprietário, impedindo de diversos modos o acesso de
muitos cidadãos a esses dados.
A.6.
Interoperabilidade Semântica
A habilidade que um sistema tem de combinar dinamicamente suas informações com
outras, vindas de outros sistemas, e processá-las produzindo um significado, sendo este
compreendido sem ambigüidade, seja por humanos ou softwares, integrando dados. Esta
habilidade é chamada: Interoperabilidade Semântica (5CQUALIBR, 2010).
Entre as várias iniciativas para promover a Interoperabilidade Semântica pelo mundo,
a de se destacar, o IDABC (Interoperable Delivery of European e-Government Services to
Public Administrations, Business and Citizens) programa de interoperabilidade continental
com objetivo de disponibilizar serviços de governo eletrônico. É neste ambiente que ocorre a
coordenação de políticas nacionais de e-Governo. Para prover a Interoperabilidade Semântica
o IDABC criou o SEMIC.EU (Semantic Interoperability Centre Europe), sendo esta uma
ferramenta colaborativa que conta com mais de quarenta projetos em diversos países. Entre os
projetos do SEMIC.EU está o SemanticGov (SOFTWARE PÚBLICO BRASILEIRO, 2009).
Nos países europeus há iniciativas nacionais, como: Deutschland Online8, Iniciativa
Italiana para administração pública, Iniciativa Finlandesa (FinnONTO10), Projeto Semântico
da Letônia e a Iniciativa da Estônia.
A.7.
Iniciativas no Mundo
No início da década de 90, o então presidente norte-americano Bill Clinton, em
conjunto com seu vice-presidente Al-Gore desenvolveram o programa intitulado "National
Performance Review" (NPR), plano este inspirado no livro de Osborne e Gaebler, o
121
“Reinventing Government”. No ano de 1998 já era claro os resultados positivos pela adoção
de uma nova política administrativa do governo (MATHEUS, 2008).
Com o lançamento do data.gov em maio de 2009, o Governo Norte-Americano, em
atitude histórica, continua na busca para prover a disponibilidade dos dados do governo, de
forma a facilitar a comunicação e transparência para com os cidadãos (DATA.GOV, 2010).
Em 2005 a União Européia lançou o plano i2010 com o intuito de que os EstadosMembros implementassem uma política de sociedade de informação inclusiva. Este programa
tem como um dos projetos o e-Governo 2.0, que foca principalmente a identidade eletrônica
como instrumento de fiscalização e proteção da privacidade (COMISSÃO DAS
COMUNIDADES EUROPÉIAS, 2005).
O primeiro projeto, de identificação digital da Europa aconteceu em Portugal, baseado
nos padrões IAS (Identificação, Autenticação e Assinatura) que possibilita um documento
inteligente, aceito em todos os países membros. Esta identidade é chamada de “Cartão
Cidadão”, um smart card, onde cada portador tem um código secreto para fazer sua
autenticação. Para acesso apenas das autoridades policiais também foi desenvolvido um
aplicativo para verificação da impressão digital do cidadão, que se encontra armazenada no
chip do cartão (CARTÃO CIDADÃO, 2010).
Já na Bélgica o projeto de identidade eletrônica é chamado de BelPic (Belgian
Personal Identity Card), é uma ferramenta para assinatura digital e autenticação para utilizar
serviços, também permite que os cidadãos belgas saibam quais oficiais do governo acessaram
seus dados(BEID, 2010). A Figura 2.6 aponta a estimativa de cartões eID na Bélgica:
122
Figura A.6. Gráfico referente à estimativa de cartões de identificação digital na
Bélgica.
Fonte: GODOT.BE, 2010.
O governo britânico lançou a versão beta em janeiro de 2010 do data.gov.uk, onde os
dados do governo estão disponíveis para a população, o site também usa Web Semântica com
dados linkados. No site é possível visualizar a distribuição dos gastos do governo, e em caso
de projetos públicos feitos na comunidade um alerta é enviado, sendo o rastreio via CEP
(W3C, 2010).
Também no Reino Unido, um projeto vem chamando cada vez mais atenção, o
mysociety.org, onde o governo inglês disponibilizou dados brutos para serem utilizados pela
ONG My Society. A partir desses dados, a ONG cria aplicações para fiscalização dos serviços
públicos e interação entre os gestores públicos e o cidadão (MYSOCIETY, 2010).
123
A.7.1.
MySociety
Organização não governamental, mantida por voluntários e desenvolvedores (pagos)
de software livre. Os códigos dos projetos são open source, podendo ser replicados e/ou
introduzidos em qualquer lugar do mundo, não necessitando pagar licença de uso.
