Ontología en ambiente Web para el dominio del Análisis de Líquido Seminal Humano

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1 Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Computación Centro de Ingeniería de Software y Sistemas Laboratorio de Inteligencia Artificial Ontología en ambiente Web para el dominio del Análisis de Líquido Seminal Humano Trabajo Especial de Grado presentado ante la ilustre Universidad Central de Venezuela para optar al título de Licenciado en Computación, por el Bachiller Yimmy Alexander Pereira Figueira Tutora: Prof. Esmeralda Ramos Tutora: Prof. Haydemar Núñez Caracas, Marzo 2007

2 Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Computación Acta del Veredicto Quienes suscriben, miembros del jurado designado por el Consejo de Escuela de la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de Venezuela, para examinar el Trabajo Especial de Grado presentado por el bachiller Yimmy Alexander Pereira Figueira, titular de la cédula de identidad Nº , bajo el título Ontología en ambiente Web para el dominio del Análisis de Líquido Seminal Humano, a los fines de cumplir con el requisito legal para optar al grado de Licenciado en Computación, dejan constancia de lo siguiente: Una vez suficientemente leído este trabajo por cada uno de los miembros del jurado, se fijo el día MIÉRCOLES QUINCE de MARZO de DOS MIL SEIS a las 4:00 p.m. fecha para su defensa de manera pública. Mediante una exposición oral de este Trabajo Especial de Grado, realizada en el Auditórium de la Escuela de Computación en la fecha acordada, luego de lo cual respondió satisfactoriamente a las preguntas que le fueron formuladas por el jurado, todo ello conforme a lo dispuesto en la Ley de Universidades y demás normativas vigentes de la Universidad Central de Venezuela. El jurado decidió APROBARLO con la nota de Puntos. En fe de lo cual se levanta la presente acta a los QUINCE días del mes de MARZO de DOS MIL SEIS. Prof. Esmeralda Ramos Tutor Prof. Haydemar Núñez Tutor Prof. Marcel Castro Jurado Principal Lic. Elizabeth Martínez Jurado Principal

3 DEDICATORIA A mis padres, Silvestre Pereira y Yolanda Figueira, por la confianza y el apoyo que me han ofrecido a lo largo de mi vida. A mi novia, Bricelis Urbina, que con su comprensión y cariño me ha llenado de momentos especiales y me ha hecho crecer como persona.

4 AGRADECIMIENTOS A la ilustre Universidad Central de Venezuela, por haberme brindado la oportunidad de formarme como profesional. A mis tutoras, Esmeralda Ramos y Haydemar Núñez, por la confianza depositada en mi y por su valiosa orientación y enseñanza durante estos últimos dos años. Al Profesor Roberto Casañas y a la Licenciada Elizabeth Martínez, por su valiosa colaboración, interés y entusiasmo durante la fase de adquisición de conocimiento. A mi novia Bricelis Urbina, por su paciencia, apoyo y colaboración durante el desarrollo del TEG. A mi compañero Ronald Aguilera, por su disposición a ayudar y su colaboración a lo largo de la carrera.

5 RESUMEN En este trabajo se presenta el desarrollo y construcción de una ontología disponible en ambiente Web para el dominio del análisis de líquido seminal humano. El objetivo de la ontología es representar, organizar, formalizar, estandarizar y compartir el conocimiento del dominio, para que pueda ser accedido por las personas interesadas, en cualquier momento e independientemente de la ubicación geográfica. Para esto, se desarrolló una aplicación basada en una arquitectura cliente/servidor para ambientes Web, la cual está formada por dos módulos: uno de Administración y otro de Acceso Público. El módulo de Administración permite configurar y mantener el sitio Web de la ontología, mientras que el módulo de Acceso Público permite que los usuarios puedan acceder al conocimiento disponible. Para la construcción de la ontología se utilizó el método Methontology y para su implementación el editor de ontologías Protégé.

