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Multilingual Access to Biomedical
Documents
Stefan Schulz
Company
Averbis GmbH
•
•
•
Founded in April 2007
Based in Freiburg im Breisgau
Team of experts in medicine and computer sciences
Averbis GmbH
Shareholders
• Kornél Markó
• Philipp Daumke
• Campus Technologies
Freiburg GmbH,
Universitätsklinikum Freiburg
Directors
• Kornél Markó
• Philipp Daumke
Scientific Board
• Prof. Dr. Rüdiger Klar
• PD Dr. Stefan Schulz
• Prof. Dr. Udo Hahn
Consultants
• Dr. Albrecht Zaiß
• Prof. Dr. Bernhard Arnolds
Employees &
Student Workers
Averbis GmbH
•
Innovative semantic retrieval technologies based on 10+ scientific research
•
Search & language technologies specifically designed for health care and life
sciences
•
Target market/Scope:
Patient Records in Hospitals
and Medical Practices
Research Literature
in Scientific Databases
Health Portals &
Web Sites
Information inventory of
medical publishers
Information Retrieval
Classifications
Semantic Interoperability
between Information Systems
Patient Safety
Enhancement of
Information Retrievals
Medical Billing
Services
Averbis – Scope & Business Area
Medical Decision
Making
Cross Language Information Retrieval
• Cross language information retrieval (CLIR) deals with
retrieving information written in a language different from the
language of the user's query
• CLIR research in medicine becomes especially important in
exchanging global knowledge
– Researchers want to share global research results
– Medical doctors need to exchange patient information worldwide
– Patients demand extensive access to medical information
Cross Language Information Retrieval
• Includes Monolingal Information Retrieval
• Benefit for multilingual users
– Avoid multiple queries
– Pose a question in their preferred language
• Monolingual users take advantage
– if their passive knowledge is sufficient to understand documents in
a foreign language
– If (automatic) translation can be performed
– If image captions are used to search for images
Freiburger Handsearch-Projekt
•
Begonnen hat das Handsearching in Deutschland im Jahr 1995 […].
•
Das UK Cochrane Centre koordinierte das Projekt zum Handsearching von
in Europa publizierten Zeitschriften mit allgemeinem medizinischem
Themenbezug. Insgesamt nahmen 16 europäische Staaten mit 12
verschiedenen Landessprachen an diesem Projekt teil.
•
Von mehr als 100 Handsearchern wurden 119 Zeitschriften durchsucht.
– Dabei wurden 21.620 controlled clinical trials identifiziert (12.613 RCTs und 9.007
CCTs);
– davon waren 17.980 (83%) nicht als „controlled trial“ in Medline gelistet.
– 6.554 (30%) stammten aus Zeitschriften, die nicht in Medline aufgenommen sind.
– Etwa ein Drittel aller kontrollierten Studien wurden in einer anderen Sprache als
Englisch publiziert, davon war ein Großteil (5.300 RCTs und CCTs) aus den 20
durchsuchten deutschsprachigen medizinischen Zeitschriften.
Core Technology
Hypotheses
• The true, significant elements of language are . . .
either words, significant parts of
words, or word groupings. [Sapir 1921]
• Linguistic variations make (medical) Information
Retrieval difficult
Levels of linguistic variations
Morphology
Syntax
Lexico-Semantics
Linguistic variations
– Inflection: diseases, appendix, -ices
– Derivation: leucozyte, leukozytic
– Composition: para|sympath|ectomy
– Acronyms: AIDS, SARS, OECD
– Orthographic Variants: oesophagus, esophagus
– Synonyms:
• Sarcoidosis, Morbus Besnier-Boeck-Schaumann, Lupus pernio,
benign lymphogranulomatosis, uveoparotid fever….
– Proper Names: Aspirin, ASS, ...
Innovative approach
herz
subwort
•
•
conventional lexicons contain about
200.000 entries
Active vocabulary is tenfold+ bigger
 Innovation: subword lexicons
 linked across languages via a
thesaurus
heart
corazon
KONZEPT
card
card
HEART
muscle
INFLAMMATION
MUSCLE
-itis
muscul
inflam
entzünd




Data reduction by 90%
Normalisation of all linguistic variants
Optimal coding efficiency
retrieval performance gain up to 50%
(monolingual) and 20% (multilingual)
(MedInfo 2007)
myo
muskel
inflamm
Myo|card|itis
Herz|muskel|entzünd|ung
Inflamm|ation of the heart muscle
Morpho-Semantic Indexing
High TSH values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Erhöhte TSH-Werte erlauben die
Diagnose einer primären Hypothyreose ...
Original
Morpho-Semantic Indexing
High TSH values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Orthographic
Normalization
high tsh values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Erhöhte TSH-Werte erlauben die
Diagnose einer primären Hypothyreose ...
Orthographic
Rules
erhoehte tsh-werte erlauben die
diagnose einer primaeren hypothyreose ...
Original
Morpho-Semantic Indexing
High TSH values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Orthographic
Normalization
high tsh values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Erhöhte TSH-Werte erlauben die
Diagnose einer primären Hypothyreose ...
Orthographic
Rules
erhoehte tsh-werte erlauben die
diagnose einer primaeren hypothyreose ...