Alguns Projetos:
a) TheyWorkForYou (Eles trabalham para você): aqui é possível ficar informado
sobre o Parlamento britânico e seus membros.
b) FixMyStreet (Concertem minha rua): ao acessar o serviço na Web, e digitando
o CEP da sua rua, pode-se reportar problemas dos mais diversos, como:
buracos no asfalto, lâmpadas de postes queimadas, pichações, calçadas
esburacadas, equipamentos públicos com problemas, etc.
c) WhatDoTheyKnow (O que eles sabem): serviço de ajuda ao cidadão,
possibilitando a este obter informações dos departamentos governamentais e
agências.
d) WriteToThem.com (Escreva para eles): único site no Reino Unido que permite
o contato com qualquer um dos representantes eleitos. Ao digitar um código
postal o sistema informará quem são seus representantes locais (no Reino
Unido os deputados são eleitos por votação distrital), e um pouco sobre quem
você deve contatar para atender determinados tipos de demandas.
e) HearFromYourMP (Ouça o seu deputado): serviço que incentiva os
parlamentares a falarem com seus eleitores sobre assuntos que eles acham
importantes, e a estes eleitores fornece a oportunidade de emitir suas opiniões.
f) GroupsNearYou (Comunidades próximas a você): serviço onde é possível
encontrar comunidades online locais que atuam na região do seu domicílio ou
local de trabalho.
124
A.7.2.
Apps for Democracy
Esta iniciativa tem dois objetivos principais:
a) Fazer com que a população de Washington (capital dos EUA) indique os
problemas e proponha idéias que possam ser resolvidos com tecnologia.
b) Criar uma plataforma comunitária para receber solicitações de serviços nãoemergenciais (311) para a cidade.
O total de prêmios pode atingir US$34.000,00. Na primeira edição houve um total de
quarenta e sete aplicativos feitos para a Web, Iphone e Facebook, estes disponíveis no site
appsfordemocracy (APPS FOR DEMOCRACY, 2010).
Este projeto tem como modelo o Open Innovation do X-Prize, em que são fixados, em
um concurso, prêmios em dinheiro, tendo como retorno resultados que ultrapassam o
investimento inicial, visto que vem do empenho de vários competidores. No site é possível
consultar o valor dos aplicativos disponíveis, tendo um total de US$2,3 milhões, sendo que
inicialmente foi investido US$ 50 mil.
A.8.
Iniciativas no Brasil
O Programa Sociedade da Informação no Brasil foi oficialmente lançado pela
Presidência da República em 15 de dezembro de 1999, um Grupo de Implantação foi formado
pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) para este programa, iniciando as atividades
em agosto do mesmo ano. A proposta deste projeto era integrar, coordenar e criar ações para a
utilização de tecnologias da informação e comunicação (TICs), de forma a contribuir para a
inclusão social de todos os brasileiros, ao mesmo tempo, contribuir para que a economia do
país viesse a ter condições de competir no mercado global. A execução do Programa
pressupôs o compartilhamento de responsabilidades entre os três setores: governo, iniciativa
privada e sociedade civil. Para tanto, se desdobrou nas seguintes grandes Linhas de Ação:
125
a) Mercado, trabalho e oportunidades.
b) Universalização de serviços para a cidadania.
c) Educação na sociedade da informação.
d) Conteúdos e identidade cultural.
e) Governo ao alcance de todos.
f) P&D (Pesquisa e Desenvolvimento).
g) Infra-estrutura avançada e novos serviços.
Em setembro de 2000 o MCT para sintetizar o programa Sociedade da Informação no
Brasil lançou o Livro Verde. Com a Portaria da Casa Civil nº 23 de 12 de maio de 2000 e com
estabelecimento do Comitê Executivo de Governo Eletrônico através do Decreto de 18 de
outubro de 2000, formalizou-se o e-Governo no Brasil. As ações deste grupo de trabalho
incorporam-se com as metas do programa Sociedade da Informação, coordenado pelo
Ministério da Ciência e Tecnologia (SOCIEDADE DA INFORMAÇÃO NO BRASIL, 2000).
As TICs estão sendo implantadas com o objetivo de melhorias na gestão do governo.