6 ÍNDICE Introducción...1 Capítulo I. Marco Teórico...3 I.1. Análisis de Líquido Seminal (ALS)...3 I.1.1. Aspectos básicos y definición...3 I.1.2. Recolección y envío de las muestras...4 I.1.3. Medidas de bioseguridad...5 I.1.4. Examen Macroscópico...6 I.1.5. Examen Microscópico...7 I.2. Aspectos básicos de las Ontologías...10 I.2.1. Definición de Ontología...10 I.2.2. Beneficios de las Ontologías...11 I.2.3. Componentes de una Ontología...11 I.2.4. Proceso de desarrollo de las Ontologías...12 I Methontology...13 I.2.5. Lenguajes para el desarrollo de Ontologías...18 I XML (extensible Markup Language)...18 I RDF (Resource Description Framework)...18 I XOL (Ontology Exchange Language)...19 I OIL (Ontology Interface Layer)...19 I DAML+OIL...19 I OWL (Web Ontology Language)...20 I.2.6. Herramientas para el desarrollo de Ontologías...20 I Protégé...20 I.2.7. Web Semántica...23 Capítulo II. Marco Aplicativo...26 II.1. Planteamiento del Problema...26 II.2. Solución Propuesta...27 II.3. Objetivos...28 II.3.1. Objetivo General...28 II.3.2. Objetivos Específicos...28 i

7 II.4. Desarrollo de la aplicación...28 II.4.1. Identificación y análisis de los requerimientos funcionales...29 II.4.2. Aspectos Técnicos...39 II.4.3. Arquitectura del sistema...39 II.4.4. Diseño de la Interfaz de Usuario...40 II.4.5. Creación de la Base de Datos...42 II.4.6. Implementación de las Funcionalidades...42 II.4.7. Adquisición y organización del conocimiento...64 II.4.8. Aplicación del Método Methontology...65 II Especificación...65 II Conceptualización...66 II.4.9. Implementación de la ontología en Protégé...77 Conclusiones y Recomendaciones...79 Referencias...81 ANEXOS...85 ANEXO 1. Glosario de términos ANEXO 2. Diccionario de conceptos ANEXO 3. Relaciones binarias ANEXO 4. Instancias ANEXO 5. Instalación de la aplicación ii

8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Modelo conceptual del proceso de ALS....4 Figura 2. Evaluaciones macroscópicas en un espermograma...7 Figura 3. Evaluaciones microscópicas en un espermograma....9 Figura 4. Proceso de desarrollo y ciclo de vida de Methontology Figura 5. Tareas de la actividad de Conceptualización según Methontology...15 Figura 6. Capas de la Web Semántica Figura 7. Diagrama de Casos de Uso. Módulo de Administración...31 Figura 8. Diagrama de Casos de Uso. Módulo de Acceso Público...32 Figura 9. Arquitectura de la aplicación...39 Figura 10. Módulo de Administración. Página de inicio...43 Figura 11. Módulo de Administración. Información Personal. Ver Figura 12. Módulo de Administración. Información Personal. Modificar Figura 13. Módulo de Administración. Información Personal. Cambiar Contraseña Figura 14. Módulo de Administración. Actualizar Ontología. Nueva Versión...46 Figura 15. Módulo de Administración. Actualizar Ontología. Modificar Valores Figura 16. Módulo de Administración. Actualizar Recursos. Documentos (Principal)...49 Figura 17. Módulo de Administración. Actualizar Recursos. Documentos (Modificar) Figura 18. Módulo de Administración. Actualizar Recursos. Enlaces (Principal) Figura 19. Módulo de Administración. Actualizar Recursos. Enlaces (Modificar)...51 Figura 20. Módulo de Administración. Historial de Versiones Figura 21. Módulo de Administración. Aportes (Principal)...53 Figura 22. Módulo de Administración. Aportes (Detalle) Figura 23. Módulo de Administración. Ayuda Figura 24. Módulo de Acceso Público. Página de bienvenida Figura 25. Módulo de Acceso Público. Registrarse...56 Figura 26. Módulo de Acceso Público. Ontología...58 Figura 27. Módulo de Acceso Público. Imágenes...59 Figura 28. Módulo de Acceso Público. Videos Figura 29. Módulo de Acceso Público. Documentos Figura 30. Módulo de Acceso Público. Enlaces...61 iii