Original
Morph. Segmentation
Subword Lexicon
high tsh value s suggest the
diagnos is of primar y hypo thyroid
ism
er hoeh te tsh wert e erlaub en die
diagnos e einer primaer en hypo
thyre ose
Morpho-Semantic Indexing
High TSH values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Orthographic
Normalization
high tsh values suggest the
diagnosis
of
primary
hypothyroidism ...
Erhöhte TSH-Werte erlauben die
Diagnose einer primären Hypothyreose ...
Orthographic
Rules
erhoehte tsh-werte erlauben die
diagnose einer primaeren hypothyreose ...
Original
Morph. Segmentation
Subword Lexicon
MID-Representation
#up
tsh
#value
#suggest
#diagnost #primar #small #thyre
#up
tsh
#value
#permit
#diagnost #primar #small #thyre
Semantic
Normalization
high tsh value s suggest the
diagnos is of primar y hypo thyroid
ism
Subword
Thesaurus
er hoeh te tsh wert e erlaub en die
diagnos e einer primaer en hypo
thyre ose
Products
Averbis Search Platform
 Ultrafast semantic search engine
 Optimized for Health Care and Life Sciences
 Content analysis and linguistic normalisation of documents
 Most intuitive user interfaces
 Laymen and expert ways to access information
 Multi- & crosslingual
Features
Type
Search for…
Find…
Typos
breats cancer
breast cancer
Spelling
oesophagus
esophagus
Inflection
appendix
appendices
Word Order
chronic bronchitis
bronchitis, chronic
Derivation
leukozytic
leucozyte
Context
parasympathectomy
removal of parasympatic tissue
---
Composita
myocarditis
Inflammation of the heart muscle
---
Synonyms
stroke
apoplex
---
Abbreviations
WHO
World Health Organization
---
Laymen/Expert
Breast removal
mastectomy
---
Multilinguality
Herzmuskelentzündung
Inflammation of the heart muscle,
myocarditis
---
Others
Averbis
Ways to access information
•
via Body Key
•
E.g.
–
–
Three levels
•
Main category
•
Sub category
•
Diseases/Procedures
(ICD/OPS)
Categories selected by
anatomy / functions
Ear
• Outer Ear
• Middle Ear
- Ear Infection
- Hearing Loss
• Inner Ear
• Hearing
- Hearing loss
• Balance
Respiratory Tract
Heart and Blood
Digestive System
 Optional customizing to
category subsets / other
classifications
Bones, Joints and Muscles
Urinary and Reproductive System
Other categories >
Ways to access information
Tag-Clouds
•
Offer highly associated
terms in addition to a freetext query
Sport therapy
Diclofenac
Hip Osteoarthritis
Ibuprofen
Hip replacement
•
Font size corresponds to
semantic adjacency
•
Allows a stepwise
refinement or navigation
through the information
Arthrose
Query: Hip Joint
Ways to access information
Query: Hip Joint
Diseases
Procedures
Osteoarthritis, Hip
Hip replacement
Reoperation
Hip Disease
Hip dislocation
Medicaments
Researcher
Voltaren
Kold, Søren
Ovesen, Janne
Ibuprofen
Related Terms:
•
Offer highly associated terms in addition to a free-text query (like in a Tag Cloud)
•
Grouping in predefined categories
•
Allows to search for the most frequent diseases and procedures of an
anatomical structure, e.g.
•
„Hip Joint -> Osteoarthritis, Hip -> Hip replacements“
Classifications
•
Averbis ist Experte für die transparente Einbindung verschiedenster medizinischer Klassifikationen in das
Information Retrieval
•
Vorteile des Einsatzes bekannter Klassifikationen:
–
Semantische Interoperabilität
Beispielsweise können Leistungen verschiedener Krankenhäuser durch Verwendung von ICD/OPS einheitlich verglichen werden
–
Cross-Linking zwischen Terminologien
Hierdurch können Benutzer per Mausklick von Organen zu Krankheiten, von Krankheiten zu Therapien, von Therapien zu
Forschungsergebnissen etc. navigieren
–
Verbesserung der Retrievalergebnisse
Durch die Verwendung von Schlagwörtern wird das Auffinden von Dokumenten enorm erleichtert
–
Fallabrechnung
Effiziente Extraktion von ICD/OPS-Codes aus ärztlichen Freitexten erleichtert den klinischen Arbeitsablauf von Ärzten und führt zu
mehr Zeit für die Patientenversorgung
–
Patientensicherheit
Beim instituts- und landesübergreifenden Austausch von Patientendaten können durch standardisierte Terminologien
Mehrfachuntersuchungen vermieden, auf Allergien und Unverträglichkeiten hingewiesen und Krankengeschichten einheitlich
übermittelt werden
Referenzen
• Portal zur
eigenständigen
Entscheidungsfindung
bei der
Krankenhauswahl
• Aufgabe der Averbis:
Einfacher Zugang zu
Expertenwissen
– Laiensprachliche
Suche
– Laiensprachliche
Klassifikation
(Körpernavigation)
• Launch:
– Frühjahr 2008
– Microsite seit 18.06.07
Zentralbibliothek für Medizin
• Größte europäische
Medizinbibliothek
• ~20 Millionen
Datenbankeinträge
• 60,000 Anfragen pro
Monat
• durch Averbis
erstmalig intelligente
und sprachübergreifende Suche
möglich
Thank you!