Dentre as linhas de ação propostas contidas no livro verde, há três que são abordadas mais
profundamente pelo e-Governo Brasileiro:
a) Universalização de serviços: incentivo a universalização ao acesso a Internet
pela população.
b) Governo ao Alcance de Todos: incentivo a utilização de tecnologia da
informação na administração pública e, nos sistemas, serem utilizados padrões.
c) Infra-estrutura avançada: para integrar as várias estruturas especializadas de
redes – governo, setor privado e P&D, esforços para implantação de infraestrutura básica nacional de informações.
Um exemplo de e-Governo, é a nota fiscal eletrônica implantada em 2007 pelo
Município de São Paulo. Esta iniciativa trouxe proximidade entre o poder público e as
empresas, assim como permitiu que o cidadão pudesse fiscalizar se o pagamento do imposto
realmente ocorreu. Isto também acarreta o aumento da transparência do governo para a
população.
126
Em abril de 2007 durante o Fórum Internacional de Software Livre, foi lançada a
iniciativa do Software Público Brasileiro. Desenvolvidas por órgãos públicos do Executivo,
Legislativo e Judiciário, além de empresas e universidades, as soluções estão disponíveis
gratuitamente à sociedade. Qualquer pessoa, órgão, empresa ou centro de pesquisa pode obter
o código da solução, mediante cadastramento no Portal. Não há necessidade de pagamento de
licenças, contudo as melhorias incorporadas às soluções também devem ser compartilhadas
com todos. Estão disponibilizados softwares como: Configurador Automático de Informações
Computacionais (Cacic), Ginga (middleware da TV Digital Brasileira), assim como sistemas
de gestão para municípios e softwares na área da saúde, educação, meio ambiente,
gerenciamento de contratos, entre outros (SOFTWARE PÚBLICO BRASILEIRO, 2010).
Instituído pelo Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão, o ComprasNet,
Portal de Compras do Governo Federal, é um Web Site, que realiza processos eletrônicos de
aquisição, bem como informações referentes às licitações e contratações promovidas pelo
Governo Federal (PORTAL DE COMPRAS DO GOVERNO FEDERAL, 2010).
A.8.1.
4CMBR
É um ambiente estruturado para a comunidade dos municípios brasileiros.
Disponibiliza soluções de softwares de acordo com a demanda, aproveitando-se das
ferramentas que o portal oferece principalmente para a gestão, na forma de software público
(4CMBR, 2010).
A.8.2.
5CQualiBR
O portal 5CQualiBR é um ambiente dedicado ao tema de qualidade de software sendo
organizado em seis temas ou vetores que são: ecossistema, qualidade do produto,
desenvolvimento de software, interoperabilidade, prestadores de serviço e teste de software.
Neste site é possível obter informações técnicas como diretrizes, manuais e ferramentas,
127
sendo este sobre, interoperabilidade, qualidade de produto e processo e qualidade da prestação
de serviços (5CQUALIBR, 2010).
A.8.3.
E-Ping
A fim de estabelecer as condições de interação entre as áreas do governo e com a
sociedade em geral, o governo brasileiro, tendo como influência o e- GIF do Reino Unido,
criou o e-PING, Padrões de Interoperabilidade de Governo Eletrônico, este define políticas e
especificações técnicas para regulamentar a utilização da TIC (Tecnologia de Informação e
Comunicação), provendo assim a interoperabilidade de Serviços de Governo Eletrônico (EPING, 2010).
Na arquitetura e-PING o Poder Executivo tem interações com:
a) GpM (Governo para Município).
b) GpGOP (Governo para Governo de Outro País).
c) GpC (Governo para Cidadão).
d) GpTS (Governo para Terceiro Setor).
e) GpOI (Governo para Organismo Internacional).
f) GpUF (Governo para Estado).
g) GpL (Governo para Legislativo).
h) GpJ (Governo para Judiciário).
i) GpMP (Governo para Ministério Público).
j) GpE (Governo para Empresas).
Na e-PING os padrões abertos nas especificações técnicas preferencialmente serão
adotados. Na prestação dos serviços de governo eletrônico, afim da interoperabilidade, o nível
de segurança requerido pelo serviço deve ser considerado com a total transparência. As
especificações que fazem parte da e-PING atendem a soluções apoiadas pelo mercado, tendo
como objetivo a redução dos custos e dos riscos na criação e desenvolvimento de serviços nos
sistemas de informações governamentais. A e-PING tem como base para interoperabilidade
os elementos técnicos, semânticos e organizacionais.