9 Figura 31. Módulo de Acceso Público. Descargar Ontología...62 Figura 32. Módulo de Acceso Público. Búsqueda Figura 33. Módulo de Acceso Público. Aportes Figura 34. Módulo de Acceso Público. Acerca de Figura 35. Taxonomía de Conceptos (Andrología)...66 Figura 36. Taxonomía de Conceptos (Análisis de Líquido Seminal) Figura 37. Taxonomía de Conceptos (Aparato reproductor masculino) Figura 38. Relaciones binarias (Andrología)...69 Figura 39. Relaciones binarias (Análisis de Líquido Seminal) Figura 40. Relaciones binarias (Aparato reproductor masculino) Figura 41. Editor de ontologías Protégé. Especificación de las clases...77 Figura 42. Editor de ontologías Protégé. Especificación de las relaciones y atributos Figura 43. Editor de ontologías Protégé. Especificación de las instancias...78 iv

10 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Glosario de términos (Extracto) Tabla 2. Diccionario de conceptos (Extracto) Tabla 3. Relaciones binarias (Extracto) Tabla 4. Atributos de instancias Tabla 4. Atributos de instancias (Continuación) Tabla 5. Atributos de clase Tabla 6. Axiomas formales Tabla 7. Reglas...74 Tabla 7. Reglas (Continuación)...75 Tabla 7. Reglas (Continuación)...76 Tabla 8. Instancias (Extracto)...76 v

11 INTRODUCCIÓN En los últimos años, se han logrado avances significativos en el conocimiento de los mecanismos de la reproducción humana, así como en los métodos de investigación y diagnóstico de los trastornos de la fertilidad. Los estudios recientes sobre la comprensión de la base genética de la infertilidad masculina, aunados a los resultados exitosos obtenidos con la reproducción asistida, fertilización in vitro e inseminación artificial, han aportado nuevas esperanzas para la población masculina considerada infértil (OMS, 2001). Aplicando esos conocimientos a los tratamientos de infertilidad se ha logrado un incremento importante en las tasas de fertilización y de embarazo. El Análisis de Líquido Seminal (ALS) o espermograma es un estudio que se utiliza en la evaluación de la fertilidad masculina, detección de infecciones, monitoreo por vasectomía, realización de chequeos pre y post operatorios, entre otros. Consiste en la evaluación macroscópica y microscópica de una muestra de semen para determinar su calidad. En el examen macroscópico se evalúa la licuefacción, aspecto, volumen, viscosidad y ph de la muestra; mientras que en el examen microscópico se estima la concentración, motilidad, aglutinación, viabilidad y morfología de los espermatozoides, así como la presencia de elementos celulares distintos a los mismos. Este tipo de estudio no se realiza con frecuencia y muchas de las pruebas que lo constituyen son extremadamente subjetivas, por lo que los resultados pueden estar determinados por la experticia del profesional que realice el examen. Para obtener resultados confiables, los bioanalistas emplean diferentes tipos de datos, tales como valores de referencia, observaciones a través del microscopio y resultados de pruebas; conocimiento amplio del dominio y diferentes estrategias de resolución como modelos de inducción y razonamiento. A pesar de que la Organización Mundial de la Salud publicó el Manual de Laboratorio para el examen del semen humano y de la interacción entre el semen y el moco cervical (OMS, 2001), en la mayoría de los laboratorios donde se realiza este estudio existen diferentes criterios, en cuanto a los términos y al vocabulario utilizado, maneras de contar y medir, entre otros; razón por la cual en muchas oportunidades los resultados que se reportan presentan ligeras variaciones, especialmente si la persona que realiza el examen no ha tenido un entrenamiento integral y adecuado. 1

