Contribution à la construction d’ontologies et à la recherche d’information : application au domaine médical

This work aims at providing efficient access to relevant information among the increasing volume of digital data. Towards this end, we studied the benefit from using ontology to support an information retrieval (IR) system.We first described a methodology for constructing ontologies. Thus, we proposed a mixed method which combines natural language processing techniques for extracting knowledge from text and the reuse of existing semantic resources for the conceptualization step. We have also developed a method for aligning terms in English and French in order to enrich terminologically the resulting ontology. The application of our methodology resulted in a bilingual ontology dedicated to Alzheimer’s disease.We then proposed algorithms for supporting ontology-based semantic IR. Thus, we used concepts from ontology for describing documents automatically and for query reformulation. We were particularly interested in: 1) the extraction of concepts from texts, 2) the disambiguation of terms, 3) the vectorial weighting schema adapted to concepts and 4) query expansion. These algorithms have been used to implement a semantic portal about Alzheimer’s disease. Further, because the content of documents are not always fully available, we exploited incomplete information for identifying the concepts, which are relevant for indexing the whole content of documents. Toward this end, we have proposed two classification methods: the first is based on the k nearest neighbors’ algorithm and the second on the explicit semantic analysis. The two methods have been evaluated on large standard collections of biomedical documents within an international challenge.Ce travail vise à permettre un accès efficace à des informations pertinentes malgré le volume croissant des données disponibles au format électronique. Pour cela, nous avons étudié l’apport d’une ontologie au sein d’un système de recherche d'information (RI).Nous avons tout d’abord décrit une méthodologie de construction d’ontologies. Ainsi, nous avons proposé une méthode mixte combinant des techniques de traitement automatique des langues pour extraire des connaissances à partir de textes et la réutilisation de ressources sémantiques existantes pour l’étape de conceptualisation. Nous avons par ailleurs développé une méthode d’alignement de termes français-anglais pour l’enrichissement terminologique de l’ontologie. L’application de notre méthodologie a permis de créer une ontologie bilingue de la maladie d’Alzheimer.Ensuite, nous avons élaboré des algorithmes pour supporter la RI sémantique guidée par une ontologie. Les concepts issus d’une ontologie ont été utilisés pour décrire automatiquement les documents mais aussi pour reformuler les requêtes. Nous nous sommes intéressés à : 1) l’identification de concepts représentatifs dans des corpus, 2) leur désambiguïsation, 3), leur pondération selon le modèle vectoriel, adapté aux concepts et 4) l’expansion de requêtes. Ces propositions ont permis de mettre en œuvre un portail de RI sémantique dédié à la maladie d’Alzheimer. Par ailleurs, le contenu des documents à indexer n’étant pas toujours accessible dans leur ensemble, nous avons exploité des informations incomplètes pour déterminer les concepts pertinents permettant malgré tout de décrire les documents. Pour cela, nous avons proposé deux méthodes de classification de documents issus d’un large corpus, l’une basée sur l’algorithme des k plus proches voisins et l’autre sur l’analyse sémantique explicite. Ces méthodes ont été évaluées sur de larges collections de documents biomédicaux fournies lors d’un challenge international

The impact of arterial input function determination variations on prostate dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging pharmacokinetic modeling: a multicenter data analysis challenge, part II

This multicenter study evaluated the effect of variations in arterial input function (AIF) determination on pharmacokinetic (PK) analysis of dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) data using the shutter-speed model (SSM). Data acquired from eleven prostate cancer patients were shared among nine centers. Each center used a site-specific method to measure the individual AIF from each data set and submitted the results to the managing center. These AIFs, their reference tissue-adjusted variants, and a literature population-averaged AIF, were used by the managing center to perform SSM PK analysis to estimate Ktrans (volume transfer rate constant), ve (extravascular, extracellular volume fraction), kep (efflux rate constant), and τi (mean intracellular water lifetime). All other variables, including the definition of the tumor region of interest and precontrast T1 values, were kept the same to evaluate parameter variations caused by variations in only the AIF. Considerable PK parameter variations were observed with within-subject coefficient of variation (wCV) values of 0.58, 0.27, 0.42, and 0.24 for Ktrans, ve, kep, and τi, respectively, using the unadjusted AIFs. Use of the reference tissue-adjusted AIFs reduced variations in Ktrans and ve (wCV = 0.50 and 0.10, respectively), but had smaller effects on kep and τi (wCV = 0.39 and 0.22, respectively). kep is less sensitive to AIF variation than Ktrans, suggesting it may be a more robust imaging biomarker of prostate microvasculature. With low sensitivity to AIF uncertainty, the SSM-unique τi parameter may have advantages over the conventional PK parameters in a longitudinal study