128
Na administração pública os sistemas de informação deverão estar dentro das
principais especificações usadas na Internet e também com a World Wide Web, e o XML é
adotado como padrão principal de intercâmbio de dados. A dimensão semântica, buscando
ajudar o acesso a documentos e serviços pelo cidadão brasileiro, como vocabulários
controlados, taxonomias, ontologias e outros métodos de organização e recuperação de
informações. Também há o desenvolvimento e utilização de um Padrão de Metadados do
Governo Eletrônico (e-PMG), baseado em padrões internacionalmente aceitos. Ao oferecer
serviços de governo eletrônico o órgão concedente deve prover e salvaguardar a privacidade
das informações do cidadão, empresas e órgãos de governo, tendo a responsabilidade de
cumprir a legislação que define as restrições de acesso e divulgação.
A arquitetura e-PING é dividida em cinco partes, com o objetivo de organizar as
definições dos padrões. Para cada segmento há um grupo de trabalho, formado por
profissionais que atuam em órgãos dos governos federal, estadual e municipal, especialistas
em cada assunto e, esses grupos foram responsáveis pela elaboração da versão 2010 da
arquitetura, fundamento para instituição dos padrões de interoperabilidade do governo
brasileiro. Estas áreas foram subdivididas em componentes, nos quais existem políticas e as
especificações técnicas a serem adotadas pelo governo federal. Assim, o e-PING é uma
arquitetura que vem promover a compatibilidade, dando condições de integração, entre os
Poderes, Esfera Federal e a sociedade. Possibilita através do padrão a criação de ferramentas
em que qualquer município possa dispor de um portal concedendo e trocando dados de forma
simples e eficiente, e no futuro qualquer cidadão poderá ter acesso a toda uma cadeia de
informação de forma padronizada e descomplicada.
129
APÊNDICE B: EXPERIÊNCIAS COM A TECNOLOGIA CLEREZZA
O presente apêndice abordará a construção de um bundle para o Apache Clerezza.
Este apêndice contém a seção B.1 que ensina o passo a passo para a construção de um
bundle e a sua instalação na plataforma de desenvolvimento Apache Clerezza.
B.1.
Desenvolvimento com Apache Clerezza
Inicialmente foi adotado o Apache Clerezza para desenvolver o protótipo, entretanto,
tendo em vista que ainda está na incubadora da Apache, é natural que este não tenha uma
documentação completa, com isso torna-se difícil o desenvolvimento, porém é uma
ferramenta poderosa e muito rica. A Figura B.1 define a arquitetura de um serviço Web
utilizando o Apache Clerezza:
Figura B.7. Arquitetura de um Projeto Java utilizando o a plataforma Apache Clerezza.
130
O Apache Clerezza trabalha utilizando bundles, módulos na arquitetura OSGI. Abaixo
exemplo de criação de um bundle e a inserção deste no Apache Clerezza.
A Figura B.2, Figura B.3, Figura B.4, Figura B.5 demonstram como criar um projeto
Maven no Eclipse:
Figura B.8. Tipo de Projeto Maven.
Com o plugin m2eclipse é possível integrar o Maven com a IDE Eclipse
(M2ECLIPSE, 2010).
131
Figura B.9. Opção Padrão.
Figura B.10. Arquétipos Maven.
Os arquétipos permitem criar um novo projeto sem a necessidade de criar uma
estrutura a partir do zero. Um exemplo de arquétipo é o que cria um projeto web que utiliza a
implementação JSF, que é um framework para a construção de interfaces de usuário do lado
servidor, chamada MyFaces (MYFACES, 2010). A Figura 4.18 apresenta a definição de
grupo e artefato.
132
Figura B.11. Grupo e Artefato.
O Group Id é semelhante à estrutura de pacotes do Java. Os pontos são substituídos
por separadores de diretório do sistema operacional específico, que se torna uma estrutura de
diretório relativa ao repositório base do Maven. O nome que o projeto é conhecido é
denominado Artifact Id, e este junto com o Group Id formam uma chave de identificação
deste projeto, em que define também a estrutura de diretórios do artefato no repositório base
do Maven (MAVEN2, 2010).
A Figura B.6 demonstra como é a estrutura do projeto Maven:
Figura B.12. Estrutura do Projeto Maven.
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Estrutura de um projeto Maven simples com uma única dependência, sendo esta do
JUnit. (IBM MAVEN, 2010)
A Figura B.7 apresenta o código da classe que será o serviço:
Figura B.13. Classe anotada com Jersey.
A especificação do OSGI Serviço Declarativo surgiu para tentar solucionar alguns
problemas decorrentes da integração de um conjunto de bundles do serviço. Esse Serviço
Declarativo são anotações feitas na classe que será o serviço, que são processadas e durante a
compilação é automaticamente criado os arquivos de configuração necessários (NETBEANS,
2010).