12 Por lo tanto, sería de gran utilidad para los bioanalistas, médicos y estudiantes de las ciencias de la salud, disponer del conocimiento del dominio de una manera estructurada y estandarizada, y poder acceder al mismo en cualquier momento y desde diferentes zonas geográficas. Una manera de lograr esto es a través del desarrollo de una ontología. Una ontología es una especificación explícita y formal de los términos de un dominio y las relaciones entre ellos (Ramos, 2004). Las ontologías capturan conocimiento consensuado de un modo genérico y formal, de manera que pueda ser compartido y reutilizado por distintos grupos de personas y aplicaciones de software. En este trabajo se presenta el desarrollo y construcción de una ontología disponible en ambiente Web para el dominio del análisis de líquido seminal humano, cuyo objetivo es representar, organizar, formalizar, estandarizar y compartir el conocimiento disponible. A continuación se describe la estructura del documento, el cual está formado por dos Capítulos: En el Capítulo I se presenta el Marco Teórico, en el cual se establecen las bases conceptuales que soportan la investigación. Está dividido en dos secciones: En la primera sección se muestran los aspectos básicos del Análisis de Líquido Seminal, las instrucciones para recolectar y trasladar las muestras de semen, las medidas de bioseguridad que se deben seguir en un laboratorio, y las pruebas que se llevan a cabo en las evaluaciones macroscópicas y microscópicas de un espermograma. En la segunda sección se explican los aspectos básicos de las ontologías, incluyendo varias definiciones, los beneficios de su uso, sus componentes, las actividades realizadas para su desarrollo, los lenguajes utilizados y una de las herramientas más importantes usadas para desarrollos ontológicos como lo es Protégé (Protégé, 2005). Además, se exponen las ideas básicas de la Web Semántica. En el Capítulo II se presenta el Marco Aplicativo. Contiene el planteamiento del problema, la solución propuesta, los objetivos que se pretenden alcanzar y la descripción de los aspectos concernientes al desarrollo de la aplicación. Finalmente, se presentan las conclusiones alcanzadas y las recomendaciones para trabajos futuros, y los anexos que complementan el documento. 2

13 CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO En este capítulo se presentan las bases conceptuales sobre las que se sustenta la investigación. I.1. ANÁLISIS DE LÍQUIDO SEMINAL (ALS) I.1.1. ASPECTOS BÁSICOS Y DEFINICIÓN El semen normal es una combinación de espermatozoides suspendidos en las secreciones del testículo y epidídimo, y las secreciones de la próstata, vesículas seminales y glándulas bulbouretrales, que se mezclan en el momento de la eyaculación. El producto final es un líquido viscoso denominado eyaculado. (OMS, 2001) La evaluación de la fertilidad masculina se basa en una serie de ensayos descriptivos y funcionales que proporcionan información de la calidad del eyaculado y de la competencia funcional del espermatozoide con relación a aspectos claves del proceso de fertilización. (Noriega y otros, 2002) La recolección y el examen del semen deben ser realizados mediante técnicas estandarizadas, para que los resultados proporcionen información válida acerca de la fertilidad de un individuo. (OMS, 2001) El estudio más usado en la evaluación paraclínica del hombre en consultas por infertilidad, chequeos pre y post operatorios, monitoreo por vasectomía, evaluación de glándulas seminales, infecciones, cultivos, serologías y estimación de fertilidad, es el Análisis de Líquido Seminal (ALS). Este estudio también se conoce como Espermograma, Seminograma, Espermiograma, Análisis Básico del Semen, o Espermatograma. El ALS consiste en una evaluación macroscópica y microscópica del semen, incluyendo el análisis cuantitativo y cualitativo de los espermatozoides. (Gómez, 2004). El término Normozoospermia se utiliza para indicar que el semen cumple todos los parámetros de normalidad establecidos por la Organización Mundial de la Salud. En la Figura 1, se presenta el modelo conceptual del proceso de Análisis de Líquido Seminal. 3

14 Figura 1. Modelo conceptual del proceso de ALS. I.1.2. RECOLECCIÓN Y ENVÍO DE LAS MUESTRAS Cada laboratorio debe entregar al paciente una hoja de instrucciones, escrita con sencillez y claridad, sobre la manera de recoger el semen y trasladarlo. Instrucciones para la toma y envío de una muestra de semen: (Noriega y otros, 2002) 1. Abstenerse de tener relaciones sexuales y masturbación por un periodo de entre 2 a 7 días. 2. Obtener la muestra sólo por masturbación, sin usar lubricantes o condones. 3. La muestra debe ser recogida preferiblemente en el laboratorio. En su defecto, se puede obtener en un sitio próximo al mismo y ser trasladada antes de transcurrida una hora desde la recolección, manteniéndola tibia (por ejemplo, en un bolsillo cercano al cuerpo). 4. Recolectar la muestra en un envase de plástico, nuevo, limpio, estéril y de boca ancha (por ejemplo, recolectores de orina). Es importante recoger todo el eyaculado, evitando derramarlo. En caso de que esto ocurra, se debe notificar al laboratorio. 5. Identificar el envase con el nombre del paciente y la fecha y hora de recolección de la muestra. La muestra ideal debe haber sido recolectada con tres días de abstinencia sexual, debe examinarse a la hora de la eyaculación y mezclarse muy bien antes de procesarla. 4

15 I.1.3. MEDIDAS DE BIOSEGURIDAD 1. No se permite comer, beber, fumar, la aplicación de cosméticos o guardar comida en el laboratorio. 2. En el laboratorio se debe utilizar una bata larga, manga larga, la cual no debe ser utilizada en otros ambientes. 3. Se deben utilizar guantes de látex. Los guantes deben ser descartados cuando se sale del laboratorio, se atiende el teléfono, se abre una puerta, etc. Los guantes nunca deben reutilizarse. 4. El personal del laboratorio debe lavarse las manos con jabón desinfectante de manera regular, en especial antes de salir del laboratorio, después de manipular las muestras y al quitarse los guantes. 5. Las superficies de trabajo en el laboratorio deben ser impermeables y se descontaminarán con una solución de hipoclorito de sodio inmediatamente después de ocurrido un derrame y al finalizar un trabajo. 6. Se debe utilizar material descartable cuando sea posible y debe ser descartado cuidadosamente. 7. Los fluidos humanos, tales como el semen y la sangre, deben ser considerados como infectantes, y por consiguiente deben ser manipulados y descartados con especial cuidado. 8. Las gotas de semen, si son expelidas fuertemente pueden formar aerosoles y microgotas. Esto puede ocurrir si se utiliza un mezclador vortex o centrifugación, por lo tanto al hacerlo, se debe tapar el tubo que contiene la muestra y utilizar una mascarilla quirúrgica. 9. Cuando la cara externa del recipiente de semen está derramada deben lavarse las paredes externas con una solución de hipoclorito de sodio. 10. Se deben utilizar elementos de pipeteo mecánico para la manipulación de las muestras y los reactivos. Pipetear con la boca no está permitido. 11. Todos los objetos punzantes (agujas, hoja de bisturí, etc.) deben ser colocados en un recipiente marcado que se sella antes de estar completamente lleno y se descarta de la misma manera que otros elementos peligrosos del laboratorio. Otros elementos descartables (guantes, recipientes para semen) deben ser recolectados y eliminados convenientemente. 5