A Figura B.8, Figura B.9, Figura B.10, Figura B.11 apresentam o código do arquivo
pom.xml do projeto Maven:
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Figura B.14. Configuração do Projeto para bundle.
O POM (Project Object Model) é uma representação XML de um projeto Maven, que
possui as informações básicas do projeto, e as configurações de como o artefato final deve ser
construído (MAVEN2, 2010).
Figura B.15. Dependências do Projeto Maven.
135
No POM.xml é disposta as dependências, sendo assim os .jars necessários para o
projeto, que o Maven irá gerenciar, fazendo o download dos jars e outros correlatos que este
necessita, ou seja, as dependências transitivas (MAVEN2, 2010).
Figura B.16. Repositórios Maven.
Os Repositórios Maven servem para armazenar as dependências e os artefatos de
vários tipos. Estes podem ser locais, que ficarão com uma cópia da própria instalação, ou seja,
um cache de downloads remotos, como também podem ser remotos, que fornecem artefatos
de terceiros e são acessados através de vários protocolos (REPOSITORIES MAVEN, 2010).
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Figura B.17. Plugins Maven.
No POM.xml é colocado os plugins para o Maven que serão utilizados, pois o Maven,
em essência, é um framework de execução de plugins, onde estes fazem todo o trabalho
(MAVEN2, 2010).
A Figura B.12 demonstra como gerar o bundle:
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Figura B.18. Geração do bundle.
Uma das fases do Maven é a package, ou seja, pacote, que pega o código compilado e
empacota para ser distribuído, tal como um arquivo JAR (SONATYPE, 2010).
A Figura B.13 demonstra a estrutura do projeto, com o bundle gerado:
Figura B.19. Bundle.
138
O Apache Felix Maven SCR Plugin, ou maven-scr-plugin, é uma ferramenta para
facilitar o desenvolvimento de componentes e serviços OSGI. O plugin cria automaticamente,
através de anotações, os arquivos de configuração necessários (FELIX, 2010).
A Figura B.14, Figura B.15, Figura B.16, Figura B.17, Figura B.18, Figura B.19,
Figura B.20 demonstram como instalar um bundle no Apache Clerezza:
Figura B.20. Inicialização da Plataforma Apache Clerezza.
Para iniciar o Apache Clerezza é necessário baixá-lo através do SVN, compilá-lo e
iniciar a plataforma através da linha de comando. Dentro do mesmo já vem um Container
Web, assim não é necessário um servidor de aplicação para iniciá-lo (IKS, 2010).
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Figura B.21. Página Inicial do Apache Clerezza.
O Apache Clerezza é uma aplicação baseada em OSGI, com isso permite a
modularização, em que bundles são instalados. (APACHE CLEREZZA, 2010).
Figura B.22. Autenticação na Plataforma Apache Clerezza.
O projeto Apache Clerezza dispõe de formas de autenticação, entre elas está a
FOAF+SSL, um protocolo que permite a construção de aplicações de redes sociais
distribuídas, abertas e seguras. Outra forma é o WebID, sendo uma URI que se refere a uma
140
pessoa (agente ou robô) , assim uma identificação única colocada na web (FOAF+SSL, 2010),
(WEBID, 2010).
Figura B.23. Administração da Plataforma Apache Clerezza.
O projeto Apache Clerezza já vem dispondo de um conjunto de bundles que entendem
formatos como RDF/JSON para construir aplicações Web Semânticas e serviços Restful
(JAVALOBBY, 2010).
Figura B.24. Carregar bundle na Plataforma Apache Clerezza.
141
O framework OSGI é dividido em um número de camadas, são elas: Ambiente de
Execução, Módulos, Gestão do ciclo de vida e, por fim, o Serviço de Registro (OSGI
TECHNOLOGY, 2010).
Figura B.25. Instalação do bundle.
A parte de Gestão do ciclo de vida do framework OSGI é responsável por adicionar os
pacotes que podem ser instalados de forma dinâmica, iniciados, parados, atualizados e
desinstalados (OSGI TECHNOLOGY, 2010).
Figura B.26. Ativação do bundle.
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O Apache Clerezza pode ser usado como uma plataforma para construção de
aplicações semânticas, como também, utilizada para suportar bundles dentro de um
framework OSGI, que são carregados pelo próprio usuário, onde estes bundles possuem
permissão para registrar seus recursos (CLEREZZA PROPOSAL, 2010).