16 12. Se deben tomar medidas estrictas para evitar heridas accidentales con instrumentos cortantes infectados con semen y también el contacto del semen con heridas y lesiones cutáneas. 13. El laboratorio debe estar equipado con un aparato para lavar los ojos. 14. Los reactivos, productos químicos y colorantes que sean tóxicos deben ser guardados en una campana extractora. I.1.4. EXAMEN MACROSCÓPICO El examen macroscópico consiste en la evaluación y medición de: Licuefacción: Una muestra de semen normal se licua dentro de los 60 minutos de la eyaculación a temperatura ambiente, aunque esto suele ocurrir dentro de los primeros 15 minutos. En algunos casos, la licuefacción no es completa a los 60 minutos, y esto debe ser reflejado en el informe final. (OMS, 2001) Aspecto: El aspecto del eyaculado se evalúa según su homogeneidad, color, opacidad/transparencia y presencia de cuerpos mucosos o gelatinosos (Noriega y otros, 2002). El semen humano normalmente tiene una apariencia homogénea y grisopalescente. Volumen: El volumen del eyaculado puede ser medido usando un cilindro graduado de base cónica o mediante la comparación del peso de un contenedor estándar con y sin semen (OMS, 2001). El volumen se mide en mililitros (ml). Viscosidad: La viscosidad de la muestra licuada puede ser estimada aspirando la muestra con una pipeta y permitiendo la libre caída de las gotas, en las que se observará la longitud del filamento formado. En una muestra normal se observa la caída de gotas pequeñas y bien definidas, mientras que en una muestra de viscosidad anormal se formará un hilo mucoso mayor de dos centímetros. (OMS, 2001) ph: El ph debe ser medido dentro de una hora de la eyaculación. Para esto, se distribuye una gota de semen sobre el papel de ph (rango ph: 6,1 a 10,0); al cabo de 30 segundos el color de la zona impregnada debe ser uniforme y se compara con la cartilla de calibración para determinar el ph de la muestra. (OMS, 2001) 6

17 En la Figura 2 se presenta un diagrama que resume las pruebas que se llevan a cabo en las evaluaciones macroscópicas de un espermograma: (Noriega y otros, 2002) medir observar Volumen Licuefacción ml > 6.0 ml < 2.0 ml Antes de 60 minutos Normal Hiperespermia Hipospermia Completa ml ml < 1.0 ml Hipospermia leve Hipospermia moderada Hipospermia severa Después de 60 minutos Incompleta Pruebas Macroscópicas consiste en Gotas pequeñas y bien definidas Normal estimar Viscosidad Hilo mucoso Aumentada medir ph Normal < 7.2 o > 8.2 Anormal evaluar Aspecto Homogéneo Homogeneidad Heterogéneo Color Blanquecino, amarillento, rojizo, translúcido, marrón Volumen: Cantidad de la muestra en mililitros ph: Papel ph de escala Gránulos Hay gránulos No hay gránulos Figura 2. Evaluaciones macroscópicas en un espermograma. I.1.5. EXAMEN MICROSCÓPICO El examen microscópico permite estimar la concentración, motilidad, aglutinación, viabilidad y morfología de los espermatozoides; así como la presencia de elementos celulares distintos a los mismos. Elementos celulares distintos a los espermatozoides: El eyaculado contiene células diferentes de los espermatozoides, a las que se les refiere genéricamente como células redondas (células epiteliales del tracto uretral y la próstata, células de la espermatogénesis y leucocitos). (Noriega y otros, 2002) 7

18 Motilidad: Permite determinar la cantidad de espermatozoides móviles e inmóviles en una muestra y clasificarlos según la progresión lineal que posean. a. Espermatozoides móviles progresivos rápidos (Motilidad espermática categoría a, Motilidad espermática grado 3 (+++)): progresión rectilínea rápida. b. Espermatozoides móviles progresivos lentos (Motilidad espermática categoría b, Motilidad espermática grado 2 (++)): progresión rectilínea moderada o movimiento oscilante. c. Espermatozoides móviles no progresivos (Motilidad espermática categoría c, Motilidad espermática grado 1 (+)): movimiento, sin desplazamiento. d. Espermatozoides inmóviles ((Motilidad espermática categoría d, Motilidad espermática grado 0): ausencia de movimiento. Concentración espermática: Permite estimar la cantidad de espermatozoides por cada mililitro de semen. Para realizar el conteo de los espermatozoides se utilizan cámaras especializadas, como las de Makler y Neubauer. Viabilidad o vitalidad espermática: Refleja la proporción entre los espermatozoides inmóviles vivos y los espermatozoides inmóviles muertos (Noriega y otros, 2002). El Test de vitalidad con Eosina se utiliza para la determinación de la vitalidad. Morfología espermática: Permite evaluar la forma de los espermatozoides presentes en una muestra. Para que un espermatozoide sea considerado normal, la cabeza, el cuello, la pieza media y la cola deben ser normales (OMS, 2001). Según la OMS, un espermatozoide normal presenta las siguientes características: (Noriega y otros, 2002; OMS, 2001) a. Cabeza: Ovalada, única, lisa, región acrosomal claramente definida ocupando entre 40% y 70% del área total de la cabeza. Longitud entre 4,0-5,0 μ. Ancho entre 2,5-3,5 μ. Si hay vacuolas, no deberán ocupar más de la mitad del área. b. Pieza intermedia: Delgada, con un ancho menor a 1 μ, unida a la cabeza de forma axial, sin restos citoplasmáticos y aproximadamente del largo de una cabeza y media. c. Cola: Uniforme, única, desenrollada, 45 μ de longitud, ligeramente más estrecha que la pieza intermedia, sin residuo citoplasmático. 8

19 Todo espermatozoide que no cumpla con estas especificaciones será considerado anormal y sus defectos se reportarán en relación a las distintas regiones funcionales del espermatozoide. Aglutinación: Significa que los espermatozoides móviles se adhieren entre ellos por cualquiera de sus partes (cabeza con cabeza, cola con cola o de un modo mixto, por ejemplo, cabeza con cola). La adherencia de espermatozoides inmóviles o móviles a restos celulares o a células que no son espermatozoides, no se considera aglutinación, sino agregación inespecífica. En la Figura 3 se presenta un diagrama que resume las pruebas que se llevan a cabo en las evaluaciones microscópicas de un espermograma: (Noriega y otros, 2002) Figura 3. Evaluaciones microscópicas en un espermograma. 9

20 I.2. ASPECTOS BÁSICOS DE LAS ONTOLOGÍAS I.2.1. DEFINICIÓN DE ONTOLOGÍA El término Ontología tiene su origen en la filosofía y es una disciplina que trata de dar una explicación sistemática de la existencia. Proviene de la conjunción de los términos griegos ontos y logos que significan existencia y estudio respectivamente. La Inteligencia Artificial razona sobre modelos que construye para representar el mundo, por lo tanto no es extraño que los investigadores adoptaran el término Ontología para describir todo lo que puede ser representado computacionalmente. Algunas definiciones de Ontología en Inteligencia Artificial son: Una ontología es el resultado de seleccionar un dominio y aplicarle un método para obtener una representación formal de los conceptos que contiene y las relaciones que existen entre ellos. (Tramullas, 1999) Una ontología es una jerarquía de conceptos con atributos y relaciones, que especifica una terminología consensuada para definir redes semánticas de unidades de información interrelacionadas. (Castells, 2003) Las ontologías definen los términos usados para describir y representar un área de conocimiento. Son utilizadas por personas, bases de datos y aplicaciones que necesitan compartir información de un dominio. (Heflin, 2004) Según Gruber (1993) una ontología es una especificación explícita de una conceptualización. Borst (1997) modificó ligeramente la definición de Gruber: una ontología es una especificación formal de una conceptualización compartida. Para Studer y sus colegas (1998) la esencia de una ontología está basada en la unión de las definiciones de Gruber y Borst: una ontología es una especificación explícita y formal de una conceptualización compartida. Esta última definición es la más aceptada por la comunidad de desarrolladores de ontologías. Se le puede agregar expresividad definiendo los términos claves que la componen (Ramos, 2004; Silva, 2002): 10

21 Conceptualización: Modelo abstracto de un fenómeno, que puede ser visto como un conjunto de reglas informales que restringen su estructura. Por lo general, se expresa como un conjunto de conceptos, sus definiciones e interrelaciones. Explícita: Se refiere a la especificación de los conceptos y las restricciones sobre ellos. Formal: Interpretable por un computador. Compartida: Captura conocimiento consensual, es decir, que no es privado de un individuo sino aceptado por un grupo. El área de la Inteligencia Artificial que comprende el conjunto de actividades concernientes al proceso de desarrollo de las ontologías, su ciclo de vida, los métodos y metodologías para construirlas y las herramientas y lenguajes que las soportan, se denomina Ingeniería Ontológica (Corcho y otros, 2005). I.2.2. BENEFICIOS DE LAS ONTOLOGÍAS La utilización extendida y estandarizada de las ontologías permite: (Abad, 2003/2004; Honrubia, S/F) Compartir conocimiento común sobre la estructura de la información, entre personas o agentes de software. Reutilizar el conocimiento de un dominio. Separar el conocimiento operacional del conocimiento sobre el dominio. Hacer explícitas las suposiciones sobre el dominio. Analizar el conocimiento del dominio. Preservar el conocimiento perecedero de los expertos en cualquier área de aplicación. Usar un formato de intercambio de conocimiento. I.2.3. COMPONENTES DE UNA ONTOLOGÍA Los componentes de una ontología varían de acuerdo al dominio de interés y a las necesidades de los desarrolladores. Entre estos componentes se encuentran los siguientes: (Ramos, 2004; Lozano, 2002; Martín, 2004) 11

22 Conceptos o Clases: Una clase es un conjunto de objetos. Los objetos de una clase se pueden describir especificando las propiedades que éstos deben satisfacer para pertenecer a dicha clase. Las clases son la base de la descripción del conocimiento en las ontologías ya que describen los conceptos (ideas básicas que se intentan formalizar) del dominio. Relaciones: Representan las interacciones entre los conceptos del dominio. Funciones: Son un tipo concreto de relación donde se identifica un elemento mediante el cálculo de una función que considera varios elementos de una ontología. Instancias: Representan objetos determinados de un concepto. Taxonomía: Conjunto de conceptos organizados jerárquicamente. Las taxonomías definen las relaciones entre los conceptos pero no los atributos de estos. Axiomas: Se usan para modelar sentencias que son siempre ciertas. Los axiomas permiten, junto con la herencia de conceptos, inferir conocimiento que no esté indicado explícitamente en la taxonomía de conceptos. Los axiomas definidos en una ontología pueden ser estructurales o no estructurales. Un axioma estructural establece condiciones relacionadas con la jerarquía de la ontología, conceptos y atributos definidos. Un axioma no estructural establece relaciones entre atributos de un concepto y son específicos de un dominio. Vocabulario: Conjunto de palabras con una explicación y documentación que persigue la universalidad y el formalismo en el contexto de un dominio. Propiedades (Slots): Son las características o atributos que describen a los objetos. Las especificaciones, rangos y restricciones sobre los valores de las propiedades se denominan facets. Para una clase dada, las propiedades y las restricciones sobre ellas son heredadas por las subclases y las instancias de la clase. Conceptualización: Conjunto de conceptos, relaciones, objetos y restricciones que caracterizan un domino. Frame: Una estructura constituida por clases, instancias y relaciones. I.2.4. PROCESO DE DESARROLLO DE LAS ONTOLOGÍAS El proceso de desarrollo de ontologías se refiere a las tareas que hay que llevar a cabo para construirlas. En general, las metodologías proporcionan un conjunto de directrices que indican cómo hay que llevar a cabo las actividades identificadas en el 12

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